歧口凹陷烷烃气碳、氢同位素特征及成因类型

通过对天然气碳同位素、氢同位素和干燥系数关系的分析,划分歧口凹陷的烷烃类天然气成因类型,拓展研究区天然气勘探领域,明确今后勘探方向。歧口凹陷的烷烃类天然气包括生物气、生物-热成因混合气和热成因气3个大类,热成因气是凹陷的主力天然气类型,其探明储量占总储量的95%以上。热成因气按母质类型又划分为陆相油型气和煤成气,油型气按成熟度分为低熟气、成熟气和高熟气,主要来自第三系湖相泥岩;埕海潜山天然气属于高熟煤成气,主要来自石炭系-二叠系煤系烃源岩。今后,歧口凹陷天然气勘探应坚持以中深层为主要层段,以潜山和深层碎屑岩为主要勘探领域,同时加强煤成气资源潜力的研究。     

东濮凹陷马厂构造深层混源气藏气源探讨

根据东濮凹陷马厂深层气藏天然气常规组成、C1-C5单体气态烃碳同位素组成以及轻烃色谱指纹3方面微观信息的分析，并与文留气田文23井典型石炭系-二叠系煤成气以及白庙、刘庄、桥口煤成气-油型气混合天然气进行气／气对比，揭示了马厂深部气藏沙三段-沙四段天然气以煤成气为主，渗混入少量Es3-Es4油型气的混源特征，证实了东濮凹陷南部石炭系-二叠系煤系烃源岩具有一定煤成气供烃能力。     

烃源岩有限空间油气生排模拟及其意义

利用DK-Ⅱ型地层孔隙热压生排烃模拟实验仪,对东濮凹陷沙三2亚段烃源岩开展烃源岩有限空间油气生排模拟研究,结果揭示烃源岩的生排烃演化呈现出4个阶段,即烃源岩在Ro值小于等于0.72%的阶段为相对缓慢生油阶段,生成的油无法排出;R_o值介于0.72%～0.80%之间的阶段为烃源岩快速生油阶段,但生成的油仍主要残留于烃源岩中;在R_o值为0.80%～1.00%时干酪根生油已结束或受到抑制,主要表现为大分子"油"向小分子"油"转化,该阶段油可以排运在烃源岩上、下邻接的砂岩层以及烃源岩表面及裂缝内,这为东濮凹陷及其他盆地或凹陷在以烃源岩为主体的发育带寻找非常规油气藏提供了依据;在R_o值大于1.00%时主要进入油裂解成气阶段,但即使在R_o为2.0%甚至2.4%时,生成的油也没有全部裂解成甲烷气,主要还是以油的形式存在,启示可以打破传统认识在更深的层位寻找石油。      

东濮凹陷天然气成藏规律研究

东濮凹陷是渤海湾盆地的一个构造单元,位于豫、鲁和冀三省交界处,面积5300km2。具有丰富的油气资源,是中国东部唯一的既富油又富气的凹陷。东濮凹陷具有形成天然气藏的良好地质条件。东濮凹陷天然气按成因分为煤成气、油成气和混合气,每种天然气在组分、碳同位素、氩同位素等方面有较大差异。煤成气藏成藏期有一次,大约在35-20Ma之间。油型气成藏期为两次,第一期为25-20Ma,第二期为2Ma以来。生烃中心,烃源岩热演化程度,区域生、储、盖组合关系控制了气藏的分布规律。     

渤海湾盆地东濮凹陷古生界煤成烃特征模拟实验研究

通过渤海湾盆地东濮凹陷石炭—二叠系煤系地层实际地质条件下煤的半开放体系加水热模拟实验研究,刻画了该区煤岩不同温压介质条件下生排烃特征及潜力。研究表明:（1）东濮凹陷石炭—二叠系煤具有极高的生烃潜力,最高产烃量达254 mg/g,其中气态烃总产率220 mL/g,液态烃最高产率为145.8 mg/g;（2）煤成油的演化呈峰形尖锐的单峰特征,生油高峰在325 ℃（R_o＝1.08%）,生成的液态烃类近40%排出煤体;（3）煤成气的演化呈多阶段性逐渐增大的特征,其中325~450 ℃和500~550 ℃2个区间气态烃类快速增加,前者主要缘于液态烃的大量裂解,后者是煤芳香结构进一步稠合生烃演化产生;（4）东濮凹陷石炭—二叠系煤既生油又生气,其煤成油潜力与吐哈盆地侏罗系煤相当,煤成气潜力与鄂尔多斯石炭—二叠系煤相当。      

东濮凹陷天然气富集规律

通过实验模拟,气体组分及同位素特征分析,对东濮凹陷不同类型天然气藏进行了聚类分析,并对成因进行判识。明确了古近系和石炭—二叠系2套烃源岩,在高热演化条件下可依次形成原油裂解气、湖相泥岩干酪根晚期裂解气及煤成气,3种主要生气方式造就了东濮凹陷深层富气。成因判识及气藏动态过程分析表明,东濮凹陷凝析气藏及煤成气藏具有"近源聚集、接力成藏、W型分布"的成藏特征。结合典型气藏解剖,指出深层凝析气及煤成气的富集主要受高热演化烃源岩的分布控制,其中,凝析气藏的有利勘探区域受深度(小于4 350 m)、坡度(同沉积断层)、有机质丰度(TOC0.8%)("三度")控制,二次生烃区域斜坡构造部位及深层储层"甜点"发育区是古近系深层凝析气藏勘探重点领域。煤成气的有利勘探区域主要集中在上古生界煤系源岩Ro2.0%、生气强度大于20×108 m3/km2的区域,中央隆起带及斜坡中下部位为有利勘探区。     

东海盆地西湖凹陷主力烃源岩特征及分布

基于近年大量勘探成果,结合地球化学分析和盆地模拟技术,综合分析确定了西湖凹陷烃源岩的有机地球化学和分布特征,并探讨了区内天然气成因及来源。结果表明,西湖凹陷主要发育平湖组和花港组2套源岩,岩性主要为暗色泥岩和煤,平湖组煤系源岩为该区主力供烃层系,最大厚度分布于保俶斜坡带中部及三潭深凹-中央背斜带中南部,并沿凹陷两侧逐渐减薄。源岩评价表明平湖组以中-好烃源岩为主,泥岩有机质类型以Ⅱ₂型和Ⅲ型为主,煤以Ⅲ型为主;三潭深凹与中央背斜带内平湖组现今多处于成熟-过成熟阶段,其源岩成熟早且生气强度明显高于生油强度。有机质生源以陆源高等植物为主,形成于淡水-微咸水、偏氧化的沉积环境。西湖凹陷天然气以烃类气体为主,多属煤型气;西湖凹陷天然气成熟度（R_o值）多在0.58%～1.97%,为成熟-高熟源岩热演化产物。中央背斜带及三潭深凹花港组产出的天然气主要来源于自身下部平湖组成熟-高熟源岩,亦有该区花港组下段成熟源岩贡献;保俶斜坡带中部平湖构造带花港组产出天然气主要来源于花港组自生;保俶斜坡带平湖组产出天然气多来源于平湖组,部分井产出的高熟气样可能来源于邻区三潭深凹高熟平湖组源岩贡献。系统分析西湖凹陷主力烃源岩特征及分布规律,对深化油气勘探具有实际指导意义。     

珠江口盆地白云凹陷烃源岩热史及成熟史模拟

珠江口盆地白云凹陷文昌组和恩平组陆相烃源岩热史及成熟史研究对白云凹陷深水油气勘探具有指导意义。在恢复白云凹陷地史和热史的基础上,利用EASY%R_o模型计算了白云凹陷西凹、主凹和东凹文昌组和恩平组两套烃源岩的成熟度史,并分别对比文昌组和恩平组烃源岩在白云凹陷西凹、主凹和东凹成熟度演化特征。研究结果表明:1)自始新世早期起白云凹陷热流值持续上升,在距今约44Ma时达到最大值大约为77mW/m2,现今热流值为60mW/m2左右。2)白云凹陷西凹、主凹和东凹文昌组烃源岩开始生烃(R_o=0.5%)时间分别为距今43,44,35Ma,达到生烃高峰(R_o=1.0%)时间分别为距今30,35,17Ma,达到高成熟(R_o=1.3%)时间分别为距今25,33,13Ma;而恩平组烃源岩开始生烃时间分别为距今20,30,22Ma,达到生烃高峰时间分别为距今10,22,8Ma,达到高成熟时间分别为距今8,17,0Ma。3)白云凹陷主凹烃源岩生烃时间最早,主生油期时间短,热演化程度最高;东凹烃源岩生烃时间最晚,主生油期时间长,热演化程度最低。      

应用TSM盆地模拟技术恢复准噶尔盆地东北缘石炭系烃源岩热演化史

准噶尔盆地东北缘石炭系发育多套烃源岩,恢复烃源岩热演化史对深化认识该区油气成藏过程具有重要作用。在盆地原型演化与烃源岩发育特征研究基础上,应用TSM盆地模拟资源评价系统建立了一维和三维盆地模拟模型,恢复了不同构造单元埋藏史、热史和烃源岩生烃演化史。准噶尔盆地东北缘各凹陷石炭系烃源岩生烃演化过程存在明显的差异,乌伦古坳陷石炭系烃源岩在石炭纪末进入低成熟演化阶段,二叠纪隆升造成烃源岩演化停滞,三叠纪末再次埋藏演化达二次生烃门限,现今处于过成熟生干气阶段（R_o>2.0%）;三南凹陷石炭系烃源岩在二叠纪进入低成熟演化阶段,现今处于高成熟演化生气阶段（R_o为1.5%～1.9%）;滴水泉凹陷石炭系烃源岩在三叠纪进入低成熟演化阶段,现今仍处于成熟演化生油阶段（R_o为0.8%～1.3%）。通过模拟计算获得了乌伦古坳陷石炭系姜巴斯套组烃源岩的累计生烃量为205.2×108 t,其中石炭纪末累计生烃量为103×108 t,是主要的生油高峰期;白垩纪末累计生烃量为184.4×108 t,是主要的生气高峰期。      

渤海湾盆地东濮凹陷桥口—白庙地区古近系沙河街组天然气成因

通过分析渤海湾盆地东濮凹陷桥口—白庙地区古近系沙河街组天然气的组分、稳定碳同位素特征,对其天然气成因类型、成熟度和混源比例进行了研究,取得以下认识:桥口—白庙地区古近系沙河街组天然气成因复杂,有煤成气、油型气和混合气3种天然气类型;桥口地区烷烃气中甲烷含量明显低于白庙地区,而重烃气含量较高;白庙地区天然气成熟度普遍高于桥口地区,前者为成熟—高成熟阶段的烃源岩生成,后者为成熟早期—成熟阶段生成;桥口地区的桥14井、桥73井和桥76井为典型的油型气,主要来源于沙三段腐泥型有机质。白庙地区靠近兰聊断层的白3井和白8井,天然气为典型的煤成气,来源于石炭系—二叠系煤系地层。桥口地区的混合气以油型气为主,白庙地区的混合气则以煤成气为主。2个地区混合成因气具有多套烃源岩层位来源,石炭系—二叠系煤系、古近系腐泥型、腐殖型烃源岩均有贡献。     

胜利油田石炭-二叠系煤成气生成模式

胜利油田在所属的临清坳陷东部和济阳坳陷发现了石炭-二叠系煤成气,根据该煤系烃源岩的分布与性质、所处构造单元及其演化特征分析,发现隆起、凸起、低凸起、斜坡和洼陷深部等5个构造单元的生烃史存在明显差别.将煤岩一次和二次生烃模拟实验得到的活化能等动力学参数与不同构造单元的埋藏史相结合,建立了不同构造单元煤成气生成量与地质年代的数量关系,得到了5种煤成气生成模式:隆起区中晚期不生烃模式;凸起区晚期不生烃模式;低凸起晚期成熟-高熟生烃模式;斜坡带晚期成熟高熟生烃模式;深洼带晚期过熟生烃模式.研究表明:临清坳陷东部洼陷带、惠民凹陷南坡、沾化凹陷罗家斜坡带、车镇凹陷东部斜坡带、埕东凸起北部斜坡带等发育高成熟气源灶,斜坡带及周边地区是最为有利的煤成气勘探区.     

吐哈盆地丘东洼陷致密砂岩气地球化学特征

丘东洼陷是吐哈盆地致密砂岩气勘探开发的重点地区。通过致密砂岩气、煤系烃源岩的地球化学实验等分析,研究了丘东洼陷中下侏罗统致密砂岩气地球化学特征、成因类型、主力气源类型与分布等。结果表明：丘东洼陷致密砂岩气以烃类气体为主,含量为56.8%～97.2%,非烃气体主要为N₂;天然气干燥系数（C₁/C_1-5）为0.79～0.89,全部为湿气;天然气均为热成因气,温吉桑地区致密砂岩气为煤型气,照壁山-红旗坎地区为混合成因气,鄯勒地区为混合气和油型气,柯柯亚地区为混合气和煤型气;丘东洼陷北部地区致密砂岩气成烃母质中含有一定量的腐泥组分,南部温吉桑地区生气母质以偏腐殖型有机质为主;依据烃源岩有机质生物来源构成与沉积环境等指标参数,将研究区中下侏罗统泥岩分为A、B、C、D  4种类型。精细气源对比表明,致密砂岩气烃源岩以煤系泥岩为主,煤岩不是主要的气源岩。有效泥质烃源岩发育区是寻找致密砂岩气“甜点”的重要方向。     

东濮凹陷深层气藏成藏规律

东濮凹陷具有形成深层气的优越基础地质条件：两套优质烃源岩、多种类型的储集砂体和高异常孔隙发育、厚的岩盐和泥岩作为良好盖层.东濮凹陷深层气可分为煤成气、油型气和混合气3种类型,不同类型的深层气具有不同的空间分布规律.通过生烃史、充注史、构造演化史与油气运聚史综合分析,采用油气成藏的动态预测方法,总结出东濮凹陷深层气藏运聚成藏模式.     

东濮凹陷文留地区古近系沙河街组烃源岩特征分析

东濮凹陷位于渤海湾盆地西南端，是一个受区域性应力拉张作用所形成的盐湖断陷盆地，文留构造位于东濮凹陷中央隆起带，是东濮凹陷油气产量的主力区。通过对烃源岩有机质丰度、类型与成熟度的研究，综合评价东濮凹陷文留地区的生烃潜力。研究结果表明文留地区沙河街组烃源岩有机质丰度高，干酪根的类型以沙一段烃源岩最好，主要为ⅡA，以生油为主；沙三3，4段及沙四段烃源岩类型较差，主要为ⅡB-Ⅲ型以生气为主，沙三1，2段烃源岩类型介于两者之间，烃源岩在2450m左右进入成熟阶段，3300m左右进入高成熟阶段，至4100m时进入湿气阶段，5000m以下为干气阶段。     

富油凹陷不同洼陷烃源岩的热演化及生烃特征差异性

渤海湾盆地富油凹陷通常发育多个生烃洼陷,每个洼陷往往为相对独立的生烃中心;由于沉积埋藏史的差异,不同洼陷及其不同构造部位烃源岩的热演化和生烃特征存在明显差异。以渤海湾盆地东濮凹陷和东营凹陷古近系沙河街组主要烃源岩系为例,对比分析了两凹陷中主要生烃洼陷烃源岩的热演化及生烃史特征,并探讨了其对油气藏形成及分布的控制作用。研究认为,在发育多个生烃洼陷的富油凹陷,以毗邻陡坡带大断裂的洼陷埋藏最深,烃源岩最发育、热演化程度最高、生烃能力最强、资源量最丰富;由于母质条件和埋藏热史的差异,同一层系不同亚段烃源岩、同一洼陷不同构造部位烃源岩的生烃特征具有较大差异;不同富油凹陷烃源岩埋藏演化生烃也存在明显差异性。      

东濮凹陷CO2气资源潜力评价

东濮凹陷在下古生界奥陶系风化壳与下古近系Es₃¹地层发现了高含CO₂气层，通过气源对比分析，古近系Es₃¹的有机气体来源下第三系碎屑岩地层生成的油型气，CO₂则来源于石炭-二叠系的煤在二次生烃中伴生CO₂气与海相碳酸盐岩高温分解的无机CO₂混合形成的；对东濮凹陷两类CO₂气源岩高温模拟实验可知，石炭-二叠系煤生气能力是奥陶系灰岩的9倍，煤生成的气体70%~80%为甲烷，含少量的CO₂，而灰岩90%以上为CO₂气，煤是东濮凹陷最重要的气源岩；通过计算认为：东濮凹陷CO₂气的资源量为980×10⁸m³，相当于常规天然气资源量的1/4，具有较大的资源潜力。     

四川盆地中侏罗统沙溪庙组天然气地球化学特征及成因

四川盆地中侏罗统沙溪庙组是低油价形势下四川盆地天然气勘探的重要领域,但盆地内不同地区天然气来源尚不明确,影响下一步勘探部署决策,为此开展侏罗系沙溪庙组天然气地球化学特征及成因研究。结果表明：①沙溪庙组天然气属于干酪根降解气,甲烷含量>84%,含少量乙烷、丙烷等烃类气体及少量的氮气、二氧化碳等非烃气体,不含硫化氢,不同区域的天然气成熟度存在差别;②天然气δ¹³C₁值为-39.2‰~-31.2‰、δ¹³C₂值为-32.8‰~-22.3‰、δ¹³C₃值为 -28.7‰~-19.5‰,天然气碳同位素未发生倒转,川西地区为煤成气,川中地区为油型气,川东地区为煤成气和油型气混合气,以油型气为主;③不同区域天然气δ¹³C₁值、δ¹³C₂值的差异,与其来源于不同类型烃源岩贡献比例大小有关。川西、川西南地区主力烃源岩为须五段煤系烃源岩,川中地区为下侏罗统湖相烃源岩,川东地区天然气来源于须五段和下侏罗统烃源岩。研究结果对四川盆地侏罗系沙溪庙组下一步天然气勘探部署决策具有重要的指导意义。     

准噶尔盆地风城组烃源岩生气潜力与天然气勘探领域

准噶尔盆地天然气探明率低,亟需寻找战略接替领域。下二叠统风城组是盆地最重要的一套烃源岩,但对其生气潜力研究较少。利用最新钻井和地震资料,通过生烃动力学、同位素动力学、有机岩石学和盆地模拟,系统分析了风城组的生气潜力。研究表明,该套烃源岩岩性复杂,除暗色泥页岩外,还包括沉凝灰岩、含凝灰白云质泥岩、钙质泥岩、硅化白云质页岩、硅硼钠石岩等,其有机质为Ⅰ型—Ⅱ₁型,总体属于中等—好烃源岩。风城组烃源岩单位总有机碳甲烷产率高,最高可达650 mL/g。在沙湾凹陷和盆1井西凹陷,该套烃源岩在早、晚白垩世先后进入生气高峰,生气强度大于20×10⁸ m³/km²的面积达13 000 km²,具备形成大—中型气田的资源潜力。在2大凹陷周缘发现大量来自风城组的高熟油型气,也发育近源和源内有利勘探目标,有望成为准噶尔盆地天然气勘探的新领域。     

珠江口盆地惠州凹陷古近系文昌组优质湖相烃源岩生烃动力学

基于两种升温速率下的玻璃管封闭体系烃源岩生烃模拟实验，最大程度排除烃类裂解的影响，揭示了珠江口盆地惠西南地区古近系文昌组半深湖相优质烃源岩的生油与生气的绝对产率及其与成熟度的理论共变模式。通过生烃模拟实验提供的精确产率数据，首次建立了该区文昌组优质烃源岩生成重烃（C₁₄₊）及降解气（C_1-5）的动力学模型参数。利用地质推演的手段重建了半深湖相烃源岩生成重烃-烃气转化率与地层温度的理论协变关系，结合生烃洼陷的埋藏史-热演化史，认为惠州26洼文昌组半深湖相优质烃源岩的生烃演化进程具有“早油晚气”的特点，早期石油快速生成，对应的地质年代跨度介于40～15 Ma，地温范围为95～160 ℃，而晚期主力烃源岩生成大量天然气，对应的地温范围为119～205 ℃，烃源岩现处于生气阶段的末期。     

鄂尔多斯盆地奥陶系原生天然气地球化学特征及其对靖边气田气源的意义

通过对鄂尔多斯盆地余探1井奥陶系天然气气源分析,来重新认识靖边气田风化壳气藏气源。余探1井奥陶系烃源岩地球化学特征及天然气碳同位素对比分析发现,中奥陶统乌拉力克组有机碳含量(TOC)在0.30%~1.16%,平均为0.51%,暗色泥岩厚度52.59 m,可以成为有效烃源岩;天然气甲烷的碳同位素组成明显偏轻,δ¹³C₁值在-39.11‰~-38.92‰,乙烷的碳同位素较偏重,δ¹³C₂在-27.26‰~-27.17‰,如果根据乙烷碳同位素来判别,应具有煤成气特征。然而,烃源岩热模拟实验计算的天然气成熟度(R_o=1.86%~1.89%)与烃源岩实测的热成熟度(R_o=1.83%~1.92%)基本一致,都具高热演化特征。从气藏储、盖配置关系上看,气藏上覆奥陶系泥岩厚度大,上古生界煤成气难以混入;天然气偏轻的甲烷碳同位素特征与碳酸盐岩生油岩的甲烷热解气碳同位素组成相似。这些证据表明,余探1井奥陶系天然气应具有油型气的特征。以余探1井奥陶系天然气作为鄂尔多斯盆地油型气端元,对靖边气田中-北部及南部地区天然气碳同位素组成对比分析,结果表明:(1)甲烷碳同位素应作为判识鄂尔多斯盆地奥陶系天然气气源的主要指标,δ¹³C₁小于-38‰是靖边气田风化壳气藏油型气的判别标志;(2)靖边气田整体仍以高成熟混合型煤成气为主,但油型气混入比例南部地区大于中部及北部地区;(3)乙烷次生裂解作用可能是造成奥陶系油型气乙烷碳同位素偏重的主要原因。