四川盆地二叠系烃源岩及其天然气勘探潜力(二)——烃源岩地球化学特征与天然气资源潜力

四川盆地二叠系发育中二叠统海相碳酸盐岩和上二叠统海陆交互相碎屑岩两套烃源岩,由于其热演化程度高,造成对烃源岩原始生烃潜力及天然气资源潜力认识不清。为此,通过研究该盆地内探井及盆地周缘剖面大量二叠系烃源岩样品的地球化学特征及生烃潜力随成熟度的变化规律,探讨了二叠系烃源岩的原始生烃潜力以及在地质历史时期生排烃量、干酪根与原油裂解生成天然气的资源潜力。研究结果表明:(1)上二叠统龙潭组泥岩和碳质泥岩总有机碳含量高、原始生烃潜力大,是二叠系中最主要的油气烃源岩,龙潭组煤层也是非常重要的气源岩,上二叠统大隆组有机碳含量和生烃潜力也很高,是四川盆地北部重要的油气源岩,中二叠统碳酸盐岩烃源岩总有机碳含量与原始生烃潜力低,是次要的油气源岩;(2)二叠系烃源岩在地质历史时期生成原油3 290×10~8 t,生成天然气420×10~(12) m~3,龙潭组烃源岩对原油和天然气的贡献率分别为80%和85%;(3)二叠系烃源岩形成的古油藏原油资源量为580×10~8 t,原油裂解气资源量为4.45×10~(12) m~3,干酪根直接生成的天然气资源量约为2.10×10~(12) m~3,天然气资源总量可达6.55×10~(12) m~3,其中原油裂解气占70%。结论认为,四川盆地北部和中部—东南部是二叠系的两个生烃中心,也是最有利的二叠系油气成藏和天然气勘探区域,古油藏是最具天然气资源潜力的勘探目标。     

中上扬子地区二叠系烃源岩评价与油气生成

中上扬子地区经历了多期原型盆地的复合叠加,按照烃源岩有机碳含量下限标准,在49条踏勘剖面及丰富的烃源岩样品分析基础上,分析了中上扬子地区二叠系烃源岩的沉积环境、分布范围、有机地球化学特征及其油气生成。下二叠统烃源岩分布广泛,为一套区域性优质烃源岩,沉积于深水-次深水陆棚,北部为秦岭南部隆起、西部为康滇古陆-宝兴隆起、南部为黔中隆起和东南部为江南雪峰隆起所包围,母质类型以Ⅰ-Ⅱ1型干酪根为主,是四川盆地二叠系、三叠系气藏的重要气源岩;上二叠统烃源岩主要包括龙潭组、大隆组泥质岩夹煤层,为较好烃源岩,分布广泛,母质类型以Ⅱ2-Ⅲ干酪根为主;研究区二叠系烃源岩总体处于高过成熟热演化阶段。     

南黄海古生代盆地原型演变与烃源岩发育特征

钻井及露头证实下扬子陆区发育下寒武统幕府山组、上奥陶统五峰组—下志留统高家边组、二叠系3套烃源岩。盆地发育时期的动力学环境决定该时期的盆地原型，盆地原型影响盆内岩相及烃源岩展布。幕府山组沉积时期，南黄海盆地表现为张裂背景下的被动陆缘克拉通盆地，盆地相及深水陆棚相呈环带状围绕古隆起或台地发育，为烃源岩发育优势相带，推测南黄海盆地中部隆起及北部幕府山组烃源岩发育较好；五峰组—高家边组沉积时期，南黄海盆地表现为挤压背景下的前陆盆地，盆地相、斜坡相、深水陆棚相由西北向东南依次呈条带状分布，盆地相、深水陆棚相为烃源岩发育优势相带，预测五峰组—高家边组烃源岩主要在南黄海地区中北部发育且有一定厚度；上二叠统龙潭组沉积时期，南黄海盆地表现为挤压背景下的活动大陆边缘坳陷型盆地，在该盆地中各沉积相带呈环带状分布，三角洲相、潮坪相、沼泽相为烃源岩发育优势相带，发育龙潭组品质中等—好的烃源岩；预测龙潭组烃源岩在南黄海盆地中部发育，是南黄海盆地古生界的次要烃源岩。      

中上扬子地区二叠系烃源岩特征

基于烃源岩的类型、分布,有机质的丰度、成熟度等方面的分析,对中上扬子地区二叠系烃源岩的特征进行了详细研究,并对烃源岩发育的控制因素进行了探讨。研究表明:中上扬子地区二叠系烃源岩主要为暗色碳酸盐岩、暗色泥(页)岩和煤,薄层硅岩也是潜在的烃源岩;其中中二叠统烃源岩以暗色碳酸盐岩为主,上二叠统烃源岩以暗色碳酸盐岩和暗色泥(页)岩为主;栖霞阶和茅口阶烃源岩厚度较大,分布较广;吴家坪阶和长兴阶烃源岩厚度相对较小,分布相对较局限;川西北-川东北-渝东-鄂西-黔北-黔中地区是各阶烃源岩分布的叠合区,是有利的生烃区带;研究区二叠系烃源岩的发育与沉积环境和上升流作用的关系密切,沉积环境控制着烃源岩的岩石类型和有机质丰度,中二叠统优质烃源岩的发育还与上升流的作用有关。     

川西地区中三叠统雷口坡组气藏气源分析

为进一步落实四川盆地西部（以下简称川西地区）中三叠统雷口坡组天然气来源,基于有机地化、地球物理等资料,对该地区雷口坡组气源进行了综合分析。研究结果表明：①川西地区海相二、三叠系发育多套烃源岩,包括雷口坡组碳酸盐岩,上、中二叠统泥岩和碳酸盐岩,雷口坡组烃源岩发育蒸发环境中,主要分布在崇州-德阳一线的雷四段膏湖中心,生烃强度介于2×108～10×108 m3/km2,上二叠统泥质烃源岩和中二叠统碳酸盐岩烃源岩在川西地区均有分布,主要集中于大邑-绵竹一带,生烃强度分别介于8×108～22×108 m3/km2和30×108～60×108 m3/km2;②川西地区发育多条断至二叠系的深大断裂,可以沟通下伏烃源岩至雷四段储层,与川西坳陷中央发育呈北东向展布的雷口坡组顶部网状裂缝带共同形成了良好的运移输导体系;③川西地区雷口坡组天然气乙烷碳同位素值介于－34.8‰～－29.6‰,为典型的海相油型气,野外露头雷口坡组沥青与二叠系烃源岩的具有相似生物标志化合物特征,钻井储层的沥青则与雷口坡组烃源岩具有相似特征,天然气成熟度介于雷口坡组和二叠系烃源岩成熟度之间。结论认为,川西地区雷口坡组气藏的天然气来自雷口坡组和二叠系。     

伊犁盆地伊宁凹陷二叠系塔姆其萨依组烃源岩特征研究

伊犁盆地伊宁凹陷二叠系塔姆其萨依组发育两大类烃源岩(泥质岩和碳酸盐岩),以泥质岩为主。泥质岩烃源岩分布广、厚度大,主体为较好-好烃源岩;碳酸盐岩烃源岩分布范围和厚度均小于前者。有机质类型以Ⅲ-Ⅱ2型为主。有机质热演化程度主体上处于成熟阶段,从凹陷南部斜坡带到北部断隆带,成熟度降低。塔姆其萨依组在伊宁凹陷中央洼陷带南部和南部斜坡带北部发育优质烃源岩层,在中央洼陷带中部和南部斜坡带南部发育好烃源岩层,在中央洼陷带北部和北部断隆带南部发育较好烃源岩层,在北部断隆带北部为较差烃源岩层。综合研究认为中央洼陷带是伊宁凹陷二叠系烃源岩最有利发育区。     

下扬子区黄桥、句容地区油—源对比研究

对下扬子区黄桥、句容地区烃源岩氯仿沥青"A"及原油族组成、全油及其族组分碳同位素、原油甾萜烷生标特征分析表明,研究区原油来源存在一定的差异,黄桥地区龙潭组致密砂岩中原油主要源自上二叠统龙潭组和中二叠统孤峰组有机质类型属混合型的泥质烃源岩;句容地区龙潭组、青龙组、葛村组产层中原油组成特征相似,除源自青龙组、龙潭组、孤峰组烃源岩外,大隆组、栖霞组烃源岩的贡献大于黄桥地区。龙潭组煤及有机质类型属腐殖型的泥质烃源岩对成藏基本没贡献。     

鄂西渝东地区石柱复向斜海相层系烃源研究

为研究石柱复向斜海相层系烃源条件,对该区钻井及露头样品进行了系统的有机地化分析。石柱复向斜海相层系发育多套烃源岩,各层位烃源岩TOC值差异大,其中下志留统龙马溪组下部,茅口组四段、上二叠统龙潭组TOC含量最高;各层位烃源岩有机质类型从Ⅰ型至Ⅲ型阶皆有,现今主要处于高成熟—过成熟晚期。石柱复向斜海相层系烃源条件优越,其中龙潭组、茅口组、韩家店组、龙马溪组为该区几套主力烃源层,而长兴组、栖霞组、凉山组、小河坝组、牛蹄塘组为次要烃源岩。龙潭组、龙马溪组高有机质丰度泥页岩除可为常规气藏提供充足烃源,同时自身也是页岩气的有利勘探层位。     

中上扬子北缘中古生界海相烃源岩特征

中上扬子北缘中古生界海相层系有机地球化学剖面的研究表明,中古生界海相层系烃源岩主要发育于下寒武统、上奥陶统五峰—下志留统龙马溪组底部和二叠系。其中下古生界烃源岩以泥质岩为主,有机质丰度高,有机质类型好,多属好—最好的烃源岩;上古生界(P)烃源岩以碳酸盐岩为主,泥质岩为辅,前者有机碳一般<1%,多属较好的烃源岩,后者有机质丰度高,多属好—最好的烃源岩;二叠系碳酸盐岩和泥质烃源岩有机质类型复杂多样,以Ⅱ₁型为主。3套烃源岩热演化程度普遍较高,等效镜质体反射率R_o一般>2.0%,区内油气结构以天然气为主。烃源岩可溶有机质有机地球化学特征研究表明,下古生界烃源岩正构烷烃呈单前峰型,而二叠系烃源岩正构烷烃有3种类型。在甾、萜烷生物标志化合物方面,二叠系烃源岩以较低的C₂₁三环萜烷/C₂₃三环萜烷、C₂₇规则甾烷/C₂₈₊₂₉规则甾烷等为显著特征而区别于下寒武统烃源岩,五峰组—龙马溪组烃源岩则介于其间。      

潮水盆地侏罗系烃源岩地球化学特征及油气勘探方向

潮水盆地不同地区重要探井岩心和岩屑样品的系统地球化学分析揭示,潮水盆地侏罗系新河组发育规模性湖相优质泥质烃源岩,青土井组部分层段也出现湖相优质泥质烃源岩,其有机质丰度高、有机质类型好,主要为Ⅱ₁ — Ⅰ型,腐泥组含量高,为半深湖—深湖相沉积;青土井组和芨芨沟组还发育有机质类型较差的中等煤系烃源岩。新河组泥质烃源岩是盆地最主要的烃源岩,青土井组烃源岩是次要烃源岩。烃源岩热演化程度呈“北低南高,上低下高” 差异性分布特点,且烃源岩的成熟度与现今埋深基本呈正相关关系;盆地北部新河组处于未成熟—低成熟阶段,盆地南部则处于低成熟—成熟阶段;盆地北部青土井组处于低成熟阶段,盆地南部则处于成熟阶段;盆地南部金昌坳陷生油条件优于盆地北部红柳园坳陷和阿右旗坳陷。盆地南部金昌坳陷附近的构造高部位和坳陷内低隆构造部位及岩性圈闭发育部位是下一步油气勘探值得关注的主要方向,盆地北部红柳园坳陷和阿右旗坳陷的侏罗系烃源岩现今埋深较大的区域内的低隆部位和烃源岩内部则是寻找致密油藏的有利地区。     

川西北地区海相烃源岩地球化学特征、分布规律及天然气勘探潜力

川西北地区为近年来四川盆地天然气勘探的热点地区,但时至今日对该区海相烃源岩的地球化学特征和分布仍缺乏全面的研究.选取8条露头剖面对川西北地区下震旦统陡山沱组、上震旦统灯三段、下寒武统筇竹寺组、下志留统龙马溪组、中泥盆统、中二叠统茅口组、上二叠统龙潭组/吴家坪组和大隆组8套海相烃源岩进行了系统的有机地球化学分析,探讨了该...     

四川盆地晚二叠世龙潭期沉积环境及其源控作用分析

作为四川盆地最重要的气源岩之一,二叠系烃源岩逐渐被越来越多的研究者所重视。通过对四川盆地晚二叠世龙潭期岩相古地理的恢复,以及沉积环境对烃源岩发育的控制作用分析,指出四川盆地上二叠统优质烃源岩主要发育于浅海陆棚、潮坪-潟湖及滨岸沼泽等相带。文中引入了"有机碳厚度"的概念,即采用有机碳含量与烃源岩厚度之积综合反映烃源岩的发育特征;并结合无机地化与有机碳分析测试数据,论述了沉积环境的源控意义,为烃源岩宏观分布预测与资源量估算提供了理论参考。      

四川盆地开江-梁平海槽内发现大隆组

四川盆地广元-旺苍海槽、城口-鄂西海槽和开江-梁平海槽具有相同的上二叠统-下三叠统飞仙关组的沉积相序组合，它们在长兴晚期-飞仙关早期都是深水沉积区。其中前者上二叠统顶部是由含放射虫、骨针、有孔虫和腕足等二叠纪生物化石的硅质岩、硅质灰岩和硅质泥岩等组成的大隆组。而在此之前深埋于地腹中的后者一直没有识别出大隆组。最近通过钻井地层测井对比分析和钻井岩屑薄片研究发现开江-梁平海槽区飞仙关组底部高自然伽玛、低电阻层段是由含放射虫、腕足、有孔虫等晚二叠纪生物化石的硅质岩、硅质灰岩、硅质泥岩组成，应划分为上二叠统大隆组。开江-梁平海槽区大隆组厚12.5～33.5 m，平均有机碳含量达3.88%，是优质的烃源岩，与海槽相邻的台地边缘相带是大中型气藏的有利分布区。     

四川盆地二叠系海陆过渡相页岩气地质条件及勘探潜力

上二叠统龙潭组海陆过渡相泥页岩是四川盆地重要的烃源岩层系,前期的研究工作主要集中于烃源岩评价,而针对页岩气成藏方面的研究则较少。为此,通过对龙潭组取心井——东页深1井分析测试结果的解剖,结合邻区的钻探成果,对龙潭组富有机质泥页岩的分布特征、地化特征、储层特征、含气特征及顶底板条件等进行了研究,并与具有相似沉积背景且已获得良好页岩气显示的页岩层系展开了对比分析,明确了龙潭组页岩气形成的地质条件及勘探潜力。研究结果表明:(1)川东南地区龙潭组海陆过度相富有机质泥页岩发育,厚度大于40 m、脆性矿物含量较高、孔隙度较高、有机碳含量高、热演化程度适中、含气性较好,具备页岩气形成的有利地质条件;(2)较之于国内外其他已获得良好页岩气显示的海陆过渡相泥页岩,川东南地区龙潭组孔隙度、有机碳含量、有机质成熟度、含气量等关键参数更优;(3)有机质类型是影响龙潭组泥页岩中有机质孔隙发育程度的主要因素,页岩气勘探选层应避开煤层富集段。结论认为:在综合考虑富有机质泥页岩发育程度及夹层厚度、埋深、保存等条件下,綦江—赤水一带是四川盆地龙潭组海陆过渡相页岩气勘探的最有利地区。     

四川盆地东南缘南华系大塘坡组烃源岩特征及其油气勘探意义

随着四川盆地的油气勘探不断向深层—超深层领域拓展,以及在盆地中部地区(川中)稳定继承性古隆起区域的中上元古界—下古生界储量超1×1012 m~3大气田的发现,该盆地深部古老层系烃源岩发育环境、烃源岩有机质生源构成及其成烃特征等备受关注。为此,基于前人的研究成果,开展了四川盆地东南缘南华系大塘坡组野外露头剖面观察和烃源岩样品的有机地球化学、有机岩石学分析测试。结果表明:(1)四川盆地东南缘在南华纪古城期和南沱期2个冰期之间发育拉张背景下的大塘坡组黑色页岩优质烃源岩,其厚度介于16~180 m,矿物组成以黏土矿物和碎屑石英为主;(2)大塘坡组页岩为高丰度过成熟腐泥型优质烃源岩,其低姥植比(0.32~0.83)、低伽马蜡烷丰度、高丰度三环萜烷以及相对高含量的C_(27)、C_(29)甾烷等特征,反映了低盐度强还原环境下藻类和细菌微生物为其主要生源构成。结论认为:(1)川中地区南华纪裂谷内可能发育大塘坡组烃源岩,加里东期之前的古隆起、古斜坡区域是源于大塘坡组烃源岩的古油藏或分散液态烃的有利聚集场所;(2)该盆地内部稳定区域有可能发现源于大塘坡组烃源岩的古油藏或分散有机质裂解气的规模聚集区。     

元坝深层礁滩气田基本特征与成藏主控因素

四川盆地元坝气田主要气源岩为上二叠统龙潭组（吴家坪组）,其生烃强度大,储层为上二叠统长兴组礁滩相白云岩,具有中低孔隙度、中低渗透率的特点,是一个受构造控制作用较小、以岩性圈闭为主,且埋藏深度大、高含硫化氢、常压、低地温梯度的大型气藏。东吴运动控制了晚二叠世沉积相与储层发育的位置,早中燕山运动控制了油气藏的形成,晚燕山运动以来的构造运动奠定了现今气藏的分布格局,适时发育的裂缝、大面积发育的礁滩相白云岩储层与烃源岩生烃高峰的有效匹配是气藏形成的关键。     

泸州古隆起下三叠统嘉陵江组成藏地球化学特征

泸州古隆起划分为核部、斜坡及外围3个部分。古隆起核部以嘉陵江组一段气藏为主;北缘斜坡以嘉陵江组二段气藏为主;南缘斜坡为以嘉陵江组三段气藏为主的多产层气藏分布区。泸州古隆起嘉陵江组天然气性质复杂,既有分布于古隆起核部产凝析油的湿气,又有分布于古隆起斜坡区不含凝析油的干气。利用天然气组成与生物标志化合物等全烃地球化学方法分析,古隆起核部以志留系烃源为主,并有上二叠统龙潭组煤系烃源的混入,斜坡区则以下二叠统碳酸盐岩烃源为主,同时存在上二叠统龙潭组煤系烃源的注入。泸州古隆起嘉陵江组油气藏的形成经历了印支期古隆起核部古油藏的形成与破坏;燕山早中期古隆起核部含油气藏的形成;燕山末期斜坡区干气藏的形成及喜马拉雅期天然气进一步富集、调整4个成藏阶段。嘉陵江组油气成藏的主控因素是泸州古隆起的发展演化控制了嘉陵江组油气藏的分布格局;充足的多期多源油气注入是油气成藏的物质基础;“烃源断层”控制了油气的富集程度;晚期溶蚀孔和扩溶孔发育决定了气藏的储集能力;古隆起核部固体沥青和沥青质提供了油气封堵条件,是油气富集的保障。     

四川盆地及邻区上二叠统-下三叠统海槽的深水沉积特征

四川盆地及邻区广元-旺苍、城口-鄂西、开江-梁平海槽是上二叠统-下三叠统飞仙关组(P3-T1f)的深水碳酸盐沉积区.该区上二叠统上部大隆组是硅质岩、硅质泥岩、硅质灰岩组合,含放射虫、有孔虫等化石,厚12.5～29.0 m,为海槽裂陷期凝缩沉积.三叠系飞仙关组下部为远洋沉积的暗色泥岩、微晶碎屑灰岩和重力流沉积的浊积岩、角砾灰岩组成的深水碳酸盐沉积,厚50.0～300.0 m,是裂陷期后的海槽充填沉积.海槽相区沉积在晚二叠统世末达到最大海泛面沉积了大隆组.海平面缓慢下降期沉积了补偿充填性质的飞仙关组深水碳酸盐岩.海槽相区上二叠统-下三叠统飞仙关组构成了一个完整的三级层序.深水沉积物的有机碳平均值高达6.21%,是良好的烃源岩.但在海槽相区上二叠统不发育生物礁,飞仙关组缺乏鲕粒岩.     

四川盆地及邻区上二叠统一下三叠统海槽的深水沉积特征

四川盆地及邻区广元-旺苍、城口-鄂西、开江-梁平海槽是上二叠统一下三叠统飞仙关组（P3-T1f）的深水碳酸盐沉积区。该区上二叠统上部大隆组是硅质岩、硅质泥岩、硅质灰岩组合，含放射虫、有孔虫等化石，厚125—29．0m，为海槽裂陷期凝缩沉积。三叠系飞仙关组下部为远洋沉积的暗色泥岩、微晶碎屑灰岩和重力流沉积的浊积岩、角砾灰岩组成的深水碳酸盐沉积，厚50．0～300．0m，是裂陷期后的海槽充填沉积。海槽相区沉积在晚二叠统世末达到最大海泛面沉积了大隆组。海平面缓慢下降期沉积了补偿充填性质的飞仙关组深水碳酸盐岩。海槽相区上二叠统一下三叠统飞仙关组构成了一个完整的三级层序。深水沉积物的有机碳平均值高达6．21％，是良好的烃源岩。但在海槽相区上二叠统不发育生物礁，飞仙关组缺乏鲕粒岩。