鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界煤系烃源岩生烃潜力再评价

鄂尔多斯盆地北缘杭锦旗地区上古生界是中国石化华北油气分公司天然气的重要增储上产领域。及时开展该地区上古生界煤系烃源岩的生烃潜力再评价研究,有利于为下步勘探部署提供参考。综合利用有机地球化学、有机岩石学等技术手段,结合地层孔隙热压生排烃物理模拟、TSM盆地资源评价数值模拟等新方法和勘探新资料,系统分析、对比研究区上古生界烃源岩的沉积环境、品质特征和展布特征,进而深入开展生烃潜力的再评价。杭锦旗断裂带以南地区上古生界烃源岩具有"品质好、演化程度高、厚度大"的总体特征,而断裂带以北地区则相反。基于物理模拟和数值模拟结果计算,杭锦旗地区上古生界煤系烃源岩的总生气量为15.922×1012 m3,断裂带以北地区生气强度一般小于10×108 m3/km2,而断裂以南地区生气强度主要分布于（15~35）×108 m3/km2,具备形成大中型气田的物质基础。     

鄂尔多斯盆地南部上古生界烃源岩生排烃特征及天然气勘探潜力

针对鄂尔多斯盆地南部上古生界不同类型烃源岩生烃贡献不明确的问题,利用生烃动力学研究方法,考虑不同岩性烃源有机质品质差异、岩石物性、吸附能力等因素,评价了鄂尔多斯盆地南部上古生界煤岩和炭质泥岩的生烃特征。综合煤岩、炭质泥岩在南部的厚度分布,绘制了鄂尔多斯盆地南部上古生界煤岩、炭质泥岩生烃强度、排烃强度图。结果显示,鄂尔多斯盆地南部上古生界在煤层分布局限的情况下,炭质泥岩是主力烃源岩,这与前人仅根据地球化学特征参数而得出南部煤岩为主力烃源岩的认识有很大不同。相关认识对今后盆地南部下古生界天然气勘探开发具有重要的指导意义。     

鄂尔多斯西南缘下古生界烃源岩生烃潜力评价

鄂尔多斯盆地西南缘早古生代陆缘沉积环境形成了碳酸盐岩和碎屑岩2种岩性的烃源岩。虽然有机质丰度较低,但勘探成果表明下古生界烃源岩曾经有过较高的生烃过程。较好的烃源岩一般发育在弱还原—还原、盐度较大的半深水环境中,多为Ⅰ、Ⅱ型。寒武系烃源岩主要生烃阶段在三叠纪,对现今的资源贡献有限,奥陶系马家沟组、平凉组烃源岩主要生烃阶段有侏罗纪、白垩纪2期。现今奥陶系烃源岩达到了高演化阶段,以马家沟组碳酸盐岩、平凉组暗色泥岩、碳酸盐岩3套烃源岩为主,但存在一定差异。模拟结果表明,下古生界累计生烃量为172.87×10¹²m³;北段生烃强度最大超过了40×10⁸m³/km²,南缘地区最大为30×10⁸m³/km²左右。     

江汉盆地南部上古生界海相烃源岩生烃史与晚期生烃潜力

动态地评价江汉盆地南部上古生界烃源层在不同地质历史时期的生烃过程,特别是晚期生烃对早燕山期形成的很多局部构造能否得到后期的烃类充注是判断其含油气性的关键,因而生烃演化、特别是晚期生烃、晚期成藏对研究区海相上古生界勘探显得十分重要。从烃源岩的成熟度变化、地层推覆倒转剖面2个方面证明晚期生烃在研究区存在,但不同剖面之间、同一剖面不同层系之间晚期生烃现象存在差异。埋藏史研究认为,研究区内主要存在持续深埋型、深埋—剥蚀夷平型、深埋—抬升—深埋型、深埋—抬升—浅埋型4种类型的埋藏演化过程,其中前2类对于晚期生烃有十分重要的意义。生烃史与晚期生烃潜力计算结果进一步表明,上古生界烃源层晚期生烃潜力当阳地区略高于沉湖地区。
     

鄂尔多斯盆地东南部上古生界烃源岩评价及有利区预测

鄂尔多斯盆地东南部上古生界烃源岩主要为深色泥质岩、煤和碳酸盐岩,为1套陆相、海相及海陆过渡相沉积的含煤碎屑岩沉积,主要集中在二叠系山2—本溪组,具有广覆式的分布特征,受沉积相控制较大。煤系烃源岩是天然气最主要的供应者,第二位是暗色泥岩,其次为灰岩。泥质烃源岩的TOC平均含量大于2.25%,属于中—好烃源岩;碳酸盐岩的TOC平均为1.69%,属于好的烃源岩。干酪根镜检和稳定碳同位素研究显示,上古生界煤系地层中有机组分主要为镜质组,δ13C值为-26.23‰～-21.23‰,干酪根类型主要为Ⅲ型及少量Ⅱ型,总体上为腐殖型-腐泥型,源岩母质输入类型多样,以陆源高等植物为主。Ro值普遍大于2%,处于高—过成熟演化阶段,表明该区在盆地内为产气较多的地区。天然气运移通道和优势运移方向有效组合的研究,确定出该区的有利勘探区为宜君—黄龙一线以北的上古生界三角洲分流河道砂体带。     

鄂尔多斯盆地上古生界烃源岩排烃特征及资源潜力评价

根据排烃门限理论,利用生烃潜力法研究鄂尔多斯盆地上古生界煤层、暗色泥岩在不同地质历史时期的排烃特征,并对其资源潜力进行评价。研究表明:鄂尔多斯盆地上古生界煤层排烃门限对应的镜质体反射率(Ro)为0.9%,暗色泥岩排烃门限对应的Ro为1.0%;上古生界烃源岩从富县组(J1f)沉积时期开始排烃,到志丹组(K1z)沉积时期达到排烃高峰,地质历史时期的排烃中心主要在盆地伊陕斜坡的东南部;上古生界总排烃量和总远景资源量分别为237.9×1012 m3和11.9×1012 m3,其中煤层排烃量208.6×1012 m3,暗色泥岩排烃量29.3×1012 m3,煤层的排烃量是暗色泥岩的7倍,对气藏的形成贡献较大。综合分析认为,上古生界烃源岩的排烃量和远景资源量较大,以它为主力烃源岩的上古生界致密气藏具有良好的资源前景。     

黄骅坳陷上古生界煤系烃源岩生烃潜力评价

热模拟实验结果表明,黄骅坳陷上古生界煤和煤系泥岩均具有较强的生气能力,是两套高效的气源岩。热解气均以干气为主。进入高演化阶段后,煤的生气能力要大于泥岩的生气能力,因此,尽管上古生界煤层的厚度远小于泥岩的厚度,但其生气能力不可忽视;煤具有较高的生油潜力,液态烃最高产率达到36.99mg/g,具有形成煤成油藏的潜力。而泥岩的液态烃产量有限,不足以形成有产量的油藏。利用热模拟实验的结果,结合盆地热演化史,计算出黄骅坳陷内两个重要古潜山地区蕴含的资源量相当可观,指示本区古生界良好的勘探前景。     

鄂尔多斯盆地甘泉地区上古生界烃源岩地球化学特征及生烃潜力

对鄂尔多斯盆地甘泉地区上古生界本溪组和山西组的煤系泥岩、炭质泥岩及煤岩样品进行了有机碳含量测定、岩石热解分析、干酪根显微组分鉴定及镜质体反射率等多项有机地球化学测试,并评价了其生烃潜力。研究结果表明：①甘泉地区上古生界发育多套烃源岩,岩性主要为煤和暗色泥岩。②山西组有机质丰度高,是较好的烃源岩,本溪组有机质丰度则相对较低,品质相对较差;本溪组烃源岩以腐殖型Ⅲ类为主,山西组烃源岩则多为腐殖型Ⅲ类,其次为腐泥-腐殖型Ⅱ2类。③本溪组和山西组烃源岩成熟度整体处于高成熟—过成熟阶段。④上古生界烃源岩在甘泉地区广泛分布,本溪组烃源岩累计厚度为10～20 m,山西组烃源岩累计厚度为50～80 m,整体均为较优质烃源岩,具有较高的生烃潜力。     

鄂尔多斯盆地吴起—志丹地区长10烃源岩特征与生烃潜力

鄂尔多斯盆地中部志丹—吴起地区延长组长10油层组顶部发育一套湖相暗色泥岩,确定该套烃源岩的地质地球化学特征及生烃潜力对该区油气勘探有重要意义.利用岩心和测井资料,研究了长10暗色泥岩的分布特征,通过开展岩石热解、干酪根显微组分、镜质体反射率、可溶有机质族组分及饱和烃色谱—质谱等有机地球化学测试和分析,评价了长10烃源岩的生烃潜力.研究表明,长10暗色泥岩分布广泛,厚度为5～20m;烃源岩有机质丰度和生烃转化率较高,有机质母质中陆源植物生源贡献较大,主要为Ⅱ型和Ⅲ型干酪根,有机质热演化程度达到成熟生油阶段,总体评价为较好—好烃源岩.长10烃源岩的生物标志化合物特征有别于长7烃源岩和长9烃源岩,具有高Pr/Ph值、ααα20R构型C27、C28和C29规则甾烷呈反“L”型分布的典型特征.长10烃源岩的生烃量较大,是鄂尔多斯盆地中生界另外一套重要的有效烃源岩,该套烃源岩的发现为鄂尔多斯盆地中部延长组下组合的深入勘探提供了科学依据.     

鲁西地区上古生界煤系烃源岩生烃潜力

鲁西地区上古生界煤系烃源岩发育,为落实其煤成气的勘探潜力,通过野外剖面细测和钻井资料分析等手段,确定了该区烃源岩的类型和分布特征为：上古生界烃源岩主要由煤层、碳质泥岩、暗色泥岩组成,绝大部分地区烃源岩的有机质类型为腐殖型;煤层主要分布于石炭系太原组和二叠系山西组,具有层数多、单层厚度薄的特点。根据有机质丰度、干酪根组分等指标,结合构造演化史将各凹陷烃源岩的生烃演化过程划分为3种类型,在此基础上,评价了各凹陷烃源岩的生烃能力。结论认为：①济宁、巨野凹陷烃源岩为印支期一次生烃型,汶上凹陷烃源岩为印支-喜马拉雅山期二次生烃型,这两种类型烃源岩的热演化程度不高,对该区煤成气成藏贡献较小;②黄口、成武、鱼台凹陷烃源岩为印支-燕山期、喜马拉雅山期二次生烃型,烃源岩在古近纪大面积成熟,生烃潜力最大（鲁西地区喜马拉雅山期生成煤成气资源量为970.81×10⁸ m³,其中黄口、成武、鱼台3个凹陷占据总资源量的93.6%）,为最有利的勘探目标区。     

临兴地区上古生界煤系烃源岩评价及排烃特征

临兴地区处于开发初期,上古生界煤系烃源岩特征及排烃规律不清,制约了下一步的勘探开发。综合运用测井及分析化验资料,对该区煤系烃源岩的分布、地球化学特征、排烃规律及控藏作用进行了深入研究。结果认为：临兴地区烃源岩为太原组-山西组煤岩、暗色泥岩及炭质泥岩,有机质丰度为中等-好,受沉积环境影响,有机质类型以Ⅲ型为主,含部分Ⅱ₁型和Ⅱ₂型,Ⅱ₁型仅发育于太原组,且从太原组到山西组,Ⅲ型所占比例增大,Ⅱ型所占比例减小;受紫金山碱性杂岩体影响,有机质为高成熟-过成熟,生气强度大于20×10⁸m³/km²,呈西高东低、北高南低、大面积广覆式生烃特点;排烃强度控制气藏范围,太原组排烃效率及总排烃量优于山西组,对上古生界气藏形成贡献较大。该研究深化了临兴地区上古生界煤系烃源岩的系统认识,为该区煤系致密砂岩气运聚成藏特征及勘探开发提供了重要的参考依据。     

塔城盆地石炭系烃源岩特征及其生烃潜力

在塔城盆地野外露头和塔参1井钻井烃源岩发育特征与有机地化特征分析的基础上,探讨了石炭系烃源岩的生烃潜力。通过烃源岩岩性与有机质丰度分析认为,较好的烃源岩主要为泥质岩,其次为碳质泥岩和煤,上石炭统泥岩总体要好于下石炭统。烃源岩母质类型主要为腐殖型,具有倾气型特征。烃源岩演化程度普遍达到了高—过成熟阶段,但仍有一定的残余生烃潜力。应加强烃源岩主要分布区及其生烃史与盆地构造演化的匹配关系和成藏历史的研究。     

渤海湾盆地冀中坳陷上古生界煤系烃源岩地球化学特征与生烃演化

为深化渤海湾盆地冀中坳陷上古生界煤系烃源岩地质认识,以有机地球化学实验作为研究手段,分析了上古生界煤系烃源岩有机地球化学特征及其生烃能力,利用埋藏史—热史分析,探讨了生烃演化过程。研究结果显示,霸县凹陷的文安地区、武清凹陷和大城凸起上古生界烃源岩有机质丰度最高,其次是廊固凹陷北部地区,深县凹陷、束鹿凹陷相对较低;冀中坳陷东北部上古生界煤层显微组分以文安地区壳质组含量为最高,平均达29.1%,壳质组含量大于20%的样品数占样品总数的80%以上;生烃热演化经历了低成熟阶段、二次成熟阶段、高成熟凝析油湿气阶段和过成熟干气阶段;在白垩纪末,煤系烃源岩埋藏深度约为1 200~2 000 m,R_O值为0.5%~0.7%,达到一次生烃状态;在古近纪末,煤系烃源岩最大埋深>7 000 m,超过中生界最大古埋藏深度或古温度,开始二次生烃,资源潜力较好。     

川西北古生界烃源岩特征及生烃潜力评价

川西北地区已经成为四川盆地近几年勘探的热门地区,但至今对该区烃源岩的展布和生烃潜力仍缺乏较客观的评价,从而导致该区油气资源前景不明朗,影响下一步勘探方向的选择。在野外露头和重点钻井烃源岩发育特征与有机地球化学分析的基础上,利用烃源岩展布特征和有机质丰度、类型、成熟度以及生烃强度等参数对区内海相烃源岩进行了系统评价。结果表明：研究区发育的6套烃源岩有机质丰度均较高;有机质类型好,主要为Ⅰ型、Ⅰ-Ⅱ₁型以及Ⅱ₁-Ⅱ₂型;成熟度较高,现今处于高成熟-过成熟阶段,以生气为主。下寒武统筇竹寺组烃源岩生油条件最好,是该区的主力烃源岩,平均生烃强度为67.05×10⁸m³/km²;广元朝天、旺苍以西地区以及剑阁地区为3个生烃中心。研究结果对于明确川西北地区下一步的重点勘探方向具有重要意义。     

渤海湾盆地济阳、临清坳陷上古生界烃源岩生烃史分析

建立在盆地叠加改造分析基础上的TSM盆地模拟,揭示了渤海湾盆地上古生界多套不同类型烃源岩的生烃演化。济阳、临清坳陷上古生界烃源岩在中三叠世末之前大体进入生烃门限,印支运动造成区域性生烃停滞,中新生代盆地演化差异导致了坳陷内不同凹陷上古生界源岩"二次生烃"过程的差异,从而也影响了对上古生界生烃潜力的评价。模拟结果表明,济阳坳陷上古生界源岩经历了燕山期、早喜山期2个"二次生烃"过程,早喜山期生烃量最大,并且生烃中心随时间呈迁移变化;东濮凹陷在早喜山期开始"二次生烃"过程,平均生烃强度较高。     

敦化盆地烃源岩地球化学特征及其生烃潜力

敦化盆地为一中新生代断坳叠合型裂谷盆地,至今勘探程度极低,为搞清其烃源岩地球化学特征及其生烃潜力,在地震地质综合研究基础上,通过系统分析化验法及地震地质生烃模拟法研究表明:盆地发育下白垩统、古近系、新近系3套湖相烃源岩,前两者为主力烃源岩,新近系下段仅为低成熟烃源岩;其中,下白垩统烃源岩分布面积342 km²,平均有效厚度约300 m,有机碳含量为2.11%～3.88%,类型为Ⅱ₂—Ⅲ型,R_o值0.8%～1.3%;古近系烃源岩在北部凹陷分布面积430 km²,平均有效厚度约400 m,有机碳含量为2.98%～4.18%,类型为Ⅱ₂—Ⅲ型,R_o值0.5%～1.2%,二者均为成熟优质烃源岩。盆地油气总资源量约1.24×10⁸ t,表明本区具备形成中小型油气田的物质条件,具有较好的油气勘探前景。     

华北南部地区上古生界晚期生烃潜力研究

华北南部地区上古生界烃源岩主要包括煤系暗色泥岩、煤岩和炭质泥岩,从原始沉积特征来看,南华北盆地石炭系-二叠系烃源岩比北部渤海湾盆地沉积厚度更大。华北南部地区上古生界大致经历了3次埋藏生烃过程：印支早期生烃、燕山中期生烃、喜马拉雅晚期生烃,部分地区如开封坳陷、洛阳-伊川地区、合肥盆地、丘县-冠县凹陷、黄口凹陷、谭庄-沈丘凹陷,在燕山运动期已经达到最高演化程度和最大生烃期,在喜马拉雅期基本不具有生烃潜力。渤海湾盆地中的惠民凹陷、东濮凹陷、东营凹陷、沾化凹陷的晚期生烃潜力较大;车镇凹陷、莘县凹陷北部、鹿邑凹陷、倪丘集凹陷等晚期生烃潜力一般。     

中下扬子区海相烃源岩分布与生烃潜力评价

以构造、沉积演化为基础,分析了中下扬子区中-古生界海相烃源岩的发育与分布,认为下寒武统烃源岩在中扬子区主要分布在南缘碳酸盐岩缓坡,在下扬子区分布于中央台地相两侧的缓坡;下志留统烃源岩主要分布于扬子北缘海水闭塞环境。通过野外样品的地球化学分析结果,探讨了海相烃源岩的特征及生烃潜力。分析表明,下古生界有机质以腐泥型为主,热演化程度较高;上古生界烃源岩为混合型和腐殖型,热演化程度相对较低,综合评价表明,下古生界台地相区和上古生界烃源岩具有良好的生烃潜力。     

鄂尔多斯盆地西缘奥陶系烃源岩生烃能力评价

鄂尔多斯盆地西缘深水斜坡相沉积是海相烃源岩发育的有利区带。为此，在综合研究该盆地西缘奥陶系海相烃源岩有机地球化学特征的基础上，通过对不同岩性、不同有机质丰度和不同成熟度样品的系统地化分析与比对，评价了其生烃潜力。研究表明：鄂尔多斯盆地西缘奥陶系烃源岩有机质丰度总体偏低，泥质岩和泥质灰岩的有机碳含量高于质纯的碳酸盐岩；有机质性质、生（排）烃能力与有机质丰度关系密切，随着有机碳含量增加，干酪根类型变好，生（排）烃能力也增强；下奥陶统克里摩里组-中奥陶统乌拉力克组是该区相对有利的生排烃层段，也是下古生界的主力生烃层段。