鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩成藏特征与模式

基于对鄂尔多斯盆地奥陶系沉积环境与烃源岩条件的分析,研究和论证盆地奥陶系油气成藏特征及气藏类型。鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩具备良好的天然气成藏条件,大量地质地球化学证据显示具有三源供气的特点,除上覆石炭-二叠系煤系为主要烃源岩外,中上奥陶统海相烃源岩和石炭系本溪组海相泥灰岩也具有供烃能力。通过分析已发现的气藏认为盆地中部气区的天然气为热解气,具有煤成气和原油裂解气的混合气特征。奥陶系储集层中沥青及烃类包裹体证据显示,侏罗纪古油藏原油主要来自中上奥陶统海相烃源岩,白垩纪古油藏裂解成气。受构造沉积背景的控制,形成了4类碳酸盐岩气藏,其中盆地中部发育的风化壳地层-岩性气藏,以及西北台缘带发育的构造-顺层岩溶型岩性复合气藏是鄂尔多斯盆地碳酸盐岩天然气勘探的重点区域。     

南华北盆地新元古界—下古生界海相烃源岩评价

南华北盆地是我国油气勘探历史较长,但仍未取得工业性突破的地区之一,新元古界—下古生界深层油气是值得深入探索的海相天然气新地层和新领域,从有机地球化学和沉积相的角度分析新元古界—下古生界的烃源岩条件,为下一步天然气勘探决策提供地质依据。有机地球化学评价表明南华北盆地新元古界—下古生界有机质类型为腐泥型(I型),热演化程度达到高—过成熟阶段,尚有一定的生气潜力;新元古界—下古生界包括6套区域性烃源岩层,青白口系刘老碑组差烃源岩、崔庄组差—好烃源岩和寒武系马店组好—很好烃源岩、张夏—崮山组及凤山组差—中等烃源岩的有效分布区为南华北盆地南缘及东南缘的较深水陆棚或开阔台地和次深海斜坡相沉积区;青白口系张渠组—魏集组及史家组差—很好烃源岩和中奥陶统差—中等烃源岩的有效分布区为东北部较深水台地以及西南部浅海陆棚相沉积区。马店组暗色泥页岩及泥质白云岩为最优的烃源岩,张渠组—魏集组碳酸盐岩和泥页岩、崔庄组泥页岩、刘老碑组泥页岩次之,中奥陶统、张夏组—崮山组盐岩及九里桥组—九顶山组碳酸盐岩为较差的烃源岩。     

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。     

塔东地区奥陶系——寒武系烃源岩评价

塔里木盆地塔东地区是大庆油田油气勘探的重要接替领域,其有效烃源岩、生烃潜力评价直接影响该区的整体勘探决策。在岩石热解分析、有机质镜下检测等实验分析基础上,对奥陶系、寒武系烃源岩的有机碳含量、有机质类型及有机质成熟度等进行了分析。结果表明:去污染分析后的奥陶统却尔却克组烃源岩有机碳含量较低;有机质类型既有腐殖型也有腐泥型;上奥陶统烃源岩为非-差烃源岩,中-下奥陶统的黑土凹组、寒武系为好烃源岩,有机质类型以海相腐泥型为主,烃源岩处于过成熟阶段;泥岩、泥质灰岩有机质含量较高,为有效烃源岩,碳酸盐岩的有机质含量较低,多为非烃源岩。     

扬子地区奥陶纪古地理与石油地质条件

扬子地区奥陶纪古地理条件有利于含油气系统生储盖层的发育。下奥陶统碳酸盐岩发育 ,生储盖层齐全 ,可形成自生自储型含油气系统。上奥陶统五峰组页岩既是区域性烃源岩 ,又是区域性盖层。奥陶系烃源岩有机质目前大多处于成熟及过成熟期。奥陶系储层主要为下奥陶统碳酸盐岩储层。扬子地区北部长江沿线地区是奥陶系最有利的勘探地区     

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。      

塔里木盆地塔中地区含油气系统分析及区带评价

运用含油气系统的原理和方法,对塔里木盆地塔中地区油气藏形成条件进行了分析.区内发育寒武系一下奥陶统灰岩、泥灰岩和中上奥陶统泥灰岩等两套烃源岩,现今商业性油气藏主要以中上奥陶统泥灰岩为烃源岩.综合地球化学和测并资料确定了中上奥陶统有效烃源岩的大致分布范围.文中讨论了含油气系统的主要事件,包括排烃期、圈闭形成和油气运移等,并在此基础上,对塔中地区油气勘探区带进行了初步评价.     

塔里木盆地塔中地区含油气系统分析及区带评价

运用含油气系统的原理和方法，对塔里木盆地塔中地区油气藏形成条件进行了分析。区内发育寒武系－下奥陶统灰岩、泥灰岩和中上奥陶统泥灰岩等两套烃源岩，现今商业性油气藏主要以中上奥陶统泥灰岩为烃源岩。综合地球化学和测井资料确定了中上奥陶统有效烃源岩的大致分布范围。文中讨论了含油气系统的主要事件，包括排烃期、圈闭形成和油气运移等，并在此基础上，对塔中地区油气勘探区带进行了初步评价。     

鄂南台缘坳陷奥陶系烃源岩地化特征

鄂尔多斯盆地南部渭北隆起早古生代是盆地南部台缘坳陷 ,奥陶系海相碳酸盐岩烃源岩发育。源岩厚度一般为 2 0 0～ 190 0m ,残余有机碳平均值 0 .0 1%～ 0 .43% ,氯仿沥青“A”平均值在 30ppm左右 ,与盆地中部区奥陶系烃源岩相比并不逊色。根据残余有机质丰度、干酪根热解、电镜扫描、稳定碳同位素和岩石热解等分析资料 ,综合烃源岩地化特征分析认为 ,研究区中、下奥陶统的碳酸盐岩地层为主要烃源岩 ,在盆地南部形成一个下古生界生气中心 ,源岩具有机质类型好 (Ⅰ、Ⅱ1型 ) ,有机质演化程度高 (高成熟—过成熟 )的特点     

塔中隆起及邻区塘古孜巴斯凹陷生烃潜力分析

塔中隆起南坡钻井油气显示级别低,塘参1井烃源岩丰度指标又不能客观反映凹陷的生烃潜力,油源问题一直困扰塔中南坡油气的勘探。为此,从塔里木盆地烃源岩的区域演化、沉积相与有机质丰度的密切关系,提出海相碳酸盐岩有机碳评价下限为0.3％;认为塔中隆起及邻区塘古孜巴斯凹陷存在寒武系-下奥陶统和中上奥陶统二套优质烃源岩。其中,寒武系-下奥陶统烃源岩为广盆沉积,属中-好烃源岩;中上奥陶统呈局域性分布,有机碳平均在0.500-0.947％之间,属中等级以上烃源岩。     

塔里木盆地古生界海相油气来源争议与寒武系主力烃源岩的确定

塔里木盆地古生代海相地层油气资源丰富，是中国唯一一个发现大规模海相石油的盆地。虽然经历了近40年的勘探开发与科学研究，海相油气探明储量近30×10⁸t，但盆地台盆区海相油气的来源问题（是来自于寒武系-下奥陶统烃源岩，还是来自于中-上奥陶统烃源岩）一直存在争议。一方面，生物标志化合物和碳、硫同位素等不同地球化学指标指示油气具多源性，在学术界产生较大争议；另一方面，地质勘探的实际规律表明，油气富集分布与油源断裂密切相关，绝大多数勘探家认为寒武系是台盆区海相油气的主力烃源岩。通过系统总结和对比塔里木盆地油气源研究的历史、争议的焦点与依据，结合近年来模拟实验数据和勘探认识，发现烃源岩的热演化差异性和各类次生作用是导致油源对比结果出现争议的关键原因，生物标志化合物、碳同位素等指标的有效性是在限定的范围内。基于芳基类异戊二烯、硫同位素、单体碳同位素等建立了油源对比的新指标，揭示了台盆区油气的主要来源是寒武系烃源岩。目前奥陶系发现的油气主要通过断穿寒武系的断裂体系运移而来。     

Formation and distribution characteristics of Proterozoic–Lower Paleozoic marine giant oil and gas fields worldwide

There are rich oil and gas resources in marine carbonate strata worldwide.Although most of the oil and gas reserves discovered so far are mainly distributed in Mesozoic,Cenozoic,and upper Paleozoic strata,oil and gas exploration in the Proterozoic–Lower Paleozoic(PLP)strata—the oldest marine strata—has been very limited.To more clearly understand the oil and gas formation conditions and distributions in the PLP marine carbonate strata,we analyzed and characterized the petroleum geological conditions,oil and gas reservoir types,and their distributions in thirteen giant oil and gas fields worldwide.This study reveals the main factors controlling their formation and distribution.Our analyses show that the source rocks for these giant oil and gas fields are mainly shale with a great abundance of type I–II organic matter and a high thermal evolution extent.The reservoirs are mainly gas reservoirs,and the reservoir rocks are dominated by dolomite.The reservoir types are mainly karst and reef–shoal bodies with well-developed dissolved pores and cavities,intercrystalline pores,and fractures.These reservoirs arehighly heterogeneous.The burial depth of the reservoirs is highly variable and somewhat negatively correlated to the porosity.The cap rocks are mainly thick evaporites and shales,with the thickness of the cap rocks positively correlated to the oil and gas reserves.The development of high-quality evaporite cap rock is highly favorable for oil and gas preservation.We identified four hydrocarbon generation models,and that the major source rocks have undergone a long period of burial and thermal evolution and are characterized by early and long periods of hydrocarbon generation.These giant oil and gas fields have diverse types of reservoirs and are mainly distributed in paleo-uplifts,slope zones,and platform margin reef-shoal bodies.The main factors that control their formation and distribution were identified,enabling the prediction of new favorable areas for oil and gas exploration.     

再论海相沉积是中国石油工业未来的希望

中国海相沉积分布广泛,古老碳酸盐岩是勘探规模储量发现的主要领域,在四川盆地的震旦系与寒 武系、塔里木盆地的寒武系与奥陶系以及鄂尔多斯盆地的奥陶系均发现了规模储量。 古老碳酸盐岩油气 资源丰富,泥质烃源岩生烃潜力大,古隆起背景上油藏类型多,未来的油气勘探要集中在大型古隆起复式 油气聚集带、区域不整合面控制的地层溶蚀带、台缘带礁滩体及与蒸发岩共生的台内颗粒滩等重点领域。 四川盆地广泛分布的海相黑色页岩沉积是页岩气勘探的重要领域,非常规油气勘探前景广阔。     

鄂尔多斯盆地中—新元古界勘探方向及潜力

鄂尔多斯盆地中—新元古界勘探程度较低,石油地质基础条件认识薄弱,但勘探潜力不容忽视。本着向源勘探的思路,根据空间分布情况,提出鄂尔多斯盆地中—新元古界天然气勘探的3个方向。深部气源方向受目前研究程度的限制,不适合作为现实目标,可作为远景勘探领域;上生气源来自上古生界煤系地层,气源条件良好,埋深相对较浅,是有利的勘探方向,也是勘探部署的重点目标,但勘探表明受构造及煤系地层分布等条件制约,可能成藏范围有限;自生气源成为中—新元古界勘探取得突破的主要方向,由于盆地内钻井资料有限,以周缘地质露头为突破口,发现盆地周缘发育长城系烃源岩,盆地内部也具有发育长城系烃源岩的潜力,结合长城系相对较好的储集条件,认为长城系是自生自储型气藏的主要勘探层系。在明确勘探方向和主要层系的基础上,以寻找盆地内部长城系烃源岩为目标,提出了盆地中部定边—T59井和盆地东南部淳化—洛川2个有利勘探区带。     

塔里木盆地特大型海相油田原油来源——来自深部低TOC烃源岩的证据与相对贡献评价

塔里木盆地海相原油被认为主要来自寒武系-下奥陶统和中-上奥陶统2套烃源岩,但何者为主长期以来存在争议。在前人研究工作的基础上,通过生物标志物对比、馏分碳同位素对比、单体烃同位素对比和碳同位素质量平衡模拟的综合研究,证实了塔北地区海相原油以中-上奥陶统烃源岩贡献为主,最大可达88%,不同地区贡献不同。然而,目前钻井证实的高丰度中-上奥陶统烃源岩分布局限,难以解释塔北地区已发现的广泛分布的特大型海相油田油气资源规模。通过干酪根元素随埋深变化、生烃潜力变化、古TOC恢复等多方面地质地球化学证据证实,塔里木盆地台盆区深部低TOC烃源岩发生过大量生排烃,并根据排烃门限、烃源岩地球化学和测井特征综合判识了有效低丰度烃源岩。在此基础上,采用生烃潜力法评价了塔里木盆地台盆区各成藏体系中-上奥陶统高丰度和有效低丰度烃源岩的排烃量。台盆区中-上奥陶统低丰度烃源岩排烃量为494.4×10⁸t,高丰度烃源岩排烃量为1 353×10⁸t,高、低丰度烃源岩的相对贡献比率分别为73.2%和26.8%。其中,塔北隆起轮南-英买力成藏体系中-上奥陶统烃源岩排烃量为327.7×10⁸t,高、低丰度烃源岩的相对贡献比率分别为59.8%和40.2%,表明低TOC烃源岩对塔里木盆地发现的特大型海相油田的形成具有重要贡献。     

塔里木盆地海相油气成藏研究进展

近年来塔里木盆地超深层海相油气勘探取得了丰硕成果,顺北奥陶系、塔中寒武系、塔河深层等油气新发现,为塔里木盆地海相油气成藏研究提供了丰富的基础资料。塔里木盆地海相油气主要分布于台盆区,油气藏类型多样,原油物性变化大,显示出成藏的复杂性。通过对大量的实际样品分析和模拟实验及大量的地质、地球化学综合分析,结合构造演化、层序地层学、沉积相与沉积环境等研究成果,在烃源岩分布及其演化、油气地球化学特征、海相油气藏分布特征等方面取得了显著进展。一是明确了塔里木台盆区海相油气主要来源于强还原环境下形成的下寒武统-中下奥陶统烃源岩,特别是台盆区下寒武统玉尔吐斯组,并明确了超深层海相油藏后生改造主要有TSR、热裂解2种类型,提出了相应的判识指标;二是在建立玉尔吐斯组缓坡型优质烃源岩沉积发育模式的基础上,通过井震标定、正演模拟和区域测线地震相解释、三维区属性分析与地震反演,预测了玉尔吐斯组烃源岩的展布,并明确其演化特征:燕山期以来长期低地温背景下的"高压生烃演化抑制模式"延缓了顺托果勒低隆寒武系烃源岩热演化,顺托果勒地区仍具晚期高成熟液态烃形成条件;三是通过台盆区油气成藏特征对比,明确了奥陶系油气分布特征,进一步明确在台盆区寻找以下寒武统玉尔吐斯组原地烃源岩与燕山期以来晚期活动走滑断裂相匹配的、以晚期供烃为主的轻质油藏-天然气藏,是塔里木台盆区超深层碳酸盐岩领域油气勘探的重要方向。      

HYDROCARBON SOURCE ROCKS AND GENERATION HISTORY IN THE LUNNAN OILFIELD AREA, NORTHERN TARIM BASIN (NW CHINA)

In this paper we report on source rocks and maturation history at the Lunnan oilfield, northern Tarim Basin (NW China), using a combination of organic petrographic and geochemical techniques. Three separate source rock intervals are present here: Cambrian mudstones and argillaceous limestones; Middle and Upper Ordovician argillaceous limestones; and Triassic mudstones. Reservoir rocks comprise Lower Ordovician carbonates, Carboniferous sandstones, and Triassic and Jurassic sandstones. Structural traps were formed principally during the Silurian and Jurassic.
The Lunnan field is located on a small-scale palaeo uplift which developed during the Early Palaeozoic. Hydrocarbons migrated updip from source areas in surrounding palaeo-lows along faults and unconformities. Major phases of hydrocarbon generation and migration occurred in the Early Silurian — Late Devonian, Cretaceous — Early Tertiary and Late Tertiary. Uplift and intense erosion at the end of the Devonian destroyed Early Palaeozoic oil and gas accumulations sourced from the Cambrian source rocks, but hydrocarbons generated by Middle and Upper Ordovician source rocks during the Mesozoic and Tertiary have been preserved. At the present day, accumulations are characterized by a range of crude oil compositions because source rocks from different source areas with different maturation histories are involved.     

“源热共控”中国油气田有序分布

以油气区(盆地群)为单元,基于"源热共控论",分析了中国大陆及海域油气田纵向成烃规律。结果表明,我国油气田的油气成烃模式非常有序:①东南部海域油气区包括东海和南海的盆地,纵向上呈单相成烃模式,源热共控生油或者生气,其中近岸带以油为主,远岸带以气为主;②东部油气区包括渤海湾盆地—松辽盆地—江汉盆地带、北黄海—南黄海盆地,成烃呈"上油下气"双层模式;③中部油气区包括鄂尔多斯盆地—四川盆地—楚雄盆地带,成烃呈"上油下气"双层模式;④西部油气区包括准噶尔盆地、塔里木盆地、吐哈盆地和柴达木盆地等,成烃呈"三明治"式多层模式。结论认为:①"源热共控"中国油气勘探的重大领域;②找油领域为东南海域的近岸带,东部油气区的上部层系,中部油气区的上部层系,西部油气区的奥陶系、二叠系和古近系;③找气领域为东南海域的远岸带,东部油气区的中深层,中部油气区中深层,西部油气区的寒武系、石炭系、侏罗系和第四系等多个层系;④呈现出油田下面找气田、气田底下找油田、油田外面找气田、气田外面找油田的格局;⑤我国油气勘探领域依然广阔。     

大民屯凹陷中—新元古界潜山油藏油源探析

中—新元古界是否存在原生油气藏,一直存在较大的争议。在大民屯凹陷中—新元古界中发现了丰富的石油储量,一直认为是"新生古储"。从大民屯凹陷中—新元古界生烃能力入手,对该区中—新元古界潜山油源问题开展研究。研究区中—新元古界潜山原油具有凝固点高、含蜡量高、沥青质和胶质含量低的特征,与沙三段原油存在明显的差异。原油—烃源岩对比结果表明,中—新元古界原油与本层位烃源岩之间存在成因联系,虽然没有明确证据证实大民屯凹陷潜山原油来自中—新元古界,但可能存在中—新元古界原油的混入。大民屯凹陷中—新元古界的有机质丰度高、类型好,热演化程度适中,具有较强的生烃潜力,可能是中—新元古界油藏的重要油源。碳酸盐岩生油岩样品热模拟结果显示,中—新元古界烃源岩至今仍具有较强的生烃能力。