济阳坳陷深层裂解气成因鉴别及其成藏差异性

济阳坳陷深层裂解气藏成因较为复杂,影响了深层天然气的认识和勘探。利用天然气组分和碳同位素等鉴别了原油裂解气和干酪根裂解气,进一步分析了2类成因的成藏差异性。原油裂解气表现为Ln(C₂/C₃)值随Ln(C₁/C₂)值增大而增大;干酪根裂解气随Ln(C₁/C₂)值的增大,Ln(C₂/C₃)值基本不变。在有机质类型和热演化程度大致相当的情况下,原油裂解气δ¹³C₁值、δ¹³C₂值、δ¹³C₃值与相应的干酪根裂解气的最大差值分别为-12.4‰、-8.8‰和7.5‰;随着δ¹³C₁值或(δ¹³C₁-δ¹³C₂)值的增大,干酪根裂解气(δ¹³C₂-δ¹³C₃)值快速减小,而裂解气(δ¹³C₂-δ¹³C₃)值变化微弱。干酪根裂解气藏表现为早期油气扩散、断裂活动停止和后期天然气充注,原油裂解气藏体现为早期油气充注、岩性侧向封堵和后期古油藏裂解的成藏规律。2种裂解气成因开启了深层天然气勘探的新思路,并指出了其勘探方向,对深层勘探具有重要的指导意义。     

济阳坳陷深层天然气成因判识

近年来，济阳坳陷深层天然气勘探工作取得了一定进展，但深层天然气成因类型判识研究才刚刚起步，成因判识的分歧之一是已发现的天然气究竟是干酪根裂解气还是原油裂解气，这两类天然气从理论上分析在济阳坳陷都有存在的可能性。为此，进行了干酪根与原油裂解的模拟实验，得出了依据ln(C₁/C₂)与ln(C₂/C₃)、甲基环己环/环己环与2,3-二甲基戊烷/甲基环己烷、δ¹³C₁与δ¹³C₂的相关关系能区分原油裂解气和干酪根裂解气的认识：原油裂解气中ln(C₂/C₃)值大，一般比干酪根裂解气中值大2以上；油裂解气中甲基环己环/环己环和2,3-二甲基戊烷/甲基环己烷值较大，分别大于1.5和1；油裂解气中δ¹³C₁与δ¹³C₂轻，初始裂解阶段仅为-55‰和-41.5‰。应用上述相关关系对济阳坳陷深层天然气进行了成因判识，结果认为：济阳坳陷深层天然气大多为干酪根裂解气，也有极少部分原油裂解气的混入。其中丰深1井天然气形成温度为120~170 ℃，原油裂解率小于15%；义115井天然气形成温度最高，原油裂解率为60%~70%。     

含铁矿物对高成熟有机质有水体系热解生气的影响

为了探讨含铁矿物对水—有机质生气的影响,基于黄金管热模拟装置,选用了高熟干酪根样品开展了3组有水体系（干酪根+水、干酪根+黄铁矿+水、干酪根+磁铁矿+水）的恒温热解实验。气体产物的定量分析结果表明,黄铁矿和磁铁矿的加入均导致干酪根在有水体系下气态烃产率一定程度的降低。比如,水—黄铁矿体系和水—磁铁矿体系在Easy%R_O=3.08%时CH₄产率相比单独有水体系分别降低8.5 mL/g_TOC和13.3 mL/g_TOC。水—黄铁矿体系CO₂产率及碳稳定同位素值明显高于单独有水体系和水—磁铁矿体系,含铁矿物（尤其是磁铁矿）加入的热解体系的H₂S产率明显低于单独有水体系。气体组成分析结果表明,含铁矿物的加入明显提高了烃类气体的干燥系数,同时导致异构烷烃相对含量的降低。水—磁铁矿体系气体产物氢同位素值相对低于单独有水体系,表明磁铁矿的加入促进了早期H₂的生成而与有机质之间发生了加氢作用。这些结果表明,含铁矿物的加入可能抑制了碳正离子的反应,水—有机质的加氢生气可能主要是自由基反应。     

川西北地区中泥盆统腐泥型烃源岩晚期生气特征实验研究

中国南方古生界烃源岩的原始干酪根类型以腐泥型-偏腐泥型(Ⅰ-Ⅱ型)为主,目前主体处于过成熟阶段(镜质体反射率R_o>2.0%),准确评价Ⅰ-Ⅱ型干酪根在生-排油之后的生气潜力(或晚期生气)及生气特征对中国南方古生界深层-超深层天然气勘探至关重要。鉴于此,以川西北地区中泥盆统观雾山组样品(R_o≈1.1%)为例,通过黄金管生烃模拟实验,结合已有文献资料,探讨了Ⅰ-Ⅱ型干酪根在高-过成熟阶段的生气潜力及气体地球化学特征。结果表明,研究样品残留油含量(按单位有机碳质量计算,以下同)为140 mg/g,现今生气潜力为220 mL/g,显示仍具有较好的生气潜力。其中,干酪根裂解气的贡献至少为140 mL/g,残留油裂解气最多为80 mL/g,表明腐泥型烃源岩在排油效率较高时,其晚期生气以干酪根裂解气为主。同时,排油之后的腐泥型烃源岩晚期生成的天然气干燥系数较高,随着甲烷产率的增加甲烷碳同位素快速变重,在成熟度达到R_o≈3.5%时,其甲烷碳同位素值与母质干酪根碳同位素值接近(碳同位素分馏程度约为0.5‰)。上述结果可为中国南方古生...     

柴达木盆地东坪地区原油裂解气的发现及成藏模式

柴达木盆地东坪地区发现了中国陆上地质储量最大的基岩气田——东坪气田，其天然气来源于侏罗系高成熟-过成熟阶段的裂解气，但深层裂解气藏的成因较为复杂，特别是在东坪气田以西的坪西和尖顶山构造带，由于不发育侏罗系，新发现的基岩气藏来源不明，影响了深层天然气的勘探认识。利用天然气组分和同位素分析数据，结合东坪地区地质特征对深层裂解气开展分析，建立了天然气的成藏模式。研究表明，东坪地区深层基岩气藏具有原油裂解气，基岩储层中发育沥青包裹体，表明该地区发育古油藏裂解气。柴达木盆地北缘的侏罗系烃源岩以湖相泥岩为主，有机质丰度高、类型好，经历了长期的深埋过程，具备形成原油裂解气的物质基础和温度条件。东坪地区深层基岩气藏的成藏具有早期充油、后期高温裂解、晚期调整的特征。东坪地区原油裂解气的发现拓展了柴达木盆地北缘天然气的勘探领域，对深化柴达木盆地深层天然气勘探具有重要指导意义。     

柴达木盆地东坪地区原油裂解气的发现及成藏模式

柴达木盆地东坪地区发现了中国陆上地质储量最大的基岩气田--东坪气田,其天然气来源于侏罗系高成熟-过成熟阶段的裂解气,但深层裂解气藏的成因较为复杂,特别是在东坪气田以西的坪西和尖顶山构造带,由于不发育侏罗系,新发现的基岩气藏来源不明,影响了深层天然气的勘探认识。利用天然气组分和同位素分析数据,结合东坪地区地质特征对深层裂解气开展分析,建立了天然气的成藏模式。研究表明,东坪地区深层基岩气藏具有原油裂解气,基岩储层中发育沥青包裹体,表明该地区发育古油藏裂解气。柴达木盆地北缘的侏罗系烃源岩以湖相泥岩为主,有机质丰度高、类型好,经历了长期的深埋过程,具备形成原油裂解气的物质基础和温度条件。东坪地区深层基岩气藏的成藏具有早期充油、后期高温裂解、晚期调整的特征。东坪地区原油裂解气的发现拓展了柴达木盆地北缘天然气的勘探领域,对深化柴达木盆地深层天然气勘探具有重要指导意义。     

深层油气藏的流体特征及成藏条件

深层油气藏已成为油气发现的重要组成部分。在总结国外深层油气藏勘探开发经验的基础上，阐述了油气的赋存深度和高温高压下的流体特征，以及深部油气成藏的地质条件和形成圈闭的控制因素等。由于良好的盖层封闭和次生成岩作用，深部储层一般具有较大的储集空间和油气储量。对于裂谷盆地，除了构造油气藏外，浊积扇体岩性油气藏亦应作为勘探重点。     

松辽盆地南部深层火山岩气藏分布及成藏模式

松辽盆地南部深层火山岩气藏已经逐渐成为油气储量的重要增长点。由于勘探程度较低,火山岩气藏的分布及模式研究还不够深入,在一定程度上制约了勘探的成效。在深入分析已发现油气藏的平面分布和纵向分布特征的基础上,总结了分区带东、中、西3个断陷带的成藏模式。在深化地质认识的基础上,总结火山岩气藏的分布,概括不同区带的火山岩气藏的成藏模式,进而指明火山岩气藏的勘探思路,为进一步落实一批大中型火山岩气藏提供依据。     

徐家围子断陷深层气藏类型及成藏模式

松辽盆地北部徐家围子断陷隐蔽型天然气藏形成机制和分布规律复杂,制约了勘探开发工作的进展。为此,依据天然气藏的成因,从勘探开发实用性出发,研究了该区深层气藏类型和成藏模式。结果认为：徐家围子断陷深层主要发育有构造-岩性、岩性-构造、岩性、构造-地层、基岩风化壳等5种气藏类型和上生下储式、自生自储式、下生上储式、幔生上储式等4种成藏模式。另外,根据甲烷碳同位素值、乙烷碳同位素值和干燥系数3方面的天然气成因类型划分结果,认为下白垩统营城组天然气主要分布在煤成气区域,主要来源于下白垩统沙河子组的湖相泥岩和煤层。     

东濮凹陷杜桥白深层气成藏条件及成藏模式

分析了杜桥白地区深层气基本成藏条件及深层气藏特征,指出了桥口地区具有“上油下气”的特点,白庙地区整体油气分布具有宝塔形特征,气藏类型均受构造及岩性双重控制的复合气藏.在此基础上,用超压流体封存箱及其成藏理论,分析了杜桥白地区深层气以箱内成藏及箱缘成藏模式为主;杜寨构造为箱内成藏、桥口构造为箱缘成藏;白庙中部和下部气藏属箱缘成藏.进一步归纳了杜桥白地区深层气的控制因素,对深化该区油气富集规律的认识,明确下一步勘探方向具有重要意义.     

含油气系统油气聚集度

分析了油气不均一聚集的重要性，认为“聚集系数”这一平均概念在油气资源评价中的局限性越来越明显。含油气系统中有成因联系的一群油气藏具有储量规模序列之间的内在联系，以此为理论基础，定义了油气聚集度（同一含油气系统中一群有成因联系的油气藏，按储量规模大小排序后，前若干个油气藏储量之和在所有油气藏总储量中所占百分比）。应用这一特征参数，可描述含油气系统中油气不均一聚集现象，并可对其理论聚集度进行动态分析，预测最终油气聚集度。改进了描述油气藏规模序列结构的Ｚｉｐｆ模型，提出修正Ｚｉｐｆ模型，用于计算油气藏群的理论聚集度。用该修正模型拟合塔里木盆地轮南低隆地区截至１９９５年底发现的三叠系油气藏储量规模序列，认为该地区油气聚集丰度中等。图１参９（王孝陵摘）     

不同模拟实验条件下烃源岩生油气能力对比及意义

通过对比研究地层孔隙热压生、排烃模拟实验与高压釜生烃模拟实验中油气产率及其演化过程与产物地化参数特征,结果表明由于模拟实验设置的边界条件不同,同样热解温度条件下地层孔隙模拟实验已生成的油气产率是高压釜模拟实验的两倍多,但地层孔隙模拟实验残余固态产物的岩石热解自由烃、生烃潜力、氢指数仍然大于高压釜模拟实验的。分析认为,高压釜模拟实验所设置的热解实验条件加速了干酪根的过度裂解,生成了更多的“焦炭”、二氧化碳和氢气,偏离了烃源岩的自然演化过程;而在地层孔隙模拟实验的实验条件,有效阻止了干酪根的过度裂解,使干酪根向油气的转化率较高,所得油气产率较高压釜大。实验数据表明,地层孔隙模拟的已生成的油气产率不仅大于原始样品的氢指数,且生油后残余固态产物仍具有较高的氢指数。因此,烃源岩的氢指数和模拟实验的油气产率均不能正确评价烃源岩的真正生油气潜量,提出采用油气指数来评价烃源岩的最大生油气潜量。     

歧口凹陷深层流体势场特征与油气运移

歧口凹陷是黄骅坳陷中主要的第三系富油气凹陷，下第三系、上第三系和第四系厚逾万米。在研究该凹陷深层（埋深３５００ｍ以下的沙三段至沙一段和部分东营组）压力特征的基础上，选取地层埋深、孔隙压力和毛管压力这３项主要参数，应用盆地模拟技术，恢复了该凹陷深层４套目的层（沙三段，沙二段，沙一段下部，沙一段中上部）的流体势场演化史。结果表明：４套目的层的高流体势区与凹陷的生烃中心基本一致；沙三段、沙二段和沙一段下部都存在３个继承性发展的油气汇聚流指向区（张５井—张巨河一带，周清庄—王徐庄一带，港深１井—港深３井一带），沙一段中上部存在３个高流体势区，其间分布２个低流体势地带（港深１井—马棚口—歧口—张巨河一带，张巨河—港深５１井—港深２６井一带）。这３个油气汇聚流指向区和２个低流体势地带是油气聚集的有利场所，高流体势区内被泥岩包围的重力流砂体也应是有利勘探目标，在该凹陷的深层勘探中应重视。图４参４（王孝陵摘     

热压模拟实验的动力学研究及意义

建立了有机质成烃恒温热压模拟实验的总包一级反应、连串一级反应和平行一级反应化学动力学模型 ,标定出烃源岩的化学动力学参数 :干酪根成气的表观活化能为 4 8.8～ 114.3kJ/mol,视频率因子为 1.91×10 2 ～ 4 .99× 10 2 s- 1(总包一级反应 ) ,油成气的表观活化能为 50 .9～ 12 0 .7kJ/mol(连串一级反应 ) ,这些动力学参数远低于以恒速升温实验为基础建立的模型所标定的动力学参数。对此的解释是 ,一级反应模型的视频率因子和表观活化能是随反应进行的程度而改变的 ;有机质成烃过程往往不是一级反应 ;目前以恒速升温实验为基础进行的有机质成烃一级反应模型存在某些理论缺陷 ,应用于生烃史的研究和生烃量的计算时需要慎重。     

有机质“接力成气”模式的提出及其在勘探中的意义

有机质“接力成气”机理是指成气过程中生气母质的转换和生气时机与贡献的接替。有两层含义：一是干酪根热降解成气在先，液态烃和煤岩中可溶有机质热裂解成气在后，二在成气时机和先后贡献方面构成接力过程；二是干酪根热降解形成的液态烃只有一部分可排出烃源岩，形成油藏，相当多的部分则呈分散状仍滞留在烃源岩内，在高过成熟阶段会发生热裂解，使烃源岩仍具有良好的生气潜力。这一理论的提出，回答了我国热演化高一过成熟地区勘探潜力问题与天然气晚期成藏的机理问题，对拓报勘探领域有重要意义。图11表2参40     

油气成藏动力场模型及其应用

认为流体势的定义除应体现重力、静水压力和毛细管力的影响之外 ,还应体现构造应力和热力的影响。建立了综合考虑这些因素的流体势场 (即油气成藏动力场 )数学模型 ,比较全面地描述了油气在成藏过程中受到的力的作用。以吐哈盆地为例 ,分析应力、温度和地层埋深变化对流体势的影响 ,结果表明 ,对于挤压作用比较强烈的盆地 ,构造应力的影响最为重要 ,温度与流体势呈负相关关系 ,并主要在低温时影响较大 ;温度和应力对气势的影响要比对油势和水势的影响大得多。对吐哈盆地侏罗纪末期三间房组成藏动力场的模拟结果表明 ,考虑应力场和温度场的流体势场更能反映挤压型盆地的油气运聚规律 ,同时说明成藏动力场模型是有实用价值的。     

高能气体压裂中CO气体生成富集规律

近年来,在一些低渗油藏高能气体压裂过程中出现了多次CO中毒事件,这对油田安全生产构成了严重的威胁。采用密闭爆发器爆燃模拟检测技术系统研究了国内所用几种高能气体压裂(HEGF)中火药配方爆燃产生CO气体的生成机制,并以陕北某低渗油田5口井为例,研究了在井场HEGF作业中CO气体的聚集规律。在此基础上,提出了低渗油田高能气体压裂措施中CO气体伤害的防治对策,这对于确保HEGF压裂增产作业施工的顺利进行具有十分重要的意义。     

“油气运移动态富集”概念及其在塔里木台盆区油气勘探中的应用

"油气运移动态富集"概念,用初次富集、二次富集和再次富集描述动态充注条件,分4个层次研究.塔里木台盆区(塔中隆起、塔北隆起和巴楚隆起)特殊石油地质问题要点是:①控制古生界烃源岩品质、生烃母质丰度的因素是有利沉积相带分布;②存在古隆起发育事件、深埋事件和热事件,导致寒武系-奥陶系有效烃源岩局限于一些特定地区,须从烃源岩动态演化的角度分析油源条件.③沉积、构造多旋回规律性迁移造成多含油气系统叠合.塔中地区可划分4个运聚成藏阶段:①中奥陶世-早志留世下构造层形成自生自储内幕原生油气藏与破坏散失并存阶段,油气动态富集明显受古隆起控制;②中志留世-二叠纪再次运移形成沥青砂为主阶段,隆起西部倾没端是有利运聚成藏区带;③二叠纪-第三纪运聚充注成藏为主阶段,塔中10构造带和塔中1号断裂构造带是有利运聚成藏区带,主分隔槽(北翼鼻隆与中央断垒交汇带)以南因无油源条件而无成藏条件;④晚第三纪以来油气藏调整为主阶段.塔中地区下构造层关键评价要素是古油气藏保存条件和有无晚期油气补充条件,特别应注意位于有利油气汇聚区的岩性圈闭.提出塔中地区勘探部署建议,认为要建立以"动态"思想贯穿始终的研究体系及勘探模式.     

原油裂解气在天然气勘探中的意义

从油气生成理论和古油藏演化过程的讨论中引申出原油裂解气的问题。一般所说的原油裂解气主要是指古油藏演化中的原油裂解气 ,油藏中的原油由于后期深埋 ,必然发生裂解而形成天然气和沥青。这种原油裂解气只有在特定的地质条件下才能形成 ,如塔里木盆地巴楚隆起的和田河气田的天然气 ,主要是由于构造运动使早期形成的油藏埋藏很深导致原油裂解的产物。塔北隆起东部桑塔木断垒带的天然气与和田河气田的天然气同是源自寒武系烃源岩 ,但桑塔木天然气主要为干酪根裂解气 ,而和田河天然气主要为原油裂解气 ,因此二者在天然气组成和天然气组分碳同位素特征上存在差异 ,如虽然二者成熟度一致 ,但和田河气田天然气的非烃气体含量高于桑塔木天然气 ,其甲烷碳同位素值则比桑塔木天然气的轻。对于古油藏而言 ,原油裂解既对油藏起破坏作用 ,同时又可形成天然气藏的特殊气源。图 6参 1 2     

中国东部深部层系反向断层遮挡聚油原理与勘探实践

我国东部主要含油气盆地深部储盖组合具有一个共同特点 ,即储集层下方再无分布稳定的大套封堵性地层存在。这就决定了对于正断层发育区的深部储盖层系来说 ,只有当断层倾向与地层倾向相反时才能形成断层遮挡圈闭。通过对松辽盆地梨树地区、渤海湾盆地苏桥及板桥地区等深层富油气区带已发现油气藏及钻探成效的详细分析 ,这一地质规律得到了证实。鉴于此 ,在深部层系寻找断块油气藏的勘探部署中 ,必须打破在中、浅层勘探中建立起来的常规评价原则 ,应把握住反向断层有利于油气富集这一关键要素。图 5(谯汉生摘 )