准噶尔盆地南缘下组合煤系烃源岩生烃模拟及高探1井油气源研究

随着准噶尔盆地勘探的不断深入,准南下组合日益成为油气勘探的重点,但目前针对下组合烃源岩生烃演化特征尚未进行系统性研究,不同岩性煤系烃源岩生烃能力和生油气量如何等尚未进行系统性实验分析。最近获得高产的高泉背斜高探1井油气与哪种岩性煤系源岩关系最为密切等都值得进一步讨论。通过对侏罗系煤岩、碳质泥岩和泥岩进行密闭容器高压釜加水热模拟实验,对3种岩性煤系烃源岩生烃特征及油气源对比进行了研究。碳质泥岩和泥岩具有较高的生油潜力,碳质泥岩是侏罗系煤成油的主要贡献者,且角质体可能是碳质泥岩主要生油母质。煤岩在更高演化阶段较碳质泥岩和泥岩具有更高的生气潜力,且主要为干酪根降解气。模拟气体随演化程度升高均不同程度出现碳同位素分馏效应,即随成熟度增加气体稳定碳同位素先变轻后变重,且δ¹³C₁分馏效应较δ¹³C₂明显。结合模拟实验进一步对高探1井油气源进行了分析,认为高探1井下白垩统清水河组原油主要为侏罗系碳质泥岩生成的较高成熟度原油,而3种岩性煤系烃源岩对天然气均有贡献。     

不同沉积环境烃源岩芳烃馏分单体烃碳同位素分布特征及其意义

通过对来自塔里木盆地海相(9个)、吐哈盆地沼泽相及湖相(6个)和柴达木盆地湖相(9个)共24个烃源岩样品芳烃分离、纯化后,应用色谱-同位素比值质谱(GC-IR-MS)分析技术,系统剖析了不同沉积环境中芳烃馏分单体烃碳同位素组成特征。研究结果表明,对于不同沉积环境的烃源岩芳烃馏分单体烃碳同位素组成呈现出δ13 C湖相>δ13 C沼泽相>δ13 C海相的规律,由此证明母质来源和沉积环境是影响其分布的主控因素之一。不同沉积环境1,6-DMN、1,2,5-TMN、1-MP、9-MP和1,9-DMP化合物的碳同位素组成具明显差异。芳烃同分异构体之间的同位素组成差异主要由沉岩过程中的动力学分馏效应所致,而热演化过程对芳烃单体烃碳同位素组成影响不大。     

黔北坳陷高演化烃源岩中正构烷烃单体烃碳同位素组成

借助于色谱-质谱和单体烃碳同位素分析技术,对黔北坳陷高演化海相烃源岩和黔南坳陷虎47井原油中各类生物标志物和正构烷烃的单体烃碳同位素组成进行了系统分析。不同层位烃源岩中常用的甾、萜烷的分布与组成呈现明显趋同现象,因而失去了其原有的地球化学意义和实用性。虎47井原油中三环萜烷系列和孕甾烷系列丰富,但C_27-35藿烷系列和C_27-29甾烷系列的丰度极低,显示生油窗晚期的产物特征。绝大多数烃源岩中nC_16-28正构烷烃系列呈现以nC₂₀或nC₂₁为低谷的前、后2个峰群的分布模式,但其单体烃碳同位素组成则十分接近,它们的δ13C值介于-28‰~-31‰之间,呈负偏态变化,即随碳数增加其δ13C值变小,且这一特征不受正构烷烃系列分布特征的影响,表明高演化烃源岩中特殊的正构烷烃系列分布模式是客观地球化学现象。虎47井原油中正构烷烃的单体烃碳同位素组成也呈负偏态变化,但其δ13C值较高演化烃源岩中的轻约3‰,这可能与有机质热演化过程中的碳同位素分馏效应有关。因此,在利用正构烷烃的单体烃碳同位素组成开展油源对比时,所用样品的成熟度应该匹配。      

渤海湾盆地黄骅坳陷石炭系—二叠系煤系烃源岩生烃特征研究

近年来，渤海湾盆地探明数个石炭系—二叠系煤系烃源岩供烃的凝析油气藏，展现出可观的勘探潜力。针对研究区烃源岩生烃特征认识不清、勘探方向不明的问题，亟需重新认识煤系烃源岩的供烃能力。为此，以渤海湾盆地黄骅坳陷为研究对象，通过岩心、测井、录井、试油等多元数据统计，基于盆地内构造单元沉积充填特征差异分析，运用盆地数值模拟技术建立沉积单元评价模型，开展黄骅凹陷煤系烃源岩不同岩层的空间展布、生烃潜力与生烃特征综合分析，明确了渤海湾盆地石炭系—二叠系煤系烃源岩生烃模式，并预测了研究区潜山油气有利聚集带。结果表明：黄骅坳陷石炭系—二叠系煤系烃源岩以煤岩为标志层，发育泥岩、炭质泥岩与煤岩3种生烃岩性，其中，泥岩厚度大，连续性强，生烃潜力大；生烃模拟表明，一次生烃以泥岩生油为主，二次生烃以多种烃源岩混合生油生气为主；发育早期沉降型、晚期沉降型与持续沉降型3类生烃模式，持续沉降型与晚期沉降型生烃区对潜山原地油气聚集最为有利。研究成果可为研究区煤系烃源岩供烃的油气成藏理论研究与勘探部署提供技术支撑。     

准噶尔盆地煤系烃源岩及煤成气地球化学特征

准噶尔盆地主要发育石炭系和侏罗系两套煤系烃源岩,形成与之相关的两类煤成气.石炭系煤系烃源岩有机质丰度高,有机质类型主要为Ⅲ型,成熟度高.侏罗系烃源岩分布广,厚度大,成熟度变化大,中下侏罗统是主力气源岩,资源潜力大.石炭系煤成气属干气,碳同位素较重,甲烷碳同位素组成在-30‰左右,乙烷碳同位素组成大于-28‰,为正碳同位素系列,形成自生自储气藏.源自侏罗系煤系烃源岩的天然气分布广,组分相对较湿,甲烷碳同位素组成变化较大,丁垸和丙烷发生倒转的现象较为普遍,反映出天然气的成熟度变化较大,同源不同阶的天然气混合造成重烃碳同位素偏轻.石炭系煤系天然气资源潜力大,是准噶尔盆地今后最主要的天然气勘探领域.源自侏罗系煤系的天然气分布范围广,南缘是今后侏罗系煤系天然气勘探的有利地区.     

西湖凹陷西部斜坡带原油来源

原油来源分析是确定油气勘探方向的重要依据。利用有机地球化学分析手段,分析了西湖凹陷西部斜坡带原油和烃源岩特征,通过生物标志物谱图和生物标志物参数的对比,结合原油与烃源岩分布特征,确定了西湖凹陷西斜坡不同区原油的来源。结果表明：(1)研究区原油总体上富含指示陆源高等植物输入的生物标志物,但平北地区原油碳同位素重,二萜类丰富,规则甾烷以C₂₉甾烷为主;平湖地区原油碳同位素较轻,二萜类含量较高,且具有较低的伽马蜡烷;黄岩-天台地区原油碳同位素轻,二萜类含量低,规则甾烷以C₂₉甾烷为主,同时C₂₇甾烷的含量也较高。(2)研究区发育煤系烃源岩(包括煤和炭质泥岩)和暗色泥岩两类烃源岩。煤系烃源岩富含来源于裸子植物的异海松烷类和蕨类植物的16β(H)-扁枝烷,从平北到黄岩-天台地区的煤系烃源岩中16β(H)-扁枝烷含量增加;暗色泥岩二萜类含量低,16β(H)-扁枝烷相对于降异海松烷占优势,且从平北到黄岩-天台地区暗色泥岩中C₂₇甾烷、16β(H)-扁枝烷增加。(3)平北地区原油主要为煤系烃源岩贡献,平湖地区原油为...     

准噶尔盆地石炭系与二叠系主力烃源岩地球化学特征对比研究

重点对准噶尔盆地石炭系与二叠系主力烃源岩生物标志化合物分布特征,及单体烃碳同位素特征进行分析与对比。该盆地石炭系和二叠系烃源岩有机质丰度都相对较高,成熟度以西北缘与南缘较高,准东较低,各项参数均达到了烃源岩要求。盆地石炭系烃源岩生物标志化合物特征具有Pr/Ph值较高,伽马蜡烷含量低,C_29甾烷含量较高,而C₂₈甾烷含量较低的特点,生物标志化合物特征反映出石炭系烃源岩,形成环境为淡水湖湘,主要为Ⅲ型有机质。二叠系烃源岩Pr/Ph值整体较低,伽马蜡烷指数相对较高,且含有一定量的β-胡萝卜烷,C₂₈甾烷明显高于石炭系烃源岩,沉积环境主要为半咸水—咸水盐湖相,有机质类型为Ⅰ型、Ⅱ型。石炭系烃源岩有机质类型主要为Ⅲ型,其干酪根碳同位素组成较重,但单体烃碳同位素差别较大,母质来源和成熟度都影响着正构烷烃单体烃碳同位素的分布。二叠系烃源岩干酪根分布特征表明主要源岩有机质类型为Ⅲ型、Ⅱ型和Ⅰ型,其正构烷烃单体烃碳同位素的分布特征与干酪根碳同位素分布有较好的相关性,Ⅲ型有机质单体烃碳同位素组成较重,而Ⅱ型和Ⅰ型有机质单体烃同位素组成较轻;南缘二叠系烃源岩有明显的甲烷菌母质输入现象,干酪根、单体烃碳同位素组成和一些藿类化合物碳同位素组成都表现为较轻的特点。     

西湖凹陷平北地区煤系烃源岩识别与分布

西湖凹陷平北地区平湖组煤系烃源岩发育煤、炭质泥岩、泥岩3种岩性.为明确煤系烃源岩的发育与展布特征,并确定优质烃源岩发育的关键因素,首先通过对平北地区煤系烃源岩地球化学特征的分析与有效烃源岩的评价,建立烃源岩岩性测井识别模型,然后结合岩性分布与泥岩TOC含量预测结果,明确研究区煤系烃源岩的发育特征与分布规律.结果表明:研...     

四川盆地龙岗气田长兴组和飞仙关组气藏天然气来源

采用地球化学方法对龙岗气田长兴组和飞仙关组天然气来源进行了详细研究,天然气干燥系数很高,乙烷等重烃含量极低,非烃气体中除了少量的N_2和CO_2以外,普遍含有H_2S气体。气田范围内长兴组和飞仙关组本身不具生烃能力。天然气地球化学特征与来自志留系和寒武系烃源岩天然气差异很大,也不可能来自志留系和寒武系烃源岩。气藏中普遍含有储层沥青,被认为是原油裂解的产物。因储层沥青与甲烷碳同位素之间没有明显分馏关系,甲烷并非直接来自原油裂解气。气藏中甲烷和乙烷碳同位素组成都很重,为高—过成熟的煤型气,天然气主要来自龙潭组煤系。与川西坳陷高—过成熟须家河组煤系烃源岩生成的天然气相比,龙岗气田甲烷碳同位素组成异常偏重,是由于烃源岩高演化程度和水溶气脱气混入这2个因素叠加而成,并不是目前多数研究者认为的是由TSR作用造成,因为甲烷碳同位素值和H_2S含量没有明显的相关性。     

济阳坳陷煤系烃源岩生物标志化合物与同位素对比研究

在系统分析和总结大量烃源岩分析数据的基础上,对济阳坳陷石炭一二叠系和中生界两套煤系烃源岩的生物标记化合物参数与碳同位素特征进行了详细的对比,对比结果显示石炭-二叠系煤系烃源岩干酪根、族组成碳同位素大于中生界坊子组;生物标记化合物中,石炭-二叠系煤系烃源岩与中生界坊子组相比具有更强的植烷优势、更高的γ蜡烷含量和更高的C₂₇胆甾烷含量,表明石炭-二叠系煤系烃源岩有机质的生成环境、母质组成及保存条件优于中生界。     

不同煤系源岩生烃特征的黄金管热模拟实验对比研究

对鄂尔多斯盆地同一地区侏罗系煤、煤系泥岩和炭质泥岩生烃全过程的模拟实验结果表明：不同种类煤系源岩热解生油特征存在较大的差异;与典型的湖相或海相源岩相比,这3种煤系源岩生油潜力都比较低。生油潜力最高的为煤系泥岩,其最大生油量约为20mg/gTOC,而煤和炭质泥岩的生油潜力几乎只有煤系泥岩的一半。因此,煤系源岩单独大规模形成油藏的可能性较低。煤岩、煤系泥岩及炭质泥岩最大生成烃类气体气量为184～212mL/gTOC,在3种源岩中煤的生气量最大,而煤系泥岩的最大生气量只有3m3/t岩石;煤和炭质泥岩生成气体的碳同位素相近,而煤系泥岩生成甲烷碳同位素值要比煤同温度生成的甲烷碳同位素值偏低3‰～5‰。3种源岩模拟生气实验结果表明：煤应该是煤成气的主要贡献者。     

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界原油成因及勘探前景

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界海陆过渡相有一套良好的生储盖组合，目前已发现了东胜大气田。该区二叠系下石盒子组产出少量中质原油，但原油的成因及其勘探前景尚不明确。基于对该区原油的物性、饱和烃色谱、生物标志物及碳同位素等地化特征的研究，试图揭示原油的成因和勘探前景。杭锦旗地区上古生界原油具有低硫、高蜡、中等成熟度特征，其甾烷分布显示以陆生植物为主，少量水生生物；Pr/Ph值为2.16~2.26，重排甾烷和重排藿烷含量高，伽马蜡烷含量低，原油碳同位素值为-27.7‰～-26.8‰，正构烷烃单体烃碳同位素前重后轻，这些特征均指示该原油是由沉积环境为弱氧化的陆相煤系地层中的暗色泥岩生成。二叠系山西组烃源岩有机岩石学、生烃热模拟实验及岩石热解等综合分析表明，该区山西组暗色泥岩具有一定生油潜力。结合原油产出井的位置和烃源岩的空间展布，山西组暗色泥岩可能是潜在的烃源岩。杭锦旗地区上古生界良好的生储盖组合条件暗示着该区的原油勘探值得重视，泊尔江海子断裂两侧邻区是原油聚集的潜在有利区。      

塔里木盆地库车坳陷烃源岩热模拟实验中甲烷碳同位素的二阶分馏

选用塔里木盆地库车坳陷三叠系和侏罗系的煤、黑色泥岩及碳质泥岩等样品进行了260~540℃之间的生烃热模拟实验,模拟温阶为40℃,并对产物中天然气的碳同位素和实验后的固态产物的镜质体反射率进行了测定,得到了模拟气态烃产物中甲烷的碳同位素与模拟产物成熟度Ro的关系。实验表明,在烃源岩由未成熟到过成熟的演化过程中,甲烷碳同位素存在二阶分馏,在未熟到成熟(Ro<1.5%)阶段,甲烷碳同位素随温度(成熟度)的增加由重变轻,而在成熟到过熟阶段,甲烷碳同位素随温度(成熟度)的增加由轻变重,在这2个演化阶段甲烷碳同位素与Ro均呈线性相关。      

东濮凹陷煤系烃源岩评价中的几个问题

在明确了有机质丰度参数不一致的地球化学根源后，提出泥岩评价标准的下限值，并剖析了古生界地层中火成岩侵入时期及其热催化作用对二次生烃的贡献。结果表明：马厂和长垣地区烃源岩评价应侧重于有机碳含量，尤其是煤系泥岩；煤系泥岩有机碳标准下限值应定为0．80％；火成岩侵入时期早(白垩纪时期)，对晚期成藏不利；煤和泥岩低温阶段演化同步，高温阶段煤的演化速率高于泥岩，但均以晚期生烃为主。     

四川盆地二叠系烃源岩类型与生烃潜力

通过野外和岩心样品系统采集,对四川盆地二叠系烃源岩元素组成、Rock-Eval、碳同位素组成等地球化学参数分析,确立了二叠系烃源岩干酪根类型以Ⅱ型为主,局部存在Ⅰ型或Ⅲ型;利用烃源岩TOC和热解生烃参数探讨了其生烃潜力,泥岩有机碳含量一般高于灰岩,生烃潜力大。同时,对于高演化海相泥岩和灰岩生烃潜力进行了恢复,提出了高演化泥岩和灰岩生烃潜力的恢复对客观评价我国南方高演化碳酸盐岩具有一定必要性。四川盆地二叠系烃源岩热演化程度普遍高,已达到高-过成熟阶段;在早白垩世二叠系烃源岩进入生气高峰有利于后期天然气聚集成藏,为我国南方海相上组合天然气勘探提供了雄厚的物质基础。     

中国西北地区侏罗纪煤系油气形成（之一）

侏罗纪是中国西北地区最主要的聚煤期。侏罗纪西北地区气候温暖潮湿，植被繁盛，发育六大原盆地沉降带，形成沼泽、浅湖、半深湖沉积环境，广泛沉积了河流相—沼泽相—湖相煤系地层，普遍发育煤、炭质泥岩（页岩）、油页岩和湖相暗色泥岩这４类烃源岩。侏罗系烃源岩在阿尔金断裂带南、北两侧差异较大：北侧新疆地区中、下侏罗统煤系泥岩和煤均很发育；南侧蒙甘青地区早侏罗世沉积范围很小，中侏罗世虽发育泥岩，但一般不发育煤层。侏罗系烃源岩中主要的成烃显微组分是壳质体、藻类体、基质镜质体等，木栓质体和树脂体等早期成烃组分含量很低。煤系泥岩一般为中等到差油源岩，少数为好油源岩，煤一般为差油源岩。新疆地区下侏罗统烃源岩生烃潜力高于中侏罗统烃源岩。图３（王孝陵摘     

惠州凹陷原油成因研究

采用单质谱、串联质谱及单体烃碳同位素分析技术,分析检测了惠州凹陷24个原油样品,对部分复杂成因类型原油的来源取得了新认识。惠州凹陷主要分布3类原油：来源于文昌组中深湖相烃源岩的原油;来源于恩平组河沼相烃源岩的原油;成因类型复杂的混源油。混源油可能是文昌组与恩平组不同类型原油的混源,或是由于文昌组烃源岩中原始有机质母质输入不同造成的。混源油的异戊二烯烷烃分子碳同位素表现出2种不同的分布特征,为δ13CPr〉δ13CPh和δ13CPr〈δ13CPh。Ph较Pr明显贫13C的特征在一定程度上说明甲烷生成菌脂类对植烷的重要贡献。来源于文昌组中深湖相烃源岩贡献的原油单体烃碳同位素相对富集δ13C,可能与藻类的勃发导致的13C富集有关。     

三塘湖盆地石炭系烃源岩评价

三塘湖盆地石炭系烃源岩分布具有南厚北薄的特点,且以马朗凹陷和条湖凹陷的烃源岩厚度最大。烃源岩类型主要包括滨浅海相—海陆交互相的暗色泥岩、凝灰质泥岩和碳质泥岩。盆地内部石炭系烃源岩有机碳含量、生烃潜量及氯仿沥青A的含量均较丰富。干酪根稳定碳同位素值及岩石热解分析结果指示石炭系烃源岩有机质来源广泛,干酪根类型以Ⅱ型为主,也有少量Ⅰ型和Ⅲ型。大部分烃源岩样品实测镜质体反射率大于0.7%,对应的最大热解温度大于435℃,达到了有机质热演化的成熟至高成熟阶段。研究表明,三塘湖盆地石炭系烃源岩为一套好至极好的烃源岩,具有很高的生烃潜力。     

东营凹陷北部沙四段下亚段盐湖相烃源岩特征及展布

对东营凹陷北部沙四段下亚段盐湖相烃源岩特征及展布缺乏系统研究,尤其对盐湖沉积物中普遍发育的含膏泥岩、含盐泥岩、膏质泥岩和盐质泥岩的生烃潜力认识不清。首先利用有机碳、岩石热解等实验分析手段,对不同岩相烃源岩的生烃潜力进行研究;然后基于实验分析数据,建立了盐湖相烃源岩有机碳含量测井评价模型,利用评价结果分析了烃源岩展布特征,结合埋藏史和热演化史研究了烃源岩生烃史。结果表明:研究区沙四段下亚段烃源岩有机质以腐泥型为主,有机质类型主要为I—II1型,少量为II2型,都是优质的生油母质;证实了含膏泥岩、含盐泥岩、膏质泥岩和盐质泥岩都具备生烃潜力,可孕育有效烃源岩。民丰地区、利津地区和胜坨下降盘是有效烃源岩发育的有利位置,这些地区有效烃源岩累积厚度大,有机碳含量高。研究区沙四段下亚段烃源岩普遍经历了"快—慢—快"的埋藏过程,生油高峰持续时间长,目前处于烃源岩热解和原油裂解生气阶段,有利于烃源岩热解气和原油裂解气成藏。     

渤海海域渤中地区烃源岩封闭金管热解模拟生烃实验研究

选取渤海海域渤中地区沙南凹陷沙三段、沙一段和东三段烃源岩各1个样品,秦南凹陷沙三段烃源岩2个样品,进行封闭金管加水热解实验。烃源岩样品为湖相泥岩,有机质丰度高,干酪根类型为Ⅰ型,且处于低熟阶段。烃源岩矿物组成以黏土矿物为主,方解石、石英和长石也占有相当的比重。热解过程涵盖了主要的生油阶段,沙三段、沙一段和东三段烃源岩平均生烃活化能集中分布在219~222 kJ/mol,同一凹陷不同层系、不同凹陷同一层系差别不大,但黏土矿物含量较低和方解石含量较高的样品平均活化能略偏高。封闭热解生烃高峰C₁₄₊液态烃产物碳同位素相比原岩沥青“A”碳同位素增重幅度可达11.3%,应用低熟源岩沥青“A”碳同位素进行油源对比时须谨慎。残余固体总有机碳损失可达48%,对原本有机质丰度高和类型好、现处于高演化阶段的烃源岩评价时,有必要进行有机质丰度和类型的恢复。