鄂尔多斯盆地中生代热异常及烃源岩热演化特征

在合理设定热模拟边界条件前提下，模拟分析鄂尔多斯盆地热演化过程，结果表明：在中、晚侏罗世，盆地大部分地区中生界地热梯度为4．3～4．6℃／100m，但在庆阳、西峰及其西南部分地区达到5．7℃／100m。结合热流与地壳厚度关系及地震、重力、磁法方面证据，认为造成鄂尔多斯盆地中生代地温异常的最可能的热事件模式是全盆范围的地壳减薄与局部地区隐伏岩浆体加热的叠加。在热异常背景下，三叠系延长组烃源岩层在侏罗纪埋深达到1600m便可成熟排烃，大规模生烃期在早白垩世。较长的排烃期与埋藏过程中构造的调整是造成油气多期充注的主要原因。图5表2参21     

鄂尔多斯盆地剥蚀厚度恢复及其对上古生界烃源岩热演化程度的影响

运用镜质体反射率-深度剖面恢复出鄂尔多斯盆地中生界地层的剥蚀厚度,并结合烃源岩加热降温热模拟实验研究上古生界烃源岩的热演化特征。研究认为,反射率-深度剖面模型可分为3类,即单段式、双段式和三段式。盆地东部剥蚀厚度大,为1400～2200 m;西部剥蚀厚度小,为400～1000 m。据烃源岩时温互补热演化模拟实验,岩样在加热到一定温度后降温,随时间增加Ro值虽在增加,但Ro值增加速率不断降低,且在相同时间段内,降温幅度越大,生烃能力越低,当降温到一定程度时,随时间增加,生烃能力非常小。表明了源岩受热的时间尺度与热效应之间,温度起着主导作用。由于中东部剥蚀厚度远大于烃源岩热演化停滞时的最小剥蚀厚度,烃源岩热演化作用已处于停滞状态,西部剥蚀厚度较小的布1-天1地区,烃源岩的热演化作用在新生代仍有可能继续缓慢进行。     

辽东湾地区古近系烃源岩热演化模拟

为研究渤海东北部海域辽东湾地区烃源岩的演化史,运用盆地模拟技术,在恢复该区热演化史和埋藏史的基础上,利用EASY%Ro计算模型对10条测线进行烃源岩成熟度演化分析,勾画出烃源岩演化平面图,得出辽中凹陷和辽西凹陷烃源岩的演化特征。研究结果表明:①辽中凹陷中北洼热演化程度明显高于南洼;②辽西凹陷北洼、南洼、中洼热演化程度基本相同;③辽中凹陷比辽西凹陷热演化程度高;④现今,辽中凹陷深部古近系沙河街组三段和沙一、二段烃源岩处于高成熟阶段,凹陷边缘处于重要生油区,辽西凹陷主力烃源岩处于生油气高峰。     

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。     

烃源岩热演化停滞时临界剥蚀厚度求取方法——以鄂尔多斯盆地为例

利用鄂尔多斯盆地烃源岩镜质体反射率Ro值、地层剥蚀厚度△H以及埋深H,建立了烃源岩Ro值与原始埋深H之间的关系式。选定初始Ro值以及降温后Ro值的增加值△Ro,根据烃源岩Ro值与原始埋深H之间的关系式,可以得到与之对应的最小剥蚀厚度△H,从而建立△Ro与△H关系图版。然后通过热模拟试验测得样品的初始Ro值．以及降温后Ro值的增加值△Ro,根据该关系图版就可以直接读出与之对应的最小临界剥蚀厚度△H。据此．初步指出了鄂尔多斯盆地石炭-二叠系煤在其遭受抬升剥蚀之后．能够持续生烃的源岩分布范围,为我国一些地层埋深变浅盆地的资源量的计算提供了理论证据。     

吐哈盆地前侏罗系烃源岩生排烃史定量模拟与有利勘探区预测

采用美国ＰＲＡ公司的含油气系统模拟与分析软件，对吐哈盆地上二叠统桃东沟群、上二叠统至下三叠统仓房沟群和中、上三叠统小泉沟群烃源岩的地史、热史和生、排烃史进行模拟。结果表明，侏罗纪是吐哈盆地３套前侏罗系烃源岩的生油、气和排油、气高峰期。前侏罗系烃源岩累积生油、气总量分别为 １３８． ６４ ×１０８ｔ和７１．２３ × １０１２ｍ３，排油、气总量分别为５３．５８ ×１０８ｔ和４６．７４ × １０１２ｍ３，排油气效率分别为３８．６％和６５． ６％。３套烃源岩各自排出油、气量占前侏罗系烃源岩总排油、气量的比例，桃东沟群分别为 ４９．１１％和５２． ３％，仓房沟群分别为 ７． ６４％和 ８． ９９％，小泉沟群分别为 ４３． ２５％和 ８． ９９％；台北凹陷是吐哈盆地前侏罗系烃源岩的主要生烃凹陷，台北凹陷内前侏罗系烃源岩排出的油、气量约占全盆地前侏罗系烃源岩排油、气总量的 ８９％和 ８９． ５％。台北凹陷及其周边是吐哈盆地勘探前侏罗系油气的最有利地区。     

鄂尔多斯盆地东缘康宁地区煤系烃源岩评价

本文应用氢指数(IH)和最高热解温度(Tmax)综合确定康宁地区本溪组-太原组-山西组泥岩干酪根类型绝大多数是Ⅱ2、Ⅲ型干酪根,即有机质类型以混合型-腐殖型为主,偏生气型。康宁地区本溪组泥岩有机质丰度在0.11%~9.1%范围内,平均为2.99%;太原组泥岩有机质丰度在0.26%~12%范围内,平均为3.81%;山西组泥岩有机质丰度在0.14%~9.97%范围内,平均为2.28%。康宁地区山西组煤的镜质组反射率变化于0.93%~1.21%之间;本溪组煤的镜质组反射率为1.06%~4%,多在1.06%~1.2%之间。研究区煤系烃源岩有机质的背景成熟度处于成熟阶段中-后期,已有大量烃类生成。     

鄂尔多斯盆地西缘奥陶系烃源岩热模拟试验研究

通过对鄂尔多斯盆地西缘奥陶系3类代表性的烃源岩即泥岩、泥灰岩和灰岩进行热模拟试验,不仅在室内再现了各类岩样的生烃演化过程及特点,而且为该地区生烃量计算提供了重要依据。试验结果表明,泥岩的生烃能力最强,最终产气率达527 m³/t_TOC,泥灰岩次之,最终产气率为512m³/t_TOC,纯灰岩最差,最终产气率仅267m³/t_TOC;气态烃的产出与热成熟度密切相关,较高的热演化程度对气态烃的生成是有利的。指出此次试验所选3个样品的液态烃产率均较低,生油高峰不明显,热模拟的抽提物产率曲线呈“漏斗状”,认为这种现象可能与样品所处演化阶段以及有机质含量较低有关。     

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。     

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界烃源岩热演化特征模拟研究

以表征烃源岩热演化程度的实测镜质组反射率（R_o）为标定值,以PetroMod盆地模拟软件为工具,在剥蚀厚度恢复、古大地热流值选取的基础上,利用鄂尔多斯盆地杭锦旗地区70余口探井的录井、测井资料确定了不同地层的岩性组成,建立了相应的单井地质模拟,对上古生界太原组和山西组山1段、山2段烃源岩的演化历史进行了模拟。结果表明,研究区西部、南部的新召、十里加汗、阿镇和浩饶召区带R_o值达到0.65%进入生烃门限的时间为晚三叠世中晚期,北部的公卡汗和什股壕区带R_o值达到0.65%进入生烃门限的时期为早侏罗世早期。平面上,烃源岩热演化程度总体表现为自西南向东北方向逐渐降低的趋势：西部、南部的新召区带、十里加汗区带南部现今R_o值最大为1.43%和1.46%,达到了过成熟演化阶段;北部、东部的什股壕、阿镇区带现今R_o值为0.85%~1.0%,处于生烃高峰期的早期阶段。     

鄂尔多斯盆地塔巴庙地区上古生界源岩热演化特征

鄂尔多斯盆地北部主力气源岩太原组、山西组煤系地层热成熟史的研究对本区天然气充注过程和有利目标区预测具有重要的参考价值。在对研究区烃源岩评价和一维、二维地质建模研究的基础上,利用BasinMod盆地模拟软件对单井以及研究区内二维剖面、平面进行了煤系烃源岩热演化史模拟研究。研究结果表明:(1)该区在中三叠世进入生烃门限,中侏罗世以后,烃源岩持续埋深,早白垩世末期至最大埋深(4000 m左右),绝大多数的天然气都在这一阶段生成,早白垩世末构造抬升以后只有少量天然气生成;(2)研究区上古生界太原组和山西组煤系源岩最大累积生烃强度可达到2200×108m3/km2,对现今天然气的分布具有较强的控制作用。     

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。     

鄂尔多斯盆地热动力演化史及其对油气成藏与富集的控制作用

鄂尔多斯盆地热演化史及热岩石圈厚度恢复表明,中生代晚期早白垩世存在构造热事件及深部热岩石圈减薄的动力学过程,盆地南部岩石圈厚度薄,热流值及地温梯度高。不同层位烃源岩在盆地南部热演化程度高,热异常明显。烃源岩热模拟实验以及盆地深部热动力演化史研究表明,早白垩世热事件及形成的热异常使烃源岩生烃量明显增加,是盆地油气富集的重要原因之一。不同层位烃源岩在早白垩世大规模生油、生气及成藏,主要受早白垩世岩石圈减薄的深部热动力学过程及构造热事件控制。古生界和中生界不同层位的油气田分布主要受烃源岩、热演化程度及储层控制。从烃源岩发育层系及热演化程度来看,盆地南部延长组7段致密油、页岩油热演化程度高,分布面积广,勘探潜力巨大;石炭系-二叠系煤系烃源岩全盆地大面积分布,天然气勘探前景广阔;深层下古生界奥陶系碳酸盐岩层系具有形成大气田的条件,需要进一步明确烃源岩生烃潜力;深层中-新元古界值得进一步勘探,关键是明确规模断陷分布及烃源岩的生烃规模。     

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。     

富油凹陷不同洼陷烃源岩的热演化及生烃特征差异性

渤海湾盆地富油凹陷通常发育多个生烃洼陷,每个洼陷往往为相对独立的生烃中心;由于沉积埋藏史的差异,不同洼陷及其不同构造部位烃源岩的热演化和生烃特征存在明显差异。以渤海湾盆地东濮凹陷和东营凹陷古近系沙河街组主要烃源岩系为例,对比分析了两凹陷中主要生烃洼陷烃源岩的热演化及生烃史特征,并探讨了其对油气藏形成及分布的控制作用。研究认为,在发育多个生烃洼陷的富油凹陷,以毗邻陡坡带大断裂的洼陷埋藏最深,烃源岩最发育、热演化程度最高、生烃能力最强、资源量最丰富;由于母质条件和埋藏热史的差异,同一层系不同亚段烃源岩、同一洼陷不同构造部位烃源岩的生烃特征具有较大差异;不同富油凹陷烃源岩埋藏演化生烃也存在明显差异性。      

论鄂尔多斯盆地下古生界烃源岩的成藏演化特征

鄂尔多斯盆地中东部广布的下奥陶统马家沟组碳酸盐岩形成于动荡、富氧的古地理环境,因而其有机质丰度低,有机质类型差,生烃潜力低,不能成为有效烃源岩。地质和地球化学分析证实,盆地西、南缘台缘深水斜坡相的中奥陶统平凉组存在优质海相烃源岩,其形成的油气最早富集在中央古隆起及其周围;伴随着中央古隆起带轴部的向东迁移和早白垩世末盆地西倾大单斜的定型,平凉组烃源岩在早白垩世生烃高峰期生成的天然气和早期古油藏裂解气,由中央古隆起带向北东方向发生二次运聚,最终在盆地中部奥陶系马家沟组风化壳中聚集成藏,即形成靖边大气田。这一过程包含了油藏、油气共存和气藏3个成藏演化阶段,也证实了盆地西、南缘平凉组烃源岩是靖边气田油型气的主要来源。