鄂尔多斯盆地东南部上古生界煤系烃源岩特征及生烃潜力评价

近年来,鄂尔多斯盆地东南部多口致密砂岩气探井获得工业气流,先导试验区实现效益开发,展示出该地区良好的致密砂岩气勘探开发前景。优质烃源岩形成的良好气源条件、较强的生烃增压及成藏动力条件是控制致密砂岩大气田形成的基础,但研究区尚未开展系统的烃源岩研究。基于大量测井、录井、岩心、分析化验资料,详细分析了鄂尔多斯盆地东南部煤系烃源岩的地球化学特征和平面展布特征,建立了煤系烃源岩总有机碳含量(TOC)测井解释模型,并在此基础上定量计算了生烃强度。结果表明：(1)鄂尔多斯盆地东南部上古生界煤的TOC平均值为56.2%,炭质泥岩TOC平均值为9.6%,暗色泥岩TOC平均值为2.4%;有机质类型为Ⅲ型干酪根,均处于过成熟生干气阶段;(2)平面上,煤和暗色泥岩在本溪组和山西组广泛发育,呈现由西北向东部逐渐增厚的特征,炭质泥岩在研究区发育厚度薄;(3)优选出自然伽马(GR)、声波时差(AC)、密度(DEN)等与实测拟合关系最好的测井参数,根据多元回归方法分别建立煤、炭质泥岩、暗色泥岩3种总有机碳含量(TOC)测井解释模型;(4)鄂尔多斯盆地东南部上古生界生烃强度较高,分布于(17.6～58.3)×10     

阜阳探区石炭-二叠系烃源岩资源潜力评价

上古生界泥岩和煤岩是阜阳探区的主力生烃层。为了明确该套生烃层的资源潜力,对烃源岩的有机质丰度、类型和成熟度进行研究,落实了优质烃源岩的分布层位和生烃类型,并估算了资源量。研究表明:上古生界烃源岩主要分布在颜集、倪丘集凹陷和古城低凸起;泥岩总体评价为好—差烃源岩,煤岩为差烃源岩;泥岩和煤岩的有机质类型都以III型干酪根为主;烃源岩有机质成熟度具有北高南低的特点,北部颜集凹陷热演化程度最高,以生成天然气为主,南部的倪丘集凹陷和古城低凸起烃源岩热演化程度适中,既可以生油又可以生成天然气。根据估算,天然气资源潜力区在颜集凹陷和倪丘集凹陷,油资源潜力区在倪丘集凹陷和古城低凸起。     

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。     

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。     

永利探区上古生界烃源岩特征

永利探区是鄂尔多斯盆地西缘逆冲断裂带中部上古生界含气区.通过对上古生界烃源岩的有机质丰度、有机质类型和源岩有机质成熟度进行研究,明确了太原组是上古生界成藏的有效气源岩层,主要地化指标从山西组到太原组具有变好的趋势,太原组优于山西组.演化程度处于成熟阶段,且随着深度的增加宥机质丰度由低变高.     

关于古生界烃源岩有机质丰度的评价标准

我国海相碳酸盐岩地球化学评价的焦点问题之一，是如何确定有其有机质丰度下限和划分有效烃源岩与非烃源岩的标准。长期以来，国内一些颇具影响的论点使人们相信，有机碳含量低到0．1％的碳酸盐岩仍能作为有效烃源岩。然而，国内外大量的勘探实践和实验室研究表明，有机碳含量为0．1％－0．2％的纯碳酸盐岩不能作为有效烃源岩，否则，有机质丰度不会成为油气勘探评价中的一个限定因素。在海相地层或海相碳酸盐岩中，能有效生烃的烃源岩是其中有机质丰度高的泥岩、泥灰岩和泥晶灰岩。碳酸盐岩或泥质岩中相同类型干酪根的有机质转化率相似，不存在碳酸盐烃源岩烃转化率高于泥岩的现象；生排烃过程一般并不会有机碳含量显著降低。因此，评价海相地层或碳酸盐岩地层中的烃源岩，沿用泥岩的有机质丰度下限值（有机碳含量为0．5％）是适合的。有效烃源岩的厚度不必很大，但有机质丰度必须高（有机碳含量大于0．5％），且要有一定的分布范围。     

阿拉善地区上古生界烃源岩评价

阿拉善地区上古生界发育石炭系和二叠系2套烃源岩,通过大量的区域地质调查及有机地球化学、无机地球化学分析,阿拉善地区上古生界烃源岩主要以暗色泥岩及碳酸盐岩为主,石炭系和二叠系的V/(V+Ni)≥0.46和富集Cu、Zn等,表明烃源岩沉积环境为还原环境,且二叠系古盐度值高于石炭系,古生产力变化规律不明显。烃源岩有机质类型较差,体现了腐殖型特征;可能与有机质热演化程度已处于高—过成熟阶段,使得烃源岩类型变差有关。垂向上,石炭系烃源岩有机质丰度优于二叠系;平面上,校育川地区暗色泥岩的有机质丰度最高,而优质的碳酸盐岩烃源岩则主要分布在呼鲁斯太地区。因此,阿拉善地区上古生界具有一定勘探潜力,但主要以寻找天然气为主。     

双鸭山盆地下白垩统煤系烃源岩初步评价

根据烃源岩地化分析资料,应用所测岩样中有机碳含量TOC、生烃潜量（S1＋S2）、氢指数（1H）,显徽组分含量、Tmax、Ro等指标,对双鸭山盆地下白垩统煤系地层中的煤系泥岩和煤岩从有机质丰度、有机质类型和成熟度三个方面进行了烃源岩初步评价。结果表明,穆棱组和城子河组煤系泥岩为一般～较好烃源岩,有机质类型为Ⅲ型有机质,达到了成熟演化阶段;穆棱组和城子河组煤岩为较好～好烃源岩,有机质类型为Ⅲ型有机质,达到了成熟演化阶段,表明双鸭山盆地下白垩统城子河组和穆棱组为两套具有一定生烃潜力的煤系烃源岩。     

大港探区煤系烃源岩沉积有机相划分

根据黄骅坳陷大港探区煤系烃源岩的有机岩石学、沉积学和有机地球化学特征,将该区烃源岩的沉积有机相划分为4种类型,即高位沼泽有机相、浅沼森林有机相、深沼森林有机相和流水沼泽有机相,其中森林沼泽有机相是本区烃源岩的主要类型,流水沼泽有机相壳质组含量最高、生烃能力最强。     

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。     

鄂尔多斯盆地上古生界煤层在层序中的位置及对比特征

鄂尔多斯盆地上古生界含气系统是自生、自储、自盖的煤成气含气系统,上古生界煤层为其最主要的烃源岩,应用高分辨率层序地层学理论分析盆地煤层的各种成因类型,指出各自对应的层序位置及对比特征,以期对煤层的层序地层特征有一个统一的认识。     

南华北上古生界烃源岩有机地球化学特征

南华北地区晚古生代沉积了一套台地相-海陆过渡相-内陆湖相地层,上古生界烃源岩主要为一套连续沉积的含煤岩系。利用有机地化分析测试资料,结合上古生界沉积背景与沉积相,从纵向和平面上研究了该区上古生界煤系烃源岩的有机质丰度、类型及热演化等地球化学特征,确定太原组、山西组煤系泥岩、煤岩为上古生界含油气系统的主力烃源岩。探讨了上古生界烃源岩的二次生烃条件及主控因素,认为二次生烃时烃源岩生烃潜量越大越好,初始成熟度越低越好,地温梯度越高越好;其主控因素为生烃潜量和温度。最后指出二次生烃范围主要分布于谭庄—沈丘、倪丘集、鹿邑和襄城等凹陷。     

鄂尔多斯盆地西缘推覆带上古生界天然气成藏地球化学特征

鄂尔多斯盆地西缘推覆带上古生界天然气为非烃类组分含量相对较低、烃类烃组分含量相对较高的煤成气。根据上古生界太原组有机质Ro值平面、纵向上的分布，结合构造演化特征，认为天然气的生成、成藏应晚于推覆构造发生的时间——晚侏罗纪，且烃类以垂向运移为主。根据天然气地化特征纵向变化，认为天然气成藏具有同期次性或运移的均衡性特征，烃源岩较强的排烃能力造成天然气甲烷碳同位素偏重。     

鄂尔多斯盆地上古生界煤层在层序中的位置及对比特征

鄂尔多斯盆地上古生界含气系统是自生、自储、自盖的煤成气含气系统 ,上古生界煤层为其最主要的烃源岩。应用高分辨率层序地层学理论分析盆地煤层的各种成因类型 ,指出各自对应的层序位置及对比特征 ,以期对煤层的层序地层特征有一个统一的认识     

鄂尔多斯盆地上古生界流体压力分布与成因

鄂尔多斯盆地上古生界的流体压力从一个侧面反映了盆地内的天然气藏类型。深盆气表现为区域的负压异常,且随气层埋藏深度变大和煤层Ro的增大,负压程度越来越大;与构造有关的气藏,则普遍表现为静水压力或正异常压力特征。深盆气的负压特征与区域性的构造抬升剥蚀有关,负压程度的不同则受煤层成熟演化程度的控制。盆地腹部高演化程度区的煤层高生气强度和地层水的高汽化程度,使盆地腹部天然气"湿度"小,比重小,压力系数低;向盆地边缘方向随热演化程度变低,天然气"湿度"变大,比重变大,压力系数升高。深盆气区压力系数的规律性变化反映了天然气近距离运移和就地成藏的特征。     

华北地台上古生界煤成气藏的主要类型及特征

华北地台上古生界天然气藏的类型划分问题是关系到下一步勘探思路的关键之一。为此，从天然气藏与气源岩的空间关系着手，将华北地台上古生界石炭-二叠系煤系地层作为主要气源岩的煤成气藏分为两类：烃源岩气藏和非烃源岩气藏。烃源岩气藏是由于烃源岩的储集性能得到改善而形成的气藏类型，它可以发育在背斜构造中，也可以发育在向斜构造中。非烃源岩气藏按照储集层的构造形态及其与气源岩的接触关系可以分为背斜型气藏、断层型气藏、向斜型气藏（深盆气藏）以及地层型气藏。从煤成气藏发育层位来看，华北地台上古生界煤成气藏发育在上古生界烃源岩、煤系烃源岩的上覆地层以及下伏地层中。烃源岩气藏与非烃源岩气藏在垂向上的分布具有互补性。     

鄂尔多斯盆地上古生界气源灶评价

鄂尔多斯盆地是在单斜构造背景下的稳定台地型盆地,古生代以来一直以整体升降运动为主,在其上古生界已发现榆林气田、乌审旗气田、苏里格气田等,这些气田的烃源岩主要为上古生界煤层,次为暗色泥岩。自三叠纪稳定快速埋藏成熟、早白垩世末受晚期燕山运动影响抬升剥蚀后,盆内古地温明显降低,大部分地区降温幅度太大,生烃基本结束,大部分地区RO>1.3%,南部过成熟,向北成熟度逐渐降低。盆内上古生界气源灶有机质丰度高,但(熟化速率)ΔRO≤0.03%/M a,生气速率主要在(0.2~0.4)×108m3/(km2.M a)之间,平均主生气持续时间为104.7 M a,主生气期内的生气量比例为55.9%。     

鄂尔多斯盆地上古生界深盆气成藏模式

文章通过对鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩储层的分布特征、物性特征以及天然气成藏条件等进行分析，提出了鄂尔多斯盆地上古生界深盆气成藏的新模式，认为其成藏过程是天然气在垂向上向上排驱地层水并就近聚集，而不是长距离侧向运移的结果；鄂尔多斯盆地上古生界的气水分布从严格的意义上讲并不属于气水倒置的范畴，而是大量各自独立的致密砂岩天然气藏在平面上投影叠合的表象。根据这些结论，不仅对鄂尔多斯盆地，而且对阿尔伯达盆地的经典深盆气藏的气水倒置分布的观点也应该重新认识。     

鄂尔多斯盆地中东部上古生界三角洲沉积特征

上古生界是鄂尔多斯盆地重要的含气层系，天然气的聚集受相带的控制，其主产层均为三角洲沉积体系。通过对盆地中东部上古生界野外露头、岩心及测井曲线等的综合分析，将区内上古生界三角洲沉积体系划分为辫状河三角洲及曲流河三角洲。分析表明，研究区两类三角洲沉积在岩性、沉积构造、沉积序列、测井曲线等方面存在差异。辫状河三角洲主要发育在中二叠世下石盒子组下部盒₈、盒₉段气层组，主体为辫状河三角洲前缘亚相；曲流河三角洲主要发育在早二叠世山西组山₂段气层组，以曲流河三角洲前缘沉积为主。勘探实践表明，曲流河三角洲沉积体系对于研究区天然气的富集有着更为重要的作用。今后应重点加强对山₂段气层组曲流河三角洲沉积体系中有利储集相的寻找，同时兼顾盒₈、盒₉段气层组的辫状河三角洲沉积体系。