柴达木盆地西北区新近系咸化湖盆生烃母质类型与有机质富集机理

柴达木盆地西北区(柴西北)新近系已取得显著勘探成果,资源潜力巨大,但关于烃源岩发育与有机质差异富集机理的研究相对较少,制约了勘探进程。选取研究区新近系4组烃源岩典型样品,分析其地球化学特征,并探讨烃源岩发育及有机质富集与古盐度、古生产力、氧化还原条件和沉积速率的关系。结果表明：研究区新近系烃源岩母质类型以Ⅱ型有机质为主,其次为Ⅲ型有机质,生烃母质主要为褶皱藻和皱球藻等原地水生生物与陆源有机质。新近系烃源岩的发育与有机质富集主要受控于古生产力、古盐度和沉积速率。生产力越大,越利于有机质富集,烃源岩的TOC越大;随着盐度增大和沉积速率升高,烃源岩有机质丰度具有先增大后减小的特征;还原程度越强,烃源岩TOC值越高。只有在高的古生产力、适当的古盐度和适当的沉积速率背景下,才利于有机质富集。在此基础上,建立柴西北新近系烃源岩的发育模式,优质烃源岩主要分布在沉积中心附近的缓坡带。研究为咸化湖盆烃源岩的研究提供了一定的理论指导。     

柴达木盆地西部咸化湖相优质烃源岩地球化学特征及成藏意义

传统上认为柴达木盆地西部地区咸化湖相烃源岩有机质丰度低,油气主要来源于"可溶有机质"。在柴达木盆地西部首次发现一定规模有机质丰度较高的优质咸化湖相烃源岩,其TOC值一般约在1%,最高可达4%以上;生烃潜量一般大于6 mg/g,最高可达40 mg/g;氢指数一般在500 mg/g(TOC)以上,最高可达900 mg/g(TOC)以上。有机质类型以I型和II1型为主,少量II2型,为倾油型有机质。而有机质丰度过低的样品(TOC0.5%),其类型也较差,所含的可溶有机质也较低,生烃潜力小,为无效烃源岩。优质烃源岩生物标志化合物中富含植烷、C28甾烷、伽马蜡烷和C35藿烷等指示咸水环境的化合物,同时具有高甾烷低藿烷、高C27甾烷低C29甾烷等特征,指示有机质主要来自于水生藻类。这些藻类中富含脂类化合物,被称为"油藻",在较低的成熟演化阶段可直接转化为烃类。咸化环境有利于藻类直接转化而成液态烃的保存,从而形成"未熟—低熟油"。柴达木盆地西部咸化湖相烃源岩中所含的"可溶有机质"明显高于淡水湖相烃源岩,这正是该地区在中浅层发现的一批"未熟—低熟油田"的重要物质来源。通过模拟实验证实,有机质在成熟演化阶段也具有较高的生油潜力,符合经典的油气生成模式。因此,对于深层来说,成熟的烃源岩形成的油气是主要的勘探对象。在该地区古近系深层优质烃源岩形成的油气具有2类成藏模式:(1)源外成藏,即通过油源断层将油气运移至浅部构造圈闭聚集成藏;(2)源内成藏,即在深部烃源岩附近的岩性圈闭中近源聚集。目前这2类油气藏勘探均已获得重大突破,发现了2个亿吨级储量区块,证实深部优质烃源岩形成的油气藏勘探潜力巨大。     

泌阳凹陷核桃园组湖相烃源岩微观形态特征与形成机制

利用背散射电子成像技术研究了泌阳凹陷核桃园组湖相烃源岩的微观特征,结果表明泌阳凹陷核桃园组核三段-核二段湖相烃源岩的有机质形态以条形和卵形生物碎屑为主。 根据有机质在湖相烃源岩中不同的分布形式,可将泌阳凹陷核桃园组湖相烃源岩划分为含纹层状有机质烃源岩、含分散状有机质烃源岩和过渡类型烃源岩 3 种类型。 根据烃源岩地球化学分析可知,含纹层状有机质烃源岩有机碳含量高,形成于水体盐度较高的咸水环境中,在外来径流补给较少的情况下,沉积有机质的主要来源为水生生物,干酪根主要为Ⅰ型;含分散状有机质烃源岩有机碳含量较低,沉积于水体盐度较低的淡水环境中,在外来径流补给较多的情况下,陆源生物和水生生物为沉积有机质的主要来源,干酪根类型主要是Ⅱ型;过渡类型的烃源岩其沉积环境则介于上述两者之间。     

蒸发环境烃源岩生烃能力探讨——以川西坳陷雷口坡组为例

近年来,雷口坡组勘探屡屡突破,已成为川西坳陷海相天然气勘探的热点层系,搞清雷口坡组烃源岩的生烃能力,对后续的勘探开发具有重要意义。古盐度的定量化指标和高伽马蜡烷特征反映了雷口坡组沉积期发育高盐度、水体分层的咸化蒸发环境,Ba质量分数高、δ13C正偏移特征反映沉积环境具备较高的生物生产力,可以形成优质烃源岩;咸化蒸发环境有利于烃源岩有机质的保存和转化。川西地区雷口坡组烃源岩TOC整体较低,但含膏碳酸盐岩样品TOC相对较高,蒸发台地相发育较多的膏云坪和含膏潟湖,膏岩与碳酸盐岩交互沉积,是优质烃源岩发育的有利沉积相带及岩性组合。     

渤中凹陷古近系优质烃源岩特征及分布

综合应用钻井、地震等地质资料,以大量烃源岩样品地球化学分析为基础,从有机质丰度、类型、成熟度、沉积环境、母质来源以及生物标志物等方面对渤中凹陷古近系烃源岩地球化学特征进行了研究,指出了渤中凹陷优质烃源岩的发育层段,阐明了优质烃源岩的形成条件和分布规律,并在此基础上剖析优质烃源岩与油气成藏的关系,进一步揭示了渤中凹陷的勘探潜力。研究结果表明,渤中凹陷沙三段、沙二段—沙一段以及东营组3套烃源岩中都存在有机质丰度高、类型好、生排烃潜力大的优质烃源岩。其中,沙三段烃源岩有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ1型为主,有机质丰度最高且已经进入生烃门限,优质烃源岩最为发育。从母质来源和沉积环境方面分析了3套烃源岩的形成条件,发现生物产率高、母源类型好、保存条件良好是优质烃源岩形成的主要原因。总结了优质烃源岩的时空展布特征,优质烃源岩的形成受控于沉积环境和沉积中心,主要发育于半深湖—深湖相带,由沉积中心向外逐渐变薄;优质烃源岩的空间分布控制了渤中凹陷油气分布,凹陷近源斜坡带是进一步油气勘探的有利地区。     

鄂尔多斯盆地马岭地区延长组长7烃源岩特征与分布

鄂尔多斯盆地晚三叠世长7期发育了一套半深湖—深湖相优质烃源岩,其有机质丰度在延长组生油岩中最高,是该盆地最主要的油源岩。岩石薄片镜下观察显示长7段优质烃源岩呈纹层状,有机质十分发育;有机地球化学分析表明,其形成于水体较深的还原沉积环境下,有机质丰度高,干酪根类型为Ⅰ,Ⅱ型,有机质来源以贫13C的湖生低等生物——藻类为主,并且有机质已达到成熟演化阶段;综合测井资料认为,研究区延长组烃源岩在长71、长72、长73均有分布,优质烃源岩主要分布在长73油层组,且厚度大,分布面积广。对这套优质烃源岩的精细研究,在马岭地区石油勘探以及低渗透储集层油藏成藏机理的深化认识上具有重要意义。     

渤海湾盆地廊固凹陷烃源岩特征及其发育模式

通过对廊固凹陷古近系沙河街组四段-沙河街组三段下亚段烃源岩热解数据、碳氧同位素和分子地球化学参数的深入分析,探讨了不同构造气候条件下低丰度湖相烃源岩的发育机理。岩石热解和干酪根显微组分分析表明沙河街组四段-沙河街组三段下亚段有机质类型主要为Ⅱ型,有机质丰度存在明显差异。结合区域构造-气候背景以及碳氧同位素和分子地球化学参数,建立了沙河街组四段-沙河街组三段下亚段的烃源岩发育模式。沉积于裂陷初始阶段的沙河街组四段烃源岩,其湖盆宽/深比小,气候干热,水体为咸水-半咸水,发育稳定的盐度分层。有机-无机碳同位素的负偏移与较低的Pr/Ph值反映了相对低的古生产力和较好的保存条件。沙河街组三段下亚段烃源岩沉积于强烈裂陷阶段,湖盆宽/深大,气候温暖湿润,水体为淡水,上、下水体交换相对频繁,发育不稳定的温度分层,碳同位素正偏移以及C₂₇/C₂₉甾烷的变化反映了生产力增高和陆源有机质输入增多。     

潮水盆地和民和盆地中侏罗统青土井组煤系烃源岩有机地球化学特征及其意义

随着非常规油气资源开采技术进步以及勘探范围日益扩大,煤系烃源岩日益获得重视。潮水盆地和民和盆地作为甘肃陇中、河西地区的典型侏罗系含煤沉积代表,其生烃能力及其差异性特征研究相对欠缺,为此对两地区煤系烃源岩展开综合有机地球化学参数特征及其对比研究。生物标志物特征指示:潮水盆地青土井组煤系烃源岩有机质来源以混合输入为主,处于低熟-成熟阶段,沉积环境上段为弱氧化-弱还原滨、浅湖相,下段为弱咸化半深湖-深湖相,出现高伽马蜡烷优势,指示水体出现分层现象;民和盆地窑街组煤系烃源岩有机质来源上段以低等水生生物输入为主,下段为陆相高等植物优势输入,有机质处于低熟-成熟阶段,沉积环境倾向于典型沼泽相煤系沉积。有机质丰度和类型数据揭示:潮水盆地烃源岩有机质类型主要为Ⅱ型;民和盆地烃源岩有机质类型Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅲ型均有出现。综合分析各项有机地球化学参数,指示潮水盆地和民和盆地均具有一定生烃潜力,相对来说以低等水生生物输入为主的民和盆地煤系烃源岩可能具有相对较大的生液态烃潜力。     

渤海湾盆地歧口凹陷沙河街组烃源岩沉积环境及形成机理

烃源岩分布与其形成环境密切相关,对油气分布具有重要影响。对烃源岩的评价及其形成环境的研究可为渤海湾盆地黄骅坳陷歧口凹陷下一步的勘探指明方向。从烃源岩发育特征和演化过程入手,深入研究了歧口凹陷沙河街组烃源岩的地球化学特征、分布规律及形成机理。结果表明：沙河街组烃源岩有机质丰度达到了中等—最好的级别,有机碳含量整体呈现从沙三段（Es₃）到沙一下亚段（Es₁^x）到沙一上亚段（Es₁^s）先增大后减小的特征;有机质类型为I型—III型,且沙一上亚段、沙一中亚段以I型—II₁型有机质为主,沙一下亚段、沙二段（Es₂）、沙三段I型—III型有机质均有分布,反映沙河街组沉积期有机质来源为湖泊原生有机质和陆源有机质混源。沙河街组烃源岩在平面上的分布具有分布范围广、沉积厚度大的特征,优质烃源岩在斜坡区更为发育。古气候研究结果表明,在沙河街组沉积期,该地区风化强度中等,整体以温暖湿润的古气候条件为主,有利于生物的发育。歧口凹陷沙河街组沉积期水体古盐度较大,属于半咸水环境。古盐度与古气候之间没有明显的相关关系,水体咸化的原因可能与海水入侵有关。古盐度和有机质含量的关系表明：在低盐度阶段,有机质含量随古盐度的升高而增大;在高盐度阶段,有机质含量随古盐度的升高而减小。根据微量元素比值和C_org∶P摩尔比值,歧口凹陷沙河街组沉积期发育氧化—亚氧化的沉积环境,Pr/Ph值显示在Es₁^x间歇性发育强还原环境,提高了有机质的保存条件。通过对沙河街组沉积期湖泊古生产力的恢复,沙河街组沉积期歧口凹陷整体上为中—富营养湖泊,板桥地区古生产力较低,为贫—中营养湖泊。歧口凹陷整体相对较高的古生产力水平及较高的陆源有机质输入量为该地区有效烃源岩的形成提供了物质基础。在纵向上,沙河街组沉积期古生产力水平具有Es₁>Es₃>Es₂的特征。古生产力条件是影响歧口凹陷沙河街组烃源岩形成的主要因素。由于斜坡区陆源有机质和水生有机质的双重贡献,优质烃源岩更为发育。     

东濮凹陷优质烃源岩研究意义

在优质烃源岩识别及其形成条件、以及油气田储量丰度与优质烃源岩分布分析的基础上,从油气自烃源岩排出和在砂体中运移聚集的动力条件和渗流条件方面,讨论了优质烃源岩在岩性油气藏形成中的重要作用。分析认为,东濮凹陷优质烃源岩形成条件可以归结为微体浮游藻类——沟鞭藻的大量发育和高盐度水体强还原环境对有机质的良好保存条件。优质烃源岩是岩性油气藏成藏的重要条件。     

基于支持向量机(SVM)的不同咸化程度烃源岩总有机碳含量预测模型

总有机碳含量(TOC)作为评价烃源岩有机质丰度的重要参数,其精确预测对油气勘探开发具有重要意义。目前总有机碳含量预测以ΔlogR方法、多元回归分析等基于统计分析的方法为主,存在泛化能力弱、主观性强等问题。机器学习方法的引入,可有效解决这类非稳定性、非线性、高复杂性的问题,但当下的研究仍停留在方法的比较与选取层面,没有对优良模型进行深入分析并检验其适用性。采用应用效果更好的支持向量机模型进行总有机碳含量预测,选取渤海湾盆地渤中凹陷古近系东营组淡水湖相和柴达木盆地西部狮子沟地区古近系咸化湖相烃源岩作为研究对象,对模型的效果进行检验与对比。通过相关性和XGBoost特征重要性分析,选定声波时差(DT)、体积密度(DEN)、自然电位(SP)、自然伽马(GR)、深度等作为输入层,以总有机碳含量作为输出层,确立SVM烃源岩总有机碳含量预测模型。研究结果表明,模型在应用至差异较大的沉积环境时具有很强的泛化能力以适应不同地区的地质特征;测井曲线对于烃源岩有机质丰度的敏感性由于沉积环境存在差异而有所区别。该模型在渤海湾盆地淡水湖相区域的应用中相关性更高,误差更小。     

古老碱湖优质烃源岩:准噶尔盆地下二叠统风城组

碱 湖优质烃源岩是陆(湖)相优质烃源岩的一种重要类型, 迄今发现的典型实例主要分布于古近系始新统, 准噶尔盆地下二叠统风城组可能是这类烃源岩的最古老实例, 典型证据包括3方面:沉积学方面的成碱演化序列完整, 岩石矿物学方面的碱性矿物与丰富的微生物和黄铁矿, 地球化学方面的生物标志化合物。在生烃特征上, 风城组具有典型碱湖优质烃源岩的特征, 表现为有机质丰度高、类型好、生烃能力强, 丰富藻类有机质和微生物的存在使得烃源岩长期生烃, 所生油气优质, 成熟-高熟轻质油气连续充注, 这是研究区玛湖百里大油(气)区得以形成的根本资源基础。这一古老碱湖优质烃源岩的发现具有潜在重要 科学与勘探意义。     

松辽盆地营城组优质烃源岩地质特征及勘探意义

为充分认识松辽盆地营城组烃源岩的发育特征,对已钻探井岩心进行地球化学热解和分子有机地球化学研究,在松辽盆地营城组发现了高丰度的Ⅱ型优质成熟烃源岩;结合层序地层及地球物理技术手段,明确了优质烃源岩在层序地层格架内和平面的分布规律。研究结果表明：研究区烃源岩TOC值平均达到2.46%,有机质类型以Ⅱ型为主,有机质中含有大量的水生藻类,镜质体反射率R_o为0.8%~1.0%,处于生烃高峰期。断-坳转换末期相对平稳的构造背景是烃源岩发育的有利环境,生物标志化合物中低Pr/Ph（姥鲛烷与植烷比值）证实具备有机质保存的有利环境。优质烃源岩在垂向上主要发育在SQ1层序和SQ2层序的湖侵体系域和高位体系域,SQ1层序优质烃源岩的发育厚度一般为20~80 m,SQ2层序优质烃源岩的发育厚度一般为10~30 m。油源对比证明双城地区优质烃源岩直接为油藏供烃,双城地区优质烃源岩的发现对于松辽盆地其他断陷的石油勘探也具有重大意义。     

BIOMARKER GEOCHEMISTRY OF CRUDE OILS FROM THE QAIDAM BASIN, NW CHINA

A suite of 16 crude oil samples from 13 oilfields in the Qaidam Basin were analyzed using techniques including gas chromatography and gas chromatography - mass spectrometry. Biomarker compositions and parameters were used to investigate the palaeoenvironmental and depositional conditions and to correlate the oils with eachother. Oils from the western Qaidam Basin have pristane/phytane (Pr/Ph) ratios of less than 0.7, and contain abundant gammacerane, C₂₇ steranes, 4-methyl steranes and long-chain tricyclic terpanes. C₂₉ sterane 20S/(20S+20R) and ββ/(ββ+αα) ratios show that the western Qaidam oils have variable maturities ranging from immature to mature. Oils from the northern Qaidam Basin, by contrast, have Pr/Ph ratios greater than 3, low gammacerane contents, and relatively abundant C₂₉ steranes, bicyclic terpanes and alkylcyclohexanes. C₂₉ sterane 20S/(20S+20R) and ββ/(ββ+αα) ratios indicate that the northern Qaidam oils are mature.
δ¹³C values, which range from -25.4‰ to -28.3‰ with the exception of one oil from the north (-3l.6‰), are similar for oils from both the northern and western parts of the Qaidam Basin. The oils'carbon isotope compositions are similar to those of the organic matter in potential source rocks.
The western Qaidam oils are inferred to have originated from Tertiary source rocks deposited under anoxic and saline-hypersaline lacustrine conditions with dominant algal organic matter. The northern Qaidam oils are interpreted to be derived from Jurassic source rocks which were deposited in a freshwater lacustrine environment and which are dominated by terrigenous organic matter.     

北部湾盆地流沙港组湖相烃源岩的差异

北部湾盆地是中国近海重要的富油盆地,油气发现主要集中于涠西南凹陷、乌石凹陷和福山凹陷,探明原油地质储量约为4.05×10⁸t,但各个主要凹陷的探明油气地质储量存在显著差异。北部湾盆地各凹陷的油气富集程度与其湖相烃源岩的差异密切相关,从涠西南凹陷到乌石凹陷,再到迈陈凹陷和福山凹陷,古近系流沙港组烃源岩的品质总体下降,烃源岩的有机质丰度降低,有机质类型从以腐泥型为主变成以混合型占优势,烃源岩的生烃潜力下降。分析表明,尽管北部湾盆地流沙港组烃源岩在形成期各凹陷普遍具有较高的古湖泊有机质生产力,但各凹陷的有机质来源仍然存在差异,有机质保存条件也存在差异,从涠西南凹陷到乌石凹陷,再到迈陈凹陷、福山凹陷和海中凹陷,湖相藻类来源的有机质减少,陆生高等植物来源的有机质增加,有机质保存条件具有变差的趋势。     

北部湾盆地流沙港组湖相烃源岩的差异

北部湾盆地是中国近海重要的富油盆地,油气发现主要集中于涠西南凹陷、乌石凹陷和福山凹陷,探明原油地质储量约为4.05×10⁸t,但各个主要凹陷的探明油气地质储量存在显著差异。北部湾盆地各凹陷的油气富集程度与其湖相烃源岩的差异密切相关,从涠西南凹陷到乌石凹陷,再到迈陈凹陷和福山凹陷,古近系流沙港组烃源岩的品质总体下降,烃源岩的有机质丰度降低,有机质类型从以腐泥型为主变成以混合型占优势,烃源岩的生烃潜力下降。分析表明,尽管北部湾盆地流沙港组烃源岩在形成期各凹陷普遍具有较高的古湖泊有机质生产力,但各凹陷的有机质来源仍然存在差异,有机质保存条件也存在差异,从涠西南凹陷到乌石凹陷,再到迈陈凹陷、福山凹陷和海中凹陷,湖相藻类来源的有机质减少,陆生高等植物来源的有机质增加,有机质保存条件具有变差的趋势。     

英东油田成藏条件及勘探开发关键技术

英东油田是柴达木盆地单个油藏储量规模最大、丰度最高、物性最好、开发效益最佳的整装油气田。通过对英东油田的地质再认识，对成藏条件及技术难题进行了攻关研究。研究结果表明：英雄岭地区位于柴西地区茫崖生烃凹陷，油源条件丰富，新近系油砂山组以宽缓的三角洲前缘-滨浅湖沉积为主，砂、泥岩纵向交替出现，砂体分布广泛且物性较好，泥岩为主要盖层，与古近系优质烃源岩形成一套完整的下生上储式生-储-盖组合；英东地区的大型滑脱断层沟通了古近系优质烃源岩和中、浅层构造圈闭，使早期聚集的油气藏发生调整，同时后期形成的油气持续运聚，深、浅层断裂形成"接力式"输导，在浅层晚期形成的构造圈闭中聚集成藏；中、浅层断层具备良好的侧向封堵性能，有利于油气的保存。针对英东地区复杂的地形地貌和油藏特征，形成了复杂山地三维地震采集处理解释一体化技术，为落实油气勘探目标奠定了基础。针对英东油田含油气井段长、流体识别难度大等问题，建立了长井段多油气水系统油藏开发模式、多条件约束复杂断块地质建模技术。通过明确英东油田的成藏机理，攻克工程复杂关键技术，为实现英东油田的高效开发和增储上产提供了重要的地质理论支撑和技术保障。