四川盆地北部上三叠统须家河组煤系烃源岩生烃史

为准确认识四川盆地北部上三叠统须家河组天然气成藏过程,基于近年来煤系烃源岩生排烃特征研究的最新进展和盆地模拟技术,对该区煤系烃源岩埋藏热演化史、生烃史进行了系统研究。首先,分别建立了盆地的地质、热力学和生烃动力学模型,其次,选取古水深、沉积水界面温度、古热流值作为模拟参数,对该区17口钻井进行了模拟。结果表明：①须家河组烃源岩生气时段发生在快速沉降阶段,总体表现为快速生气的特点,元坝地区的生气时间略早于通南巴地区;②须家河组烃源岩在中侏罗世中期Ro达到0.6%,开始生气,中侏罗世晚期-晚侏罗世Ro达到0.7%,开始大量生气,晚侏罗世-早白垩世Ro达到1.0%,进入生气高峰期;③随着埋深进一步增大（在早白垩世末期达到最大埋深）,烃源岩进入高-过成熟阶段,至晚白垩世盆地整体大幅度抬升,地温降低,逐渐停止生烃。     

沁水盆地中生代构造热事件发生时期的确定

对沁水盆地构造变动、古地热梯度、古大地热流、裂变径迹年龄、岩浆活动及热液活动等分析资料研究表明，沁水盆地在中生代晚期存在一期强烈的构造热事件，主要发生在距今100～150Ma，主峰值为130～140Ma。沁水盆地石炭系-二叠系煤层热演化程度主要受中生代晚期异常地温场控制，在此基础上，深成变质作用和区域岩浆热变质作用是造成沁水盆地石炭系-二叠系煤层变质程度分带性及差异性的原因。沁水盆地构造热事件的存在及发生时间的确定表明，华北地台中生代以来岩石圈减薄的西界至少可推到沁水盆地以西地区。沁水盆地石炭系-二叠系煤层生烃高峰期受中生代晚期构造热事件控制，煤层生烃高峰期在晚侏罗世-早白垩世，新生代中新世以来发生大规模抬升冷却，地层温度降低，石炭系-二叠系煤层生烃过程停止。图3表1参19     

二连盆地巴音都兰凹陷热演化史研究

应用镜质体反射率法恢复了巴音都兰凹陷的古地温演化史,研究结果表明巴音都兰凹陷侏罗纪与白垩纪具有不同的地温场特征,晚侏罗世古地温梯度高于早白垩世地温梯度,早白里垩地温梯度可达4.80~5.12℃/100m,晚白垩世以来凹陷整体抬升,地温梯度降低。下白垩统烃源岩热演化程度主要受地温控制,主生油期在腾二段及赛汉组沉积时期。     

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。     

塔木察格盆地塔南凹陷热演化史与油气成藏期次

塔南凹陷是塔木察格盆地油气勘探的重要凹陷,但一直以来缺乏对盆地热演化史和油气成藏期次的系统研究.为此,采用多种方法对塔南凹陷近百个地层测温数据和330个有机质镜质体反射率数据进行统计分析,认为塔南凹陷地层温度随着深度的增加呈线性增加,为典型的传导型地温场特征;早白垩世各组地层沉积时期地温梯度为4.48 ℃/hm～5.37 ℃/hm,均大于现今地温梯度;早白垩世至今,塔南凹陷地温场处在一个降温的过程.同时开展单井热演化史和生排烃史模拟,认为塔南凹陷地层热演化程度定型于伊敏组末期;塔南凹陷主力烃源岩在早白垩世末伊敏组时期开始排烃,但该时期排烃量很小,晚白垩世青元岗组时期(95～70 Ma)开始大量排烃,约占烃源岩总排烃量的85％.结合构造、沉积演化分析,厘定晚白垩世青元岗组为油气排出烃源岩运移至圈闭聚集成藏的关键时期,是塔南凹陷主要油气成藏期次.     

西山煤田煤层气关键成藏期

针对西山煤田多期性、多幕性构造运动及多阶段变质演化和变质作用而导致的异常复杂煤层成藏演化史,在研究埋藏史、构造演化史的基础上,借鉴前人测年、热演化史、成熟史及生烃史等研究成果,探讨了煤层气藏的成藏过程和关键成藏期。通过东区与西区煤层差异热演化史特征和聚气史的对比研究,认为东区受祁县隐伏侵入岩体影响,二次生烃时期为晚三叠-早侏罗世;西区受狐偃山岩体的影响,二次生烃期为晚侏罗-早白垩世。指出东区深成变质作用生气高峰期与二次生烃连续,生气史曲线二次生烃台阶不明显;西区的生气高峰期与二次生烃不连续,生气史曲线呈明显的台阶特征。证实西区煤层二次生烃时间比东区的晚近50 Ma,煤层气遭受散失的时间相对短,对煤层气藏的保存有利。研究成果为该煤田煤层气勘探开发提供了理论依据。     

鄂尔多斯盆地中部上古生界天然气运移特征分析

根据对鄂尔多斯盆地中部石炭二叠系压力孕育史模拟，晚三叠世和早白垩世其烃源岩内异常流体压力均明显大于静水压力，形成２个过剩压力高峰（不同地区前、后峰的大小关系不同），之后对应的泄压段可作为两个重要排烃期，中西部的主排烃期在早白垩世—晚白垩世，东部的主排烃期在晚三叠世—中侏罗世。根据对研究区５条剖面的水动力模拟结果，认为气势分布的演化可分为３个阶段（晚三叠世至中侏罗世，早白垩世，晚白垩世至今），各阶段气势分布特征有所不同，不同阶段之间天然气运移方向变化较大。通过对层组间过剩压力分布、气势对比及奥陶系地层水和天然气化学性质的综合分析，认为沿垂直方向运移的天然气向上可到达下石盒子组，向下通过古侵蚀沟等可进入奥陶系，成为奥陶系大气田的一部分气源。图５参７（梁大新摘）     

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。     

淮南潘谢矿区二叠系泥页岩构造热演化特征

采用镜质组反射率古温标和古热流法恢复了淮南潘谢矿区晚古生代以来的埋藏史、构造沉降史和二叠系泥页岩的热演化史,并探讨了其生烃的地质意义。研究结果表明:淮南潘谢矿区二叠系经历了早二叠世-中侏罗世末期的稳定沉积阶段、晚侏罗世早期-白垩纪末期的迅速抬升阶段、古近纪早期-古近纪中末期的重新沉积阶段、古近纪中末期至新近纪末期的抬升稳定阶段及第四纪早期以来的缓慢的沉降过程;盆地地温演化与构造埋藏-沉降史过程相一致,古热流经历了二叠纪至侏罗纪末的稳定阶段、晚侏罗世末期至古近纪中末期的迅速降低阶段、古近纪中末期后的平缓稳定阶段。二叠系烃源岩从二叠纪中晚期至中侏罗世进入成熟期的早期-中晚期,至晚侏罗世末期热演化终止;页岩气形成过程包括早二叠世-晚侏罗世生物成因气和热成因的伴生湿气生成、晚侏罗世-白垩纪末期气藏的再次补充与整体构造破坏、古近纪早-中末期局部层位的热成因气和生物气生成、古近纪末期至新近纪末期构造抬升的再次破坏4个阶段;研究区不同钻孔二叠纪地层埋藏和抬升时间一致,因沉降程度和抬升剥蚀速率的细微差异导致沉降埋藏和抬升剥蚀程度、热演化程度有所差异,但生烃过程总体一致。     

四川盆地热演化异常成因及热场演化特征分析

为探讨四川盆地热演化异常成因,分析不同地史时期热场分布及其主控因素,通过四川盆地不同构造单元典型井、剖面露头镜质体反射率与深度热演化剖面的建立,分析了四川盆地纵向上热演化异常成因;在热演化剖面建立的基础上,通过镜质体反射率梯度法求取了四川盆地晚古生代—中三叠世、晚三叠世—侏罗纪及现今的热场分布,并进行了热史演化特征分析。研究认为:（1）烃源岩生烃作用产生超压并对镜质体反射率和烃类裂解产生差异性抑制,是四川盆地纵向有机质热演化“负”异常的主要原因。（2）盆地不同时期构造运动及盆地性质控制着四川盆地热场纵向的演化:中二叠世晚期区域性拉张作用改变了四川盆地早期统一的低热场,导致断陷内热流值不断升高,平均地温梯度在3.5℃/hm以上;晚燕山—早喜马拉雅期,盆地东部开始隆升剥蚀,盆地逐渐向西萎缩,周缘冲断作用趋于平静,高热场开始降温;至喜马拉雅晚期的快速隆升及降温作用,形成现今低地温场分布面貌,地温梯度总体小于2.5℃/hm。      

胜北构造带致密气成藏机理及富集规律

胜北构造带致密油气资源潜力大,含油气层系多,已在中侏罗统及白垩系等多个层系获得工业油气流,已发现的油气藏储层致密。针对油气成藏过程中油气充注机理研究程度低的问题,运用储层流体包裹体显微测试技术,结合地层埋藏史、热演化史和烃源岩成熟史模拟结果,分析油气充注时间和成藏期次,开展成藏机理及富集规律研究。结果表明,胜北构造带主要有2期油气成藏期,分别为晚侏罗世—早白垩世和新近纪—第四纪;水西沟群烃源岩有早晚2次生排烃,分别在晚侏罗世—早白垩世和新近纪,七克台组湖相泥岩生排烃期以新近纪为主;油气成藏受油源断裂、砂体连通性和断层封闭性控制。胜北洼陷东北区烃源岩发育,地层超压,深大断裂发育,不同层位砂岩储层叠置展布,是油气勘探有利区域。研究成果对吐哈盆地胜北洼陷中侏罗统致密气勘探具有指导意义。     

川东北地区埋藏史及热史分析——以普光2井为例

基于前人研究资料,运用热成熟度指数法(TTI),以普光2井为例,恢复了川东北地区地热史和地层埋藏史,探讨了研究区烃源岩的热演化和生排烃过程。研究认为:各烃源层的成熟度演化主要定型于白垩纪末期,下寒武统烃源岩生烃期局限在晚二叠世—晚三叠世;上奥陶统至下志留统烃源岩的快速生烃期为中三叠世—晚三叠世和中侏罗世;二叠系烃源岩的快速生烃期为晚三叠世和中侏罗世。另外,各烃源岩都经历了至少2次生烃高峰期,包括成熟期的生油(液态烃)高峰期及高成熟期的尚未排除的残留液态烃进一步裂解生气高峰期。      

准噶尔盆地西北缘不整合储层流体包裹体特征与油气成藏期次

准噶尔盆地西北缘存在着众多的地层油气藏,目前对于其油气成藏期次及成藏时间的认识尚存在争议。为此,采集了该区26口钻井的58块流体包裹体样品,利用流体包裹体显微测温技术,结合埋藏史及热演化史分析成果,研究了上述流体包裹体的显微特征和均一温度特征,确定了该区地层油气藏的油气成藏期次,进一步结合该区烃源岩生排烃史和构造发育史,恢复了地层油气藏的成藏过程。结论认为:①晚二叠世-早三叠世,二叠系佳木河组烃源岩生成的成熟油气进入石炭系火山岩储层和二叠系佳木河组、风城组、夏子街组等碎屑岩不整合储层中聚集成藏;②晓三叠世-早侏罗世,二叠系风城组烃源岩生成的成熟油气进入二叠系内部以及三叠系底部不整合砂砾岩储层中聚集,以形成中深部油藏为主;③晚侏罗世-早白垩世,二叠系佳木河组烃源岩生成的天然气和二叠系下乌尔禾组烃源岩生成的成熟油气进入三叠系底部、侏罗系底部、白垩系底部等碎屑岩不整合储层中聚集,以形成中浅部油/气藏和稠油油藏为主。     

储层压力与天然气分布关系——以鄂北塔巴庙地区上古生界储层为例

通过分析塔巴庙地区储层压力的分布特征，建立了研究区泥岩压实曲线，并对影响和控制该区储层压力的主要因素和机理进行了探讨，对“欠压实”剩余压力、生气增压、抬升引起的降压进行了定量计算。分析结果表明，晚三叠-早白垩世末“欠压实”作用和晚侏罗-早白垩世末烃源岩大量生烃作用使塔巴庙地区上古生界形成异常高压；晚白垩系构造抬升降压，使得现今储层为正常-低异常压力。同时证实了“欠压实”对天然气有压力封盖作用，天然气都分布在最大“欠压实”幅度以下的储层当中。烃源岩生气高峰为晚侏罗-早白垩世末，但天然气大规模运移是在晚白垩世，方向以沿过剩压力梯度降低较快的方向（太原-山西组至下石盒子组）垂向运移，通道主要为裂缝，运移的动力主要为异常高压。由于储层致密，聚集成藏能量有限，造成天然气充注不足、气水分异不好、含气饱和度低。     

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本文通过烃源岩生烃史、油气运移史和成藏史分析 ,对川西白马庙地区上侏罗统蓬莱镇组天然气成藏进行研究。首先 ,采用有机相分析、埋藏史分析、TTI计算和生烃率法 ,建立了烃源岩生烃史 :上三叠统泥质岩和煤为烃源岩 ,侏罗纪末进入生油门限 ,早白垩至晚白垩世进入成熟期 ,晚白垩至今处于高成熟期 ,总生烃量为 115 0 6× 10 8m3 。其次 ,采用平衡浓度法计算天然气运移量为 2 6 46 .6× 10 8m3 ,且散失量小 ,分子扩散相运移对蓬莱镇组天然气成藏起决定性作用。然后 ,结合生排烃史分析 ,采用流体包裹体分析技术确定关键时刻早第三纪。最后 ,通过分析蓬莱镇组天然气成藏的基本要素及其时空配置关系 ,建立了蓬莱镇组天然气的成藏模式 ,动态地再现了天然气成藏的地史过程。     

准噶尔盆地南缘油气生成与分布规律——烃源岩地球化学特征与生烃史

准噶尔盆地南缘发育二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系和古近系5套可能的烃源岩,并在很多构造圈闭发现了不同物理化学性质的油气。长期以来对该地区有效烃源岩及所发现油气的来源存在很大争议。通过对南缘地区24条地面剖面及28口探井烃源岩岩心系统采样分析研究认为,不仅二叠系与侏罗系是南缘地区重要的烃源岩,三叠系是可能的烃源岩,白垩系与古近系也是非常重要的烃源岩。二叠系烃源岩有机质丰度很高、类型好,以I、II型有机质为主;三叠系与侏罗系烃源岩有机质丰度变化大,且类型较差,以II、III型有机质为主;白垩系和古近系烃源岩有机质丰度中等,但有机质类型好,以I、II型有机质为主。5套烃源岩目前成熟度差异较大,二叠系、三叠系、侏罗系烃源岩处于低成熟-高、过成熟阶段,白垩系烃源岩处于未成熟-高成熟阶段,古近系烃源岩处于未成熟-成熟演化阶段。5套烃源岩大量生烃时期明显不同:中二叠统烃源岩主要在晚侏罗世-古近纪,侏罗系在晚白垩世-新近纪;白垩系从始新世延续现今,在上新世初达到生油高峰;古近系中新世末期进入生油门限开始生油,目前仍未达生油高峰。白垩系在南缘中部地区为有效生烃源岩,古近系在南缘西部地区是有效的生油源岩。     

银根-额济纳旗盆地烃源岩特征及油气富集规律

基于对银根-额济纳旗盆地上古生界、侏罗系和白垩系烃源岩地球化学特征的系统评价,分析了盆地内各凹陷的油气来源和富集规律。盆地上古生界石炭系—二叠系暗色泥岩整体已达到过成熟阶段,中生界凹陷内已发生浅变质—变质作用,油气保存条件较差,油气资源和勘探潜力小;中—下侏罗统发育一套煤系烃源岩,在盆地腹部及南部凹陷中已达成熟阶段,具有一定生烃潜力;白垩系巴音戈壁组烃源岩的有机质丰度高、类型较好,是盆地的主力烃源岩层系,且油源对比结果证实,盆地已发现的油气均来源于该套烃源岩。银根-额济纳旗盆地的油气成藏过程可划分为早白垩世晚期油气成藏和早白垩世末期调整改造2个阶段,油气的富集主要受巴音戈壁组烃源岩的热演化程度和晚期构造活动强度共同控制。银根-额济纳旗盆地腹部是其油气富集的最有利区,中西部是油气勘探的有利区,中东部的油气成藏条件较差。     

羌塘盆地褶皱变形特征、定型时间及其与油气的关系

羌塘盆地是青藏高原面积最大、勘探前景最好的盆地。盆地地表褶皱构造主要发育于侏罗系构造层中,呈带状展布,以东西向和北西西向直立水平褶皱为主,并构成类隔挡式组合样式。褶皱变形受挤压、走滑作用和基底构造多种构造机制制约,盆地南北缝合带造山作用控制了盆地褶皱形态、样式和空间分布规律,是褶皱变形的主要动力学因素。侏罗系构造层中大型背斜形成于侏罗纪末-早白垩世,与盆地主力烃源岩油气生成和运聚时空配置关系较好,为油气有利圈闭构造。     

准噶尔盆地马桥凸起异常高压成因及油气成藏模式

准噶尔盆地马桥凸起下侏罗统三工河组上部流体压力封闭层呈等深（顶部深度为４．４７０～４．４８５ｋｍ）分布，其以上为正常流体压力系统，以下为异常高压流体系统（压力系数可达１．９～２．１）。压力封闭层的形成除与储集层物性因素有关之外，还与地层水运移过程中的矿化热液沉淀作用有关。晚白垩世以来，封闭层与其下伏的三工河组中、下部及八道湾组共同阻挡了深部地层水及油气进一步向上运移，成为马桥凸起区的区域性盖层，使二叠系烃源岩早期（晚三叠世末至侏罗纪）生成的石油与晚期（白垩纪以来）生成的油气相分隔，并阻止下侏罗统煤系烃源岩生成的天然气向中侏罗统运移。据此认为，在马桥凸起区，中侏罗统发现的石油是深部油气藏早期部分破坏而形成的次生油藏；下侏罗统异常高压油气藏为多源油气多期混合成藏，因储集层物性差，大规模成藏的可能性较小；深部石炭系、二叠系和三叠系的圈闭有良好的成藏条件，应有较好的油气勘探前景。图４参３（梁大新摘）