渤海海域渤中凹陷渤中19-6大型凝析气田天然气来源探讨

渤海海域渤中19-6大型凝析气田的发现为渤中凹陷寻找大气田带来了希望和信心,深入研究其天然气的来源和成因对今后渤海天然气勘探具有重要指导意义。通过对开放和密闭体系热模拟实验结果分析,综合地球化学和数值模拟研究表明,渤海优质腐泥型湖相烃源岩[ω(TOC)=3.93%,I_H=727 mg/g(每克有机碳中干酪根热解烃量,下同)]干酪根热解累积生气的比例仅为10%,以排油为主;偏腐殖型湖相烃源岩热解生气比例也不大,I_H=100 mg/g时干酪根热解累积生气比例仅为30%,但由于干酪根的吸附作用,其中的残留烃在烃源岩中裂解成气,最后以排气为主。渤中19-6天然气为沙三段Ⅱ₁、Ⅱ₂和Ⅲ型混合烃源岩成熟到高成熟阶段的产物,是干酪根热解气与残留烃裂解气的混合物,且其供烃区为渤中凹陷西南的局部区域,供烃区古近系沙河街组沙三段烃源岩早期以排油为主,晚期(15 Ma以后)以排气为主,晚期排气量占总排气量的82%。下一步在渤中凹陷寻找大气田要选择供烃区烃源岩排烃气油比大、以排气为主的目标进行钻探。      

腐泥型烃源岩生排烃模拟实验与全过程生烃演化模式

利用半开放体系生排烃模拟实验、封闭体系的黄金管生烃动力学模拟实验与开放体系的高温热解色谱质谱实验数据与实测数据,在经典生烃模式基础上,对烃源岩全过程生烃演化特征、排烃效率与滞留烃量、高过成熟阶段天然气来源及甲烷同系物裂解温度等问题开展了深入探讨。研究认为,腐泥型烃源岩在主生油阶段(R_o值为0.8%~1.3%)的排烃效率为30%~60%,高成熟阶段(R_o值为1.3%~2.0%)的排烃效率在60%~80%;高成熟阶段干酪根降解气与原油裂解气对总生气量的贡献比大致为1∶4,干酪根降解气量占20%,滞留液态烃裂解气量占13.5%,源外原油裂解气(包含聚集型与分散性原油裂解气)量占66.5%。初步确定了天然气的裂解下限,建立了烃源岩全过程生烃演化模式。     

腐泥型干酪根热降解成气潜力及裂解气判识的实验研究

腐泥型有机质在成烃演化过程中以先生成原油再裂解成气已有共识,但有多大的比例是由干酪根直接降解生成以及如何鉴别尚存异议。选取华北地区下马岭组低成熟腐泥型页岩,采用高温高压黄金管体系及常规高压釜热模拟实验装置,对同源于该页岩的原始干酪根、残余干酪根和原油开展了生气模拟实验。结果表明:(1)腐泥型有机质生油高峰期后,干酪根直接降解成气量占总生气量的20%左右;原油裂解主成气期为422~566℃(R_O=1.3%~2.5%),生气量占裂解气总量的85.5%。(2)干酪根降解气和原油裂解气Ln(C_1/C_2)值与Ln(C_2/C_3)值均随演化程度增高而增大,但受原油和干酪根结构差异、裂解生气速率及所需活化能大小的影响,过成熟阶段,干酪根降解气Ln(C_2/C_3)值逐渐增大,原油裂解气Ln(C_2/C_3)值基本稳定,且低升温速率的Ln(C_1/C_2)值比高升温速率的值大。(3)新建考虑演化阶段的裂解气判识图版,认为四川盆地震旦系—寒武系天然气主要为原油裂解气。研究成果进一步明确了腐泥型烃源岩发育区,高演化阶段以寻找原油裂解气为主要目标,而非烃源岩晚期干酪根降解气,并可为有机质全过程生烃演化轨迹曲线的确定提供重要依据。     

伊朗卡山地区侏罗系Shemshak组烃源岩特征研究

该文通过对伊朗卡山地区侏罗系Shemshak组烃源岩有机质丰度、干酪根镜鉴结果、干酪根碳同位素特征、生物标志化合物特征等的分析,提出Shemshak组烃源岩干酪根类型主要为腐泥-腐殖型(Ⅱ2)和腐殖(Ⅲ)型.有机质演化大部分样品已达到过成熟阶段.Shemshak组烃源岩除了极少部分属好烃源岩以外,大部分为中等烃源岩.      

深层—超深层古老烃源岩滞留烃及其裂解气资源评价

我国高-过成熟海相天然气主要成因类型为原油裂解气,滞留烃是原油裂解气的重要来源,对其进行定量研究意义重大。为此,结合正演(实验模拟)和反演(地质剖面解剖)两种方法,求取了我国重点盆地不同类型、不同丰度、不同演化阶段的滞留烃量,建立了5种类型烃源岩(腐泥型、偏腐泥混合型、偏腐殖混合型、腐殖型、煤型)的滞留烃演化模型。结果表明:腐泥型、偏腐泥混合型优质烃源岩在低成熟阶段的排烃效率低于20%,在主生油阶段的排烃效率介于20%~50%,在高成熟阶段的排烃效率介于50%~80%,而相应阶段偏腐殖混合型和腐殖型烃源岩的排烃效率则要低约10%。基于该演化模型,初步计算了四川盆地海相烃源岩中高成熟阶段-现今滞留烃资源分布和裂解排气量:该盆地下寒武统筇竹寺组滞留烃在高演化阶段裂解排出的气态烃总量达230.4×10~(12)m~3,震旦系陡山沱组烃源岩滞留烃裂解气的排出量为12.3×10~(12)m~3,均显示出很好的天然气成藏潜力;进而指出,四川盆地筇竹寺组烃源岩滞留烃裂解气的有利区主要包括高石梯-磨溪、资阳、威远地区,有利分布面积达4.3×10~4 km~2。     

鄂尔多斯盆地富县古生界天然气成因及气源综合识别

近年来,鄂尔多斯盆地南部（简称鄂南）古生界天然气勘探取得重要进展,展示了良好的勘探前景,但鄂南古生界天然气成因及气源研究相对薄弱,直接制约了下一步的勘探部署。为此通过系统开展富县古生界天然气组分、烷烃气碳氢同位素、稀有气体组分和同位素等地球化学分析,查明了鄂南富县古生界天然气中甲烷占绝对优势,含有一定量的重烃,非烃气CO₂、N₂含量相对较高,显示其为过成熟阶段生成的干气。鄂南富县古生界天然气以典型油型气为主,煤型气为辅,甲烷和乙烷的碳同位素组成存在倒转现象可能为油型气与煤型气的混合造成,上古生界天然气烷烃气碳同位素组成普遍比下古生界天然气偏重,可能混有相对较多的煤型气。综合运用烃源岩干酪根碳同位素—岩石脱附气碳同位素—天然气乙烷碳同位素、天然气甲烷氢同位素、稀有气体Ar同位素定年等综合地球化学手段,推断出鄂南富县古生界天然气可能主要来源于下古生界马家沟组烃源岩。     

优质烃源岩成烃生物与生烃能力动态评价

在海相优质烃源岩常规有机地球化学分析的基础上,综合利用仿真地层热压模拟实验与超显微有机岩石学等新技术对优质烃源岩不同成烃生物生烃潜力进行分析。结果表明:我国下古生界高过成熟海相优质烃源岩目前能够识别的成烃生物主要由底栖生物(或底栖藻类)及菌类(真菌类和细菌)组成,干酪根类型主要为Ⅱ型,这些海相优质烃源岩的原始生烃能力相当于Ⅱ型干酪根,其中底栖藻类相当于Ⅱ1型,真菌细菌类一般相当于Ⅱ2型;其次为浮游生物,生烃潜力与Ⅰ型干酪根相当。优质烃源岩中浮游藻类和底栖藻类在不同成熟阶段的生油能力不同,在高成熟—过成熟阶段生气潜力及其与原油裂解生烃的相对贡献也有差异。因此,下古生界高成熟度烃源岩需要根据不同类型的成烃生物或干酪根类型在各成熟阶段的生油、生气能力进行动态地评价。不同成烃生物生烃潜力研究不仅对常规油气勘探而且对非常规油气勘探也具有重要的借鉴意义。     

鄂尔多斯盆地大牛地下古生界天然气地球化学特征及其来源综合判识

近年来,鄂尔多斯盆地大牛地古生界天然气勘探取得重要进展,尤其是下古生界奥陶系风化壳连续高产工业气流的发现,展示了良好的勘探前景,但大牛地下古生界天然气成因及气源研究相对薄弱,直接制约了下一步勘探部署,为此系统开展了大牛地古生界天然气组分、碳氢同位素、稀有气体组分和同位素等地球化学分析。大牛地古生界天然气中甲烷占绝对优势,含有一定量的重烃,非烃气CO₂和N₂含量相对较高,既有典型的成熟阶段生成的湿气,也有高过成熟阶段生成的干气。大牛地上古生界天然气为典型煤型气,而下古生界天然气既有煤型气,也有油型气。古生界天然气中CO₂主要为有机成因,少数为无机成因,无机成因CO₂赋存于下古生界储层,可能主要由下古生界烃源岩中碳酸盐岩热解产生。综合运用烃源岩岩石脱附气碳同位素—天然气碳同位素—干酪根碳同位素、天然气甲烷氢同位素、稀有气体Ar同位素定年及混源模拟实验等综合地球化学手段,明确了大牛地上、下古生界煤型气均来源于上古生界煤系烃源岩,而下古生界油型气中混有0～45%的煤型气,主要来源于下古生界马家沟组烃源岩。      

南加蓬次盆深水区天然气成因类型及气源探讨

南加蓬次盆深水区L气田天然气具有异常重的碳同位素组成,甲烷和乙烷碳同位素值分别为-32.8‰~-28.4‰和-25.8‰~-23.4‰,以天然气乙烷碳同位素判别标准,L气田天然气应为煤型气。区域上的烃源岩和油气研究发现,该区白垩系盐下主要发育腐泥型油源岩,腐殖型气源岩不太发育,不具备形成大型煤型气田的地质条件。碳同位素分析表明,加蓬盆地及邻区白垩系巴雷姆阶,尤其是Melania组湖相优质烃源岩具有异常重的碳同位素组成,与L气田天然气异常重的乙烷碳同位素特征相似。天然气气源分析表明,L气田天然气来源于白垩系盐下湖相烃源岩生成的高—过成熟原油裂解气,其中巴雷姆阶Melania组湖相烃源岩为主要烃源岩。     

干酪根裂解气和原油裂解气的成因判识方法

天然气既可来源于干酪根的裂解气,也可来源于原油的裂解气。对于腐泥型有机质,绝大部分天然气是来自源岩生成的原油裂解气,只有部分来自干酪根的裂解气,因此天然气气源研究不仅要指出来自哪套源岩,还需指出它的成因,尤其是高演化地区天然气气源研究。该文以塔里木盆地海相腐泥型天然气为例,根据天然气组成ln(C₂/C₃)与(δ13C₂-δ13C₃)以及甲烷碳同位素特征判识其成因。塔北地区的干气主要为干酪根晚期裂解气,塔北英买力奥陶系及塔中石炭系的天然气主要为原油裂解气。      

东海西湖凹陷平湖组Ⅲ型干酪根暗色泥岩生排烃模拟

为更真实地刻画烃源岩生排烃过程及为油气资源定量评价提供合理的关键参数,对东海陆架盆地西湖凹陷始新统平湖组Ⅲ型干酪根暗色泥岩开展了半开放体系下热压生排烃模拟实验研究。模拟结果显示,该暗色泥岩的生排烃过程主要包括初期缓慢生油阶段（R_o=0.5%~0.7%）、早期快速生排油阶段（R_o=0.7%~1.0%）、中期油裂解气阶段（R_o=1.0%~1.5%）、后期主生气阶段（R_o=1.5%~2.3%）及晚期生干气阶段（R_o>2.3%）。该烃源岩的排油门限（R_o）约为0.7%,其生气范围较宽（R_o=1.0%~3.0%）,且在高—过热演化阶段仍具备较强的生气能力,是以生气为主的气源岩。通过对实验结果和样品生排烃特征的研究,建立了一套西湖凹陷平湖组Ⅲ型暗色泥岩生气与生排油过程及潜力评价的数学模型,可用于该区资源量计算。与封闭体系的高温高压黄金管热模拟实验相比,半开放体系下烃源岩热压生排烃模拟实验的累计产油率更高,也更接近实际地质情况,据此评价可使西湖凹陷具有更大的油气资源量。     

准噶尔盆地南缘中二叠统烃源岩封闭体系生烃热模拟实验分析

通过对准噶尔盆地妖魔山与大龙口剖面的2个烃源岩样品进行封闭体系模拟实验分析,获取不同温度条件下中二叠统烃源岩生油气量及相关地球化学参数,研究该地区Ⅰ型干酪根与Ⅱ₁型干酪根的生烃演化模式,另外,选取该地区的相关地球化学参数与烃源岩厚度,计算准南缘中二叠统烃源岩至现今的天然气不同组分强度。结果表明：二叠系烃源岩Ⅰ型干酪根生油气量明显高于Ⅱ₁型干酪根,生油能力持续时间长,生油区间的R_O值为0.6%~2.0%;Ⅱ₁型干酪根生油能力明显较弱,生油区间R_O值为0.7%~1.3%。Ⅰ型干酪根生气的R_O值从1.3%开始,生气量逐渐增加,Ⅱ₁型干酪根生气要早一些,从R_O值为1.0%时开始,生气量也明显低于Ⅰ型。3个剖面以大龙口地区二叠系烃源岩的生气强度最高,为167.52×10⁸m³/km²,甲烷与乙烷的强度也最高;其次为妖魔山剖面,生气强度为118.88×10⁸m³/km²;红雁池剖面的生气强度最低,为11.46×10⁸m³/km²。总体而言,准噶尔盆地南缘生气潜力较高,勘探前景广阔。     

南祁连盆地木里坳陷石炭系-侏罗系天然气水合物气源岩有机地球化学特征

通过开展南祁连盆地木里坳陷天然气水合物基础地质剖面调查工作,对石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系共四套层系5条剖面的炭质泥岩、泥岩等样品进行了系统采样与分析,在此基础上深入研究四套层系的有机质丰度、有机质类型和有机质成熟度等地球化学特征,分析及对比各层系的有机地球化学指标,以探讨不同层系烃（气）源岩为天然气水合物提供的气源条件。结果表明：石炭系-二叠系有机质丰度偏低,TOC（总有机碳含量）普遍小于0.4%,为非和差烃源岩,有机质类型主要为Ⅱ型和Ⅲ型,有机质成熟度为过成熟,生烃能力较差,难以成为天然气水合物潜在气源岩。三叠系样品TOC值普遍大于1%,氯仿沥青“A”平均为0.89‰,以很好和好烃源岩为主,并含少量差和非烃源岩,有机质类型以Ⅲ型为主,含少量Ⅱ₂型,镜质体反射率R_o值为0.74%~0.98%,整体上处于成熟阶段,生气能力较强,可作为天然气水合物主要潜在气源岩。侏罗系以很好、好和中等烃源岩为主,并含部分差烃源岩,有机质类型主要为Ⅱ型和Ⅲ型,R_o值为0.62%~0.97%,整体上处于成熟阶段,可作为天然气水合物次要潜在气源岩。     

银额盆地古生界过成熟烃源岩特征及其地球化学意义

银额盆地的部分钻井和野外露头发现了古生界过成熟烃源岩,对于分析盆地古生界油气成藏条件、探讨过成熟烃源岩地球化学问题等有重要的意义。对25个过成熟烃源岩样品开展测试分析,研究其地球化学特征,分析其原始生烃潜力。结果表明：①烃源岩总有机碳含量平均为1.31 %,有机质类型为Ⅱ₁-Ⅱ₂型,镜质体反射率R_o平均为4.20 %,为残余有机碳含量较低、混合型干酪根的过成熟烃源岩;②主要受控于热降解作用,过成熟烃源岩的生物标志化合物普遍呈现“正构烷烃具有双峰型、甾类化合物中孕甾烷（含升孕甾烷）具有异常高的相对含量、萜类化合物中三环萜烷的相对含量较高、芳烃化合物中低碳环数化合物占据优势”等特征;③提出了“有机碳构成”的概念,建立了基于岩石热解资料计算有机碳构成的方法,计算结果表明虽然本研究中过成熟烃源岩的有效碳仅占极小的一部分,但烃源岩原始总有机碳含量平均为2.07 %,且烃源岩具有持续时间长、产率较高的生烃特征,明确了银额盆地古生界过成熟烃源岩具有较高的生烃潜力。     

准噶尔盆地西北缘天然气成因来源及勘探潜力

准噶尔盆地是中国陆上四大含油气盆地之一,但天然气勘探进展缓慢,已有发现主要集中在盆地的东部和南部。基于天然气的组分和稳定碳同位素组成,在准噶尔盆地西北缘发现了4种类型的天然气。第Ⅰ类天然气主要来自下二叠统风城组湖相烃源岩,可进一步细分为Ⅰ_A（主要来自沙湾凹陷）和Ⅰ_B（主要来自玛湖凹陷）两个亚类。第Ⅱ类天然气为沙湾凹陷深部石炭系和下二叠统佳木河组高-过成熟腐殖型烃源岩生成的煤型气。第Ⅲ类天然气为第Ⅰ和第Ⅱ类天然气的混合气。第Ⅳ类天然气为油藏破坏后发生生物降解作用而形成的次生生物成因气。白垩纪,沙湾凹陷风城组、佳木河组和石炭系烃源岩生成的大量高成熟煤型气和油型气沿断裂和不整合面组成的输导体系运移至构造高部位成藏,而玛湖凹陷风城组烃源岩主体仍处在生油高峰,生成少量低熟油型气在凹陷内及边缘聚集。上述发现证实了准噶尔盆地西部上古生界发育石炭系（含佳木河组）和风城组两套规模有效气源岩,揭示了新的天然气勘探领域。研究成果提供了一个复杂地质条件下开展气-源对比和成藏过程恢复的典型案例,同时也深化了对准噶尔盆地天然气勘探潜力的认识。     

深层烃源演化与原生轻质油/凝析油气资源潜力

烃源岩油气演化阶段的细分与资源潜力评价对深层常规和非常规油气勘探、深层基础石油地质学问题的研究具有重要意义。深层烃源岩的油气演化可划分为4个阶段,即轻质油（挥发性油）、凝析油气、湿气和干气,也对应着深层的4种油气类型。烃源岩和储层中的原油体系均可形成这些油气。通过模拟实验评价深层烃源岩的生烃潜力,提出了4个油气演化阶段的划分指标。鉴于深层烃源岩的油气资源潜力评价需要考虑正常原油是否排出和排出量多少等问题,采用先进行生烃高峰排烃、再进行限定体系加热的实验方案,建立了基于排烃作用的深层油气演化模式。该模式可粗略用于深层烃源岩油气资源潜力评价。借鉴基于开采气油比（GORr）划分油气藏类型的经验,利用烃源岩裂解模拟产物的气油比（GORs）和甲烷含量作为实验室热模拟油气演化阶段的划分指标。将GORs快速上升时的值142 m³/m³（800标准立方英尺/桶）、890 m³/m³（5 000标准立方英尺/桶）、3 562 m³/m³（20 000标准立方英尺/桶）以及甲烷含量95%分别作为轻质油、凝析油气、湿气、干气的上部界限值。考虑到无法通过岩心样品直接获取GORs,因此,这些界限值还不能用于实际剖面的油气演化阶段的划分。鉴于勘探家常用镜质体反射率（R_o）或等效镜质体反射率（R_oE）划分烃源岩的生烃阶段,因此,采用抑制的R_o模型将实验室的温度标尺转化为R_o,求出上述界限值的R_o范围。值得注意的是,通过限定体系热模拟实验求出的R_o值比实际地层测定的R_oE值要高。轻质油和凝析油气按成因可分为4类,其中,A类由Ⅰ—Ⅱ型有机质经排烃后形成,B类由未经排烃的Ⅱ—Ⅲ型有机质形成,C类由原油裂解形成,D类由次生改造形成。目前对原生轻质油、凝析油气（A类、B类和C类油气）的研究还很不够,需要加强。深层轻质油、凝析油气资源除受烃源岩的有机质含量、类型和成熟度影响外,还与下列深层地质因素有关：①正常油（黑油）的排烃效率;②是否存在大规模的油藏裂解;③是否有来自不同烃源层的油气混合。中国发育有多种成因类型的轻质油和凝析油气,具有广阔的轻质油、凝析油气资源勘探前景。     

四川盆地上二叠统龙潭组烃源岩生、排烃特征及资源潜力

上二叠统龙潭组是四川盆地多个大中型气田的烃源岩,热演化程度较高,无法通过热模拟实验或化学动力学方法对其进行有效的生、排烃特征和油气资源潜力研究,制约了油气勘探开发.基于国内主要含油气盆地的大量岩石热解、总有机碳(TOC)含量分析及成熟度资料,采用生烃潜力法,建立了龙潭组高、过成熟烃源岩的生、排烃演化模型,分析了生、排烃...     

准噶尔盆地沙湾凹陷周缘上古生界天然气地球化学特征及成因研究

针对准噶尔盆地沙湾凹陷周缘上古生界天然气成因与来源认识不清的问题,运用烃源岩热解气模拟实验技术,根据热解气碳同位素分布,结合天然气组分、碳同位素、轻烃组成及伴生原油地球化学特征,揭示了沙湾凹陷周缘上古生界天然气成因与来源.研究结果表明:研究区天然气具有6种成因类型,Ⅰ类天然气来源于佳木河组烃源岩,δ13 C2值大于-2...     

干酪根溶解理论及其在页岩气评价中的应用探索

通过引入干酪根溶解理论及在其基础上发展而来的生烃、排烃模型,指出Ⅱ型干酪根在较高演化程度（转换率>75%)下,液态烃(C_6-15+)的排烃效率高于69%,气态烃（C_1-5)的排烃效率高达97%。计算得到Ⅱ型干酪根在高演化阶段的滞留气量（非页岩总滞留量)为2.84mg/gTOC.由干酪根溶解理论模型所得干酪根滞留气量间接反映页岩中吸附气所占比例不大,而由有机质降解,成岩作用（如蒙脱石向伊利石转换)或者构造运动而形成的孔隙和裂缝中的游离气含量较高,是页岩气产量的主力贡献。在页岩气区带优选及井位选择时需要特别重视寻找微米-纳米孔及天然微裂缝发育的“甜点区”。