琼东南盆地古近系渐新统烃源岩地球化学特征及生烃潜力分析

琼东南盆地新生界主要发育3套烃源岩,即始新统湖相油源岩、渐新统气源岩及中新统海相气源岩。勘探研究表明,迄今为止在琼东南盆地发现的油气主要来自渐新统烃源岩。渐新统煤系烃源岩有机碳含量和生烃潜力都达到了好的烃源岩有机质丰度标准,渐新统崖城组和陵水组泥岩有机碳含量较高,具有一定的生烃潜力;崖城组和陵水组烃源岩干酪根显微组分主要为镜质组,富氢组分腐泥组和壳质组含量较低,干酪根类型主要为Ⅱ。型和Ⅲ型,以生气为主。崖城组煤系烃源岩正构烷烃以高碳数分布为主,Pr／Ph值较高,伽马蜡烷指数低,烃源岩主要发育于氧化环境;崖城组泥岩以氧化环境为特征,藿烷系列化合物中检测到高含量的奥利烷,表明高等植物生源输入明显,煤抽提物中规则甾烷C27、C28、C29呈反“L”型分布,主要以高等植物的陆源输入为主,崖城组和陵水组泥岩规则甾烷C27、C28、C29呈“V”型分布,表明生源除了高等植物,藻类也有一定的贡献,部分陵水组烃源岩样品藻类输入明显增多,生烃条件更加有利。     

琼东南盆地深水区东段崖城组沉积特征及对海相烃源岩的控制

崖城组是琼东南盆地的主力生烃层系。根据古生物、岩性以及古构造、古地貌等资料，系统分析了琼东南盆地深水区东段崖城组的沉积环境与沉积相，在此基础上对海相烃源岩的发育条件进行了分析。结果表明，崖城组沉积时期，琼东南盆地深水区东段为半封闭的海湾环境，松南—宝岛—长昌凹陷发育广泛的滨浅海沉积，凹陷边缘发育多个小规模的近源扇三角洲、三角洲，海岸平原分布在凹陷带周缘沉积古地貌较高的部位。受控于沉积环境，煤系烃源岩主要发育在凹陷周缘海岸平原相及扇三角洲、三角洲相的水上平原部分，陆源有机质为主的海相泥岩是凹陷内部的主力烃源岩，陆源有机质供给量和相对安静的水体环境是海相烃源岩发育的两个主要控制因素。采用类比分析方法，在琼东南盆地深水区东段崖城组识别出9个潜在海相烃源岩发育区，其中5个为最有利的烃源岩发育区。     

琼东南盆地渐新统烃源岩微观沉积特征与沉积环境

利用背散射电子成像（BSEI）技术对琼东南盆地渐新统崖城组和陵水组烃源岩微观沉积特征进行了高分辨率研究。结果显示,渐新统烃源岩中的有机质成分既有海相化石,如有孔虫和钙质超微化石,又有丝状或纹层状有机质,还有陆源搬运而来的植物碎屑。这些有机质在烃源岩中的分布极不均匀,有些呈连续纹层状分布,有些呈断续纹层状分布,有些呈分散状均匀散布在矿物颗粒中,还有些则呈团块状或絮凝状分布。根据有机质成分及分布形式,并结合烃源岩沉积结构和构造,将琼东南盆地渐新统烃源岩划分为含连续纹层状有机质泥岩、含断续纹层状有机质泥岩、含有孔虫和钙质超微化石泥岩、含陆源植物碎屑泥岩和含分散状有机质泥岩5种类型。同时,根据钙质超微化石组合变化和微观沉积特征,推测琼东南盆地渐新世总体为滨岸、滨海和浅海沉积环境。     

琼东南盆地深水区烃源岩地球化学特征与天然气潜力

琼东南盆地深水区探井地球化学资料和地震信息显示,中央坳陷发育始新统湖相、渐新统海相—海岸平原相2套主力烃源岩,其中渐新统崖城组海岸平原相含煤烃源岩富含陆源有机质,是深水区优质气源岩;崖城组半封闭浅海相烃源岩TOC含量大多介于0.5%～1.5%之间,有机质类型以腐殖型干酪根为主,且该套烃源岩分布广、规模大。针对琼东南盆地深水区钻井资料少的现状,综合应用沉积相—地震相—有机相研究手段对崖城组主力气源岩的分布进行了初步预测,结果显示崖城组烃源岩在中央坳陷分布较广,尤其以宝岛、陵水、乐东、长昌和北礁凹陷更为发育。高温高压环境生气机理模拟实验表明,研究区内高地温场加速了天然气生成,中央坳陷渐新统普遍发育的超压对早期生气有一定的抑制作用,而晚期又促进了天然气生成,从而拓宽了琼东南盆地深水区生气窗的范围和天然气勘探领域;始新统湖相烃源岩因埋深大,可能早期生油,晚期利于裂解气生成。因此,琼东南盆地深水区主要凹陷生气强度较高且生气潜力大,具有良好的勘探前景。     

琼东南盆地深水区中央坳陷带东部渐新统烃源岩分布及评价

琼东南盆地深水区是中国海上油气勘探的前沿阵地和油气资源接替的重要战略选区,而确定烃源岩分布特征是深水区低勘探领域石油地质研究的首要任务。在预测及确定中央坳陷带东部渐新统烃源岩厚度、成熟度和有机相等分布特征的基础上,通过计算烃源岩体积、生气量、生气强度等,完成了烃源岩的综合评价,最终实现了富生烃凹陷的优选。研究表明:①整体上,陵水组烃源岩厚度大于崖城组,其中崖二段和陵二段为烃源岩最为发育的层段,同时泥岩沉积中心表现出从西向东、从崖城组零星分布到陵水组统一连片的演化趋势;②烃源岩热演化呈现西早东晚、现今成熟度呈现西高东低的趋势;③渐新统烃源岩质量整体较好,其中煤层为优质烃源岩,泥岩为中等—好烃源岩;崖城组主要有机相为浅海相和滨海相,而陵水组主要有机相为内、外浅海相;④宝岛凹陷、长昌凹陷和松南凹陷均达到富生气凹陷级别,但前者综合评价为最好级别,后两者则分别为较好和一般。     

琼东南盆地崖北凹陷崖城组煤系烃源岩分布及其意义

崖北凹陷位于南海北部大陆边缘西区琼东南盆地北部坳陷西段,是新生代凹陷,连续沉积了始新世到第四纪地层。该凹陷古近纪为裂谷期,发育始新世陆相、早渐新世崖城组海陆过渡相和晚渐新世陵水组海相3套地层。中新世到第四纪为热沉降和新构造期,均为海相地层。崖北凹陷主力烃源岩是崖城组海陆过渡相煤系和泻湖相泥岩,其中,煤层、炭质泥岩及其伴生的暗色泥岩是烃源岩的重要组成部分。已钻井揭示崖城组发育35层煤,累积厚度16.8m。煤层与炭质泥岩主要分布于崖一段和崖三段,形成于潮坪与辫状河三角洲。崖城组地震相与沉积相对应关系良好,据此建立了煤系烃源岩沉积模式,煤系主要发育在凹陷缓坡带的辫状河三角洲和潮坪环境中,其次是陡坡带的扇三角洲和潮坪,暗色泥岩主要发育在深洼漕的泻湖环境。崖北凹陷崖城组煤系和泻湖湘泥岩都是有利烃源岩,生烃潜力大,凹槽内部渐新统-中新统为有利成藏组合。      

中国近海优质烃源岩的发育特征及古生态标志

中国近海发育了众多新生代沉积盆地,各盆地的主力油源岩均为湖相烃源岩,发育在盆地裂陷第Ⅱ期(发育期),具代表性的烃源岩系是渤海海域始新统沙河街组三段、北部湾盆地始新统流沙港组、珠江口盆地始新统文昌组、东海陆架盆地西部坳陷带古新统月桂峰组;多个盆地的主力气源岩为煤系烃源岩,发育在盆地裂陷第Ⅲ期(衰退期),具代表性者有琼东南盆地渐新统崖城组、珠江口盆地始新统—渐新统恩平组和东海陆架盆地东部坳陷带的始新统平湖组。优质烃源岩的形成离不开富集的有机质和适宜于有机质沉积保存与转化的古环境条件,研究地质剖面中孢粉藻类化石群的分异度变化和分散在沉积物中的碎屑有机质的生源构成、含量及分布,就可以反演古生物群的繁衍变化、追索有机质富集与保存的古环境条件、有效识别优质烃源岩的发育层段。研究揭示,古生物化石群的组合特征及碎屑状沉积有机质的生源构成及分布状况是预测优质烃源岩发育的可信古生态标志;选择目标层段,综合有机质赋存的地质环境、有机质形成的生态学特征及有机地球化学等因素深入考察有机相纵向发育与横向展布是预测优质烃源岩分布的合理方法。     

琼东南盆地深水区陵水17-2大气田成藏机理

陵水17-2大气田位于琼东南盆地陵水凹陷深水区。该凹陷是继承性深大凹陷,面积达5 000 km²,新生界最大厚度达13 km。凹陷内发育始新统、下渐新统崖城组、上渐新统陵水组3套烃源岩,其中崖城组是主力烃源岩,包括煤系和海相泥岩。陵水凹陷是高温凹陷,崖城组烃源岩底部温度可达250℃以上,烃源岩镜煤反射率可达2%~5%。开放和封闭体系的高温生烃模拟实验显示,该套烃源岩生气下限R_o值可达4.38%以上,约为4.4%,因此崖城组主体处在生气窗内,资源量近万亿立方米,是富生烃凹陷。莺歌海组-黄流组是陵水凹陷首选勘探目的层,储层主要发育于中央峡谷水道内。该峡谷长约425 km、宽度3~25 km、深度270~700 m,平行于陆坡近东西走向。峡谷水道内共充填了5期次级水道,发育轴部砂、侧向加积砂、天然堤和侵蚀残余砂4类储集体,物性极好,并形成岩性或构造-岩性圈闭。陵水凹陷北部边缘和南部边缘发育两个串珠状分布的底辟带,类型为泥-流体底辟,南部底辟带沟通了深层崖城组烃源岩与浅层峡谷水道砂岩,崖城组生成的天然气垂向运移至水道砂体,再在水道储层内发生侧向运移,呈T型运移模型,在圈闭内形成天然气田。     

“源热共控”琼东南盆地的天然气勘探潜力

古近系渐新统崖城组烃源岩是目前琼东南盆地被钻井证实的最主要的1套烃源岩,其有效烃源岩是油气勘探能否获得突破的关键因素。为此,从"源""热"共控的角度对该区各凹陷的生烃潜力进行了详细分析,结果表明:①崖城组存在海陆过渡相与浅海相泥岩2种类型烃源岩,两者的生烃母质均为腐殖型干酪根,少量为偏腐殖混合型,有机质丰度的高低均受到陆源输入物多少的控制,前者的有机质丰度普遍较高,而后者丰度则偏低;②海陆过渡相煤系烃源岩的主要形成环境为三角洲平原、海岸平原、障壁海岸的潮坪沼泽等;③受新生代岩石圈伸展拉张程度控制和新构造运动的影响,深水区地温梯度、大地热流值、烃源岩热演化程度普遍较高,高热背景不仅决定了深水区凹陷以生气为主,也使浅水区埋深较浅的烃源岩处于生油窗而生成石油,同时,高地温与高热流除了促进烃源岩的生烃作用外,还能加速烃源岩中残留烃的裂解,提高生烃效率和生烃能力。最后,根据"源""热"共同作用控制油气生成的原理,对琼东南盆地主要凹陷进行了油气勘探潜力综合评价与初步排队。结论认为可将11个凹陷分为3种类型,其中崖南、陵水、宝岛、乐东、华光为Ⅰ类凹陷,勘探潜力最大。     

利用地震信息定量预测烃源岩热成熟度——以琼东南盆地乐东—陵水凹陷为例

琼东南盆地深水区钻测井数量少、钻遇层位浅和难以获取高精度地层速度,不利于有机质成熟度的预测。为此,本文从烃源岩镜质体反射率—孔隙度(Ro-Φ)预测模型建立和地层速度提取两个关键环节入手,形成了一套适用于琼东南盆地乐东—陵水凹陷的烃源岩成熟度地震定量预测方法:①采用研究区及邻区烃源岩Ro与Φ的乘方关系,建立了烃源岩Ro-Φ预测模型;②利用有色反演方法确定了相对速度分量与低频速度分量,再将相对速度分量与低频速度分量合成为频带适中的地震绝对速度。对比Ro-TTI方法与本文采用的Ro-Φ方法的烃源岩成熟度预测效果可知:前者预测有机质成熟度精度更高,适用于勘探程度较高的地区;后者主要基于地震、钻井和地质资料,可以从宏观上了解烃源岩的空间展布及生烃潜力,适用于勘探程度较低的地区。古近系烃源岩成熟度的地震定量预测结果表明,古近系烃源岩在凹陷中心部位成熟度较高,向四周逐步降低,表现为:古近系上部渐新统(陵水组、崖城组)烃源岩达到成熟—高成熟阶段,局部地区甚至达到过成熟阶段,现今及成藏期对本区供烃具有重要贡献,其中崖城组烃源岩生烃最为有利;下部始新统烃源岩在全区几乎处于过成熟阶段。     

琼东南盆地深水区重力流沉积体系及油气勘探前景

我国深水油气勘探还处于起步阶段,对于深水沉积重力流理论的研究亟待加强。为此,利用地震、新钻井岩心、壁心、岩屑化验分析及测井等资料,综合分析了琼东南盆地深水区重力流发育条件、沉积特征,并围绕烃源、储层、运移等制约深水油气成藏的关键因素对深水区中央坳陷重力流领域成藏条件进行了研究。结果表明:①深水区大型储集体发育,主要发育了中央峡谷黄流组浊积水道砂沉积体系、乐东陵水凹陷梅山组莺歌海组海底扇沉积体系和长昌宝岛凹陷陵水组、三亚组海底扇沉积体系等三大重力流沉积体系;②该盆地早渐新统崖城组海陆过渡相煤系地层和半封闭浅海相泥岩地层是深水区重要的烃源岩,渐新统上新统深水区发育的陵水组海底扇、三亚组海底扇、梅山组海底扇、黄流组峡谷水道、莺歌海组海底扇砂岩与上覆半深海、深海泥岩形成了5套区域性储盖组合,近源底辟、近源断裂是深水区两种垂向高效通源模式;③中央峡谷陵水17-2气田的勘探成功,揭示了以中央峡谷为代表的琼东南盆地中央坳陷重力流领域具有良好的油气勘探前景。结论认为,乐东一陵水凹陷和宝岛一长昌凹陷海底扇领域同样具有良好的油气成藏条件和勘探潜力,是深水区下一步油气勘探的突破方向。     

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莺东构造带位于莺歌海盆地的东北部,面积约２×１０４ｋｍ２,现已在该构造带发现背斜、断块、岩性、基底潜山、礁等一批圈闭。莺歌海盆地存在三套烃源岩：即崖城组—陵水组滨海沼泽煤系地层和浅海相泥岩、梅山组浅海—半深海相泥岩、莺歌海组浅海—半深海相泥岩。莺东构造带自下而上有５套生储盖组合,组合类型有自生自储、下生上储、上生下储三种。Ｔ６０、Ｔ４０两个区域不整合界面是莺东构造带油气运移的主要通道;工区内岩性圈闭主要集中分布在梅山组～莺歌海组组成的“黄金组合”中,是近期内最有希望发现大气田的领域。工区内可划分为两个不同的天然气系统：下第三系天然气系统和上第三系天然气系统,后者在近期内有较好的勘探前景。ＬＴ１—１、ＣＪ３１—２、ＬＤ１１—１、ＬＴ８—１、ＬＴ３３—１等是目前最为有利的含气圈闭。     

烃源岩特征与生烃动力学研究——以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组为例

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组含有丰富的油气资源,其烃源岩主要有页岩、碳酸盐质页岩和粉砂质泥岩,它们均具有有机质丰度高、生烃潜力大、当前处于低成熟至成熟阶段、有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ型为主的特征,在对其特征进行评价的基础上,选取中-低成熟度、有机质丰度较高的烃源岩进行开放体系条件下的热解实验和动力学模拟实验,进而研究烃源岩样品的生排烃特征。结果表明,芦草沟组烃源岩活化能主要为210 kJ/mol;上述3 种烃源岩中,页岩具有最高的生烃量和排烃效率,碳酸盐质页岩次之,而粉砂质泥岩的生烃量和排烃率均最低,但前两者却具有较高的滞留烃含量。综合前人的研究成果,最终认为芦草沟组烃源岩生烃增压作用是烃源岩排烃和致密油气聚集的主要动力,页岩和碳酸盐质页岩段是致密油勘探的目标层段。     

鄂尔多斯盆地甘泉地区上古生界烃源岩地球化学特征及生烃潜力

对鄂尔多斯盆地甘泉地区上古生界本溪组和山西组的煤系泥岩、炭质泥岩及煤岩样品进行了有机碳含量测定、岩石热解分析、干酪根显微组分鉴定及镜质体反射率等多项有机地球化学测试,并评价了其生烃潜力。研究结果表明：①甘泉地区上古生界发育多套烃源岩,岩性主要为煤和暗色泥岩。②山西组有机质丰度高,是较好的烃源岩,本溪组有机质丰度则相对较低,品质相对较差;本溪组烃源岩以腐殖型Ⅲ类为主,山西组烃源岩则多为腐殖型Ⅲ类,其次为腐泥-腐殖型Ⅱ2类。③本溪组和山西组烃源岩成熟度整体处于高成熟—过成熟阶段。④上古生界烃源岩在甘泉地区广泛分布,本溪组烃源岩累计厚度为10～20 m,山西组烃源岩累计厚度为50～80 m,整体均为较优质烃源岩,具有较高的生烃潜力。