塔里木盆地特大型海相油田原油来源——来自深部低TOC烃源岩的证据与相对贡献评价

塔里木盆地海相原油被认为主要来自寒武系-下奥陶统和中-上奥陶统2套烃源岩,但何者为主长期以来存在争议。在前人研究工作的基础上,通过生物标志物对比、馏分碳同位素对比、单体烃同位素对比和碳同位素质量平衡模拟的综合研究,证实了塔北地区海相原油以中-上奥陶统烃源岩贡献为主,最大可达88%,不同地区贡献不同。然而,目前钻井证实的高丰度中-上奥陶统烃源岩分布局限,难以解释塔北地区已发现的广泛分布的特大型海相油田油气资源规模。通过干酪根元素随埋深变化、生烃潜力变化、古TOC恢复等多方面地质地球化学证据证实,塔里木盆地台盆区深部低TOC烃源岩发生过大量生排烃,并根据排烃门限、烃源岩地球化学和测井特征综合判识了有效低丰度烃源岩。在此基础上,采用生烃潜力法评价了塔里木盆地台盆区各成藏体系中-上奥陶统高丰度和有效低丰度烃源岩的排烃量。台盆区中-上奥陶统低丰度烃源岩排烃量为494.4×10⁸t,高丰度烃源岩排烃量为1 353×10⁸t,高、低丰度烃源岩的相对贡献比率分别为73.2%和26.8%。其中,塔北隆起轮南-英买力成藏体系中-上奥陶统烃源岩排烃量为327.7×10⁸t,高、低丰度烃源岩的相对贡献比率分别为59.8%和40.2%,表明低TOC烃源岩对塔里木盆地发现的特大型海相油田的形成具有重要贡献。     

塔中地区奥陶系油气充注特征及运移方向

油气充注特征及运移方向对于确认塔中地区奥陶系有利富集区至关重要。通过现有油气勘探成果、断裂体系特征等资料,利用常规测井、地震及地球化学等多种方法,对研究区目的层油气充注特征及运移方向开展深入研究。结果表明,塔中地区多期充注的原油与天然气均通过11个油气充注点注入奥陶系储层,进而沿NW-SE向发生局部运移,11个油气充注点均位于NW向逆冲断裂与NE向走滑断裂纵切形成的断裂交汇部位。油气点状充注特征及NW-SE向局部运移控制了原油与天然气相关参数的分布：靠近油气充注点,油气性质出现异常分布,自NW-SE向异常逐渐减弱,表现为随着距油气充注点距离的增大,油气充注强度变小,原油密度逐渐增大,原油Ts/（Ts+Tm）指数、金刚烷指数（MDI）、TMNr指数、TeMNr指数逐渐减小,天然气干燥系数、气油比、油气产能逐渐减小,天然气甲烷碳同位素逐渐变轻。塔中地区奥陶系油气充注特征及运移方向研究表明,研究区目的层下一步油气勘探应更多聚焦于北部斜坡带西部,尤其是断裂交汇部位的上倾构造部位。     

华北北部中、上元古界生烃潜力特征研究

华北中、上元古界海相碳酸盐岩分布广泛,且沉积岩层巨厚.同时,在华北中、上元古界发现了多处油苗、沥青显示,可能为一套生油层系.通过对华北北部中、上元古界有机质热解数据的分析测定,得出了干酪根类型主要为Ⅱ型和Ⅲ型、Ⅰ型干酪根较少,这与根据当时地球上生物发育尚处于初级阶段、有机质类型主要以腐泥型为主的认识有较大差异.另外,就生油潜力而言,下马岭组的干酪根类型优于其它层位的干酪根类型.文中,还通过系统研究有机质丰度、生烃潜量及其干酪根类型来对各个层系源岩的生烃潜力进行评价,发现下马岭组、铁岭组和洪水庄组生烃潜力较好,为3个有利的生烃层位.     

海相沉积有机质的碳同位素记录及其环境意义——以鄂尔多斯盆地为例

鄂尔多斯盆地桌子山剖面的奥陶系克里摩里组沉积有机质为腐泥型，其碳同位素（δ^13Corg)值为-30.0‰～-28.1‰,自下向上呈偏轻趋势，归因于沉积时底部水体缺氧及细菌改造作用，加之浮游生物繁盛，有机碳含量较高（平均为0.31%)，可视为潜在有效烃源岩；岐山剖面的奥陶系马家沟组的有机质为腐殖型，δ^13Corg值偏重（-25.7‰～-24.1‰),与底栖藻类的发育及氧化环境密切相关。岩石中δ^13Corg既蕴涵着有机质类型的信息，又记录了生态和沉积环境的性质及其演化，结合其它指标，可作为恢复沉积有机质古环境的有效依据，进而研究高演化海相烃源岩的时空分布。图3表1参27     

塔里木盆地塔中天然气的地球化学特征及其成因

塔里木盆地塔中天然气的成因十分复杂,长期以来存在不同的认识。对塔中天然气组分和碳同位素的地球化学特征研究表明:塔中的天然气以烃类气体为主,塔中东、西部天然气的组分和碳同位素存在显著差异,塔中东部和I号构造带的天然气具有较高的干燥系数、较重的碳同位素比值和较高的氮含量。研究认为这些差异除了一定程度上受有机质类型和次生变化的影响外,主要取决于有机质热演化程度的差异。塔中东部下古生界有机质成熟度的定型时间较早,紧邻满加尔凹陷的寒武系烃源岩,因此主要聚集了高-过成熟的寒武系烃源岩生成的天然气;塔中西部主要发育中—上奥陶统有机质,且有机质成熟度的定型时间较晚,因此主要聚集了中等成熟的中—上奥陶统有机质生成的天然气。综合分析表明天然气主要生成于不同热演化阶段的干酪根,原油裂解生气在本区不显著。     

热水流体作用与油气的形成

近 2 0年来 ,对地壳中热水流体地质作用的研究已渗透到地学研究的各个领域 ,并且是一个经久不衰的研究课题。与现代海底热水流体或大陆热泉活动有关的热液石油的生成问题已引起油气地质学界的普遍关注。热液石油是热水流体与烃源岩发生水岩反应的产物 ,并能与热水流体一起运移。研究热液石油生成和运移的机制有助于了解地质历史中油气的生成与成藏过程。热液石油生成的温度范围从 60℃到大于 40 0℃ ,高温区明显高于传统的石油窗温度 ;热液石油生成过程所需的时间短 ;热液油气运移的通道与热水流体相同 ,这就是断裂构造。据此可以认为 ,在更深的地层圈闭中 ,尤其是产于深大断裂构造附近的圈闭中 ,有更大的油气勘探远景。     

塔中志留系沥青砂岩的地质特征及研究进展

塔里木盆地塔中地区广泛分布着志留系沥青砂岩, 主要分布在古隆起和早古生代生油盆地的上倾方向, 表明本区规模巨大的志留系沥青砂岩可能为古油藏露头带。沥青砂岩的分布主要受油源区、古隆起、沉积体系以及储集层物性的综合控制, 沥青的微观特征也反映了志留系油气多期注入和破坏的历史。油质沥青与胶质-沥青质的含量呈彼此消长关系, 沥青含量高的部位可动油相对较少。由于存在不同期次的沥青, 沥青反射率的数据比较离散。总体而言,沥青反射率均较低, 为0.15%~0.50%. 通过烃源岩及构造演化史研究认为, 塔中志留系沥青砂岩的油源主要为中-下寒武统。     

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以鄂尔多斯盆地西南缘奥陶系马家沟组为例，应用碳酸盐岩碳氧同位素、有机碳含量及其同位素组成，结合地层、古生物特征，探讨相对海平面变化对海相碳酸盐岩有机质富集及烃源岩发育的影响。研究表明，桌子山地区受贺兰裂谷的强烈沉降，克里摩里期相对海平面上升幅度较大，引起一系列利于有机质富集和烃源岩发育的结果：①静水、缺氧环境；②有机质埋藏量增加和质量优化；③碳酸盐碳、氧同位素值偏重，而有机碳同位素值偏轻。在岐山地区，相对海平面波动较小，为浅水、氧化环境，不利于有机质保存。对一个地区或盆地而言，相对海平面变化是全球性海平面升降和区域性构造活动的综合效应，它通过改变古环境控制了有机质富集及烃源岩发育。因此，相对海平面变化的研究对海相烃源岩的发育程度及其分布预测具有重要意义。     

川东北地区石炭系与二叠系-三叠系天然气地球化学特征对比研究

川东北地区石炭系黄龙组与二叠系长兴组—三叠系飞仙关组气藏的天然气地球化学特征对比研究表明，该区天然气总体为高—过成熟的干气，C _2⁺含量普遍较低，其中二叠系长兴组—三叠系飞仙关组气藏的天然气相对石炭系黄龙组的天然气更加偏干。川东北地区二叠系长兴组—三叠系飞仙关组的天然气中非烃气体含量相对明显偏高，分布范围介于0.1%～77.8%之间，以高含H₂S和CO₂为特点，而石炭系黄龙组天然气中非烃气体含量较低，其H2S的含量分布范围在0.01%～4.8%之间,绝大部分天然气的H₂S含量在0.5%以下。川东北地区石炭系黄龙组与二叠系长兴组—三叠系飞仙关组气藏的天然气重烃（C₄—C₁₂）分布特征也具有明显差异。川东北地区二叠系长兴组—三叠系飞仙关组的天然气CH ₄、C₂ H₆的碳同位素组成相对石炭系黄龙组天然气偏重；二叠系长兴组—三叠系飞仙关组的天然气CH₄、C₂H6的碳同位素组成大部分为正序分布，而石炭系黄龙组的天然气CH₄、C₂H₆的碳同位素组成基本为反序分布。     

塔里木盆地下寒武统硅质岩地球化学特征及其形成环境

对塔里木盆地北部及塔东1井下寒武统黑色岩系中硅质岩的微量元素和稀土元素分析的结果,硅质岩中As、Sb、Hg、Ba、Sr、V、Ni、Mo、U等元素明显富集,尤其是As、Hg、Ba和U高度富集,Ba/Sr值不大于10×104,U/Th值大于1;稀土元素总量低,具有明显的Ce负异常,δCe值为0.524～0.991,Lan/Cen值为1.112～2.934。地球化学研究表明,该区硅质岩属于海底热水沉积型,其形成环境为大陆边缘深海槽。由于硅质岩与黑色页岩呈互层产出,空间分布稳定,故认为二者形成环境相似;推测该区黑色岩系形成时的缺氧事件可能是海底火山及与之紧密伴生的海底热水流体活动导致的。图2表2参32