华北地区北部中—上元古界泥页岩储层特征及页岩气资源潜力

中国页岩气资源丰富,已取得了南方下古生界海相页岩气和中生界陆相页岩气勘探开发的突破,但对于华北地区分布广泛的中—上元古界古老泥页岩,前人对其烃源岩特征开展了较多研究,作为页岩储层研究还是空白。对天津蓟县地区中—上元古界串岭沟组、洪水庄组、下马岭组泥页岩,通过全岩及黏土矿物X射线衍射分析、地球化学分析、压汞、氮气和二氧化碳气体吸附分析,结合环境扫描电镜(ESEM)及场发射扫描电镜(FESEM)观察,进行了储层黏土矿物组成、TOC含量、成熟度、孔隙类型特征及评价研究,结果显示:样品矿物成分以石英和黏土矿物为主,其中石英含量20.3%~52.3%,黏土矿物含量38.4%~54.1%,TOC含量从0.008%~3.440%不等,Ro值范围为1.44%~3.01%,样品整体孔隙较发育,孔隙类型主要包括粒间孔及粒间溶孔、有机质边缘孔、粒内孔及粒内溶孔、黏土矿物晶间孔等,3个岩组泥页岩对比分析认为洪水庄组页岩储层最好,其次是下马岭组和串岭沟组。     

化皮背斜中新元古界油藏条件分析

对冀北地区中新元古界生、储、盖组合的分析,以及对该区化皮背斜的野外观察,认为由洪水庄 组、铁岭组和下马岭组构成的地层组合是研究区最有利的生、储、盖组合。化皮背斜油气藏形成于三叠纪 时期,背斜顶部铁岭组上段及以上大部分地层已遭受剥蚀,其实际是一个遭受破坏后残留的背斜古油藏。     

华北中—上元古界下马岭组烃源岩分子指纹特征

中—上元古界具有最古老而又未变质的沉积层系,其原生油气是一个值得关注的能源资源领域.华北地区中—晚元古代地层分布广,厚度大,地层时代老,张家口下花园青白口系下马岭组是我国华北地区从元古界到下古生界海相沉积有机质相对富集的沉积层段.为了深入研究下马岭组烃源岩的分子指纹特征,对华北中元古界下马岭组海相低熟灰质泥页岩进行了沥青质抽提、GCMS分析.样品饱和烃的GC-MS分析数据显示,烃源岩的沉积环境为微成化浅海/滨海相还原环境,母质输入以原核生物为主,演化程度低,未检出甾烷.表明前寒武纪地层是以原核生物为主要有机质物源的沉积岩,在一定的条件下,也可以成为好的烃源岩,具有良好的原生油气资源前景.     

论中-新元古界的原生油气资源

在全球范围内,西伯利亚、非洲、东欧、印度、阿拉伯、澳大利亚等克拉通,均有中-新元古界至下寒武统原生油气与油气藏的报道,特别是东西伯利亚与阿曼两地,现探明的油气储量业已达到十亿吨级至亿吨级油当量的规模,证明中-新元古界的原生油气仍是一个值得关注的能源资源领域。中国中-新元古界,乃至下古生界,热演化程度普遍处于过成熟状态,不利于液态石油的保存,目前尚未发现其原生油田,但是,在一些地区已发现大量中-新元古界油苗,或大规模的沥青脉,剖析其中-新元古界的含油性,有利于指导中-新元古界原生油气资源的勘探。以扬子克拉通川西北龙门山前山带,以及华北克拉通燕山北部坳陷带为例,由于上覆沉积盖层累计厚度较薄,中-新元古界无深埋经历,或者岩石圈异常增厚,形成“冷圈、冷盆”的地质条件,中-新元古界原生烃类始终处于石油“液态窗”内,仍有利于中-新元古界原生油气资源的保存。     

冀北—辽西地区中—新元古界古油藏的油气来源及成藏特征

在全球诸多盆地发现的中—新元古界原生油气苗和商业性油气聚集,展示了这些古老沉积地层具有良好的勘探潜力和前景。基于冀北—辽西地区烃源岩与储层沥青中三环萜烷、四环萜烷、重排藿烷、13α(正烷基)-三环萜烷和甾烷等分子标志化合物对比研究,明确了双洞背斜铁岭组和兴隆1井雾迷山组沥青分别源自洪水庄组和高于庄组烃源岩; 而韩1井骆驼岭组上、下段储层沥青表现出不同的烃类来源,分别源自高于庄组和洪水庄组烃源岩。冀北—辽西地区古老地层至少发生了3期油气充注,对应3类古油藏:第Ⅰ类古油藏源自高于庄组烃源岩,其成藏时间早,经历了长期深埋和次生改造,油藏的保存条件较差; 第Ⅱ类古油藏为早期油藏破坏调整而形成的次生油藏,其成藏规模受到了较大制约; 第Ⅲ类古油藏源自洪水庄组烃源岩,成藏时间晚,遭受构造破坏弱,有相对较好的成藏和保存条件,是研究区古老油气勘探的潜在目标。