有机岩石学及其在油气勘探中的应用

有机岩石学主要研究沉积有机质的成因、产状、结构和演化历史。有机岩石学在油气勘探，特别是在烃源岩评价中的作用。已从仅是研究的工具发展为常规的手段。其最大特点在于从显微层次来认识和分析非均质性的沉积有机质特征、成因和演化与烃类形成的关系。文章综合评述了有机岩石学在研究有机质赋存形式、有机成熟度、有机质类型、生烃组分和成烃作用、烃类排出、运移和聚集等方面的现状和发展方向。     

新疆胜利和田探区南部下二叠统烃源岩的有机地化研究

以下二叠统克孜里奇曼组（P1k)海相碳酸盐岩为主要研究对象,对新疆胜利和田探区南部的石炭－二叠系海相烃源岩开展了系统研究。有机岩石学分析表明,该套烃源岩具有陆源和海相有机质双重输入的特点,有机质呈现偏腐殖的特征,干酪根以Ⅲ,Ⅱ型为主,与碳酸盐岩通常具有的较好有机质类型存在一定差别。有机地化分析也支持上述结论,并且指示出沉积环境并非严格的强还原环境。分析认为造成有机质类型较差的原因主要有3种,即陆源有机质输入、宏观藻类的贡献以及沉积环境充氧造成的有机质氧化。根据以上有机岩石学和有机地化分析的结果,结合碳酸盐岩孔隙度低,排烃较晚的特点,确定该套烃源岩以生成轻质烃类为主。塔西南地区广泛发育有石炭－二叠系海相碳酸盐岩沉积,该套气源岩对于区内天然气的勘探具有一定的石油地质意义。     

生烃热模拟实验方法述评

生烃热模拟实验是烃源岩成烃潜力与资源评价的重要手段,可再现地质体中有机质热解演化过程,为评价盆地成烃潜力、过程与机理、推导成烃模式及动力学提供理论依据和实验资料。模拟实验样品的选择取决于研究目的和沉积盆地中有机质的类型及演化程度,实验模拟装置体系主要有开放体系和封闭体系两种,开放体系模拟有机质初始裂解反应,封闭体系模拟原油和天然气的二次裂解反应。通过温度、压力、水介质及矿物质等不同实验条件下有机质成烃的模拟实验研究,使实验条件尽量接近地质实际条件,结合沉积盆地热史、沉积史,实验结果可揭示生烃史与沉积盆地的演化关系,为盆地模拟提供重要参数;模拟结果可有效外推到地质实际揭示烃类形成机理和排烃效率。开发岩石围压控制等新的实验技术,加强天然气二次裂解动力学研究、有机质、地层水和矿物质相互作用及孔隙发育条件下的高温高压模拟是生烃热模拟实验领域的发展方向,对页岩气等非常规油气资源评价具有重要意义。     

松辽盆地南部长岭凹陷上白垩统沉积有机相研究

以石油地质学和石油地球化学为理论指导,通过对长岭凹陷上白垩统烃源岩的有机岩石学、沉积学和有机地球化学特征的综合分析,将沉积有机相划为3种类型,即有机相A、有机相B和有机相B—C．3种沉积有机相类型中,有机相A腐泥组分含量较高,有机质类型为Ⅰ型,生烃性最好,具强生油力;有机相B腐泥组分含量较低,有机质类型以Ⅱ1为主,生烃性较好,具生油能力,有机相A、B主要分布在凹陷中心;有机相B—C有机质丰度低,显微组分以腐植型为主,生烃性较差,主要为油气混相,分布在凹陷边缘．     

藻类有机质的成烃机制探讨

通过有机地球化学，生物有机地球化学，微生物学，石油地质学等多种学科的交叉研究，进行了某些藻类在不同沉积环境和复杂生化条件下的生化产烃模拟，富藻湖底淤泥的加水。加压生烃热模拟，系统地研究了有机质从沉积早期的生化作用阶段－成岩作用中后期的低温热催化，热催化阶段的成烃机制，建立了不同沉积环境藻类有机质的生烃模式，研究了藻类，细菌等生烃的生物标志物特征及判识标志，并提出了藻类有机质的早期，多期连续生烃的成烃机制。     

全岩分析与干酪根分析的对比研究

全岩分析与干酪根分析是有机岩石学研究烃源岩的两种分析方法。笔者在简述这两种分析方法的基础上,系统对比了两者在油气评价中的应用。认为在显微组分特征、成因与分类,有机质丰度、类型与成熟度、烃类生成与运移特征等方面的研究中,全岩分析能提供更多的信息,且快速、经济、直观,较干酪根分析具有明显的优越性。目前虽还不能完全取代干酪根分析,但全岩分析必将发展成为今后有机岩石学研究的必需方法之一。     

超微层次有机岩石学及其在烃源岩评价中的应用

超微层次有机岩石学是有机岩石学的新领域，其研究对象是地质体中亚显微的有机质，主要内容是超微组分的特征、成因、演化及其与烃类形成的关系，它弥合了常规有机岩石学（着重于显微组分层次）和有机地球化学（着重于分子层次）认识上的断层，本文评述了超微层次有机岩石学的研究方法、研究内容和重要进展，并展示了它在烃源岩评价中的实际应用。     

准噶尔盆地腹部三叠系烃源岩特征与评价

通过对莫深1井三叠系暗色泥岩进行有机地球化学与岩石学分析,研究了有机质丰度、类型和成熟度,并评价了其生烃潜力。结果表明,三叠系暗色泥岩有机质丰度为0.17%～9.11%,平均值1.62%,达到了高丰度有机质标准;有机质来源以高等植物为主,类型为II2到III型;有机质热演化进入成熟演化阶段;三叠系可能是潜在的烃(特别是气)源岩系。鉴于已有工作对三叠系的生烃潜力研究较少,所以本文认识为区域油气深入勘探提供了基础参考新信息,并可供国内外同类研究作对比参考。     

内蒙古林西地区上二叠统林西组烃源岩特征研究

大兴安岭南部内蒙古林西地区发育有晚古生代地层,其中上二叠统林西组发育巨厚层暗色泥岩,具有潜在的生油、储油环境。通过有机岩石学、有机地球化学相结合的方法,对内蒙古林西地区上二叠统林西组泥岩显微组分、有机质丰度、有机质类型以及有机质成熟度进行特征研究。有机碳含量测定结果平均0.61%,表明有机质丰度较高,属于较好烃源岩,具有较强的生烃能力,但由于其有机质类型主要为Ⅲ型,且处于高成熟-过成熟的高变质演化阶段,生烃应主要以生气为主。     

保山断陷盆地第三系沉积体系及含气远景

通过对云南保山盆地第三系岩性相、粒度分析、地震相和测井相的研究，结合层序分析，将盆地沉积体系划分为冲积扇沉积体系、扇三角洲沉积体系、河流三角洲沉积体系和湖泊沉积体系，它们在平面上和垂向上的有机组合与配置构成了盆地的演化模式，沉积体系的展布控制了储层和烃源岩的分布。从有机质丰度、成熟度等方面讨论了盆地烃源岩的地球化学特征，探讨了盆地的含气远景，指出云南第三系盆地应以寻找浅层生物成因天然气为主的勘探思想。     

皖南沿江地区海相烃源岩特征研究

目的为皖南沿江地区海相地层的油气勘探提供依据。方法综合运用有机岩石学、热解分析及有机地球化学等方法,详细研究了皖南沿江地区海相烃源岩的有机质生烃特征,并进行了油气勘探评价选区。结果研究区发育下古生界、二叠系、下三叠统3套主力海相烃源岩,其中下古生界、二叠系烃源岩有机质类型以Ⅱ—Ⅲ型为主,有机质丰度高,热演化程度较高,油气勘探应主要以找气为主;下三叠统烃源岩有机质类型以Ⅱ型为主,有机质丰度较低,但烃源岩厚度巨大,热演化阶段适中,可作为勘探远景目标。结论皖南沿江盆地群海相烃源岩具有良好的油气生成条件,是油气勘探的有利地区。     

鄂尔多斯盆地东南部奥陶系烃源岩评价

鄂尔多斯盆地东南部奥陶系地层烃源岩厚度大,类型多种多样,成熟度高,为了客观认识鄂尔多斯盆地东南部奥陶系地层烃源岩有机质丰度和生烃潜力,通过有机岩石学和有机地球化学相互结合综合分析的方法开展对鄂尔多斯盆地东南部地区奥陶系烃源岩评价研究。结果表明:鄂尔多斯盆地东南部奥陶系发育泥质烃源岩和碳酸盐岩烃源岩,其主要分布在南缘古坳陷和陕北古坳陷;烃源岩残余有机碳平均值0.30%~3.12%;有机质类型主要为Ⅰ-Ⅱ_1型;烃源岩热演化程度达到高成熟-过成熟阶段;奥陶系烃源岩在三叠系朱(T_3y末)进入生气高峰,至侏罗系末(J末)属持续埋藏生气阶段,从晚白垩世开始抬升隆起,生气强度逐渐降低。综合区域地质分析认为,渭北隆起北部与伊陕斜坡南部过渡带在晚古生代沉积后,奥陶系烃源岩埋深一般大于2500 m,生气时间长,有利于天然气形成,是有利的勘探目标区。     

不同温度下的加氢作用对烃源岩生烃的影响

陕西黄龙地区富有机质泥岩在封闭体系下加氢前后的热模拟实验显示，加氢作用会对烃源岩饱和烃、芳烃的生成产生显著影响，作用阶段分别为200℃～400℃及400℃～500℃区间。在相对低温下，加氢作用会抑制饱和烃尤其是低碳数饱和烃的生成，而在高温下则会促进其生成。通过对加氢前后烃源岩演化各温度阶段烃类产物的对比研究，分析了加氢作用对烃源岩热演化的具体影响。有助于更精细地了解烃源岩演化过程和烃源岩在外界条件改变后的变化情况，为油气远景勘探和精细评价提供思路。     

沉积盆地侵入岩区的异常“温度场、压力场和地球化学场”与油气的关系——以东营凹陷纯西辉长岩为例

通过岩石学、有机地球化学等分析 ,发现纯西辉长岩周围烃源岩具有有机质含量极低、高熟和裂缝发育以及油气比较丰富等特征 .研究表明 ,其根源是辉长岩形成的特殊温度场、压力场和地球化学场 ;辉长岩形成的异常高温大大促进了烃源岩热演化 ,并提高了生烃量 ;高压产生的大量裂缝为烃源岩排烃和油气聚集提供了通道和储集空间 ;而辉长岩带来的深源氢对烃源岩起到加氢作用 ,扩大了生烃量     

石沟驿地区下二叠统烃源岩特征研究

综合运用有机岩石学、有机地球化学等方法,以井下暗色泥岩的分析资料为主,研究和分析了鄂尔多斯盆地西缘石沟驿地区下二叠统烃源岩的有机质生烃特征和沉积环境。研究结果表明：太原组、山西组暗色泥岩和煤为二叠系主要的烃源岩层系,有机质类型以Ⅲ型为主,早二叠系烃源岩已不同程度地进入成熟—高成熟阶段。     

排烃效率对于酪根累计产烃率影响的数学模拟

通过简化有机质成烃机理，利用有机演化过程中元素组成的变化，建立了不同排烃条件下干酪根成烃的数学模型，计算了不同演化程度时的干酪累计产烃率和有机碳恢复系数。结合实验室模拟结果，分析讨论了排烃条件对有机演化进程的影响。该方法可为油气资源评价提供较为系统准确的参数。     

东营凹陷下始新统沙四段烃源岩有机相分析

目前,世界上新发现了众多深层油气藏,深层油气资源及成藏逐渐成为研究的热点。沉积有机相可以辅助对烃源岩的生烃潜力做出较好的评价,进而指导油气勘探。通过对东营凹陷下始新统沙四段烃源岩沉积特征及沉积环境、有机岩石学、有机地球化学、孢粉相等的分析,主要运用特殊元素比值、有机碳含量、镜质体发射率和孢粉相模式,将沙四段自下而上划分为盐下段的弱还原冲积扇沉积有机相、盐间段的强还原盐湖沉积有机相、盐上段的还原深湖—半深湖沉积有机相3 个有机相带。其中,以盐上段的还原深湖—半深湖沉积有机相烃源岩中保存的有机质最佳,具有良好的勘探前景,盐间段次之,盐下段较差。     

有机质初次生烃升温速率对二次生烃的控制作用

对不同升温速率下加水热模拟残余样品热解生烃动力学特征进行了分析,并就初次生烃时的升温速率对残余有机质成烃动力学特征的影响进行了研究。结果表明,初次生烃时较慢的升温速率有利于烃类的初次生成,而残余有机质的二次生烃潜力明显降低,二次生烃时的启动温度增加;初次生烃时较快的升温速率不利于烃类的初次生成,但残余有机质二次生烃潜力大,再次生烃时的启动温度降低。通过模拟条件与实际地质条件的对比分析认为,在地质条件下也存在上述规律。在确定不同地区、不同地质时期的构造演化和地温变化情况下,可以对烃源岩的初次生烃量和二次成烃潜力进行合理的分析。     

鄂尔多斯盆地东北部流-岩相互作用的岩石学记录对烃类运散的指示

通过野外宏观地质特征观察、显微岩石学鉴定、全岩主要元素分析,揭示了漂白蚀变岩石的岩石学判识标志。结合蚀变岩石及围岩方解石胶结物碳氧同位素分析、流体包裹体研究、有机质分析,进一步阐明了漂白蚀变岩石形成的流体环境,这些特征反过来又对研究区烃类的运移及散失具有重要的指示意义。研究结果表明,漂白蚀变砂岩与红色原岩相伴而生,其颜色变化趋势、裂隙铁质充填特征、显微岩石学、地球化学特征指示研究区曾经历过化学还原性流体作用。方解石胶结物碳氧同位素分析表明,其δ13C较轻,大部分小于-10‰,指示存在有机碳源供给;流体包裹体特征显示,主要以气态烃及气液烃包裹体为主,成分主要为CO2和CH4,表明研究区经历过天然气作用;漂白砂岩及围岩有机质抽提特征显示,有机质成熟度高,而研究区煤系Ro小于0.5%,成熟度低,显然不是来自本地;盆地东北部天然气逸散表明,其与研究区延安组顶部漂白蚀变砂岩关系密切。综合分析表明,漂白蚀变砂岩形成是上古生界天然气逸散后与近地表围岩发生流体-岩石相互作用的结果,该研究对厘定近地表烃类运散、特别是天然气的逸散提供了新的判识方法,可作为指示油气运散的间接标志。     

有机质初次生烃升温速率对二次生烃的控制作用

对不同升温速率下加水热模拟残余样品热解生烃动力学特征进行了分析,并就初次生烃时的升温速率对残余有机质成烃动力学特征的影响进行了研究.结果表明,初次生烃时较慢的升温速率有利于烃类的初次生成,而残余有机质的二次生烃潜力明显降低,二次生烃时的启动温度增加;初次生烃时较快的升温速率不利于烃类的初次生成,但残余有机质二次生烃潜力大,再次生烃时的启动温度降低.通过模拟条件与实际地质条件的对比分析认为,在地质条件下也存在上述规律.在确定不同地区、不同地质时期的构造演化和地温变化情况下,可以对烃源岩的初次生烃量和二次成烃潜力进行合理的分析.