四川盆地高石梯—磨溪地区震旦系—寒武系大型气藏特征与聚集模式

四川盆地震旦系—寒武系具有良好的油气成藏条件,但由于地层时代早、经历构造运动次数多,大型气田勘探难度增大。自1964年发现威远震旦系大型气田后,历经49年的艰苦探索,于2013年在磨溪地区寒武系龙王庙组发现了中国迄今为止单个规模最大的整装特大型气田——安岳气田,探明天然气地质储量4 404×108 m3,且高石梯—磨溪地区震旦系灯影组和寒武系龙王庙组气藏的三级储量之和超过万亿立方米。天然气组分、轻烃、储层沥青丰度等证据均表明这些天然气主要为原油裂解型干气,甲烷含量为82.65%~97.35%,乙烷含量为0.01%~0.29%;低氮(0.44%~6.13%)、低氦(0.01%~0.06%),中—低含硫化氢为主(0.62~61.11g/m3)。气藏压力由震旦系的常压(压力系数为1.07~1.13)逐渐增高至寒武系龙王庙组的高压(压力系数为1.53~1.70),气藏温度137.5~163.0℃;气藏圈闭类型包括构造型、构造-地层和构造-岩性复合型。桐湾期大型继承性稳定古隆起、大面积分布的古老烃源岩、大面积孔洞型优质储层、大型古油藏裂解及良好保存条件的有效配置造就了震旦系—寒武系天然气的规模富集。根据古油藏原油裂解之前的古构造格局、沥青丰度及现今气藏分布特点,将裂解气藏聚集类型划分为聚集型、半聚半散型和分散型3类。上述认识对四川盆地震旦系—寒武系天然气勘探领域的拓展具有重要指导意义。     

川西矿山梁下寒武统沥青脉油气生成时间的厘定——来自于固体沥青Re—Os同位素等时线年龄的证据

川西龙门山北段沥青脉与油苗广泛分布,尤其是下寒武统沥青脉,说明在龙门山褶皱带北段东缘具有寻找震旦系—寒武系油藏的良好前景。尽管有关该区下寒武统沥青脉的来源研究取得了一些进展,但具体来源于那套烃源岩还存在较大的分歧,同时对固体沥青脉的油气生成时间还缺乏系统研究。铼_锇(Re—Os)同位素测年法作为一种创新性的油气成藏定年方法,可对川西龙门山北段矿山梁下寒武统沥青矿的油气生成时间及其来源进行探索研究。通过系统的条件实验,建立了固体沥青、原油中沥青质提取、溶样、Re—Os纯化富集及分离等前处理技术及Re—Os同位素测年方法,主要步骤依次为样品制备、样品酸化学消解、Re和Os纯化富集与化学分离、Re和Os含量与同位素比值分析、Isoplot软件处理等。川西广元地区下寒武统沥青脉Re_Os同位素年代学及其油源分析研究表明,下寒武统固体沥青热成熟度低,油气生成时间早,约在572～559Ma之间,对应于新元古代晚震旦世,反映其来源于时代古老的烃源岩;从固体沥青Re—Os等时线年龄、初始¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os比值、碳同位素组成以及生物标志物等综合研究表明下寒武统沥青脉来源于震旦系陡山沱组优质烃源岩,该烃源岩于572～599Ma期间在低成熟阶段生成的稠油,进入灯影组地层中形成古稠油藏,后期由于构造抬升,震旦系灯影组古油藏破坏形成了现今的沥青脉。     

四川盆地桐湾期古隆起震旦系储层沥青特征与天然气聚集机制

四川盆地桐湾期古隆起震旦系近期获得了天然气勘探的新突破,但是对其天然气成藏机理的认识还存在着较多的争议。该古隆起震旦系储层普遍发育沥青,使得据沥青的发育规律来研究其古油藏与气藏的关系成为一种可能。为此,开展了针对该区震旦系储层沥青发育特征与规律的研究。结果表明:①古隆起震旦系储层沥青主要发育于四川盆地重要热液事件之后,即著名的二叠纪中晚期的峨眉地裂作用之后;②沥青的分布主要与印支期—燕山期古构造所控制的古油藏有关,这一时期的古构造高部位沥青含量较丰富;③桐湾期古隆起震旦系大规模的油气聚集发生于印支期—燕山期,形成了乐山—资阳古油藏与高石梯—磨溪—广安古油藏,这些古油藏主体部位原油的裂解控制了现今天然气藏的发育;④震旦系储层沥青的发育不仅反映灯影组古油藏的油气主要来自下寒武统烃源岩,而且还证明震旦系储层中聚集的天然气应为震旦系古油藏裂解晚期阶段的产物;⑤四川盆地印支期—燕山期震旦系的古构造是其古油藏发育的有利地区,寻找这一时期震旦系油气大规模聚集的区带,对开拓震旦系天然气勘探新领域具有重要的意义。     

四川盆地乐山——龙女寺古隆起震旦系气藏形成机制

以四川盆地乐山—龙女寺古隆起区古老的震旦系深层碳酸盐岩气藏为研究对象,通过系统分析气藏形成的各种特征,包括气藏类型、流体性质、天然气成因与来源、油气充注期次与成藏演化等,研究了气藏的形成模式机制。结果表明,四川盆地震旦系灯影组发育构造、岩性、地层—岩性等多类型气藏,不同气藏流体的性质存在差异。天然气为震旦系烃源岩与寒武系烃源岩混源气,不同气藏混源比例存在差异。气藏的形成经历了"三阶段":古油藏生成、原油发生裂解、气藏调整与定型;具"三机制":古油藏裂解异位聚集、古油藏裂解原位(就近)聚集、晚期干气聚集。对于类似于研究区这种高演化阶段的深层碳酸盐岩气藏,古油藏裂解原位聚集机制可能是气藏形成与保存的最有利模式,最近勘探取得重大突破的川中地区灯影组大型气藏即属于这种模式机制。     

四川盆地乐山—龙女寺古隆起震旦系天然气成藏特征

以四川盆地乐山—龙女寺古隆起震旦系古老碳酸盐岩气藏为研究对象,通过系统分析气藏储集层、天然气组分及气藏类型、油气成藏条件与成藏演化等,研究了震旦系古老碳酸盐岩气藏成藏过程。乐山—龙女寺古隆起震旦系灯影组已发现6个气藏,气藏储集岩类、储集层类型基本一致,均具有高温、常压、强非均质性特征,但不同层段气藏类型、古隆起不同部位气藏天然气组成及碳同位素组成等方面具有明显差异。古隆起震旦系灯影组天然气属于油裂解气,主要为灯影组自身烃源岩与寒武系筇竹寺组烃源岩的混源气,良好的烃源岩、储集层、源储组合与输导条件决定了灯影组气藏的形成和保存。古隆起区灯影组气藏的形成经历了古油藏生成、古油藏裂解、气藏的调整与定型3个阶段,受古隆起形成及不同部位构造差异演化影响,气藏形成具有3种不同的天然气聚集成藏过程。     

二次生烃与古油藏原油裂解对油气成藏的意义——以塔里木盆地巴楚—麦盖提地区寒武系烃源岩为例

为了解析巴楚—麦盖提地区寒武系烃源岩热演化史与油气成藏的关系,通过磷灰石裂变径迹年代学方法完善了巴楚—麦盖提地区海西运动期—喜马拉雅运动期的热演化史与不整合剥蚀量的恢复。结果表明,西南坳陷寒武系烃源岩在喜马拉雅运动晚期发生二次生烃,生烃动力为古近纪以来的快速埋藏升温;而受喜马拉雅运动期持续隆升的影响,巴楚隆起寒武系烃源岩多不具备二次生烃的条件。寒武系烃源岩在加里东运动中期—海西运动早期生成的原油,可能在和田古隆起规模聚集,形成古油藏,而古油藏在喜马拉雅运动早期快速深埋,进入高温环境,具备发生原油裂解的有利条件。巴楚—麦盖提地区已发现气藏的高成熟天然气,应主要来源于寒武系烃源岩二次生烃产生的过成熟干酪根裂解气与和田古隆起古油藏因深埋增温生成的原油裂解气。因此,巴楚—麦盖提地区海西运动晚期演化程度相对较低且目前正处于二次生烃阶段的寒武系烃源岩,与前期相对低地温但近期具备高温裂解条件的古油藏是巴楚—麦盖提地区天然气成藏的重要烃源保障;二次生烃、古油藏原油裂解产物与新圈闭的匹配则是巴楚—麦盖提地区晚期油气成藏的关键。     

构造运动对四川盆地震旦系油气成藏的控制作用

四川盆地所经历的多期构造运动对油气藏的形成和改造都具有明显的控制作用。为此,探讨了历次构造运动对该盆地震旦系油气成藏与富集的控制作用。基于地震、测井、岩心等资料,结合野外露头勘察,对研究区构造演化及其对储层形成、圈闭改造的控制作用开展了研究。结果认为:桐湾运动等4次构造运动控制了四川盆地震旦系油气成藏过程,其中:①桐湾运动以区域性升降运动为主,桐湾运动Ⅰ幕和Ⅱ幕造就灯影组灯二段、灯四段这2套近地表古岩溶储层的形成且大面积分布;②加里东运动形成了乐山—龙女寺大型古隆起,奠定了震旦系油气富集带形成的构造背景;③海西—印支期,震旦系以整体沉降为主,早期古隆起格局继承性发育,震旦系—寒武系烃源岩进入成油高峰期,古隆起区发育大型古油藏;④中三叠世末期的印支运动,四川盆地进入前陆盆地演化阶段,震旦系被深埋,使得古油藏发生原油裂解成气,成为震旦系重要的气源;⑤晚燕山—喜马拉雅期是震旦系气藏调整的关键期。结论指出,四川盆地震旦系天然气成藏条件良好,勘探潜力大,其中乐山—龙女寺古隆起震旦系是天然气富集的有利区带,古隆起斜坡带也是值得重视的勘探领域。     

油气藏铼-锇同位素定年的进展与挑战

铼(Re)、锇(Os)元素具有对氧化还原的敏感性和亲有机质特性,富集于烃源岩、油砂、原油、沥青等油气藏相关地质样品中,并被用于油气藏同位素定年。该方法既可通过Re-Os等时线直接获取油气成藏过程的绝对地质年龄,又可利用Os同位素初始值开展油源对比。分析近十余年来油气藏Re-Os同位素年代学研究的进展与不足,指出为推动该定年技术的发展及其在油气勘探实践中的应用,学术界和工业界应密切合作共同探索Re-Os同位素在油气系统中的分馏机理,全面评价硫酸盐热化学还原反应(TSR)、热解事件等后期地质过程对Re-Os同位素体系的潜在影响;综合运用无机和有机地球化学方法,建立判别油气来源的有效工具,以帮助合理选择满足同源特征的Re-Os同位素定年对象。这些问题的解决将有助于尽快建立油气藏Re-Os同位素定年的实用技术方案,并为业内的终端用户提供完整的使用指南。     

塔里木盆地塔中Ⅲ区奥陶系多相态油气藏成因及富集模式

针对塔里木盆地塔中Ⅲ区奥陶系多相态油气藏共存的现象,通过对原油物理性质、天然气组分特征及油藏分子地球化学参数的研究发现:塔中Ⅲ区奥陶系存在凝析气藏、挥发性油藏、轻质油藏3种油气藏,原油为成熟—高成熟油,天然气为寒武系盐下古油藏裂解气与奥陶系原油溶解气的混合气.原油物理性质、天然气干燥系数、碳同位素、气油比、硫化氢含量等...     

四川盆地阆中地区灯影组储层沥青地球化学特征及其意义

震旦系灯影组是四川盆地海相深层天然气勘探的重点层系之一。近年来在高石梯—磨溪古隆起北斜坡阆中地区的天然气勘探中,灯影组四段储层内发现沥青呈广泛分布,但对其地球化学特征及相关油气成藏条件的研究较为薄弱。通过分析沥青的有机地球化学特征,揭示了阆中地区灯影组储层沥青的成因和来源,探讨了沥青对古油藏规模和相关油气成藏条件的指示意义。研究表明,阆中地区灯影组储层中的沥青为正常埋藏演化过程中热裂解作用成因,其质量含量、等效镜质体反射率和δ¹³C平均分别为1.36%、4.29%和-32.3 ‰。生物标志化合物和碳同位素组成特征的对比分析表明,震旦系灯影组沥青与下寒武统烃源岩具有较好的亲缘关系,沥青主要来自阆中地区西侧拉张槽内下寒武统烃源岩生成的原油并经裂解作用而形成,灯影组四段下伏的灯影组三段和陡山沱组泥质烃源岩可能也有一定贡献。阆中地区的古油藏规模约为32.3×10⁸t,裂解生气强度可达49.23×10⁸m³/km²,天然气的保存条件是控制阆中地区灯影组四段现今气藏规模的关键因素。     

原油裂解气在天然气勘探中的意义

从油气生成理论和古油藏演化过程的讨论中引申出原油裂解气的问题。一般所说的原油裂解气主要是指古油藏演化中的原油裂解气 ,油藏中的原油由于后期深埋 ,必然发生裂解而形成天然气和沥青。这种原油裂解气只有在特定的地质条件下才能形成 ,如塔里木盆地巴楚隆起的和田河气田的天然气 ,主要是由于构造运动使早期形成的油藏埋藏很深导致原油裂解的产物。塔北隆起东部桑塔木断垒带的天然气与和田河气田的天然气同是源自寒武系烃源岩 ,但桑塔木天然气主要为干酪根裂解气 ,而和田河天然气主要为原油裂解气 ,因此二者在天然气组成和天然气组分碳同位素特征上存在差异 ,如虽然二者成熟度一致 ,但和田河气田天然气的非烃气体含量高于桑塔木天然气 ,其甲烷碳同位素值则比桑塔木天然气的轻。对于古油藏而言 ,原油裂解既对油藏起破坏作用 ,同时又可形成天然气藏的特殊气源。图 6参 1 2     

四川盆地海相层系天然气成因类型与TSR改造沥青证据

通过对四川盆地海相层系天然气组分和碳同位素以及储层固体沥青元素分析,四川盆地海相层系天然气地球化学特征不同于我国典型煤成气,而与油型气相似,热演化程度普遍很高,已处于油气裂解阶段.烷烃气碳同位素组成普遍存在局部倒转现象,即δ13C1>δ13C2<δ13C3.造成烷烃气碳同位素倒转的原因可能是后期热化学硫酸盐还原反应(TSR)改造;四川盆地海相层系储层沥青元素与陆相碎屑岩明显不同;在川东北地区非海相砂岩中储层固体沥青贫S并具有较低反射率;而海相层系固体沥青中富S.海相层系固体沥青主要为原油热裂解和TSR共同作用产生的,而陆相则仅为原油裂解产生.     

川中古隆起北斜坡构造演化及其对震旦系—寒武系油气成藏的控制

川中古隆起北斜坡震旦系—寒武系致密碳酸盐岩是当前四川盆地深层油气勘探的热点,古隆起北斜坡的构造演化决定了成藏演化过程和当前的油气分布。基于单井、地震、分析化验数据,优选盆地模拟软件中的古构造恢复功能,重点恢复了北斜坡和高石梯—磨溪地区(高—磨地区)寒武系底界的构造演化过程,重建了油气成藏关键时期的构造格局。北斜坡在桐湾期末为局部隆起高部位,与更高部位的高—磨地区之间存在古地貌洼地;加里东晚期北斜坡与高—磨地区为似“鞍—穹状”构造格局;印支期磨溪以北地区逐渐北倾形成单斜;燕山早期斜坡区的地层倾角进一步加大,至燕山中期倾角趋于稳定,基本与现今构造格局一致。北斜坡桐湾期的古构造形态为大面积的震旦系灯影组台缘—台内滩储层发育提供了良好的物质条件。此外,在大规模海侵控制下,北斜坡和德阳—安岳裂陷槽部位由于沉积水体更深、局限—缺氧和古生产力程度更高,更有利于寒武系筇竹寺组黑色页岩的发育。北斜坡震旦系—寒武系古油藏相对高—磨地区更早发生热裂解,加之源岩特征的差异共同导致北斜坡天然气δ13C₁比高—磨地区气藏的更轻。局部构造高点与岩性圈闭的耦合控制了北斜坡地区独立的古油藏—气藏的形成和保存。      

四川盆地震旦系灯影组天然气的差异聚集分布及其主控因素

为了揭示四川盆地震旦系灯影组油气藏之间的成生联系和古今气藏的转换机理,采用地质、地球物理与地球化学研究方法相互支撑,宏观、中观与微观研究结果相互印证的思路,利用多年来的钻探资料对该盆地灯影组天然气的差异聚集分布及其主控因素进行了研究。结果表明:①距今100 Ma以前灯影组古油藏的原油原位裂解形成早期超压古气藏,而在距今100~20 Ma期间,四川盆地持续隆升,特别是构造高点的迁移和威远构造的初步形成,使得早期超压古气藏调整形成晚期超压古气藏;②随着距今20 Ma以来隆升幅度的加大,威远构造上覆地层被快速剥蚀,盖层封盖能力大大降低,保存条件变差,致使灯影组天然气从威远构造顶部地表下三叠统嘉陵江组天窗开始泄漏和逸散,启动了四川盆地华蓥山以西地区灯影组天然气的差异聚集和逸散过程,位于资阳、金石和龙女寺—磨溪—安平店—高石梯等气藏构造圈闭溢出点以外的天然气沿灯影组顶部不整合面向威远构造运移聚集,并通过其顶部的嘉陵江组天窗向地表逸散,气藏压力系数由异常高压向正常压力过渡。四川盆地震旦系灯影组天然气的差异聚集分布模式与经典油气差异聚集理论既有相同点又有差异性,对该区天然气的勘探有着重要的启示和指导作用。     

塔里木盆地塔中地区上奥陶统油气相态及其控制因素

在塔中地区上奥陶统已发现7个油气藏,油气相态分布复杂。结合油气藏形成与分布的地质和地球化学条件,综合分析了塔中地区油气相态的分布特征和主控因素。结果表明：塔中地区上奥陶统油气藏由西向东,从未饱和凝析气藏过渡为饱和凝析气藏|由北向南,从凝析气藏过渡为未饱和油藏。原油规则甾烷既有呈C₂₇≤C₂₈29的“反L型"的中—下寒武统烃源岩特征,又有呈C₂₇>C₂₈29“V”字型中—上奥陶统烃源岩特征,表明主要来自中—下寒武统和中—上奥陶统烃源岩的混源。天然气干燥系数和甲烷碳同位素表明目前正处于高成熟—过成熟阶段,与中—上奥陶统烃源岩处于成熟阶段不匹配,表明主要来自中—下寒武统。由于天然气甲烷碳同位素值普遍偏低,Ln(C₁/C₂)与Ln(C₂/C₃)两者大都呈正相关关系,天然气可能是以原油裂解气为主。油气相态分布主要受控于温度、压力、多期成藏和多期改造。早期温压较低.又经历了2次构造抬升,使得早期的油气藏遭到破坏,临界温度和压力发生改变,形成未饱和油藏。晚期地层埋深持续增大,形成高温高压,同时原油裂解成气对早期油藏气侵,形成未饱和凝析气藏。中—下寒武统优质储盖组合可能是塔中地区未来寻找天然气的重要领域。     

四川盆地下古生界油气地质条件及气藏特征

采用地表与地下地质相结合,应用有机和无机地球化学分析技术刻画了四川盆地下古生界油气地质条件,分析了下古生界气藏特征,揭示了古油藏与气藏相互耦合关系,初步建立了下古生界油气成藏模式。下寒武统和下志留统是四川盆地下古生界的2套高品质烃源岩,平均厚度约为100 m,两者分布区域具有显著继承性,存在川南、川东及鄂西3个生烃中心。储层主要为中上寒武统洗象池组,中下奥陶统南津关组及宝塔组,下志留统石牛栏组或小河坝组;基质孔隙度小于1%者占70%～80%,但局部层段发育岩溶孔洞、裂缝型及礁灰岩等优质储层,有效孔洞率可达4%～11%。下古生界发育有上奥陶统-下志留统泥质岩、中下寒武统膏质岩2类区域性盖层,其主要分布在川南地区和川东北地区。四川盆地下古生界天然气显示主要分布在乐山-龙女寺古隆起区,层位繁多。天然气干燥,非烃含量高,多为原油裂解气,川东、川南气源分别主要为志留系烃源岩和寒武系烃源岩。四川盆地下古生界油气成藏共经历了如下过程：油气生成→古油藏（捕获成藏）→古油藏调整(跨层运移)→古气藏(高温裂解)→古气藏遭受破坏或形成现今气藏(构造调整)。古油藏原油裂解气是下古生界现今气藏天然气的主要来源,古油藏对四川盆地现今天然气藏的成藏和分布具有重要的控制作用。     

威远和资阳震旦系天然气地球化学特征与含气系统研究

详细阐述了威远气田和资阳地区震旦系气藏天然气的地球化学特征,包括天然气的组成、碳同位素和储层沥青抽提物的生物标志化合物的分布特征,认为下寒武统的筇竹寺组泥岩是威远、资阳震旦系气藏的主要烃源岩,同时对寒武系―震旦系含气系统的基本特征和形成过程进行了论述。     

威远和资阳震旦系天然气地球化学特征与含气系统研究

详细阐述了威远气田和资阳地区震旦系气藏天然气的地球化学特征,包括天然气的组成、碳同位素和储层沥青抽提物的生物标志化合物的分布特征,认为下寒武统的筇竹寺组泥岩是威远、资阳震旦系气藏的主要烃源岩,同时对寒武系－震旦系含气系统的基本特征和形成过程进行了论述。     

四川盆地震旦系—寒武系特大型气田形成分布、资源潜力及勘探发现

2013年四川盆地川中古隆起发现了安岳震旦系—寒武系特大型气田,磨溪区块龙王庙组探明含气面积779.9km2,探明地质储量4 403.8×108 m3,气藏类型为构造岩性气藏,该领域具备形成万亿立方米级天然气储量规模。主要取得如下认识:①重新厘定了震旦系、寒武系地层沉积充填序列及划分对比依据。②晚震旦世—早寒武世早期继承性发育"德阳—安岳"古裂陷槽,控制下寒武统烃源层分布,源岩厚20~160 m、TOC值为1.7%~3.6%、Ro值为2.0%~3.5%。③灯影组发育碳酸盐镶边台地、龙王庙组发育碳酸盐缓坡台地,靠近同沉积古隆起发育大面积颗粒滩。④大面积发育震旦系灯影组碳酸盐岩缝洞型、寒武系龙王庙组白云岩孔隙型2套主要含气储集层,准同生白云石化和表生岩溶叠加改造形成相对高孔渗储集体,灯影组孔隙度3%~4%、渗透率(1~6)×10-3μm2,龙王庙组孔隙度4%~5%、渗透率(1~5)×10-3μm2。⑤古隆起核部在晚海西—印支期发育大型古油藏,分布面积超过5 000 km2,石油资源量(48~63)×108 t,燕山期发生原位原油裂解成气及斜坡深部分散液态烃裂解成气,提供充足气源。⑥震旦系—寒武系特大型气田形成和留存主要受"古裂陷槽、古台地、古油裂解气、古隆起""四古"共同控制。⑦初步预测震旦系—寒武系天然气资源量总量可达5×1012 m3左右,古隆起及其斜坡带、蜀南坳陷带、川东高陡构造带深层是该层系重点勘探区带。四川盆地深部安岳震旦系—寒武系原生原油裂解气特大型气田重大发现,在全球古老地层天然气勘探中尚属首次,对开拓全球中深层下古生界—中上元古界古老地层油气领域具有重大科学与实践意义。     

油气成藏时间的确定方法

综述了国内外油气藏定年技术的主要原理和方法,并对各种方法的优缺点进行评述。认为油气成藏年代学的研究已由过去的定性、半定量发展到今天的定量同位素测年的新阶段,其中,在负热电离质谱仪以及多接收器电感耦合等离子质谱仪上,开展原油以及与油气成藏相关的沥青、干酪根等的Re-Os同位素测试工作,可以对油气藏直接定年,并给出精确的油气成藏时间。此项技术具有广泛的应用前景。