渤海湾盆地渤中凹陷古近系烃源岩生物标志物特征及其地质意义

渤中凹陷位于渤海湾盆地中东部, 主要发育沙三、沙一和东三段烃源岩层, 具有良好的油气勘探前景, 前期对渤中凹陷有机地球化学特征的研究主要基于岩屑样品, 对岩心样品生物标志物特征的研究比较薄弱。本次研究综合利用岩心和岩屑样品, 通过有机碳、岩石热解、氯仿沥青"A"、族组分饱和烃色谱-质谱等有机地球化学分析测试, 重点对渤中凹陷古近系东营组三段和沙河街组一段、三段烃源岩的有机质丰度、类型、成熟度及母质来源与沉积环境进行研究, 明确了渤中凹陷三套泥页岩的地球化学特征及发育控制因素, 并建立了区分3套烃源岩的典型生物标志化合物组合特征, 以期望为进一步厘清该区域优质烃源岩发育模式及时空分布提供一定的理论依据, 进而有利于该区油气的勘探。研究结果表明: 3套烃源岩的生烃潜力具有显著差异, 沙三段>沙一段>东三段。沙三段烃源岩有机质丰度最高, 为好-极好烃源岩, 有机质类型为Ⅰ-Ⅱ₁型, 处于成熟阶段; 沙一段次之, 为中等-好烃源岩, 有机质类型为Ⅱ₁-Ⅱ₂型, 整体处于成熟阶段; 东三段稍差, 为中等烃源岩, 有机质类型以Ⅱ₁-Ⅱ₂型为主, 处于低熟-成熟阶段。岩心样品的生物标志化合物中姥植比(Pr/Ph)、伽马蜡烷指数(Ga/C₃₀H)、C₂₇-C₂₈-C₂₉规则甾烷含量、4-甲基甾烷指数(4-MS/C₂₉甾烷)等参数表明母质输入和沉积环境是控制3套湖相烃源岩差异的主控因素, 淡水藻源输入和良好的保存条件是沙三段优质烃源岩发育的关键, 低等水生生物输入和强还原的保存条件是沙一段优质烃源岩发育的关键, 混源输入和良好的保存条件是东三段优质烃源岩发育的关键。      

基于成藏过程重建研究渤中凹陷西北缘陡坡带油气差异聚集机理

渤海湾盆地渤中凹陷西北缘陡坡带油气分布“西贫东富”,成藏条件复杂。利用储层定量荧光技术、傅立叶红外光谱技术、原油地球化学参数、流体包裹体岩相学,结合埋藏史、热史及构造演化,从古流体和现代流体特征角度进行系统定时定量化成藏过程恢复,研究差异成藏原因。研究表明,陡坡带经历了两期油气充注过程,第一期开始于明化镇组沉积早期(距今7 Ma),来自东南部沙河街组烃源岩的低熟油经历短距离运移在东区古近系成藏,该期原油充注量较少。第二期发生在明化镇组沉积中期(距今5.3 Ma),较高成熟度的烃类由东向西,由深向浅运移,在东、西区古近系形成大规模古油藏。明化镇组沉积晚期(距今3.7 Ma),边界断层活动性增强,西区断层活动速率强于东区,断层作用由封闭作用转为输导作用,西区古近系古油藏大规模破坏,东区东三段古油藏油水界面向上迁移,油气向浅层聚集成藏。第四纪沉积期(距今2.2 Ma),断层活动性减弱,逐步形成现今油藏。距离供烃源岩的远近、经历成藏期次的不同以及控藏断裂活动的强弱差异共同导致了渤中凹陷西北缘陡坡带油气差异分布的格局。     

渤中地区不同热解实验条件下的烃源岩生烃动力学研究

为了对比不同类型烃源岩样品在不同的热解模拟实验条件下生油和生气的活化能，选取渤中地区多个湖相泥质烃源岩原岩和干酪根样品进行了开放体系无水热解和封闭体系加水热解实验，烃源岩样品取自不同的洼陷和烃源层位，具有不同的有机质丰度、类型和成熟度。对比结果表明，有机质类型和成熟度对烃源岩生油活化能有重要影响，平均生油活化能随有机质类型变差和成熟度增大而增大。不同的洼陷、烃源层位和样品类型对平均生油活化能无明显影响，而样品类型则影响活化能的分布，原岩活化能分布相比干酪根更加集中。处于成熟阶段烃源岩的生气活化能比处于低熟阶段烃源岩的生油活化能高11~17 kJ/mol。相对于开放体系无水热解实验，封闭体系加水热解实验活化能分布集中且能够包含初次裂解和二次裂解过程。本研究应用封闭体系加水热解模拟实验，分别选择低熟烃源岩原岩样品和成熟烃源岩干酪根样品进行生油和生气活化能研究，取得了良好的效果。      

渤海湾盆地黄河口凹陷渤中29-6油田原油稠化机制及成藏模式

渤中29-6油田位于黄河口凹陷北部陡坡带,具有双洼供烃的有利位置,已发现原油整体表现为稠油特征,生标特征复杂多样,其油气来源及稠油成因机理尚不明确.在前人研究基础之上,基于原油分析化验数据,利用地球化学分析方法,系统梳理了渤中29-6油田稠油来源,阐明了该原油稠化机理,并建立了原油的稠化模式及成藏模式,结果表明:（1）渤中29-6油田表现为双洼混合供烃的特征,其中高硫油主要来源于黄河口东洼,而低硫油主要来源于黄河口中洼;（2）渤中29-6油田整体表现为浅层稠油,其原油物性受二次充注作用、断层活动性、母源条件这3个因素的联合控制,其中断层活动性控制整体原油稠化级别,二次充注作用和母源条件分别可以改善和加剧原油稠化作用,并形成了低熟—弱断弱充注、成熟—强断弱充注、成熟—强断强充注、低熟—强断强充注这4种原油稠化模式;（3）渤中29-6油田具有双洼供烃成藏模式,且因距离洼陷远近而不同,近源形成单洼供烃—断裂垂向输导—强/弱充注—强降解—源上稠油成藏模式,远源形成双洼供烃—砂体或不整合侧向输导—弱充注—强/弱降解稠油成藏模式;（4）渤中29-6油田围区可划分为4个区带:I区原油物性最好,II区和IV区稠化最严重,物性最差,III区原油物性居中.由于二次充注作用可以明显改善原油物性,中—轻原油勘探和开发应优选I区和III区.      

渤中地区不同热解实验条件下的烃源岩生烃动力学研究

为了对比不同类型烃源岩样品在不同的热解模拟实验条件下生油和生气的活化能,选取渤中地区多个湖相泥质烃源岩原岩和干酪根样品进行了开放体系无水热解和封闭体系加水热解实验,烃源岩样品取自不同的洼陷和烃源层位,具有不同的有机质丰度、类型和成熟度。对比结果表明,有机质类型和成熟度对烃源岩生油活化能有重要影响,平均生油活化能随有机质类型变差和成熟度增大而增大。不同的洼陷、烃源层位和样品类型对平均生油活化能无明显影响,而样品类型则影响活化能的分布,原岩活化能分布相比干酪根更加集中。处于成熟阶段烃源岩的生气活化能比处于低熟阶段烃源岩的生油活化能高11~17kJ/mol。相对于开放体系无水热解实验,封闭体系加水热解实验活化能分布集中且能够包含初次裂解和二次裂解过程。本研究应用封闭体系加水热解模拟实验,分别选择低熟烃源岩原岩样品和成熟烃源岩干酪根样品进行生油和生气活化能研究,取得了良好的效果。     

黄河口凹陷南斜坡古近系沙一段古气候、物源及源区构造背景

碎屑沉积岩的主微量元素记录了丰富的地球化学信息，可用于古气候、物源及构造背景的恢复。通过对黄河口凹陷南斜坡古近系沙河街组一段（沙一段，E1s1）碎屑沉积岩元素地球化学分析，探讨了沙一段沉积时期古气候、物源及构造背景。Th/Sc-Zr/Sc图解和成分变异指数（ICV）表明，研究区沙一段物源为母岩风化后的首次沉积，成分成熟度较高；校正后的化学蚀变指数（CIAcorr）和钾长石蚀变指数（PIA）表明沙一段物源经历了中等程度的风化作用，沙一段沉积时期气候温暖湿润；主、微量和稀土元素显示，沙一段物源主要表现为上地壳来源长英质火成岩的特征，具有明显的负Eu异常，主要来源于前寒武纪花岗岩类岩石和少量中基性混合物源；物源区具有活动大陆边缘和大陆岛弧的构造背景，较为复杂的构造背景与西太平洋板块向东亚大陆俯冲有关。