叠合盆地老烃源岩系油气勘探前景评价方法——以南华北周口坳陷上古生界为例

丰富有效的烃源岩、超晚期的"二次生烃"过程、相对较好的储集条件、继承性隆起的构造部位和有效的封盖层是形成上古生界自生自储油气藏必备的条件。石炭-二叠系原型盆地解体后,在周口坳陷中部坳陷带和北部坳陷带的中、新生代深凹区不同程度地残存有石炭-二叠系。其中倪丘集凹陷和谭庄—沈丘(东部)凹陷的上古生界烃源岩在中三叠世末(一次生烃)时的有机质热演化程度低,因而在喜山期再次深埋中保持了较强的"二次生烃"潜力,为成藏创造了条件。立足于超晚期成藏及充分考虑烃源岩"二次生烃迟滞效应",提出了叠合盆地老烃源岩系油气勘探前景评价方法。根据二次生烃潜力和成藏条件,在周口坳陷上古生界评价出3个较有利勘探区和3个远景勘探区。     

济阳坳陷石炭系—二叠系烃源岩的生烃演化

济阳坳陷石炭系—二叠系煤系烃源岩在多期构造运动的影响下发生过多次生烃演化.对石炭系—二叠系煤系烃源岩在不同地质时期生烃过程的动态分析表明,研究区石炭系—二叠系有机质具有阶段性成熟演化特征和多次生烃过程,其中燕山期和喜山期是济阳坳陷石炭系—二叠系煤系烃源岩最重要的生烃期.利用镜质体反射率对济阳坳陷次级凹陷的石炭系—二叠系烃源岩的再次生烃门限进行了划分,确定了再次生烃门限深度约为3 900～4 500 m.按照不同地区的石炭系—二叠系煤系烃源岩的生烃—埋藏历史,将其生烃演化过程分为4种类型,并指出了济阳坳陷石炭系—二叠系煤系烃源岩再次生烃的有利地区.     

济阳坳陷上古生界天然气资源潜力评价

济阳坳陷上古生界煤系烃源岩经历多次演化和生烃,天然气资源潜力大小成为勘探方向选择的关键。通过煤系烃源岩与热演化史等综合研究,评价了济阳坳陷上古生界天然气资源潜力。结果认为：石炭-二叠系煤层属于好的烃源岩、暗色泥岩为中等烃源岩;二次生烃是其显著特征,经历印支期一次生烃、燕山期部分烃源岩二次生烃和喜山期二次生烃,喜山期二次生烃属于晚期生烃,有利于晚期成藏。坳陷内东营南坡、惠民南坡和沾化凹陷孤北地区等具有较好的二次生烃条件和较大的资源潜力,是下一步天然气勘探突破的有利区带。     

华北南部地区上古生界晚期生烃潜力研究

华北南部地区上古生界烃源岩主要包括煤系暗色泥岩、煤岩和炭质泥岩,从原始沉积特征来看,南华北盆地石炭系-二叠系烃源岩比北部渤海湾盆地沉积厚度更大。华北南部地区上古生界大致经历了3次埋藏生烃过程：印支早期生烃、燕山中期生烃、喜马拉雅晚期生烃,部分地区如开封坳陷、洛阳-伊川地区、合肥盆地、丘县-冠县凹陷、黄口凹陷、谭庄-沈丘凹陷,在燕山运动期已经达到最高演化程度和最大生烃期,在喜马拉雅期基本不具有生烃潜力。渤海湾盆地中的惠民凹陷、东濮凹陷、东营凹陷、沾化凹陷的晚期生烃潜力较大;车镇凹陷、莘县凹陷北部、鹿邑凹陷、倪丘集凹陷等晚期生烃潜力一般。     

南华北地区二叠系烃源岩生烃潜力评价

南华北地区二叠系各类烃源岩地化特征表明,烃源岩主要发育于太原组、山西组和下石金子组,其中煤系泥岩为主要的有效烃源岩,生烃潜力较好.从不同构造单元烃源岩热演化分析,襄城凹陷、谭庄-沈丘凹陷和倪丘集凹陷演化程度适中,且存在二次生烃,生烃潜力较好.结合动静态烃源岩特征,认为南华北地区二叠系烃源岩生烃潜力较好的为主要分布在谭庄...     

胜利油田石炭-二叠系煤成气生成模式

胜利油田在所属的临清坳陷东部和济阳坳陷发现了石炭-二叠系煤成气,根据该煤系烃源岩的分布与性质、所处构造单元及其演化特征分析,发现隆起、凸起、低凸起、斜坡和洼陷深部等5个构造单元的生烃史存在明显差别.将煤岩一次和二次生烃模拟实验得到的活化能等动力学参数与不同构造单元的埋藏史相结合,建立了不同构造单元煤成气生成量与地质年代的数量关系,得到了5种煤成气生成模式:隆起区中晚期不生烃模式;凸起区晚期不生烃模式;低凸起晚期成熟-高熟生烃模式;斜坡带晚期成熟高熟生烃模式;深洼带晚期过熟生烃模式.研究表明:临清坳陷东部洼陷带、惠民凹陷南坡、沾化凹陷罗家斜坡带、车镇凹陷东部斜坡带、埕东凸起北部斜坡带等发育高成熟气源灶,斜坡带及周边地区是最为有利的煤成气勘探区.     

南华北上古生界油气成藏关键条件分析

南华北上古生界石炭—二叠系含煤地层是一套良好的烃源岩,但多年勘探一直未能取得油气突破。该文从控制上古生界油气成藏的关键因素出发,立足有效烃源岩与油气保存这2个基本条件的分析,取得了对该区主要凹陷上古生界成烃演化和油气保存条件的重要认识。研究认为,南华北上古生界具有二次生烃的有利条件,并具有油气兼生的特点;太康隆起、鹿邑凹陷、谭庄—沈丘凹陷在燕山中晚期已具备二次生烃条件,而倪丘集凹陷较晚,主要在喜山晚期,是寻找晚生晚成油气藏的重点地区;现今深凹区是二次生烃的主要区,并具有有利的油气保存条件。     

阜阳探区石炭-二叠系烃源岩资源潜力评价

上古生界泥岩和煤岩是阜阳探区的主力生烃层。为了明确该套生烃层的资源潜力,对烃源岩的有机质丰度、类型和成熟度进行研究,落实了优质烃源岩的分布层位和生烃类型,并估算了资源量。研究表明:上古生界烃源岩主要分布在颜集、倪丘集凹陷和古城低凸起;泥岩总体评价为好—差烃源岩,煤岩为差烃源岩;泥岩和煤岩的有机质类型都以III型干酪根为主;烃源岩有机质成熟度具有北高南低的特点,北部颜集凹陷热演化程度最高,以生成天然气为主,南部的倪丘集凹陷和古城低凸起烃源岩热演化程度适中,既可以生油又可以生成天然气。根据估算,天然气资源潜力区在颜集凹陷和倪丘集凹陷,油资源潜力区在倪丘集凹陷和古城低凸起。     

渤海湾盆地东濮凹陷古生界煤成烃特征模拟实验研究

通过渤海湾盆地东濮凹陷石炭—二叠系煤系地层实际地质条件下煤的半开放体系加水热模拟实验研究,刻画了该区煤岩不同温压介质条件下生排烃特征及潜力。研究表明:（1）东濮凹陷石炭—二叠系煤具有极高的生烃潜力,最高产烃量达254 mg/g,其中气态烃总产率220 mL/g,液态烃最高产率为145.8 mg/g;（2）煤成油的演化呈峰形尖锐的单峰特征,生油高峰在325 ℃（R_o＝1.08%）,生成的液态烃类近40%排出煤体;（3）煤成气的演化呈多阶段性逐渐增大的特征,其中325~450 ℃和500~550 ℃2个区间气态烃类快速增加,前者主要缘于液态烃的大量裂解,后者是煤芳香结构进一步稠合生烃演化产生;（4）东濮凹陷石炭—二叠系煤既生油又生气,其煤成油潜力与吐哈盆地侏罗系煤相当,煤成气潜力与鄂尔多斯石炭—二叠系煤相当。      

济阳坳陷孤北潜山煤成气成藏过程分析

根据气体组分、甲烷同系物碳同位素及轻烃参数,确定济阳坳陷孤北潜山带煤成气源主要为石炭-二叠系煤系烃源岩,中生界煤系烃源岩也具有一定的贡献,煤成气主要分布于第二排山、第三排山北部远离孤北断层地区及第四排山.在煤成气源确认的基础上,通过储集层流体包裹体均一温度及生烃动力学分析,结合烃源岩的生烃-埋藏史,认为该区石炭-二叠系煤系烃源岩经历了4次生烃过程,燕山期和喜马拉雅期是主要生烃期,中生界煤系烃源岩生烃期主要为喜马拉雅后期.该区煤成气藏可能有2种成因,一是源自石炭-二叠系煤系烃源岩的原生气藏在喜马拉雅期被破坏后再次聚集而成;二是喜马拉雅期埋藏较深的石炭-二叠系及中生界煤系烃源岩再次生烃形成,其中第二种成因的煤成气是今后孤北潜山带天然气勘探的重点.     

西部Y探区X井烃源岩生烃潜力评价

以Z凹陷X井暗色泥岩为研究对象。利用有机碳（TOC）、生烃潜量（S1＋S2）和氯仿沥青“A”含量、干酪根显微组分、干酪根碳同位素组成、干酪根元素组成、镜质体反射率（R0）和孢粉颜色指数（SCI）等分析化验资料。从有机质丰度、类型和成熟度3个方面．对烃源岩的生烃潜力特征进行了研究,结果表明：虽然下白垩统银根组和苏红图组二段烃源岩有机质丰度低,热演化处于低成熟阶段．有机质类型为Ⅲ型,但生烃潜量值高,是Z凹陷的主力烃源岩;下白垩统巴音戈壁组和侏罗系有机质丰度较高。有机质类型为Ⅱ型,热演化处于成熟阶段,但生烃潜量值低,为次要烃源岩。     

华北东部地区上古生界生烃潜力分析

华北东部地区上古生界烃源岩“二次生烃”潜力主要取决于烃源岩的埋藏史、热史和生烃史。该区上古生界烃源岩主要有4种埋藏史类型：早期浅埋-中期抬升-晚期深埋型、早期浅埋-中期浅埋-晚期深埋型、早期中埋-中期深埋-晚期浅埋型和早期深埋-中晚期抬升型。生烃史模拟结果表明，东濮凹陷“二次生烃”集中于古近纪，晚期生烃潜力大；济阳坳陷“二次生烃”以古近纪为主，晚期生烃潜力较大；临清坳陷“二次生烃”主要在侏罗纪-白垩纪，晚期生烃潜力小。上古生界砂岩储集层物性主要受控于沉积相和埋藏深度，石英含量高、粒度粗的储集层物性条件好，有效储集层深度下限大。“二次生烃”深度上限与有效储集层深度下限共同控藏模式表明，东濮凹陷和济阳坳陷上古生界天然气成藏条件好，周口坳陷和临清坳陷较差。图5表2参20     

东海西湖凹陷平湖组油气运移特征模拟分析

平湖组是东海西湖凹陷的主力生烃层位,花港组沉积时就已经进入生烃门限,具有良好的生排烃条件.多次构造运动改变了构造面貌,促使油气运移.计算机模拟研究表明,西湖凹陷的油气运移方向主要是西部斜坡带和中央背斜带.西部斜坡带以侧向运移为主,断裂隔挡和岩性封隔成藏,重点地区是平湖地区.中央背斜带以垂向运移为主,局部背斜构造成藏,成藏圈闭与断坳叠加关系密切.西湖凹陷平湖组的油气除了在西湖凹陷聚集成藏之外,有可能向周边地区运移.     

渤海湾盆地冀中坳陷上古生界煤系烃源岩地球化学特征与生烃演化

为深化渤海湾盆地冀中坳陷上古生界煤系烃源岩地质认识,以有机地球化学实验作为研究手段,分析了上古生界煤系烃源岩有机地球化学特征及其生烃能力,利用埋藏史—热史分析,探讨了生烃演化过程。研究结果显示,霸县凹陷的文安地区、武清凹陷和大城凸起上古生界烃源岩有机质丰度最高,其次是廊固凹陷北部地区,深县凹陷、束鹿凹陷相对较低;冀中坳陷东北部上古生界煤层显微组分以文安地区壳质组含量为最高,平均达29.1%,壳质组含量大于20%的样品数占样品总数的80%以上;生烃热演化经历了低成熟阶段、二次成熟阶段、高成熟凝析油湿气阶段和过成熟干气阶段;在白垩纪末,煤系烃源岩埋藏深度约为1 200~2 000 m,R_O值为0.5%~0.7%,达到一次生烃状态;在古近纪末,煤系烃源岩最大埋深>7 000 m,超过中生界最大古埋藏深度或古温度,开始二次生烃,资源潜力较好。     

珠江口盆地白云凹陷烃源岩热史及成熟史模拟

珠江口盆地白云凹陷文昌组和恩平组陆相烃源岩热史及成熟史研究对白云凹陷深水油气勘探具有指导意义。在恢复白云凹陷地史和热史的基础上,利用EASY%R_o模型计算了白云凹陷西凹、主凹和东凹文昌组和恩平组两套烃源岩的成熟度史,并分别对比文昌组和恩平组烃源岩在白云凹陷西凹、主凹和东凹成熟度演化特征。研究结果表明:1)自始新世早期起白云凹陷热流值持续上升,在距今约44Ma时达到最大值大约为77mW/m2,现今热流值为60mW/m2左右。2)白云凹陷西凹、主凹和东凹文昌组烃源岩开始生烃(R_o=0.5%)时间分别为距今43,44,35Ma,达到生烃高峰(R_o=1.0%)时间分别为距今30,35,17Ma,达到高成熟(R_o=1.3%)时间分别为距今25,33,13Ma;而恩平组烃源岩开始生烃时间分别为距今20,30,22Ma,达到生烃高峰时间分别为距今10,22,8Ma,达到高成熟时间分别为距今8,17,0Ma。3)白云凹陷主凹烃源岩生烃时间最早,主生油期时间短,热演化程度最高;东凹烃源岩生烃时间最晚,主生油期时间长,热演化程度最低。      

渤海湾盆地东濮凹陷上古生界潜山油气成藏条件评价

与济阳坳陷对比,渤海湾盆地东濮凹陷具备潜山油气成藏的基本条件.以已有的钻井作控制,提取了各关键井的储层条件、烃源条件和盖层条件作为成藏条件评价的源参数,以油气显示级别作为成藏条件的指示参数,建立了神经网络数学模型,对东濮凹陷各关键井上古生界潜山的油气成藏条件进行评价.通过对3种评价源参数的分布进行平面分区,对东濮凹陷上古生界的成藏条件进行了平面预测,结果表明中央隆起带是上古生界潜山油气勘探的最有利地区.近期文古2井在上古生界的工业油气流突破证实了模型的预测结果.对该油气藏的解剖表明,在煤系之上的、埋藏较浅的、厚层粗粒的砂岩应是上古生界勘探的主要目的层.      

南华北盆地倪丘集凹陷油气显示特征及找油意义

南华北盆地倪丘集凹陷共施工了16口油气探井,有7口探井见油气显示,其中位于大王庄构造上的南12井试获工业油流,累计产油32.26m3.对凹陷内油气显示进行统计和分析,得出如下规律:油显示主要集中在下第三系双浮组;储集岩类型主要为中砂岩和细砂岩;油和气显示的深度分别集中在1 000~2 000m和3 000~4 000m;原油具有典型的煤成油特征;遭受过生物降解和水洗作用等次生变化.研究结果还表明,该凹陷存在至少一次煤成油气的生成、运移和聚集过程,并初步指出了在该凹陷的找油方向,即除了寻找原生煤成油油藏外,还要注意寻找次生油藏;上白垩统残留地层是凹陷内古生界源岩产生的油气向新生界圈闭运移聚集的遮隔层,为成藏的不利因素.