渤海湾盆地东营凹陷烃源岩生烃动力学研究

大量研究已经证明,将干酪根生烃热模拟实验结果直接应用于含油气盆地烃源岩评价存在很大风险性。生烃动力学方法可将实验生烃数据外推地质过程,因而具有较高的应用价值。本研究采用金管 高压釜封闭体系对渤海湾盆地东营凹陷1块Es⁴⁽²⁾褐色页岩进行了生烃动力学研究,对热模拟产物4种组成C₁、C_1-5、C_6-12及C₁₃⁺生成动力学参数,采用Kinetics动力学软件进行计算,并模拟了具体地质条件下的成烃规律。将本研究结果与早期研究结果以及实际地质资料进行了对比,结果表明,烃源岩生烃动力学模型可较好吻合地质条件下生烃过程,在油气勘探中具有广泛应用前景。     

潍北凹陷孔店组烃源岩生烃史与油气成藏期分析

为深入认识渤海湾盆地潍北凹陷油气藏的形成过程和油气分布,利用IES-PetroMod盆地模拟和流体包裹体研究方法对潍北凹陷孔店组烃源岩的生烃史和油气藏形成时间与期次进行了分析。结果表明,潍北凹陷发育孔二段上、中、下3套烃源岩,存在北部深洼区和东南部2个沉降中心,以北部深洼区为主体,具有2次生烃过程:沙四段沉积中期至沙河街期构造运动为第一次生烃,生烃中心以北部洼陷带为主,且3套烃源岩均已进入成熟生烃阶段,生烃持续时间长,生烃贡献量大;后期东营期构造运动的剥蚀使得生烃作用基本停滞,仅在晚期沉降量大于剥蚀量的西北部地区于馆陶中后期存在二次生烃。该区已发现的油气藏具有明显的2期成藏特征:沙四中期至沙河街期构造运动是油气的第一期充注,研究区大部分的油气藏形成于该时期,受各项地质条件的限制,分布在保存条件较好的灶户鼻状带;馆陶中后期至今为第二期充注,仅在二次生烃区及其附近形成油气聚集,是寻找深部天然气的有利地区。     

东营凹陷沙三段烃源岩生烃模式研究

为了进一步明确分散有机质(一般烃源岩)与有机质富集层(优质烃源岩)生烃过程的差异,采用东营凹陷沙三段中、下亚段烃源岩岩心进行生排烃模拟实验。结合地质剖面分析,认为沙三段中、下亚段烃源岩的生烃特征有明显的不同。沙三段中亚段主要生烃阶段为Ro大于0.5%;沙三段下亚段在Ro为0.4%-0.5%时可生成少量低熟油,当Ro大于0.5%时进入成熟阶段,具有较高的油气产率。沙三段下亚段烃源岩比中亚段明显具有更高的生烃潜力,且生烃区间较大。这取决于其特定的沉积环境所形成的烃源岩在有机质类型、富集程度等方面的差异。     

东营凹陷沙河街组烃源岩结构对排烃成藏的控制作用

东营凹陷主力烃源岩沙四段上亚段及沙三段下亚段具有多种岩性结构形式,为考察不同岩性结构的烃源岩排烃作用及成藏特征,对其地质地球化学特征进行了研究。通过对钻井取心物理特征的观察及不同结构烃源岩地质地球化学特征的比较,认为沙四段上亚段及沙三段下亚段下部主要发育纹层状泥页岩,油气以远距离侧向运移为主;沙三段下亚段上部及沙三段中亚段主要发育块状泥岩,油气以垂向运移为主,存在透镜体充注式排烃、顶部泥岩向下伏砂岩排烃及底部泥岩向上覆砂岩排烃三种方式。东营凹陷不同结构的烃源岩的排烃方武造成了油气分布的差异,沙四型原油分布于凹陷外围,沙三型原油分布于凹陷内围,混合型原油分布于中间地带。     

东营凹陷孔二段烃源岩发育特征及生烃潜力

从东营凹陷孔店组早期盆地构造沉积研究出发，分析研究孔二段及暗色泥岩空间分布及其生油指标，进而对其生烃潜力及油气资源量进行评价和预测。济阳坳陷孔二段主要发育于东营凹陷的中北带地区和博兴洼陷，暗色泥岩发育面积为1000～1300km^2；干酪根类型主要为Ⅱ-Ⅲ型，有机质含量为0．91％～0．99％，镜质体反射率为0．85％-1．58％，为中等烃源岩，按有机碳质量平衡法计算东营凹陷孔二段烃源岩的生烃总量为7．1×10^8t，具有巨大的勘探潜力。     

湖相烃源岩生排烃机制及生排烃效率差异性——以渤海湾盆地东营凹陷为例

湖相断陷盆地所形成的烃源岩具有强烈的非均一性,而东营凹陷作为该类盆地的典型代表,其主力烃源岩是古近系沙河街组四段上亚段(Es^4(上))、沙河街组三段下亚段(Es^3(下))和沙河街组三段中亚段(Es^3(中)),它们来自于咸水和淡水两种沉积环境。在沉积相与有机质特征研究的基础上,对比了3套地层中普通烃源岩[有机碳含量(TOC)<2%]和优质烃源岩(TOC>2%)残留液态烃产率、生烃潜力指数的演化特征,分析了排烃机制和排烃效率的差异性。由于沉积环境和埋深的不同,3套烃源岩的生排烃潜力、效率均有明显不同,相比较而言,各自的优质烃源岩是供烃成藏的主要贡献者,体现在该类烃源岩不但能形成更充足的物质基础,而且其多层理的结构也利于排烃。此外,针对不同的沉积环境总结了排烃模式。咸水环境烃源岩存在低熟和成熟两个生烃阶段,其排烃周期长、排烃效率高;而淡水环境烃源岩只存在成熟生烃阶段,其排烃周期短、排烃效率较低。沙河街组四段上亚段对资源量的贡献最大,沙河街组三段下亚段次之,而沙河街组三段中亚段最小。     

东濮凹陷与东营凹陷浅层油气成藏条件对比

对比了东濮凹陷与东营凹陷的石油地质条件,总结出造成两凹陷在油气资源量和空间分布差异的原因.东濮凹陷浅层成藏条件不及东营凹陷优越,有小规模成藏的可能,而且成藏控制因素极为复杂,浅层油气成藏条件差的主要原因有:烃源岩的丰度和品质较差,生成的烃类中天然气所占比例大,不易保存;大量生烃和圈闭定型于东营组沉积期末,油气大量散失;新近纪因生烃量小、断层活动弱,缺乏油气向浅层运移的动力和通道,不利于浅层成藏.     

优质烃源岩成烃生物与生烃能力动态评价

在海相优质烃源岩常规有机地球化学分析的基础上,综合利用仿真地层热压模拟实验与超显微有机岩石学等新技术对优质烃源岩不同成烃生物生烃潜力进行分析。结果表明:我国下古生界高过成熟海相优质烃源岩目前能够识别的成烃生物主要由底栖生物（或底栖藻类）及菌类（真菌类和细菌）组成,干酪根类型主要为Ⅱ型,这些海相优质烃源岩的原始生烃能力相当于Ⅱ型干酪根,其中底栖藻类相当于Ⅱ₁型,真菌细菌类一般相当于Ⅱ₂型;其次为浮游生物,生烃潜力与Ⅰ型干酪根相当。优质烃源岩中浮游藻类和底栖藻类在不同成熟阶段的生油能力不同,在高成熟—过成熟阶段生气潜力及其与原油裂解生烃的相对贡献也有差异。因此,下古生界高成熟度烃源岩需要根据不同类型的成烃生物或干酪根类型在各成熟阶段的生油、生气能力进行动态地评价。不同成烃生物生烃潜力研究不仅对常规油气勘探而且对非常规油气勘探也具有重要的借鉴意义。     

新构造运动对东濮凹陷北部古近系烃源岩生烃的影响及其对浅层油气成藏的意义

古近纪以来,东濮凹陷在东营组沉积末期和明化镇组沉积晚期经历了两期构造运动,构造运动对深层烃源岩的生烃作用和浅层油气成藏均具有重要的影响。在埋藏史的恢复和前人热演化史研究的基础上,恢复了古近纪以来沙河街组三段烃源岩的生烃史,探讨了构造运动对沙河街组三段烃源岩生烃的影响,并分析了这种影响对浅层油气成藏的意义。研究认为,东营运动强度较大,抑制或延缓了深层烃源岩的生烃进程,造成了烃源岩晚期大规模生烃;同时,东营运动保存了深部烃源岩的生烃潜力,为后期再度埋深的二次生烃及明化镇组沉积末期浅层油气藏的形成奠定了物质基础。     

东营凹陷通王地区中古生界油气成藏要素及成藏模式研究

东营凹陷通王地区中古生界油源主要来自于牛庄洼陷新生界Es4、Es3和Ek2烃源岩,新生界生成的油气在异常压力作用下通过断层、不整合和砂体输导体系向中古生界碳酸盐岩、碎屑岩储层运移。结合油源特征、生储盖组合及输导体系特征,将研究区油气成藏模式归纳为新生古储-复合运移模式,油气藏类型主要有不整合、断层和岩性油气藏。     

深部油气成藏机理概论

随着油气勘探向纵深发展,深层成为油气勘探的重点目标和热门区域深部油气成藏机理在生、储、盖、运、保等方面与浅部有很大差别,深层大多发育超压,超压系统内的烃源岩演化会受到抑制。另一方面,深部流体促进烃源岩成熟;超压可以缓;中压实作用和抑制胶结作用,从而保存和改善储层;深部的储盖能量配置在很大程度上影响成藏;深部流体的排放形式多为幕式排烃的瞬态流体,这意味着油气可以在晚期快速成藏;深部流体具有高热量、强溶解能力、高能量的特点,可以促进原本不可能成熟的烃源岩生烃,强化那些已经成熟的烃源岩,强的溶解能力不断溶解围岩及砂体的胶结物,在储层中产生裂缝和溶洞,从而改善储层通过分析深部油气成藏的各个要素,系统总结了深部油气成藏的生烃、储层、排烃方式、盖层的特点。     

利用东营凹陷典型剖面分析地层压力演化与油气成藏关系

运用盆地模拟方法对东营凹陷新生界地层异常压力演化特征进行分析,并结合油气成藏期次分 析对异常压力演化与油气藏分布进行了研究。模拟结果显示：东营凹陷古近系沙四上亚段（Es₄^上）和沙三 下亚段（Es₃^下）烃源岩地层中普遍发育异常压力,并以超压为主;异常压力演化具有波动性,总体上经历了 早期形成、中期下降调整、晚期再次增大3 个阶段,分别对应沙河街组-东营组沉积期、沉积间断构造抬 升期和馆陶组-第四纪沉积期。通过超压演化与油气成藏期次分析发现,现今处于超压环境中的油藏,在 成藏过程中未必处于超压环境。早期形成的异常压力为Es₄^上和Es₃^下部分烃源岩中油气向邻近的圈闭运 移聚集提供了充足的成藏动力,并有利于油气藏的保存。     

塔北隆起异常压力与油气成藏分析

克拉通盆地富集油气且分布的非均一性明显，中国典型的克拉通复合盆地在地质特征和油气分布上具有多期演化、多期叠合、多期成藏和油气相对富集的特点。根据地层压力的分布特征、烃类性质和成藏组合配置关系把塔北隆起划分为四个压力旋回系统，其分割性源于地层欠压实、热解生烃和粘土矿物脱水等机制，异常压力对次生孔隙储集体的形成、构造微裂隙的产生和盖层的封闭性能都有一定影响，从而有利于烃类的成藏。     

渤南洼陷页岩生烃组分动力学分析及其对页岩油气勘探的意义

中国东部古近系页岩层系烃源岩有机质类型较好,成烃生物以浮游藻为主,主要为Ⅰ型有机质。利用热解色谱仪对Ⅰ型有机质进行了烃源岩生烃组分动力学分析,并结合热史外推地质过程,对渤南洼陷烃源岩层段页岩油气生成潜力、组分及含油饱和度进行了研究。渤南洼陷沙三中亚段烃源岩层系轻烃及重烃生烃转化率分别为31.1%和43.8%,已进入主生油期,如排烃不畅,则层系油饱和指数为273.24,有一定的页岩油潜能,但油质重,不利于页岩油开发;沙三下亚段(沙四上亚段)烃源岩层系轻烃及重烃生烃转化率分别为73%和83.5%,原油已大量生成,甲烷生烃转化率为33.2%,已进入大量生成甲烷阶段,湿气生烃转化率为58.1%,是生成湿气的高峰,如排烃不畅,则层系油饱和指数达571.17,且油气并存,弹性驱动力强,是页岩油开发重要目标区;沙四中及下亚段,生油已结束,是甲烷生成高峰期,如排烃效率低,已生成的原油将会裂解,除非形成超压体系,此时烃源岩层系主要是以气为主,应以页岩气勘探开发为主。     

碳酸盐岩烃源岩生烃增压规律及其含义

碳酸盐岩由于成岩-固结早,烃源岩排烃的动力主要是水热增压和生烃增压。通过碳酸盐岩烃源岩不同有机碳含量样品温、压关系的模拟实验,建立了增压值与温度的数值关系模型。实验结果表明,碳酸盐岩烃源岩生烃过程中生烃增压值远高于水热增压值。碳酸盐岩烃源岩排烃动力的大小主要受烃源岩有机质丰度和温度的影响。对于同一烃源岩来说,随着热演化程度增高,生烃增压值迅速增大;当热演化程度相当时,生烃增压值与样品的有机碳含量成正相关关系。若烃源岩有机碳含量过低,烃源岩产生的生烃增压值不足以有效地把烃类排出烃源岩。由于碳酸盐岩烃源岩中含水量通常很低,则生烃增压特别是生气增压对排烃而言更为重要。因此,碳酸盐岩烃源岩遵循生烃-增压-超压-压力释放-排烃的动力学模式。     

大民屯凹陷压力场演化及其成藏意义

利用Basin-2盆地模拟软件模拟了辽河坳陷大民屯凹陷5条横向地质剖面的压力演化史,并探讨了其超压形成机制及油气成藏意义。模拟结果显示:①大民屯凹陷超压较明显,超压主要出现在沙三段及沙四段,超压演化总体上遵循“无超压-陡增-平缓上升-最高值-下降-最低值”这一规律;②大民屯凹陷超压的演化分为两个阶段:沙三段和沙一、二段沉积期(距今43.0～36.9Ma)为超压积累阶段,东营沉积期及其以后(36.9Ma至现今)为超压释放阶段。综合研究结果表明:①不均衡压实和生烃作用是大民屯凹陷超压发育的主要机制,断层对超压的积累与释放起着重要的控制作用;②大民屯凹陷的超压对油气成藏起着积极的作用,提供了油气运移的动力和通道,提高了高分子量组分特别是“蜡”的排出效率,同时也是泥岩刺穿构造的诱发因素,并可成为下伏油气藏的优质盖层条件。     

东营凹陷永安地区地震反演及储层预测

东营凹陷永安地区的油气勘探主要目的层是古近系沙河街组二段和三段,沉积环境为三角洲相和滨浅湖相,其中砂岩储层具有较好的成藏条件。但是,复杂的断裂系统造成的强烈改造增加了井间地层对比和储层预测的难度。针对东营凹陷永安地区目的层的地质情况,在准确层位标定的基础上,通过精细构造解释、构造地质建模、多井约束反演和储层预测等工作,结合钻井资料,建立了储层厚度与反演阻抗之间的关系模型,预测了储层分布范围。根据地震反演预测的沙河街组三段中亚段浊积砂体经钻探获得了油气发现,扩大了研究区油气滚动勘探开发的范围,对整个东营北带的油气勘探具有参考意义。     

盆地沉降、抬升过程中源储压差的生排烃效应

含油气盆地石油地质演化史可划分为持续沉降加载增压、整体上升卸载减压和全面萎缩调整平衡3个阶段.通过不同演化阶段地层压力的调整,最终实现成烃成藏过程.利用地层孔隙热压生排烃模拟实验装置进行了4个系列不同源储压差下的生排烃模拟实验,研究表明:(1)盆地持续沉降阶段,烃类可以在与烃源岩直接互层的砂岩中聚集,有利于源内岩性圈闭的成藏,但难于远距离运聚成藏.(2)盆地抬升剥蚀阶段,源储压差促进了烃类的有效排出,有利于长距离运聚成藏,压差越大,排油效率越高;且存在源-储压差有效排烃门限值:3～6MPa,只有达到该门限值,即抬升剥蚀300～600m的厚度时烃类才能有效大量排出.(3)源储压差有利于烃类的排出和烃源转化.排烃次数和排烃动力(源储压差)具有互补性,在源岩能提供大量烃类的情况下,排烃次数越多,排烃动力越大,烃类产率越高.