四川盆地二叠系烃源岩及其天然气勘探潜力(一)——烃源岩空间分布特征

二叠系—中下三叠统是四川盆地天然气勘探的主要目的层系之一,已发现的许多大中型气田的天然气都来源于二叠系烃源岩,但目前对于该层系烃源岩的主要类型与空间分布规律尚缺乏系统完整的认识。为此,通过对该盆地典型井/剖面二叠系烃源岩发育层位的精细地球化学标定,结合钻井、录井资料,探讨了二叠系烃源岩的类型及其空间展布特征。研究结果表明:(1)该盆地二叠系普遍发育中二叠统碳酸盐岩和上二叠统泥质岩两套烃源岩,局部发育上二叠统大隆组海相泥岩烃源岩;(2)上二叠统龙潭组泥质岩类烃源岩厚度大,有机质丰度高且广泛分布于全盆地,是二叠系中最主要的烃源岩,其中盆地北部的苍溪—云阳地区厚度最大(80~140 m),南部的成都—重庆—泸州地区厚度次之(60~100 m),而中部地区则相对较薄(40~80 m);(3)龙潭组煤层也是该盆地非常重要的烃源岩之一,盆地中部—东南部的南充—綦江—泸州地区煤层厚度最大(5~15 m),川东北地区煤层厚度次之(2~5 m);(4)上二叠统长兴组烃源岩发育程度差,但大隆组烃源岩分布于盆地北部开江—广元一线,厚度介于5~25 m,是盆地北部地区重要的烃源岩;(5)中二叠统碳酸盐岩烃源岩广泛分布于全盆地,其中东北部和东南部厚度介于50~150 m,其他地区的厚度则一般小于50 m,是二叠系中次要的烃源岩。     

中上扬子地区二叠系烃源岩特征

基于烃源岩的类型、分布,有机质的丰度、成熟度等方面的分析,对中上扬子地区二叠系烃源岩的特征进行了详细研究,并对烃源岩发育的控制因素进行了探讨。研究表明:中上扬子地区二叠系烃源岩主要为暗色碳酸盐岩、暗色泥(页)岩和煤,薄层硅岩也是潜在的烃源岩;其中中二叠统烃源岩以暗色碳酸盐岩为主,上二叠统烃源岩以暗色碳酸盐岩和暗色泥(页)岩为主;栖霞阶和茅口阶烃源岩厚度较大,分布较广;吴家坪阶和长兴阶烃源岩厚度相对较小,分布相对较局限;川西北-川东北-渝东-鄂西-黔北-黔中地区是各阶烃源岩分布的叠合区,是有利的生烃区带;研究区二叠系烃源岩的发育与沉积环境和上升流作用的关系密切,沉积环境控制着烃源岩的岩石类型和有机质丰度,中二叠统优质烃源岩的发育还与上升流的作用有关。     

伊犁盆地二叠系烃源岩地球化学特征及其地质意义

虽然伊犁盆地在经历不同程度油气勘探后取得了一系列成果,但一直没有突破性进展,为此,在结合前人研究基础上,通过干酪根、饱和烃气相色谱、饱和烃质谱和碳同位素等分析技术,综合评价二叠系烃源岩有机质成熟度、有机质类型和沉积环境。研究表明：塔姆其萨依组烃源岩属于半深湖-深湖相沉积,具单一有机质来源,有机质类型以Ⅱ₁型为主,有机质成熟度适中,为区内较有利烃源岩;晓山萨依组烃源岩属于海陆交互相沉积,具多种有机质来源,有机质处于高成熟-过成熟阶段,为区内有利烃源岩。     

北部湾盆地迈陈凹陷油气成藏地质特点及油气藏类型

通过对北部湾盆地迈陈凹陷东部烃源岩条件、沉积体系、储盖组合等方面的分析,结果表明:迈陈凹陷具有两类烃源岩供烃,分别为流沙港组湖相烃源岩和涠洲组发育的煤系烃源岩;两个物源方向,北部斜坡带以发育大型河流—三角洲沉积体系为主,南部断裂带以发育多期上下叠置的水下扇为主,形成南北不同的沉积体系;两套储盖组合,分别为流沙港组储盖组合和涠洲组储盖组合。由于烃源来源、沉积体系、储盖组合以及圈闭类型的多样性,在不同区带的油气藏类型也有所不同,北部斜坡带以受断层控制的断鼻—断块型油气藏为主,而南部断裂带则以扇控型隐蔽油气藏为主。     

中上扬子北缘中古生界海相烃源岩特征

中上扬子北缘中古生界海相层系有机地球化学剖面的研究表明,中古生界海相层系烃源岩主要发育于下寒武统、上奥陶统五峰—下志留统龙马溪组底部和二叠系。其中下古生界烃源岩以泥质岩为主,有机质丰度高,有机质类型好,多属好—最好的烃源岩;上古生界(P)烃源岩以碳酸盐岩为主,泥质岩为辅,前者有机碳一般<1%,多属较好的烃源岩,后者有机质丰度高,多属好—最好的烃源岩;二叠系碳酸盐岩和泥质烃源岩有机质类型复杂多样,以Ⅱ₁型为主。3套烃源岩热演化程度普遍较高,等效镜质体反射率R_o一般>2.0%,区内油气结构以天然气为主。烃源岩可溶有机质有机地球化学特征研究表明,下古生界烃源岩正构烷烃呈单前峰型,而二叠系烃源岩正构烷烃有3种类型。在甾、萜烷生物标志化合物方面,二叠系烃源岩以较低的C₂₁三环萜烷/C₂₃三环萜烷、C₂₇规则甾烷/C₂₈₊₂₉规则甾烷等为显著特征而区别于下寒武统烃源岩,五峰组—龙马溪组烃源岩则介于其间。      

东濮凹陷中央隆起带南部油气成藏模式

东濮凹陷中央隆起带南部地区油气分布零星。油气成藏受主干断裂、烃源岩类型、生烃期次等因素控制。主要发育3种成藏模式：深层地垒带以石炭～二叠系为烃源岩，聚集早期(早第三纪)煤系生成的气形成古生新储煤成气藏；复杂断阶带发育反向正断、屋脊状圈闭，形成多期反向断阶油藏，具有反向断块成藏、高点富集的“一把刷子”的成藏特点；近洼斜坡带构造简单，临近油气源，但埋藏深度大，储层物性差，聚集晚期(晚第三纪)葛岗集洼陷生成的气形成斜坡带深层湿气藏。     

东濮凹陷上古生界生烃史及二次生烃时空差异性研究

东濮凹陷上古生界石炭—二叠系煤系地层是一个主要生气层系。研究认为,煤系烃源岩主要经历了海西—印支期深成变质作用、燕山期区域岩浆热变质作用及喜山期深成变质作用这3个热演化阶段和生烃过程。其中,喜山期深成变质作用对应的二次生烃期是主要生烃时期,生烃作用在时间和空间上具有分段性及主次性。古近纪中期（沙三—沙一段沉积期）以深洼陷带煤系烃源岩生气为主,斜坡带为次;古近纪晚期（东营沉积期）和新近纪,以斜坡带煤系烃源岩生气为主,地垒带为次。通过二次生烃时空差异性研究,明确了不同构造部位煤系烃源岩的成烃潜力,认为东濮凹陷北部地区二次生烃的潜量大于南部,其中中央隆起带北段—中段的文留、桥口、白庙等地区是最有利的勘探潜力区,西部斜坡带和孟岗集洼陷带也有一定勘探潜力。     

四川盆地上二叠统烃源条件与资源潜力分析

通过研究四川盆地二叠系碳酸盐岩和暗色泥质烃源岩的地球化学特征,指出二叠系烃源岩中有机质丰富,碳酸盐岩有机质类型以腐泥型(Ⅰ、Ⅱ1)为主,暗色泥质烃源岩以Ⅲ型为主,具较强的生烃能力,是二叠系主要生烃层。目前多处于高成熟-过成熟阶段,以生气为主;通过烃源岩定量评价及资源潜力分析,预测四川盆地上二叠统生物礁气藏天然气的资源潜量为2.0×1012m3。资源量以川东高褶带、南充斜坡带及仪陇—平昌坳陷带等评价区带相对较高;资源丰度以大巴山前南带、大巴山前北带及仪陇—平昌坳陷带等评价区带相对较高,渝东坳褶带、川东高褶带及南充斜坡带次之。勘探的主要区域为仪陇—平昌坳陷带、川东高褶带和大巴山前南带三个区带,目前应主攻仪陇—平昌坳陷带,继续深化川东高褶带和大巴山前南带,开拓南充斜坡带和渝东坳陷带。     

华北古生代克拉通盆地南部原生油气藏勘探前景

依据古生界烃源岩特征与烃源岩生烃史的分析,华北地区下古生界海相烃源岩虽然有机质类型好、厚度较大,但有机质丰度低,基本为差-非生油岩。加之烃源岩成熟以后,后期埋藏历史及烃源岩热演化史复杂,作为一个含油气系统的烃源岩,勘探风险较大。下古生界烃源岩仅在渤海湾南部地区具有中等-较差生烃潜力,经喜山期的深埋,在济阳坳陷、临清坳陷、东濮凹陷、黄口凹陷下古生界具备二次生烃条件,尚具有一定的勘探前景。上古生界石炭-二叠系烃源岩主要为煤系地层,厚度为150～500 m,有机质丰度属于低-中等,有机质类型为Ⅲ型。上古生界烃源岩二次生烃主要发生于晚三叠世末期和早白垩世末期,油气保存好,原生油气藏勘探前景广阔。上古生界有利勘探地区主要集中在渤海湾盆地的东濮凹陷、临南洼陷、德州凹陷南部及莘县凹陷北部二次生气强度较大的第三系凹陷内。     

格斯断槽侏罗系暴露烃源岩地球化学综合研究

近3年来,格斯断槽多次的石油地质调查和综合研究取得了重要成果.在第三系砂岩和侏罗系碳酸盐岩中均发现了油砂,地面出露有巨厚的侏罗系和第三系地层,烃源岩主要是分布在侏罗系中、下统(J₁₊₂)地层中的黑色泥质岩和碳酸盐岩.泥质烃源岩占侏罗系中、下统地层厚度的32.8%～46.1%,碳酸盐岩主要发育在黑水沟地区,占侏罗系中、下统的30.5%.地面露头样品分析结果的综合研究显示,其泥质烃源岩是有机质类型好、丰度高、高成熟度的好烃源岩,碳酸盐岩烃源岩是有机质类型更好、高丰度、高成熟度的最好烃源岩.广泛分布的泥质烃源岩是格斯断槽最主要的油气源岩,主要分布于东部的碳酸盐岩烃源岩也是重要的油气源岩.      

珠江口盆地陆丰凹陷在洼陷迁移控制下的油气成藏规律

陆丰凹陷经历了古近纪文昌组沉积期和恩平组沉积期2幕裂陷活动，形成了文昌组和恩平组辫状河三角洲-湖泊为主的沉积体系。从文昌组沉积期到恩平组沉积期，随着构造和沉积中心由南向北逐渐迁移，烃源岩的发育层位也发生迁移，陆丰凹陷南部的优质烃源岩发育在文昌组而北部的优质烃源岩发育在恩平组。地球化学资料分析显示，陆丰凹陷南部3个洼陷的优质烃源岩的发育层位也具有由南向北迁移和向上迁移的特征。凹陷内油藏的分布明显受烃源岩控制，不同的烃源岩发育特征导致不同洼陷中石油生物标志物组成、成藏组合、成藏时间和输导特征存在明显的差异。陆丰凹陷次级洼陷的成藏模式可按缓坡带、陡坡带、洼陷带和凸起带进行划分。缓坡带的油气运移以阶梯状和"S"状输导为主，砂体和断层是油气运移的主要途径，运移距离较远；陡坡带紧邻生烃洼陷，油气通过控洼断裂经垂向输导成藏；洼陷带的油气依赖洼陷内部的通源断层垂向输导成藏；凸起带距离烃源灶较远，油气由断裂输导至凸起后，通过砂体侧向运移在合适的圈闭中成藏。     

中国海相碳酸盐岩层系有机质生烃理论新解

以塔里木盆地海相碳酸盐岩层系为重点,研究烃源岩发育与油气藏之间的关系,探讨中国高热演化程度、低TOC值(小于0.5%)海相碳酸盐岩层系作为烃源岩的可能性及其生烃机理。通过对塔里木盆地烃源岩分布与塔河油田油气藏的匹配关系、烃源岩成烃生物组合及其与油气藏的地球化学特征对比分析,建立海相碳酸盐岩烃源岩成烃物质评价方法。研究得出塔里木盆地塔河油田原油并非来自泥质烃源岩,而具有来源于碳酸盐岩烃源岩的明显特征,进一步揭示高热演化碳酸盐岩中被低估的生烃物质(有机酸盐)及碳酸盐岩中优质成烃生物组合是高热演化碳酸盐岩可以作为烃源岩的关键,有机酸盐具有高温裂解成烃、主体成气和成烃转化率高的生烃特征。塔里木盆地寒武系—中下奥陶统有效碳酸盐岩烃源岩的发育模式以陆棚模式为主。     

鄂尔多斯盆地海相烃源岩系发育特征与勘探新领域

鄂尔多斯盆地油气勘探已进入储量发现高峰期,围绕延长组烃源岩的石油资源和来自上古生界煤系地层的天然气资源基本探明。随着盆地油气勘探的深入,急需寻找新的油气勘探接替领域。研究认为,古老海相烃源岩发育2套：即中上奥陶统海相碳酸盐岩烃源岩系和中上元古界海相碎屑岩烃源岩系。中上奥陶统海相烃源岩在不同海域有不同的特征。中奥陶统海相烃源岩发育于盆地东部华北海台内盐坳周边,以泥灰岩为主,单层厚度薄,但层系多,有机质丰度差-中等,高成熟度,有规模生烃潜力,对奥陶系盐下自源气藏有重要贡献。上奥陶统海相烃源岩主要发育于盆地西部和南部“L”型秦祁海槽斜坡相带,以泥页岩、泥灰岩为主,有机质丰度中等,累计厚度大,在天环凹陷上达到高-过成熟生气阶段,分布范围有限,在盆地西缘逆冲带上盘处于成熟生油阶段,生烃潜力较大。而中上元古界海相泥岩烃源岩系在邻区为有效烃源岩,以泥板岩为主,厚度大,有机质丰度中等,高过成熟度。在盆地本部甘陕裂陷槽新钻井中也有部分揭示。围绕2套海相烃源岩系分布的奥陶系海相碳酸盐岩和中上元古界深层海相层系是未来天然气勘探的2个新领域,其中5个有利勘探区带天然气勘探潜力大,有望形成天然气勘探接替区带。     

惠民断陷湖盆演化过程与油气生成

古近系沙河衡组是惠民凹陷最重要的生油层系，该凹陷主要由临南、滋镇、阳信、里则镇等次级洼陷组成。由于沉积过程的差异性，导致形成了各洼陷不同的生烃环境和生烃潜力。其中临南洼陷沉积厚度大，而且有利干烃源岩发育的沙四段和沙三段沉积厚度也较大，属于持续沉降一深埋藏型洼陷，在其周围形成了大规模的油气聚集。而阳信、滋镇和里则镇虽然也发育了一定厚度的沙四段和沙三段泥质岩沉积，但由于后期沉降逐渐减慢，整个地层埋藏较浅，生烃怍用缓慢，在这些洼陷周围仅零里发现有低成熟或未成熟油气，该类洼陷属干逐渐抬升一中、浅埋藏型。由于临南洼陷充填演化的阶段性和多旋回性，形成了多套富含有机质的烃源岩层。油源对比表明，目前发现的原油均来自沙三段烃源岩，而富含有机质的沙四上亚段烃源岩虽然埋藏较深、成熟度较高，但是目前尚未发现来自该源岩的油气藏。因此，沙四上烃源岩应成为今后油气勘探的一个重要方向。     

奈曼凹陷烃源岩地球化学特征

奈曼凹陷共发育下白垩统沙海组、九佛堂组上段、九佛堂组下段三套烃源岩,其中沙海组烃源岩有机质丰度较高,干酪根以Ⅰ型、Ⅱ_1型为主,处于未熟–低熟阶段,综合评价为中等烃源岩。九佛堂组上段烃源岩生油能力较差;九佛堂组下段烃源岩有机质丰度高,干酪根以Ⅰ-Ⅱ_1型为主,处于成熟阶段,综合评价为好烃源岩,是奈曼凹陷主力烃源岩层。该烃源岩发育于较强还原环境,有机质母质以藻类为主、高等植物为辅的混源类型。     

塔里木盆地中上奥陶统碳酸盐岩烃源岩沉积环境

塔里木盆地中上奥陶统碳酸盐岩烃源岩在同一时期不同的沉积环境(台缘斜坡、台地内凹陷、陆棚、深海盆地等) 中均有发育。根据沉积相带与沉积环境的不同, 可将烃源岩划分为在不同沉积环境中发育的4 种类型烃源岩: 台地边缘灰泥丘型烃源岩、台地内凹陷型烃源岩、深水缓坡与陆棚型烃源岩、深海盆地型烃源岩。灰泥丘型烃源岩发育在上奥陶统台地边缘带, 其他3 种类型烃源岩在寒武-奥陶系均有分布。分析中上奥陶统烃源岩沉积环境, 重要的是寻找碳酸盐岩台地边缘、台地内凹陷边缘, 从而能够确定台缘斜坡、台地内凹陷、陆棚等烃源岩沉积环境。通过在地震剖面中识别台地边缘, 并结合识别生物礁丘的发育位置, 可最终确定台地边缘、台内凹陷边缘带, 因此, 从某种意义上说, 生物礁的分布对烃源岩的分布具有重要的指示意义。     

阿拉善地区上古生界烃源岩评价

阿拉善地区上古生界发育石炭系和二叠系2套烃源岩,通过大量的区域地质调查及有机地球化学、无机地球化学分析,阿拉善地区上古生界烃源岩主要以暗色泥岩及碳酸盐岩为主,石炭系和二叠系的V/(V+Ni)≥0.46和富集Cu、Zn等,表明烃源岩沉积环境为还原环境,且二叠系古盐度值高于石炭系,古生产力变化规律不明显。烃源岩有机质类型较差,体现了腐殖型特征;可能与有机质热演化程度已处于高—过成熟阶段,使得烃源岩类型变差有关。垂向上,石炭系烃源岩有机质丰度优于二叠系;平面上,校育川地区暗色泥岩的有机质丰度最高,而优质的碳酸盐岩烃源岩则主要分布在呼鲁斯太地区。因此,阿拉善地区上古生界具有一定勘探潜力,但主要以寻找天然气为主。     

华北地区东部寒武系—奥陶系沉积相特征及其对烃源岩的控制作用

华北地区东部下古生界寒武系-奥陶系发育潮坪相、局限碳酸盐台地、开阔碳酸盐台地、浅海陆棚、鲕粒滩和风暴沉积等沉积相类型；同时发育下寒武统的泥质烃源岩及中、下奥陶统的碳酸盐岩类烃源岩。这些烃源岩在纵向演化上受沉积相带变迁的控制，即在不同的沉积相带中烃源岩的发育不同，泥质烃源岩主要形成于浅海陆棚相；碳酸盐岩类烃源岩中的自云岩类烃源岩形成于云坪环境，灰岩类烃源岩形成于局限碳酸盐台地环境。研究区烃源岩分布特征分析表明，泥质烃源岩主要分布于合肥盆地，白云岩类烃源岩的分布则以东濮坳陷和临清坳陷为最好，灰岩类烃源岩的分布以黄骅坳陷和冀中坳陷为最好。     

渤中凹陷古近系优质烃源岩特征及分布

综合应用钻井、地震等地质资料,以大量烃源岩样品地球化学分析为基础,从有机质丰度、类型、成熟度、沉积环境、母质来源以及生物标志物等方面对渤中凹陷古近系烃源岩地球化学特征进行了研究,指出了渤中凹陷优质烃源岩的发育层段,阐明了优质烃源岩的形成条件和分布规律,并在此基础上剖析优质烃源岩与油气成藏的关系,进一步揭示了渤中凹陷的勘探潜力。研究结果表明,渤中凹陷沙三段、沙二段—沙一段以及东营组3套烃源岩中都存在有机质丰度高、类型好、生排烃潜力大的优质烃源岩。其中,沙三段烃源岩有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ1型为主,有机质丰度最高且已经进入生烃门限,优质烃源岩最为发育。从母质来源和沉积环境方面分析了3套烃源岩的形成条件,发现生物产率高、母源类型好、保存条件良好是优质烃源岩形成的主要原因。总结了优质烃源岩的时空展布特征,优质烃源岩的形成受控于沉积环境和沉积中心,主要发育于半深湖—深湖相带,由沉积中心向外逐渐变薄;优质烃源岩的空间分布控制了渤中凹陷油气分布,凹陷近源斜坡带是进一步油气勘探的有利地区。     

渤海湾盆地济阳坳陷陈家庄凸起东段北斜坡油源特征及成藏分析

渤海湾盆地济阳坳陷陈家庄凸起东段北斜坡带的油源主要来自沾化凹陷,烃源岩主要发育在渤南、孤南、富林洼陷的沙四段、沙三段和沙一段,其中沙三段时期为典型的淡—微咸水还原的湖泊沉积环境,烃源岩有机质的母质来源主要以水生浮游动植物为主。烃源岩特征分析及油源对比结果表明,垦68、垦69井的原油主要来自于渤南洼陷的沙三段烃源岩,油气主要通过断层、砂体、不整合面以及由它们组成的复合型运移通道运聚到盆地边缘圈闭成藏。