东营凹陷古近系红层油气来源及勘探潜力分析

利用沉积学和地球化学相结合的研究方法,分析了东营凹陷古近系Es4下、Es4上和Es3下3套烃源岩基本特征及其分布规律。在此基础上进一步研究了红层中已发现原油的物理性质、族组分和生物标志化合物特征,并对红层原油类型进行了划分,通过油源对比,明确了每类原油的来源。研究表明,红层原油的主力油源层不仅仅只有Es4上和Es3下2套烃源岩,以往认识较为薄弱的Es4下烃源岩也做出了较大贡献。综合分析认为,东营凹陷古近系红层具有较大的勘探潜力,为近期增储上产的主要领域。     

东营凹陷古近系页岩成岩事件及其对页岩储集空间发育特征的影响

以东营凹陷古近系页岩为研究对象,通过岩心和岩石薄片观察、扫描电镜分析、电子探针分析及碳氧同位素测试等方法,研究页岩成岩事件及其对页岩储集空间发育特征的影响。结果表明:(1)东营凹陷页岩纹层特征显著,矿物岩石类型复杂,碳酸盐矿物尤其是方解石含量普遍较高,有机质含量高,镜质组反射率中等;纹层状泥质灰岩孔隙度相对较高;游离相油主要分布在微孔隙与裂缝中。(2)页岩主体处于中成岩阶段,3 000～3 600 m是孔隙发育演化的关键深度区间,黏土矿物收缩转化、碳酸盐矿物重结晶以及有机质持续生烃、酸性溶蚀等是页岩成岩史中的关键成岩事件,也是页岩成储的重要因素。(3)重结晶可形成解理缝及晶间孔,伴随生排烃过程的溶蚀作用产生碳酸盐矿物内部溶蚀孔,形成有效的储集空间组合,从而增加了储层孔隙度。(4)层理缝并不是严格意义上的裂缝,其发育与超压及超压引起的渗流力有关,当埋深大于3 000 m时,单纯靠流体超压无法克服上覆岩层压力将裂缝撑开,酸性溶蚀、有机质生烃超压及黏土矿物脱水收缩等成岩事件的继承与匹配,形成更易于流体流动的储集空间(组合),从而成为有效的渗流通道和储油空间。     

渤海湾盆地东营凹陷古近系泥页岩孔隙特征及孔隙度演化规律

基于现代实验手段,对渤海湾盆地东营凹陷古近系沙河街组沙三下亚段和沙四上亚段泥页岩孔隙进行观察分析,研究其孔径分布和孔隙度与埋深的变化关系。指出黏土矿物晶间孔、方解石晶间孔、砂质粒间孔、黄铁矿晶间孔和有机孔隙等是东营凹陷古近系泥页岩的主要孔隙类型;泥页岩中纳米级孔隙非常发育,25 nm以下孔隙占孔隙总体积的49.7%~86.3%;并阐明了孔隙度随深度的变化规律。通过对东营凹陷古近系孔隙度演化特征和影响因素的系统研究,建立了泥页岩孔隙演化模式,把东营凹陷古近系泥页岩孔隙演化划分为基本面貌形成阶段、调整改造阶段和结构滞变阶段,深入剖析了各阶段孔隙度演化规律和主控因素,认为第二和第三阶段对页岩油气储集性能的影响最大;指出具有较大的厚度、较高的有机质丰度、黄铁矿较为发育、热硫酸盐还原作用较强是泥页岩储集空间发育的有利条件。     

东营凹陷南斜坡古近系不整合及其在油气成藏中的作用

东营凹陷南斜坡地处盆地边缘,构造活动频繁,发育多期不整合。根据不整合发育的规模,可将不整合分为3个级别,其中T1和TR为一级不整合;T7,T6′和T6′为二级不整合;T6,T4,T3和T2为三级不整合。不整合类型主要有平行不整合、削截不整合和超覆不整合,分析认为上泥下砂的削截不整合和超覆不整合对形成地层圈闭最为有利。不整合在油气成藏中的作用主要表现在4个方面:扩大了油气运移的距离,改善了储集层的储集性能,改变了油气运移的方向,表明烃源岩可能发生二次生烃作用。     

渤海湾盆地东营凹陷古近系深层油气成藏系统及勘探潜力

东营凹陷是渤海湾盆地具有代表性的陆相断陷盆地,深部层系勘探程度低,丰深1、丰深斜101等井获得高产工业油气流,显示了良好的勘探潜力。以东营凹陷古近系深层为对象,在烃源岩分析基础上,结合优质储层成因研究,建立油气成藏模式,明确深层勘探潜力方向。结果表明:东营凹陷古近系深层的沙四下亚段及孔店组构成独立的含油气系统,孔二段、沙四下亚段发育的盐湖(咸化)环境烃源岩具有排烃时期早、排烃时间长、效率高、生排烃周期长的特点,为深层油气成藏系统提供了有利的油源条件;咸化湖泊的多类型沉积体经历了酸-碱交替的成岩流体环境,形成了以次生溶蚀孔隙为主的优质储层,为深层油气成藏提供了良好的储集条件;深层油气成藏系统的油气藏分布与断陷盆地结构、沉积储层发育和成藏动力系统具有良好的对应性,"自源型"及"他源型"油气成藏模式有序分布;缓坡带红层和滩坝砂岩及陡坡带砂砾岩等不同类型油气藏是东营凹陷古近系深层重要的勘探领域。     

渤海湾盆地东营凹陷古近系页岩油主要赋存空间探索

以GRI孔隙度和含油饱和度测定、高压压汞分析和地球化学测试为基础,建立了页岩油有效赋存空间的研究方法,并探索了东营凹陷古近系泥页岩孔径分布特征、含油孔径下限以及可动油赋存的有利物性条件。孔隙度与孔径分布关系表明,东营凹陷古近系泥页岩的孔隙度与10 nm以下孔隙所占比例负相关,与10 nm以上孔隙所占比例正相关,10 nm以上孔径的孔隙则是较高孔隙度泥页岩孔隙的重要贡献者;含油饱和度与不同孔径孔隙所占比例关系表明,古近系泥页岩中的油主要赋存在10 nm以上孔径的孔隙中;OSI指数与孔隙度关系表明,孔隙度在6.5%以上,且在生油窗范围内的泥页岩,是可动页岩油的有利储层。     

东营凹陷泥页岩层序地层划分

东营凹陷的页岩油显示出较好的勘探潜力,但目前对泥页岩的系统研究还较少,地震及测井资料难以识别出有效的层序界面,制约了区域层序地层格架的建立。充分借鉴传统水进—水退层序划分的思路,将古水深变化的界面作为泥页岩层序界面识别的理论依据,将元素层序与GR层序划分方法相结合,探索出适合东营凹陷泥页岩层序地层划分的方法,建立了东营凹陷泥页岩层序地层格架。利用古环境、岩相、有机质丰度等资料,分析认为东营凹陷准层序组3与准层序组4界面和准层序组6与准层序组7界面之间的纹层状岩相、有机质富集段为有利的页岩油甜点段,且其横向连续性好。同时提出合理的钻采方式,可进一步提高页岩油勘探开发的经济效益。     

东营凹陷古近系超高压成因及其特征

东营凹陷古近系存在 3 类超高压地层。根据“综合压实曲线”和“压力正演模拟”,确定欠压实和生烃作用是泥岩超高压的成因。“接触传递”使与超高压泥岩呈接触关系的Ⅰ类砂岩产生超高压,Ⅱ类超高压砂岩则是“连通传递”的结果。沙三中亚段较深井段泥岩发育弱超高压,沙三下亚段压力增强到中超高压,沙四段发育强超高压。泥岩超高压平面上以沉积中心为超高压中心,向盆地边缘超高压强度减弱,呈“环状分布”;浅层砂岩（埋深小于 3 000 m）极少发育超高压,只分布在部分断裂带、不整合面附近,砂岩超高压强度大于泥岩;3 000 m 以下,泥岩超高压强度大于砂岩。     

渤海湾盆地东营凹陷泥页岩有机储集空间研究

根据干酪根生烃过程中的体积变化,讨论了渤海湾盆地东营凹陷沙三下亚段和沙四上亚段泥页岩生烃演化对储集空间的贡献。研究认为,东营凹陷这2套泥页岩具有较高的脆性矿物含量,2000～3000m是泥页岩岩石力学性质发生明显转变的阶段,岩石脆性变大,在3000m以下,有机孔隙保存条件较好。在此基础上计算2套不同丰度泥页岩在不同埋深条件下的有机储集空间的大小。结果表明,有机质丰度较低(TOC含量小于2.0%)的泥页岩,生烃次生孔隙非常有限,而高丰度烃源岩(TOC含量大于4.0%),在演化程度较高的条件下生烃转化能形成4%以上的次生孔隙。东营凹陷沙四上亚段埋藏较深,演化程度较高,在深洼处具有较丰富的生烃次生孔隙;而沙三下亚段总体演化程度不高,其生烃产生的次生孔隙仅局部地区发育。     

东营凹陷古近系碎屑岩储层次生孔隙发育规律

东营凹陷古近系碎屑岩储层的孔隙经历了由原生到次生的演化过程,主要储集空间为次生孔隙,不同深度范围分别发育不同的孔隙组合类型。平面上,次生孔隙发育的深度由北向南有增大趋势,但发育程度明显减弱。碳酸盐矿物溶蚀作用、长石矿物溶蚀作用、粘土矿物脱水作用是东营凹陷古近系碎屑岩储层次生孔隙的主要成因,储层物性主要受沉积条件及压实、碳酸盐胶结和溶蚀作用控制,各因素之间存在一定制约关系。     

干酪根溶解理论及其在页岩气评价中的应用探索

通过引入干酪根溶解理论及在其基础上发展而来的生烃、排烃模型,指出Ⅱ型干酪根在较高演化程度（转换率>75%)下,液态烃(C_6-15+)的排烃效率高于69%,气态烃（C_1-5)的排烃效率高达97%。计算得到Ⅱ型干酪根在高演化阶段的滞留气量（非页岩总滞留量)为2.84mg/gTOC.由干酪根溶解理论模型所得干酪根滞留气量间接反映页岩中吸附气所占比例不大,而由有机质降解,成岩作用（如蒙脱石向伊利石转换)或者构造运动而形成的孔隙和裂缝中的游离气含量较高,是页岩气产量的主力贡献。在页岩气区带优选及井位选择时需要特别重视寻找微米-纳米孔及天然微裂缝发育的“甜点区”。     

矿物成分和微结构对泥质岩储层应力敏感性的影响

富含粘土的页岩、泥质粉砂岩和粉砂岩等泥质岩的储层矿物成分、微组构和微孔结构复杂,使得泥质岩储层的应力敏感性存在较大差别。以鄂尔多斯盆地延长组泥质岩为研究对象,开展应力敏感性实验评价研究,并与典型致密砂岩储层进行对比。结果表明,页岩的应力敏感程度强,泥质粉砂岩中等-偏强,致密砂岩弱;在30MPa有效应力作用下,岩石呈现塑性变形。分析指出,岩石的变形主要受到岩石的组分、胶结物类型和含量\,微裂缝系统、孔隙结构参数、骨架颗粒形态、接触方式\,粒度分布、粘土微结构等参数的影响。针对3类岩石的应力敏感性差异,应区别对待,尽力控制储层应力敏感性损害的发生。     

东营凹陷沙四段原油裂解热模拟实验及产物特征

对东营凹陷沙四段成熟阶段早期的原油样品(按比例与水、砂混合封入金管) ,采用高压釜封闭连续加热方式进行热压模拟实验。根据11个模拟温度点的烃类裂解气产率分析,原油裂解气累计产率为650～660 m³/t_TOC。原油裂解气R_O值在1.3%～1.5%和2.3%～2.7%区间存在2个明显的高峰。原油裂解气中甲烷含量和C₂/C₃值随模拟温度升高而明显增加,但C₁/C₂值变化较小。原油裂解气碳同位素在成熟阶段相对较轻,高—过成熟阶段不断变重,并且甲烷与乙烷、乙烷与丙烷的碳同位素差值具有逐渐增加的趋势。     

黄骅坳陷古近纪东营组物源方向研究

东营组是黄骅坳陷的重要的油气勘探层段之一。从ZTR指数、矿物的成分成熟度指数、岩屑组成以及砂体展布特征等方面对东营组的物源方向进行分析,明确了该区东营组存在4大物源区,即燕山褶皱带、沧县隆起、沙垒田凸起和埕宁隆起,这4个物源控制着当时沉积体系的时空展布样式。     

保山盆地新近系生物气资源及勘探前景

保山盆地新近系羊邑组和南林组属于湖泊—扇三角洲沉积体系，暗灰色泥质烃源岩厚度为700~1 000 m，烃源岩有机质类型主要为混合型，含少量腐殖型，热演化程度处于未成熟阶段。根据生物气的形成条件和烃源岩的分布特征，在应用有机碳产烃率法分别计算了羊二段、羊三段和羊四段—南林组产气强度的基础上，采用排、聚系数法估算出生物气的总资源量为21×10⁸m³。根据生物气对成藏特征的分析，指出有利探区为盆地西部摆宴屯次凹。     

柴达木盆地北缘油气成藏特征

柴达木盆地北缘油气勘探前景十分广阔，然而由于其地质背景较复杂，目前对油气成藏规律认识的还不清。通过对流体包裹体取样测试，分析了研究区成藏期次及油气运移方向，恢复了成藏过程，结果表明：柴达木盆地北缘不同油气田甚至不同区块油气充注期次及成藏条件有所不同，冷湖地区主要有2期石油的形成和运移，也有1期充注,如冷七1井等,南八仙构造区仙5井、仙6井、仙7井样品为2期油气充注，仙3井和仙4井样品中有2期包裹体，但只有1期油气充注；冷湖地区油气成藏分为侏罗纪沉积与剥蚀、古近纪深层油藏形成和新近纪浅层油气藏形成等3个阶段。     

页岩有机碳含量测井评价方法及其应用

根据页岩气的定义,高有机质丰度既是成烃的物质基础,也是页岩气吸附的重要载体.利用页岩纵向高分辨率测井资料估算地层的有机碳含量,克服了因取心不足和受实验分析费用限制而造成的评价页岩的困难.依据页岩在不同测井曲线上的测井响应特征,利用电阻率、声波时差、自然伽马能谱等测井信息,采用△LgR法以及自然伽马能谱法回归计算页岩有机碳含量.最后以四川盆地2口井的页岩层有机碳含量计算为例,对TOC实测数据进行误差分析和检验,结果表明对于陆相页岩层段△LgR与U(铀)曲线叠合法较为适用,对于海相页岩层段这2种方法都取得了较好的效果.     

东营凹陷天然气成藏及分布主控因素分析

东营凹陷天然气主要分布于中浅层小于2 000 m的地层,其成藏及分布主要受气源条件、断层、温压条件和区域盖层等因素控制.气源条件是天然气成藏的基础;断裂活动控制了圈闭形成,还为油气流体运移提供通道;温度和压力条件控制了油气运移和分异作用,埋深小于2 000 m有利于天然气分异而形成气藏;区域盖层的时空展布特点决定了天然气的分布.     

吐哈盆地烃源岩研究进展与低演化油气的形成

通过对吐哈盆地中、下侏罗统6块源岩抽提物的饱和烃和芳烃馏分进行有机地球化学研究,除进一步印证了前人一些主要结论（如母源输入以高等植物为主、有机质类型以Ⅲ型为主和源岩演化程度低等）外,还发现了一些富有科学意义的新的现象与特征,主要包括：源岩样品中含较高丰度的树脂体类化合物;样品中存在八硫环形式的单质硫;源岩有机质经受过较明显的生物降解作用。认为树脂体类化合物是低演化烃的重要母质,单质硫八硫环和生物降解作用都会导致有机质成烃活化能降低,从而促使有机质在较低的热演化阶段形成油气;这些新的发现对于认识源岩在低演化阶段形成商业性的低熟气储层具有重要意义;吐哈盆地有机质成熟度主体处于R_O＜0.8%的演化阶段,所生成的原油应为低演化阶段的油,天然气则相应为低熟气。     

“煤层气的形成演化、成因类型及资源贡献”课题研究进展

扼要介绍了国家“973”煤层气项目所属“煤层气的形成演化、成因类型及资源贡献”课题在煤层气地球化学组成、次生生物成因煤层气、煤层气的成因类型与综合示踪指标体系、煤岩生烃动力学等方面的主要成果与研究进展。