湖相页岩油可动性——以渤海湾盆地济阳坳陷东营凹陷为例

以渤海湾盆地济阳坳陷东营凹陷古近系沙河街组湖湘页岩为例,通过采集不同埋深页岩岩心样品,采用实验分析与测井资料相结合的研究方法,系统研究沙三下亚段（Es3^x）和沙四上亚段（Es4^s）页岩孔隙度、压缩系数、岩石力学性质、含油饱和度、气油比及原油饱和压力等特征,在此基础上,从地层能量角度,分析页岩油的可动性。研究表明,Es4^s和Es3^x弹性可动油率和溶解气驱动可动油率均随深度增加而增大,Es4^s页岩弹性可动油率和溶解气驱动可动油率均高于Es3^x页岩。2800-4000m深度范围内,Es3^x总可动油率为8%-28%,Es4^s为9%-30%。综合页岩含油饱和度变化剖面和可动油率变化剖面,认为3400m以深是东营凹陷Es3^x和Es4^s页岩油勘探开发的有利区。

济阳坳陷古近系存在页岩气资源的可能性

北美的勘探实践证实,页岩气作为非常规天然气资源,是现实的接替能源。通过对大量地震、钻井、矿物、地球化学资料的分析,认为渤海湾盆地济阳坳陷古近系沙河街组普遍发育泥页岩,有机质丰度高,有机质类型以腐泥型—混合型为主,有机质成熟度分布范围宽,具备大量形成页岩气的物质基础;其具体地质条件与北美具有可比性,且各凹陷泥页岩发育大量的顺层、低角度和垂向、高角度裂缝,页岩层段普遍出现气测异常,可能存在着巨大的页岩气资源量,是值得关注的天然气勘探新领域。

济阳坳陷下第三系优质烃源岩的发育及其意义

运用钻井取芯及测井资料,对烃源岩的沉积结构、生物发育、水化学环境、地球化学特征及生烃模拟实验研究认为,济阳坳陷下第三系纵向上由下向上发育有沙四上亚段、沙三下亚段及沙一段优质烃源岩。它们有机质丰度高,类型好,生烃潜力大,在生物标志化合物、碳同位素及成烃演化上具有明显的差异,为油源分析提供了可靠的证据。根据优质烃源岩与一般烃源岩在生烃潜力及成烃成藏贡献上的差异,结合济阳坳陷多年来的油气勘探实践,有理由认为优质烃源岩的存在是富油凹陷形成的决定条件,优质烃源岩层对陆相湖盆油气形成具有重要意义。

东营凹陷油源特征分析

东营凹陷油气丰富 ,发育了古近系沙河街组三段、四段两套有效烃源岩。根据烃源岩及原油的地球化学特征分析 ,探讨凹陷内各油田的石油来源。将东营凹陷已发现石油划分为沙三型、沙四型及混合型 ,认为 :南斜坡地区原油主要来源于沙四段烃源岩 ,凹陷中部及北部油田的原油主要源于沙三段或为沙三段、沙四段的混源油 ;凹陷周边油田的原油大多数来源于沙四上亚段烃源岩 ,大致呈环状分布于凹陷边部 ;凹陷中部油田的原油以沙三型为主。各供油洼陷生成的油气就近运移聚集 ,油气环绕生油洼陷呈环带状分布。图 4表 1参

济阳坳陷古近系深层成烃与成藏

运用地球化学与沉积学、石油地质学相结合的方法,从深层烃源岩空间展布及沉积有机相分析入手,研究济阳坳陷深层有利勘探方向。济阳坳陷古近系深层孔店组—沙四段烃源岩发育缺氧有机相、短暂充氧有机相、低氧有机相和充氧有机相4种沉积有机相类型,缺氧相、短暂充氧相优质烃源岩主要发育在沙四段,孔店组烃源岩主要为低氧有机相、充氧有机相,为一般烃源岩。排烃过程可分为自由排水、烃类生成和能量积累及微裂隙排烃等3个阶段,深层烃源岩的排烃主要发生在微裂隙排烃阶段,不同地质条件下可发生垂向运移、侧向运移和向下运移3种油气运移方式。已探明中浅层源自沙四段缺氧有机相、短暂充氧有机相优质烃源岩的油气藏,主要通过沿断裂的垂向运移方式成藏,而大量以侧向运移及向下运移方式形成的油气藏尚有待于揭示。古近系深层仍具有较大的勘探潜力。

页岩气的形成与开发

以自给系统为特征的页岩气藏的勘探开发在北美获得了巨大成功,拓宽了天然气勘探的空间。页岩气形成的成熟度较宽,在页岩演化的各个阶段均发现了页岩气藏,处于高演化阶段的页岩成藏的规模更大。页岩中有机碳含量、有机质类型、矿物组成、孔隙含水量、可诱导的裂缝发育程度等均与页岩气的产能密切相关。Bar-nett页岩气的生产历史表明,页岩气地质储量评价方法的进步、针对页岩储层的有效压裂方式和水平井钻井技术的应用在页岩气的有效开发中起着关键作用。

湖相页岩中矿物和干酪根留油能力实验研究

利用化学实验方法研究了陆相页岩中常见的矿物以及页岩的三元抽提残渣在模拟地层温度下吸附滞留烃和原油的能力。结果表明,陆相地层中常见的3种主要矿物吸附滞留烃和原油的能力为：伊利石〉蒙脱石〉碳酸盐岩,并且矿物吸附滞留原油的能力要远远大于其对烃类的吸附滞留能力。主要包括无机矿物和干酪根的页岩三元抽提残渣对于烃类和原油的吸附滞留能力要远远大于混合矿物,计算结果表明,矿物对于烃类和原油的吸附滞留能力约在0.20~3.13 mg/g之间,而干酪根对于烃类和原油的吸附滞留能力约在55~150 mg/g之间。

陆相断陷盆地成烃与成藏组合关系研究——以胜坨油田为例

有效烃源岩和油气藏的空间组合关系是油气成藏规律研究的关键,理清这种关系及其主要控制因素对于剩余油气藏勘探和预测具有重要意义。以中国东部具有39年开发历史的老油田——胜坨油田为例,以精细油源对比为基础,通过对其成烃与成藏组合关系的研究,提出了高勘探程度地区寻找隐蔽油气藏的一种新思路。油源对比表明,Es3下和Es4上优质烃源岩是胜坨油田的主力烃源岩,其中坨二-坨三区主要源自Es4上亚段,坨-区主要源自Es3下亚段。油藏水化学和断裂发育特征分析表明,胜北大断层沟通了储集层和主力油源层,是油气运移的主要垂向输导体系。从油气的运聚过程、成烃与成藏组合关系以及资源潜力分析,区内已经发现的油藏以它源型为主,据此推断在古近系较深部位应存在自源型油藏,而在陡坡带包括潜山中应存在它源型油藏,并且具有相当的规模。

东营凹陷梁家楼油田成藏模式再研究

前人研究认为 ,渤海湾盆地东营凹陷梁家楼油田是沙河街组三段中亚段泥岩生成的烃类直接排入其上紧邻的浊积砂砾岩形成的自生自储型油藏 ,然而东营凹陷烃源岩研究的最新成果并不支持上述结论。油源对比、油藏水化学特征、油藏压力等资料均表明 ,梁家楼油田南部区块油藏的油气主要源自沙河街组四段上亚段 ,多属超压油藏 ,油藏水以氯化钙型为主 ,为烃类首先沿沙河街组四段岩性疏导体系侧向运移再经断层垂向运移形成的下生上储型或自生自储型油藏 ;而中、北部区块源自沙河街组三段下亚段 ,属常压油藏 ,油藏水以碳酸氢钠型为主 ,为烃类沿油源断层直接垂向运移形成的下生上储型油藏。上述认识启示勘探人员对东营凹陷的沙河街组三段中亚段烃源岩进行重新评价 ,并重新认识近洼陷中心其他类似油藏的成藏模式和成藏过程。

细菌降解气轻烃组成及气源对比

本文讨论了济阳拗陷孤岛等地浅层天然气的地球化学特征，这些天然气曾遭受过严重的细菌降解。由于细菌降解作用改变了该天然气原有的地球化学面貌，使气源对比发生困难。本文利用天然气重烃富集技术，在天然气中检测出了甾萜生物标志物，并借助稀有气体同位素资料，确定了该类气体的气源，为明确勘探目标提供了依据。

烃源岩热模拟过程中轻烃组分变化特征

本文对不同干酪根类型的烃源岩进行热压模拟实验，收集各温阶的轻烃；详细研究了不同类型的源岩各温阶Ｃ７以前链烷烃、芳烃和环烷烃的变化规律；根据轻烃各组分在演化中的变化特征，重新考察了常用于判别成熟度的轻烃指标适用范围，及在各类源岩中存在的差异。

济阳坳陷滨海地区浅层天然气成因

本文利用轻烃(C_1—C_7)和碳同位素分析资抖,对滨海地区浅层天然气成因进行探讨。轻烃和碳同位素分析结果表明,浅层天然气和浅层稠油伴生气两者有较大的相似性,即浅层天然气和浅层稠油具有亲缘关系。此外,滨海地区浅层天然气曾遭受过生物降解作用。

八面河低成熟油生物标志化合物碳同位素分析和研究

利用化学预处理与气相色谱—同位素质谱相结合的分析手段，在国内首次完成了原油中甾花生物标志化合物的联同位素鉴定。选择我国济阳拗陷八面河油田典型低成熟油作为样品，对其昌萜生物标志化合物的碳同位素的特征进行了初步探讨。

湖相烃源岩研究进展

湖相烃源岩的沉积具有很强的非均质性,其中发育有机质富集层的优质烃源岩对陆相大油气田的形成具有控制作用,关于湖相烃源岩中有机质富集层的形成机制已引起人们广泛关注,对其认识已取得重要进展。湖相优质烃源的发育与湖盆演化过程中可容纳空间的变化、古湖泊的物理化学性质、古生产力营养的来源、气候的周期性变化等因素有着密切联系,对其成因机制的进一步研究应该注意寻找湖相富有机质沉积韵律中有机化合物与无机元素之间的依存关系,分析地质演变过程中周期性和事件性的耦合关系,探讨地质环境、生物演化、有机质富集层形成的内在联系。

“富集有机质”成烃作用再认识:以东营凹陷为例

从沉积特征、微观结构和有机质赋存状态等方面,分析了东营凹陷富集有机质烃源岩不同于分散有机质烃源岩的特征,探讨了其对成烃过程的影响。相对于分散有机质烃源岩,富集有机质烃源岩纹层理非常发育,岩性组合和微观沉积特征表现出较强的韵律性和非均质性,且易于形成顺层的有机质网络。上述特点决定了富集有机质烃源岩物理性质存在较强的各向异性,易形成平行层面的微裂隙,具有相对较高的侧向渗透率。这从一定程度上表明富集有机质烃源岩的侧向排烃过程比较容易实现。该认识对于深入研究和评价东营凹陷乃至整个中国东部陆相断陷盆地烃源岩具有重要意义。

渤海湾盆地CO_2气藏成因探讨

近年来,在渤海湾盆地的济阳拗陷、黄骅拗陷和冀中拗陷屡屡发现高含CO_2的气藏,该类气藏受区域性深大断层的控制,并在地史上有岩浆侵入和火山活动。气藏以岩石化学成因为主,兼有岩浆(火山)成因。盆地内郯庐大断裂、兰聊大断裂附近和沦县隆起、埕宁隆起的边界大断层附近是寻找CO_2气藏的有利地区。

济阳坳陷天然气的判识标志

作者综合利用碳、氢同位素,C_1—C_2轻烃组成及其它有机地球化学分析资科,对济阳坳陷天然气的成因和成熟度等进行研究,提出了判识济阳坳陷天然气各种成因类型和成熟度的判识标志。细菌降解油型气是济阳坳陷特殊类型的天然气,应用这些判识标志可以成功地把细菌降解次生型天然气和各种原生气分开,同时利用岩石脱气直接对比法并结合演化方程间接对比法,基本确定了济阳坳陷浅层、中层、深层天然气的源岩问题。

济阳坳陷低熟油形成机理研究

本文通过系统研究该区低熟油的物理化学特征,总结了低熟油的标志特征。在此基础上进行了精细的油岩对比,确定了济阳坳陷低熟油主要来自咸水—半咸水的沙四段和沙一段烃源岩。通过模拟实验和自然演化剖面对比研究发现,济阳坳陷的沙四段和沙一段烃源岩之所以在埋藏较浅的情况下形成了大规模的低熟油资源,有以下几方面的重要原因:①沙四段、沙一段烃源岩中存在富含藻类的有机质富集层,它是形成低熟油的物质基础;②富含有机酸、钾离子、铝离子的地层流体特征加速了粘土矿物的成岩演化,促进了低熟油的生成;③可溶有机质是形成低熟油的主要贡献者;④咸化环境有利于可溶有机质的保存。通过对其成油体系的剖析发现,低熟油成藏具有早生、早排、成藏期晚、运移距离短等特点,油藏展布受有效烃源岩体的控制,故低熟油的勘探应紧紧围绕低熟烃源岩体进行。

济阳坳陷东营凹陷古近系沙河街组深湖相油页岩的特征及成因

古近系沙河街组沙三段下部发育的深湖相油页岩是东营凹陷最重要的优质烃源岩。该油页岩呈深灰色或棕褐色 ,页理发育 ,主要由富含有机质纹层和浅灰色钙质纹层形成的毫米级沉积层偶组成。其中有机质纹层中的有机碳含量在 5 %以上 ,富含藻类化石及鱼化石等 ;钙质纹层主要由方解石组成 ,呈灰白色。沉积环境分析表明 ,该油页岩形成于湿润气候条件下的半咸水 -微咸水的深湖缺氧环境中 ,沉积速率较慢 ,湖盆处于欠补偿状态 ,水体分层结构使沉积有机质得到有效保存。藻类等水生生物勃发吸收了更多的CO2 ,从而诱发大量内生成因的碳酸盐沉淀 ,形成碳酸盐纹层 ,而藻类的死亡则导致湖水有机质输送通量增多 ,使沉积物中有机质保存量增大 ,促使高有机质丰度烃源岩的形成。因此 ,分层的水体结构和藻类的勃发是油页岩形成的重要控制因素。

复合生烃系统——陆相断陷盆地烃源岩评价和油气预测的重要概念

复合生烃系统是指凹陷(或洼陷)具有两套或两套以上有机地球化学特征不同的有效烃源岩,它们具有多个成烃阶段和多期排烃运聚过程,形成了多种油气藏和多源油气藏。其特点可概括为“多套源岩、多阶段成烃、多源(混源)成藏的新模式”。渤海湾盆地油气勘探实践证明,丰富的油气资源及其分布特征与富含有机质生烃洼陷中存在的复合生烃系统具有十分密切的关系。渤海湾盆地复合生烃系统的组合特征可分为盐湖咸水湖相欠充填湖泊类型模式、半咸水微咸水深湖相平衡充填湖泊类型模式和淡水三角洲湖相过充填湖泊类型模式3种典型的湖相组合,其中所发育的烃源岩代表了复合生烃系统的基本特征。复合生烃系统发育在多幕式断陷活动的地质背景下,与不同油气储集性砂体相配合,通过不同的排烃方式和运移通道聚集成藏,形成了不同层系、不同区带和不同圈闭类型的复式油气聚集带,从而在空间上控制了盆地内各种油气藏的形成和分布。