四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气形成与聚集机理

综合运用有机超显微组分识别、聚焦离子束扫描电镜、高温高压等温吸附和页岩气稀有气体同位素年龄测定等技术,深入研究四川盆地涪陵地区页岩气主力产层上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组的烃源品质、有机质孔隙发育特征、页岩气赋存形式和封存机制。结果表明:1五峰组—龙马溪组富有机质页岩主要形成于表层水生产力高、底层水缺氧的沉积环境,TOC值呈两段式分布,下段TOC≥3%,主要由浮游藻类、疑源类、细菌和笔石等成烃生物及残留沥青组成,其中笔石是TOC值的主要贡献者之一,但页岩气主要来自浮游藻类、疑源类等富氢富脂质有机质及由其生成的液态烃裂解。2有机质孔隙主要发育在固体沥青和富氢有机质中,是页岩气的主要储集空间。笔石等大量有机质呈纹层状、堆积式分布,为页岩气提供了更多的储存空间和各类孔隙连通、流体流动的优势通道。3涪陵页岩气处于超临界状态,以游离气为主。页岩气封闭体系的形成时间与生气高峰期之间的有效匹配,以及后期构造活动对页岩气封存条件的改造程度低是复杂构造区高热演化页岩气滞留富集的关键,页岩的吸附作用、毛管封闭以及低速扩散形成了页岩气微观滞留富集机制。可见,复杂构造区高热演化海相页岩气的形成与富集受缺氧的沉积环境、优质的烃源品质、优越的储集空间和良好的封存条件综合控制。

上扬子东南缘下组合优质烃源岩发育及生烃潜力

湘鄂地区海相下组合具良好的油气勘探前景,但地质条件复杂,勘探程度低。咸丰、大庸地区可能烃源岩的系统观测和有机地化剖面研究显示,下寒武统、上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组底部均发育一套黑色页岩,其有机质丰度高,总有机碳含量普遍大于1%;属藻腐泥型,生烃潜力高;具一定规模,厚度达数十米至百余米,分布稳定;有良好的生烃和油气显示,是2套优质烃源岩。晚侏罗世—白垩纪时下寒武统烃源岩已达过成熟早中期生干气阶段,上奥陶统和下志留统烃源岩进入了高成熟晚期至过成熟早期阶段,处于生气高峰期。这2套优质烃源岩的存在,可为湘鄂西、鄂西渝东和雪峰山推覆带等地区下组合的油气生成、成藏提供雄厚的物质基础。

川西北地区海相油气成藏物质基础——优质烃源岩

川西海相油气勘探程度低,油气成藏条件研究薄弱。通过区域地质、烃源岩形成环境、有机地化和有机岩石学等综合研究,重点探讨了龙门山构造带北段海相优质烃源岩发育情况。龙门山北段海相油气成藏的烃源条件好,主要有筇竹寺组、大隆组优质泥质烃源岩和栖霞组、茅口组优质碳酸盐岩烃源岩,而泥盆系烃源岩分布有限,奥陶纪—志留纪缺乏优质烃源岩形成条件。该区经历过大规模油气运移、聚集成藏和后期破坏过程,分析这一过程对川西海相油气勘探具有借鉴意义。预测龙门山逆冲推覆构造带和川西坳陷深处具有良好的海相油气勘探前景。

上扬子北缘下组合优质烃源岩分布及生烃潜力评价

米苍山-大巴山冲断构造带南缘海相下组合具有良好的油气勘探前景,但作为新领域、新地区其勘探程度很低。根据对城口、南江地区可能烃源岩层位的系统观测、采样和有机地球化学综合剖面研究指出,下寒武统筇竹寺组中下部、上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组底部各发育一套黑色页岩,厚度数十米至百余米,分布稳定,有机质丰度高(TOC普遍大于1%),有机质类型属藻腐泥型,生烃潜力高(其中五峰组-龙马溪组烃源岩S1+S2高达2.86-3.65 mg/g,S2为2.66-3.36 mg/g),均是优质烃源岩;下寒武统烃源岩在本区燕山中晚期褶皱隆升、剥蚀前最大埋藏时达到了过成熟早期生干气阶段,上奥陶统-下志留统烃源岩进入了生凝析油-湿气为主的高成熟阶段,处于生气高峰期,而因埋深增加和持续埋深等原因,处在推覆体之下或毗邻凹陷腹部的现今热演化程度也许会有所升高,成为以生干气为主的气源岩。认为该2套优质海相烃源岩的存在,可为川东地区尤其是南江、镇巴-万源地区下组合的油气生成、成藏提供雄厚的物质基础。

缺氧环境及地球化学判识标志的探讨——以鄂尔多斯盆地为例

在地质历史时期 ,古缺氧环境对沉积有机质的数量和质量都具有重要意义。对于优质烃源岩而言较高的有机质数量、较好的有机质质量无疑是主要条件。在综合国内外研究成果的基础上 ,结合鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩的微量元素和有机质丰度等的研究 ,着重讨论了微量元素、稳定同位素和有机质等判识缺氧环境的地球化学指标情况 ,并建立了缺氧环境基本特征及判识指标的综合体系。缺氧沉积中一般为V、Mo、Zn等金属和有机碳富集程度高 ,DOP >0 .4 0 ,V/(V +Ni) >0 .4 5 ,U/Th >0 .75 ,δCe >- 0 .1,Pr/Ph <1。研究表明 ,地球化学 -沉积学的综合指标能更有效地判识和反演古缺氧环境。

海相地层无机参数与烃源岩发育环境的相关研究——以鄂尔多斯盆地为例

运用无机与有机参数组合对鄂尔多斯盆地海相烃源岩发育环境的研究表明,有机碳含量大于0.2%层段其V/(V+N i)>0.5,Zr/Rb<2,Rb/K>30×104,古盐度大于122,Zn,Mo,Ba等富集,δ18O,δ13C碳酸盐正向偏移,指示低能、缺氧环境,具良好的有机质保存条件,有较高的生物生产力和有机质埋藏量,其δ13C有机质<-28‰,有机质类型好(Ⅰ-Ⅱ型),生烃潜力高,可视为潜在有效烃源岩;有机质碳含量大于等于0.2%层段的有机、无机地化特征均反映高能、氧化环境,有机质保存条件差,埋藏量低,δ13C有机质值为-28‰^-24‰,多属Ⅱ-Ⅲ型母质,生烃潜力差,属非有效烃源岩。微量元素及碳氧同位素对烃源岩发育的主控因素具良好的表征意义,可作为烃源岩发育环境的判识指标,结合必要的有机参数可以进一步识别有效烃源岩。

川东北地区上二叠统吴家坪组烃源岩评价

围绕川东北吴家坪组烃源岩的形成环境和资源潜力等问题,基于钻井和露头剖面资料及地球化学资料,重点探讨了川东北地区吴家坪组烃源岩的品质、规模及生烃潜力。研究表明,川东北地区吴家坪组烃源岩的发育显示出强烈的非均质性,表现为多元的有机质类型和不稳定的时空展布。在吴家坪期,川东北巴中—达州一带沉积了富含Ⅰ-Ⅱ型有机质的黑色页岩和泥灰岩等,发育了一套海相优质烃源岩,生烃潜力高,倾油型,是川东北地区内一个重要的生烃中心,可为川东北长兴组—飞仙关组的油气藏提供丰富的物质基础。

无机地球化学参数与有效烃源岩发育环境的相关研究

探索海相有效烃源岩判识指标仍是我国油气勘探中尚待解决的重要科研任务之一。古生产力及氧化还原条件是研究全球变化和海洋环境的重要内容,也是重塑有效烃源岩发育环境的主要参数。Si、Ba是古生产力的替代指标,Cd对古营养盐的反演具良好前景。过渡金属及其相关比值是缺氧环境的有效判识指标,可用其推断有机质保存条件。δ13Ccarb正偏移指示有机质埋藏量增加,是底部水体缺氧的响应。过渡金属同位素(δ65Cu、δ66Zn、δ97Mo)受生物活动及氧化还原条件的影响发生较大分馏,示踪环境变化具灵敏、高效性。将这些无机参数对古环境的示踪意义引入油气地质研究,从环境角度分析某一套地层能否发育有效烃源岩,进而探讨高演化海相有效烃源岩的判识,就更具特殊意义。

海相沉积有机质的碳同位素记录及其环境意义——以鄂尔多斯盆地为例

鄂尔多斯盆地桌子山剖面的奥陶系克里摩里组沉积有机质为腐泥型,其碳同位素(δ13Corg)值为-30.0‰^-28.1‰,自下向上呈偏轻趋势,归因于沉积时底部水体缺氧及细菌改造作用,加之浮游生物繁盛,有机碳含量较高(平均为0.31％),可视为潜在有效烃源岩;岐山剖面的奥陶系马家沟组的有机质为宿殖型,δ13 Corg值偏重(-25.7‰^-24.1‰),与底栖藻类的发育及氧化环境密切相关。岩石中δ13 Corg既蕴涵着有机质类型的信息,又记录了生态和沉积环境的性质及其演化,结合其它指标,可作为恢复沉积有机质古环境的有效依据,进而研究高演化海相烃源岩的时空分布。

黔南坳陷海相优质烃源岩的生烃潜力及时空分布

黔南坳陷典型古油气藏的精细解剖对南方海相油气勘探有借鉴意义。本文利用沉积、有机岩石学和地球化学等综合手段,建立了黔南坳陷麻江古油藏、凯里残余油气藏地区和雪峰隆起西缘的二叠系-震旦系地球化学综合剖面,重点探讨了该地区优质烃源岩的生烃潜力和时空分布。黔东南地区,纵向自震旦系至二叠系均有烃源岩发育,其中早寒武世初期和二叠纪发育有两套优质烃源岩,以下寒武统盆地相、斜坡相的黑色页岩发育最好,有机质丰度高(TOC普遍大于2%),类型好(偏腐殖型),厚度大,是气候变暖、海平面上升和生物大爆发等全球性重大地质事件的耦合作用下,由热液活动、上升洋流等共同引起的高古生产力和缺氧环境控制的产物,是本地区大中型油气田形成的主要物质基础。二叠纪盆地相和泻湖相中发育的优质烃源岩对黔中隆起及其周缘地区油气成藏也具有重要作用。

川东北地区海相深层多源生烃动态转化机制--以普光气田为例

海相碳酸盐岩层系深层-超深层油气形成机制是石油地质学研究的热点和难点。以川东北普光气田为例,通过烃源(岩)评价及其与原油、储层沥青和天然气之间的地球化学对比、油气藏形成演化与保存过程分析,结合不同类型天然气组分、流体包裹体以及多种烃源生烃模拟等实验数据,对油气来源和成烃成藏过程进行了系统分析。结果表明,在多期沉积构造活动背景下,海相深层烃源岩系和主力产层均经历过高温高压环境与高热演化,形成了不同类型的干酪根、以分散和富集状态赋存的可溶有机质,以及以有机酸盐形式存在的不溶有机质等多种形式烃源,并普遍存在不同类型烃源、不同成因油气的连续或叠置动态相态转化,及其对油气成藏贡献的接替过程,呈现出"来源的多样性、转化的接替性、过程的多期性和成因的复合性"之油气形成演化特点,提出"多源生烃动态转化"是深层油气形成演化的主要机制,将烃源生气过程延续到更高的演化阶段,有利于深层-超深层条件下油气藏的再充注和聚集保存。

相对海平面变化对烃源岩发育的影响——以鄂尔多斯盆地为例

以鄂尔多斯盆地西南缘奥陶系马家沟组为例,应用碳酸盐岩碳氧同位素、有机碳含量及其同位素组成,结合地层、古生物特征,探讨相对海平面变化对海相碳酸盐岩有机质富集及烃源岩发育的影响。研究表明,桌子山地区受贺兰裂谷的强烈沉降,克里摩里期相对海平面上升幅度较大,引起一系列利于有机质富集和烃源岩发育的结果:①静水、缺氧环境;②有机质埋藏量增加和质量优化;③碳酸盐碳、氧同位素值偏重,而有机碳同位素值偏轻。在岐山地区,相对海平面波动较小,为浅水、氧化环境,不利于有机质保存。对一个地区或盆地而言,相对海平面变化是全球性海平面升降和区域性构造活动的综合效应,它通过改变古环境控制了有机质富集及烃源岩发育。因此,相对海平面变化的研究对海相烃源岩的发育程度及其分布预测具有重要意义。

中国烃源岩研究进展、挑战与展望

新中国油气工业发展60年历经两次大飞跃:第一次是在20世纪50年代初至80年代初,实现了陆相油气勘探重大发现并建立了陆相石油地质理论;第二次是在上世纪80年代初至今,实现了海相碳酸盐岩层油气勘探的重大突破并形成了中国特色海相石油地质理论。这些成果基于从中元古界到新近系均有发育的丰厚烃源岩基础,其中新生界陆相烃源岩和下古生界海相烃源岩生成了主要的石油储量,发现了大庆油田、渤海湾富油区和塔河等大油田;石炭—二叠系和侏罗系烃源岩构成了天然气储量主体,探明了苏里格、克拉2和普光等大气田。进入21世纪以来,中国油气勘探更呈现出"三海一陆"并进、石油稳定发展、天然气快速发展的良好态势,继上世纪60年代大庆和渤海湾油气大发现以后,全国年均新增探明石油地质储量再次突破10×108t大关,新增探明天然气储量也以年均5000×108m3的速度增长。该成果的取得与优质烃源岩、多元生烃的认识及陆相岩性地层油气藏、海相碳酸盐岩油气藏理论的提出等理论认识的重大突破,以及不断进步的钻探、物探和有机地球化学等勘探技术密不可分。目前,我国烃源岩研究仍面临着找到了大油气田主力烃源岩尚未明确、深层油气生成及其保存机制尚不清楚和资源潜力预测仍存在不确定性等亟待解决的众多挑战,其未来发展必须借助于油气勘探稳定发展的良好时机,把握生烃成藏的核心问题和勘探开发实际需求,切实将成烃与成盆、成藏作为一个含油气系统来动态研究烃源岩问题。

隐马尔可夫模型研究进展及其管理领域应用

首先剖析了隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model,HMM)的基本原理与结构,并对马尔科夫模型与HMM的结构和原理进行了比较,梳理了近年来HMM的理论研究进展,重点探讨了HMM在管理领域中一些实证研究成果及其应用特色。最后,对HMM今后进一步的研究方向进行展望。

鄂尔多斯盆地奥陶系海相沉积有效烃源岩的判识

利用无机参数 ,结合必要的有机参数 ,从沉积环境角度分析了鄂尔多斯盆地西、南缘奥陶系能否发育有效烃源岩 .研究区TOC >0 .2 %层段中 ,V/ (V +Ni) >0 .5 ,Zr/Rb <2 ,Rb/K (× 10 4 ) >30 ,盐度Z >12 2 ,Zn及Mo等富集 ,δ18O及δ13Ccarb正向偏移 ,反映出水动力弱、盐度较高的缺氧环境 ,其δ13Corg<- 2 8‰ ,生烃潜力高 ,可视为潜在有效烃源岩 .TOC≤ 0 .2 %层段的有机、无机地化特征均反映出浅水、动荡的氧化环境 ,δ13Corg值介于 - 2 4‰～ - 2 8‰ ,生烃潜力差 ,属非有效烃源岩 .微量元素及碳氧同位素对烃源岩发育的主控因素具良好的表征意义 ,可作为高演化海相有效烃源岩的判识指标 .

黔东南地区震旦系—二叠系海相优质烃源层的时空分布

黔东南典型古油气藏的精细解剖对黔中隆起周缘乃至南方海相油气勘探研究具有重要意义。研究表明,在早寒武世初期、晚泥盆世早期和二叠纪,本地区均发育优质烃源岩,其中以下寒武统盆地相、斜坡相的黑色页岩发育最好,有机质丰度高(TOC普遍大于2%),类型好(偏腐殖型),厚度大,是麻江古油藏及凯里残余油气藏的主力烃源岩;早二叠世盆地相和澙湖相中发育的优质烃源岩与本层位中的沥青具亲缘关系,显示自生自储的特点。二叠纪烃源岩对黔中隆起及其周缘地区油气成藏具有重要作用。本地区缺乏扬子地区广泛发育的上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组底部那套优质烃源岩。

高演化海相碳酸盐岩烃源岩的多元统计分析

我国海相油气勘探中,碳酸盐岩烃源岩评价方法的研究仍是当前亟待解决的关键问题之一。为此,通过对鄂尔多斯盆地下古生界多项无机与有机参数的多元统计分析,得出了TOC、Cu、Zn、Mo、P、Ba及V/(V+Ni)、Th/U、Zr/Rb、Rb/K、δ13Corg、δ13C等指标对高演化海相碳酸盐岩烃源岩发育主控因素的示踪具适用性、代表性的认识;利用其组合对研究区下古生界古环境的恢复表明,区内存在两种利于有机质富集和烃源岩发育环境,即低能、缺氧的半封闭性斜坡环境和局限盆地、潟湖环境。西缘克里摩里组形成于前一类环境,可视为潜在有效烃源岩。针对我国海相碳酸盐岩烃源岩的特殊性,更需加强多元、动态、综合分析研究,通过对可能烃源岩层位的现今地质特征的综合研究,能够反演烃源岩发育环境,进而开展现今与历史相结合的多元、动态评价研究。

基于GMDH组合的中国GDP预测模型研究

文章对中国季度GDP分别建立了ARIMA和ARCH模型,并利用GMDH自组织建模方法提出了新的组合预测模型。模型预测结果及对比表明,基于GMDH组合的GDP预测模型的拟合和预测效果,在经济正常增长或出现较大波动时都具有较高的可靠性与准确性。文章还使用Bon-ferroni-Dunn检验方法进一步验证了组合模型的拟合能力要优于单一模型。

中国海相烃源岩研究进展及面临的挑战

中国海相烃源岩研究成果丰富,在形成环境、生排烃机制、评价技术和勘探指导等方面都取得了显著进展,上述成果不仅发展了中国海相油气勘探理论和技术方法,也提出了更多的挑战。为利于今后深入研究和有效评价海相烃源岩,从中国海相烃源岩的形成环境、生排烃机制、综合识别和动态评价技术、勘探理论等方面着重讨论了近10 a来的主要研究进展,包括多元生烃和分散可溶有机质等相关概念的提出、地球化学综合判识和地球生物学评价体系等新方法及其地质应用、海相有机质富集的动力学模式和不同类型烃源的多元生烃动态演化模式的建立等,并探讨了传统生烃理论面临的挑战、叠合盆地油气勘探对成烃成藏理论的更高要求及能够解决相关问题的基本思路或技术方法。

中国南方不同埋藏条件下海相页岩气差异保存机理

保存条件是制约复杂构造区海相页岩气勘探突破的关键因素,其在不同埋藏条件下存在差异,相关机理尚不清楚。本文基于志留系页岩埋藏—生烃—抬升动态演化格架及其温压场、页岩气赋存形式的定量恢复研究,结合关键地质参数与含气量的实验大数据统计分析,将南方海相页岩气埋藏类型分为埋藏—生烃、抬升—改造2个阶段的最大埋藏期、深层和中浅层的超压与常压六种情形,分别进行了保存条件研究,指出各自的保存机理及差异,并建立了页岩气保存条件的综合定量评价指标体系。结果表明:(1)埋藏—生烃阶段,处于页岩气生成和积聚阶段,以高温热裂解气为主,至最大埋藏处(期)形成的页岩气主要以超临界态、游离态原地聚集与保存,呈超压富气,这归因于受顶底板封堵性和烃类吸附作用控制的低排烃效率和高滞留烃量。而开启性断层、不整合面和紧邻高孔渗地层等先天性条件下易产生高排烃效率,页岩气原始资源潜力不足。(2)抬升—改造阶段的深层页岩气,在良好的顶底板致密性和边部分隔性的条件下,页岩气仍保持了最大埋藏期的超压富气特征,即使发生一定量的页岩气散失,主要是在浓度差驱动下沿层理缝侧向扩散;目标层被开启性断层切割则页岩气逸散严重并形成异常低压。(3)抬升—改造阶段的中浅层页岩气,在超压状态下,以游离气为主,吸附气次之,仍呈超压富气,此类保存主要受构造变形强度控制,其中岩石力学行为是关键,页岩气散失属于浓度差驱动下沿层理缝向断层、露头区侧向分子扩散;在常压状态下,构造改造强烈,以吸附气为主,含气量变化大,自封闭和水动力是此类埋藏条件下页岩气保存的主控因素,其中纳米限域空间内吸附和毛管压力封闭机制是关键,页岩气散失处于浓度差下沿微裂缝系统分子扩散或(和)压差和水动力下沿开启性断层、露头区渗流逸散。