四川盆地东部下寒武统有效烃源岩与有利油气聚集区预测

为了评价四川盆地东部震旦系—下寒武统天然气勘探前景,在区域沉积--构造背景分析基础上,利用实测烃源岩总有机碳含量(TOC)、测井和二维地震数据,预测了下寒武统有效烃源岩;综合分析中三叠世末震旦系顶面古构造和下寒武统生烃中心分布,预测了有利油气聚集区。研究结果表明:晚震旦世至早寒武世强烈的沉积--构造分异导致在中上扬子地区形成台内断陷/裂陷槽、台内凹陷和台内凸起;四川盆地东部主要位于台内凸起,有效烃源岩厚度为50~150 m;习水—南川—石柱一带厚度小于30 m,有效烃源岩发育较差;平面上围绕四川盆地东部发育4个由裂陷槽和台内凹陷控制的烃源岩厚度中心及其对应的生烃中心,能够为震旦系—下寒武统提供充足的油气;四川盆地东部天然气勘探前景较好,川中古隆起及其围斜区是有利油气聚集区。

柴达木盆地北缘侏罗系有效烃源岩特征及油气聚集规律

柴达木盆地北缘地区具有典型的前陆盆地特征,已发现的油气田多集中在冷湖—南八仙构造带。为了拓展勘探局面,对该盆地北缘地区有效烃源岩特征以及油气运聚规律进行了研究。通过分析野外露头及钻井取心样品的地球化学特征,明确了侏罗系烃源岩的有利分布区;在对冷湖—伊北、德令哈两大主力生烃凹陷烃源岩生烃潜力分析的基础上,预测该区侏罗系天然气的资源量为4 903.4×108 m3。对油气运聚规律的研究结果表明:①该区自下而上发育有基岩古潜山、侏罗系、古近系、新近系等4套储盖组合,有自生自储、下生上储、下生侧上储、源外等4种源储组合;②在经历晚燕山期和喜马拉雅期的多次构造运动后,形成了以中下侏罗统为烃源岩,以基岩、侏罗系、古近—新近系为储集层的下生上储、自生自储和源外成藏等多种模式的油气藏;③断层、渗透性砂体及不整合面是该区油气运移的重要通道,而断裂活动、岩石破裂以及构造运动是油气运聚的主要动力。

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组规模性有效烃源岩的发现及其地质意义

尽管对于鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组天然气的来源问题一直都存在着不同的认识,但所有观点均不认为马家沟组自身发育TOC〉0.5%的规模性烃源岩。通过分析该盆地中东部奥陶系近年来大量新钻井的岩心和岩屑样品,揭示了马家沟组不同岩石类型烃源岩的有机质丰度特征,首次发现并证实马家沟组存在有机质丰度高的规模性有效烃源岩。研究结果表明：①马家沟组有效烃源岩的岩性主要为暗色薄层—厚层状含云泥岩、云质泥岩和泥云岩,其富集分布明显受沉积相的控制,马家沟组沉积期间海退期较海侵期更有利于规模性有效烃源岩的发育,层位上主要集中分布在马五上段,其次为马五中—下段、马三段和马一段;②平面上有效烃源岩围绕米脂盐洼呈双环带状分布,次级洼陷有效烃源岩呈中厚—厚层状,累计厚度大、有机质丰度高;③有效烃源岩在米脂凹陷中心和次级隆起则呈薄层状,累计厚度小、有机质丰度低;④有效烃源岩的有机碳含量变化范围为0.30%~8.45%,其生烃母质为浮游藻类和疑源类,有机质类型为腐泥型或偏腐泥混合型。结论认为：该盆地奥陶系有效烃源岩普遍处于过成熟阶段,以产干气为主,生气量大,是马家沟组天然气的主要贡献者。

门限控烃作用及其在有效烃源岩判别研究中的应用

油气在生排运聚成藏过程中需经历生烃门限、排烃门限、成藏门限和资源门限 .某一确定的油气运聚成藏系统进入任一门限都将损耗一部分烃量 ,实际地质条件下源岩生成的烃量只有超过进入各个门限时损耗烃量之和后才能大规模聚集成藏 ,构成油气勘探的远景区 ;只有提供的油气满足成藏过程中各种油气损耗形成工业油气聚集的源岩才称为有效烃源岩 .阐明了各门限的地质含义、判别标准和控油气作用机理 ,并将门限控烃作用在塔里木盆地台盆区古生界碳酸盐岩源岩评价中进行了应用 .研究表明 ,不存在一个放之四海而皆准的最小有机质丰度下限 ,最小有机质丰度下限受源岩自身条件及成藏地质条件的共同影响 .

济阳坳陷沙河街组有效烃源岩特征与评价

有效烃源岩的概念和应用需要实践的验证。济阳坳陷油气勘探已有 40年历史 ,积累了研究有效烃源岩的大量地质地球化学资料。综合利用前人的研究成果 ,根据大量样品分析和地质研究 ,认为沙四段上部盐湖—咸水湖相、沙三段下部咸水—半咸水环境沉积的油页岩、灰质 (含灰质 )泥页岩是济阳坳陷主要油田的原油提供者 ,它们是湖盆因盐度不同而形成分层水体并造成缺氧环境中沉积的 ,有机碳含量多大于 2 % ,有机质性质良好 ,但是由于断陷活动差异性、浊流沉积的事件性和气候多变性 ,缺氧环境不时被打破 ,存在很强的非均质性和分布的区域性。为了真实反映这种有效烃源岩的时空分布 ,提出了以体系域为单元的、按有机碳含量划分 5级烃源岩的评价方法 ,并且讨论了有效烃源岩对油气成藏的控制作用。图 2参

松辽盆地北部青山口组一段有效烃源岩评价图版的建立及意义

有效烃源岩是指已经生烃且排烃的沉积岩,排烃的临界值是指烃源岩的生烃量刚好达到烃源岩的最大残留烃量。根据质量守恒原理建立了松辽盆地北部青山口组一段(简称青一段)有效烃源岩的识别图版,有效烃源岩识别图版综合考虑了烃源岩有机质丰度、类型和成熟度的影响,从而避免了传统烃源岩评价中将上述3种参数分别评价的不足,可以快速直观地评价烃源岩的有效性及排烃潜力。高有机碳含量的烃源岩易于排烃,且所需的热演化程度相对较低,而当有机碳含量低于0.4%时,烃源岩不能排烃,为烃源岩的有机碳含量下限。利用该图版对松辽盆地中央坳陷区不同凹陷的青一段烃源岩进行的评价结果表明,齐家—古龙凹陷、长垣南、三肇凹陷、王府凹陷源岩均可大量排烃,而黑鱼泡凹陷烃源岩位于排烃临界线之下或附近,排烃潜力有限。这与目前勘探结果相吻合,表明该图版的有效性,可用于优选勘探区带,降低勘探风险。

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。

鄂尔多斯盆地南部延长组有效烃源岩地球化学特征及其识别标志

在烃源岩和原油生物标志物特征精细剖析、类型划分与对比的基础上,确定鄂尔多斯盆地南部地区延长组有效烃源岩主要为长7油页岩和长7暗色泥岩,结合烃源岩的生烃潜力和测井响应特征,建立有效烃源岩的生物标志物参数、常规地球化学评价参数、测井电性参数三级识别标志,即8β(H)-升补身烷/8β(H)-补身烷<2,w(TOC)>1.6%,S1+S2>4 mg/g,IH>170 mg/g,GR>120 API,Δt>260μs/m,RT>15Ω.m,CNL>25%,并根据地化参数与电性参数之间的相关性,采用多元回归的方法建立w(TOC)及IH的测井计算公式,从而实现从有限岩心的地球化学信息到全区全井段测井信息的衔接。

渤海湾盆地东营凹陷有效烃源岩矿物组成特征及其意义

渤海湾盆地东营凹陷有效烃源岩X射线衍射分析结果表明,沙三下和沙四上亚段有效烃源岩主要由石英、长石、粘土(伊利石和伊/蒙混层)和碳酸盐(方解石和白云石)组成,并含少量黄铁矿、膏盐、石盐以及钙芒硝,表明这2套烃源岩沉积于半深湖及深湖相咸化、碱性、强还原水体;伊/蒙混层矿物的混层比可以较真实地反映烃源岩成熟度特征。2套有效烃源岩矿物组成特征与高产页岩气的页岩矿物组成特征相似,富含脆性矿物而低含粘土矿物,有利于产生裂缝,易于被压裂,也有利于页岩气的开采。东营凹陷利津洼陷和民丰洼陷的主洼区,应是页岩气勘探与开发的有利地区。

确定有效烃源岩有机质丰度下限的一种新方法——以鄂尔多斯盆地陇东地区上三叠统延长组湖相泥质烃源岩为例

以鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系上三叠统延长组长4+5、长6、长7和长9段暗色泥岩为例,利用有机碳与氯仿沥青"A"转化率、热解有机质相对生烃量(IHC=S1/w(TOC),%)的关系,建立了适合研究区的湖相有效泥质烃源岩的有机质丰度下限值.热解S1和氯仿沥青"A"含量代表烃源岩中的已生烃量,在不排烃情况下,随有机碳含量增加而增大,当其减小时则表明有烃类的排出.代表有机质相对生烃量的热解参数IHC和沥青转化率(w(A)/w(TOC),%)随有机碳含量增加而开始降低的转折部位对应的有机碳含量即为有效烃源岩的下限值,研究区的有机碳质量分数为1.1%,相应的热解S1+S2下限值为2.2 mg/g,氯仿沥青"A"质量分数下限值为0.03%,总烃质量分数下限值为150×10-6.该下限值主要适合于研究区湖相有效烃源岩的识别,不同含油气盆地不同层段的有效烃源岩有机质丰度下限值应根据相应的分析数据加以确定.

东营凹陷有效烃源岩成熟度评价

东营凹陷沙三段下亚段-沙四段上亚段有效烃源岩的镜质体反射率存在明显的抑制作用．利用2套有效烃源岩的FAMM分析成果，对其成熟度进行了重新评价．结果表明：烃源岩的有机质类型越好，镜质体反射率抑制程度越强；沙三段下亚段有效烃源岩的真实成熟度一般应在0．56％～1．01％，沙四段上亚段有效烃源岩的真实成熟度一般应在0．58％～1．30％．

松辽盆地北部深层有效烃源岩分布预测

采用单井标定地震相反演的方法,研究了松辽盆地北部深层烃源岩的展布特征。根据过井地震反射特征,并结合单井有效烃源岩厚度比值,将松辽盆地深层地震相分为4种类型:Ⅰ类地震相为火山岩反射特征;Ⅱ类地震相为煤的典型反射特征;Ⅲ类地震相为泥岩反射特征;Ⅳ类地震相为湖相碎屑岩反射特征。根据地震相分析结果,预测了深层烃源岩的展布特征,指出有效烃源岩分布主要受控于深层断陷发育规模,不同结构的断陷中烃源岩发育存在明显差异,其中沙河子组烃源岩是深层最主要的烃源岩,在各深层断陷中广泛分布,有效烃源岩厚度大;登娄库组二段烃源岩主要发育于西部断陷区,营城组烃源岩在东部断陷较发育,火石岭组烃源岩主要发育在徐家围子、双城断陷。

有效烃源岩的识别与应用——以塔里木盆地为例

长期以来有效烃源岩的定义为已经生成和排出烃类,且所排出的烃类足以形成商业性油气藏的岩石。在勘探程度不高的塔里木盆地,为便于有效指导勘探,在潜在烃源岩(具有生烃能力的暗色泥岩、灰岩、泥灰岩和煤系地层)的基础上定义和识别有效烃源岩。侏罗系和石炭系的有效烃源岩为潜在烃源岩中Ro>0.5%、有机碳>0.5%的岩石。寒武系和奥陶系具有一次生烃可能或二次生烃潜力的潜在烃源岩视为有效烃源岩。有效烃源岩的识别往往依据井点的地化参数,如有机碳含量等。对于井位多的地区,依据井点的有机地化指标可准确圈定有效烃源岩的范围。而塔里木盆地勘探程度不高,仅凭井点的地化指标,是不能准确圈定有效烃源岩分布的。由于烃源岩的发育与沉积环境密切相关,因而可通过沉积相带的展布在平面上圈定有效烃源岩的分布范围,同时考虑烃源岩的埋藏史,最终确定有效烃源岩的范围。

有效烃源岩下限指标初探

有效烃源岩下限标准是大家长期争论的问题,各界学者在评价有效源岩时采用的有机碳下限标准各异。本文从有效烃源岩的概念、限制条件着手,从国内外油气勘探的发现入手,以大量国内外已发现油气田(藏)已知的有效烃源岩统计数据为依据,结合源岩成熟度参数,提出有效烃源岩评价标准是:灰岩有机碳含量≥0.3%;泥灰岩有机碳含量≥0.5%;泥岩有机碳含量≥1.0%;油源岩成熟度上限指标Ro≤1.5%;气源岩成熟度上限指标Ro≤4.0%。

低丰度碳酸盐岩有效烃源岩存在的证据及其TOC下限

中国碳酸盐岩分布面积广、热演化程度高、有机质丰度普遍较低,研究低丰度碳酸盐岩能否成为有效烃源岩对评价碳酸盐岩油气潜力和勘探前景具有重要意义。多方面研究表明,随着深度增大或热演化程度的提高,碳酸盐岩烃源岩TOC降低、生烃潜力和残留烃量均表现出先增大后减小的趋势,生烃热模拟实验结果等都表明低丰度碳酸盐岩烃源岩可以发生生排烃作用,国外勘探实践亦发现低丰度碳酸盐岩作为烃源岩的油气田,这都表明低丰度碳酸盐岩可以成为有效烃源岩。确定碳酸盐岩烃源岩TOC下限需要考虑多个因素,研究认为碳酸盐岩烃源岩的TOC下限应该比泥页岩的0.5%低一些。根据排烃门限,利用生烃潜力法和物质平衡数值模拟计算法确定了不同成熟阶段有效烃源岩TOC下限,结合前人研究成果和勘探实践,综合确定低成熟阶段、成熟阶段和高过成熟阶段碳酸盐岩有效烃源岩的TOC下限分别为TOC≥1.4%、TOC=0.1%～1.4%和TOC<0.1%。

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组非主力有效烃源岩发育特征

通过油源对比确定了鄂尔多斯盆地陇东地区延长组长4+5、长6、长9暗色泥岩和长7油页岩与暗色泥岩的有效性,进一步采用热解烃指数(HCI)、可溶有机质与有机碳含量关系确定了有效烃源岩的有机碳含量下限为1.1%。以此下限值作为标准,与单井测井资料预测的有机碳含量值结合,确定了单井不同层段有效烃源岩的厚度。通过大量钻井有效烃源岩的厚度统计,确定了不同层段有效烃源岩的厚度分布特征。长4+5有效烃源岩主要分布在研究区中部,最大厚度超过60m。长6有效烃源岩的分布中心集中在庆城—马岭一带,最大厚度超过70m,沉积中心的厚度在20～70m,分布范围与长7油页岩的分布较为一致。长9有效烃源岩在东北部的志丹地区,主体厚度在30～60m。

低程度勘探区有效烃源岩的识别与平面成图——以塔里木盆地孔雀河地区为例

塔里木盆地孔雀河低勘探区有效烃源岩的识别是在潜在烃源岩的基础上进行的。孔雀河地区的潜在烃源岩包括古生界的暗色泥岩、灰岩、泥灰岩和中生界的暗色泥岩和煤层,当潜在烃源岩满足w(TOC)>0.5%,0.5%<RO<4.0%时为有效烃源岩。井点上依地化参数可准确识别出有效烃源岩,并确定有效烃源岩形成的沉积环境,建立有效烃源岩-沉积环境模式。将这种模式应用于井间区域,确定井间有效烃源岩的分布和厚度,实现有效烃源岩的平面成图。同时,通过古地温的恢复,剔除未成熟和过成熟的不具有生烃能力的烃源岩,进一步确定有效烃源岩的分布。采用此方法编制了孔雀河地区有效烃源岩平面图,预测结果得到新钻井的验证。

有效烃源岩的识别方法

有效烃源岩的识别和评价是含油气系统和油气成藏研究的基础。以往常用有机碳含量下限 (0 .5 % )作为烃源岩是否有效的判识标志。东营凹陷沙河街组厚达 10 0 0～ 15 0 0m的暗色泥岩的有机碳含量大于 0 .5 % ,因此长期以来人们把其作为有效烃源岩。对东营凹陷进行精细的油源对比发现 ,其有效烃源岩绝未达到 10 0 0m之厚 ,对油气藏真正有贡献的主要为沙四上和沙三下亚段有机碳含量在 1.5 %以上的烃源岩 ,它们控制了东营凹陷各亿吨级大油田的形成。因此 ,有效烃源岩下限标准的确立 ,应以研究区的实际情况而定 ,可首先通过油源对比确立有效烃源岩层段 ,然后运用测井方法删除非烃源岩夹层 ,并获取烃源岩的各项评价参数 ,从而完成有效烃源岩的识别和评价工作。

查干凹陷下白垩统有效烃源岩识别及其控藏作用

有效烃源岩识别是沉积盆地油气成藏研究的基础,其分布对油气成藏具有重要的控制作用。结合烃源岩生排烃特征,分析烃源岩中可溶有机质氯仿沥青"A"和热解参数S1与TOC含量的关系,认为对查干凹陷下白垩统油气藏的形成具有重大贡献的烃源岩,其TOC质量分数均在1.0%以上。利用测井Δlog R法预测单井TOC含量,并以TOC含量下限值作为评价标准进一步确定不同探井有效烃源岩的厚度及其平面展布特征。结果表明,查干凹陷有效烃源岩主要发育于缓坡带,深洼陷有效烃源岩厚度较小甚至不发育,油气藏也主要位于缓坡带附近或其上倾方向。通过源藏叠合、油源对比和生烃期与成藏期匹配等分析,认为缓坡带有效烃源岩所生成烃类在原地或经砂体和断层等输导体系近距离运移至圈闭并聚集成藏,缓坡带有效烃源岩的分布对研究区油气成藏具有重要的控制作用。

酒泉盆地营尔凹陷有效烃源岩的确认及其展布特征

基于烃源岩生排烃基本原理,利用TOC含量与热解S1,氯仿沥青"A"含量的关系确定了营尔凹陷下白垩统主要层段有效烃源岩的有机碳含量下限值,其中下沟组有效烃源岩的TOC含量下限值为0.8%,赤金堡组为0.6%。与单井的测井TOC含量预测成果相结合,识别并统计了单井有效烃源岩厚度,最终综合层序地层学和沉积相研究成果确定了主要层段有效烃源岩的展布特征。各层段的有效烃源岩均比较发育,其中以赤金堡组厚度最大,其次为下沟组上段。下沟组下段厚度总体偏低,但北部次凹有效源岩厚度最大亦可达250 m,南部次凹最大为200 m。