惠民凹陷上古生界煤系烃源岩生烃潜力

针对渤海湾盆地东部惠民凹陷上古生界石炭—二叠系的煤系烃源岩的生烃潜力评价问题,为了从多方面综合研究以揭示区内发现具有工业价值的煤成气藏并显示出良好的煤成气勘探潜力的原因,通过对煤系烃源岩有机地球化学特征的研究,结合黄金管封闭体系高温高压生烃热模拟及烃源岩热演化史数值模拟,对区内煤系烃源岩生烃潜力及生烃过程进行了分析。结果表明:研究区内上古生界煤系烃源岩层系中不同岩性的有机质丰度差异较大,其中煤岩显示出中等-较好的烃源岩等级;有机质类型以高等植物来源为主的Ⅱ_(2)-Ⅲ型有机质类型为主;有机质热演化程度受控于区域内构造特征的变化,从低熟-过熟阶段均有分布。此外,封闭体系生烃动力学特征表明,区内煤系烃源岩烃类产率较高,单位总有机碳(total organic carbon,TOC)中的最大液态烃产率和气态烃产率分别超过90 mg/g和180 mL/g。结合烃源岩热演化史模拟结果得出,研究区内煤系烃源岩晚期二次生烃潜力较大,二次生烃产率约占总生烃产率的40%~50%,显示出良好的晚期二次生烃潜力。

塔里木盆地天然气成因类型与分布规律

塔里木盆地发育寒武—奥陶系腐泥型和三叠—侏罗系腐殖型两套烃源岩,由此决定了塔里木盆地存在来自腐殖型母质的煤型气和来自腐泥型母质的油型气。通过对塔里木盆地天然气组分和碳同位素组成分析,发现塔里木盆地不同类型的天然气分布受寒武系—奥陶系的腐泥型和三叠系—侏罗系腐殖型烃源岩分布范围和热演化程度的影响。煤型气主要分布在塔里木盆地的四周,主要包括库车坳陷、塔西南坳陷和塔东南坳陷,而油型气主要分布在塔北隆起、北部坳陷、中央隆起和塔西南坳陷的北部。塔里木盆地油型气又可分为干酪根裂解气和原油裂解气两种。在满东地区、和田河地区和塔中地区,原油可以达到二次油气裂解程度,向塔北隆起的轮南方向原油裂解程度呈减弱趋势。

中国陆相致密油成藏模式及地质特征

近年来的勘探实践证实,致密油在中国陆相沉积盆地广泛分布,已在鄂尔多斯、准噶尔、松辽等盆地获得一些重要发现,但目前对中国致密油的认识程度还比较低。根据陆相敞流湖盆湖平面上升—下降旋回碎屑岩沉积体系的展布特征以及封闭、咸化湖盆沉积特征,烃源岩与储集层的发育程度和配置关系,致密储集层岩性等因素,将中国致密油划分为4种成藏模式,3种源储配置关系和砂岩、碳酸盐岩两大类储集层类型,并对不同模式下形成的致密储集层规模和物性等地质特征进行分析,探讨其油气勘探意义,以期为中国陆相致密油勘探提供借鉴。

塔里木盆地轮南低凸起天然气分布规律与成藏期次

系统分析了塔里木盆地轮南低凸起天然气地球化学特征和有机包裹体均一化温度等资料,对天然气成因、分布规律和成藏期次进行了研究。结果表明:该区烃类气体主要为海相高成熟—过成熟腐泥型干气,可分为原油裂解气、干酪根裂解气和混合气3种成因类型;轮古东斜坡带产出特征明显的原油裂解气,轮古西斜坡带和中部斜坡带主体为干酪根裂解气,其他地区为混合气;烃类气体碳同位素序列倒转是由不同成熟度天然气混合与扩散分馏机制双重作用所致;氮气主要来源于高成熟-过成熟海相烃源岩热解,CO2有壳源无机成因和有机成因两种来源;稀有气体同位素特征表明,轮南断垒带有少量幔源气混入,其他地区为典型的壳源气。奥陶系油气存在3期充注,分别为加里东晚期—海西早期、海西晚期和喜马拉雅中晚期,石炭系油气主要在喜马拉雅中晚期富集成藏。

甲烷、二氧化碳和氮气在油相中溶解度的预测模型

以甲烷、二氧化碳、氮气在原油中的溶解度实验为基础,观察3种气体在原油中的溶解特征和规律,并从理论上探讨了气体在原油中的溶解机理,提出以下观点:1)原油中的烃类物质在气体溶解过程中起主要作用,而胶质、沥青质等大分子对气体溶解度的贡献很小;2)气体分子可与烃类物质分子形成加合物分子,这个过程可看成是一个表观化学反应,其反应程度可以用一个平衡常数K来描述;3)先期形成的气体-烃加合物分子对后续的气体还具有一定的溶解能力,这种再溶解能力可以用一个二次作用系数α来描述;4)原油的性质用地面原油的密度、原油中烃的质量分数和烃的平均分子量来表征。在此基础上,综合考虑影响气体溶解的其他因素,推导出气体在原油中的摩尔溶解度理论方程和气油比的理论方程。经与实验数据对比,理论计算值与实验结果有很好的一致性。

川东北元坝与河坝地区陆相储层天然气成因

在川东北地区石油地质背景特征的基础上,探讨了元坝与河坝地区陆相储层天然气的成因。元坝地区侏罗系储层天然气重烃气体含量较高;多数样品甲烷δ^(13)C和δD值分别在-42.2‰^-34.4‰和-208‰^-168‰,乙烷δ^(13)C值在-31.4‰^-21.4‰,甲烷δ^(13)C和δD值之间相关性好;天然气主要来源于侏罗系自流井组或千佛崖组陆相烃源岩。元坝地区须家河组储层天然气重烃气体含量低;甲烷δ^(13)C和δD值分别为-31.7‰^-29.2‰和-170‰^-148‰,乙烷δ^(13)C值在-27.7‰^-26.5‰;天然气主要来源于元坝地区上三叠统须家河组高-过成熟的腐殖型烃源岩。元坝地区陆相储层天然气成因的主控因素是陆相烃源岩发育及其成熟度。河坝地区陆相储层天然气重烃气体含量变化大;甲烷δ^(13)C值大多重于-32‰,甲烷δD值分布范围较大,在-1δ6‰^-122‰,乙烷δ^(13)C值在-33.2‰^-29 6‰;甲烷δD与δ^(13)C值之间相关性很差,部分样品甲烷与乙烷的δ^(13)C值倒转,表明河坝地区陆相储层天然气成因复杂,有来源于陆相须家河组的天然气,也有来源于海相烃源岩的天然气,以及海相与陆相来源天然气的混合气。河坝地区陆相储层天然气成因的主控因素是海相与陆相多套烃源岩与不同级别断裂。陆相储层天然气中CO_2的δ^(13)C值多轻于-12‰,属于有机质热分解成因。稀有气体~3He/~4He比值在0.003 3R_a^0.018 1R_a,分布于地壳来源或放射性成因的范围内,表明天然气中没有幔源稀有气体的贡献。

川西坳陷上三叠统成藏年代学特征

川西坳陷上三叠统可划分为两套生储盖组合:下部组合的生排烃高峰期为晚三叠世中晚期;上部组合的生排烃高峰期为晚侏罗世。导致须家河组储层致密化的原因:一是机械压实;二是自生矿物充填。须家河组储层致密化时期为中侏罗世上沙溪庙期末至晚白垩世。流体包裹体指示须家河组二段气藏的主要充注时期为须家河期须四时末至中侏罗世末。多期次的构造运动在川西坳陷形成了多期次的圈闭,以燕山期形成的大型古隆起与油气运聚匹配最好。综合源岩生排烃期、储层致密化期、流体充注储层时期、圈闭形成期。

天然气藏中硫化氢成因研究进展

目前普遍认为天然气藏中硫化氢主要为生物硫酸盐还原(BSR)、硫酸盐热化学还原(TSR)和含硫化合物热裂解等成因。一般认为,天然气中高含硫化氢是硫酸盐热化学还原作用的结果。从气藏的地质和地球化学等方面,可以找到气藏发生硫酸盐热化学还原作用后的许多证据,根据这些证据,可以很好地判断气藏是否发生过硫酸盐热化学还原作用。尽管对天然气藏中硫化氢研究已取得一定的成果,但仍存在许多亟待认识的问题,如硫化氢的成因机理、分布规律、地质-地球化学特征,硫化氢与油气的关系,以及硫化氢形成的主控因素等。总结了国内外关于硫化氢天然气成因研究进展及其存在的问题,以期引起人们对硫化氢天然气的关注。

塔里木盆地和准噶尔盆地烷烃气碳同位素类型及其意义

将烷烃气碳同位素划分为正碳同位素系列(是有机成因烷烃气的表征)、负碳同位素系列(是无机成因烷烃气的表征)和烷烃气碳同位素倒转(是次生改造气的特征)等3种类型。塔里木盆地和准噶尔盆地发育着大量正碳同位素系列的原生型煤成气和油型气,也有大量碳同位素倒转的次生型的有机成因烷烃气,但无原生型负碳同位素系列无机成因烷烃气,仅有个别次生改造型负碳同位素系列,它们是由有机成因烷烃气改造来的。认为烷烃气碳同位素倒转的成因有4种:①同源不同期气或同型不同源气的混合;②煤成气和油型气的混合;③烷烃气中某一或某些组分被细菌氧化;④有机烷烃气和无机烷烃气的混合。

中国东北地区幔源-岩浆CO_2赋存的地质记录

在松辽盆地南部及海拉尔盆地CO2气藏和片钠铝石研究的基础上,根据中国东北地区CO2气藏中CO2的碳同位素、氦同位素,各盆地片钠铝石的碳、氧同位素的数据,以及CO2气藏(苗)与断裂和火山岩的关系,对中国东北地区CO2的成因及其与片钠铝石的关系进行了研究。分析认为中国东北地区的CO2绝大多数为幔源-岩浆成因,且形成片钠铝石的CO2与幔源-岩浆CO2同源;片钠铝石是CO2的"示踪矿物",记录了地质历史时期CO2的聚集;地层水和原油中溶有大量的无机成因CO2,经CO2改造的地层水具有高矿化度及Na+、K+、HCO3-、CO32-浓度高的特点。依据片钠铝石与CO2的关系,地层水中离子浓度的变化,以及原油中溶解大量CO2的事实,总结了中国东北地区幔源-岩浆CO2赋存的地质记录。

珠江口盆地白云凹陷北坡-番禺低隆起天然气成因类型及其烃源探讨

珠江口盆地白云凹陷北坡—番禺低隆起天然气的成因及其烃源问题,近年来引起了石油地质专家们的广泛关注。在前人工作基础上,根据天然气的组成、碳同位素及其甾萜类生物标志化合物特征,重点对天然气的成因类型及其烃源构成进行了深入分析。依据天然气甲烷碳同位素和乙烷碳同位素分布特征,将天然气成因类型划分为生物气、亚生物气、成熟偏煤型混合气、成熟—高熟偏油型混合气及成熟—高熟煤型气5类。天然气伴生凝析油的甾萜类生物标志物具有富集型煤系有机质和分散型Ⅲ型有机质两种明显不同的特征,由此认为油气主要来自成熟—高熟的渐新统恩平组煤系烃源岩、滨浅湖相烃源岩及始新统文昌组滨浅湖相烃源岩。通过油气地质及油气地球化学综合剖析,指出该区不仅具有巨大的天然气勘探潜力,而且具有石油资源勘探前景。

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。

塔中地区下奥陶统油气地球化学特征及成因

通过多种地球化学分析方法,对塔中地区下奥陶统油气地球化学特征与成因进行详细研究,结果表明,下奥陶统原油是以低分子量轻质馏分为主、生物标志物含量极低的高-过成熟原油,以芳烃中含有高-超高丰度的含硫芳烃-二苯并噻吩(DTBs)而显著不同于中上奥陶统等上部层系。依据单体烃碳同位素特征,结合烃类组成与分布,认为下奥陶统原油为来自寒武系-下奥陶统和中上奥陶统的混源油,前者的贡献总体高于后者。下奥陶统原油中较高丰度的硫醇化合物、丰富的四氢噻烷、高含量H2S(近10%)伴生气以及超高丰度的含硫芳烃的存在,表明其经历了硫酸盐热化学还原作用、热化学作用等复杂的油气成藏后作用,这些作用改造了油气藏中的烃类并对油气藏的保存可能产生重要的影响。

东营凹陷新立村油田稠油成因

东营凹陷东部的新立村油田具有正常原油与稠油相伴生的分布特点,稠油多分布于距油源较远的构造高部位,与正常原油呈半环状分布。综合流体性质、原油族组成、地球化学特征等分析,认为该区稠油油藏的后期保存条件较好,微生物降解作用轻微,具有半咸水-咸水湖相烃源岩生成的低熟油特征;稠油多属于原生稠油,低成熟度及长距离运移是导致原油稠化的主要因素。稠变的原油降低了对断层侧向封堵性的要求,利于成藏;此外,稠油作为一种封堵类型,为该区后续油气的成藏起到了重要的封堵作用。

松辽盆地无机成因气及气源模式

松辽盆地发现了万金塔、乾安、孤店和昌德东4个二氧化碳气藏,并在徐家围子地区发现了无机烃气的踪迹,同时在盆地北部发现多处氦气异常,主要为幔源成因,证实了幔源气体在该区存在的普遍性。对气藏成藏条件和深部壳幔结构的研究表明,松辽盆地存在多种类型无机“气源”,由于赋存的地质条件和演化过程不同,不同气源脱气的方式、脱出气体的类型、脱气量也大不相同,共有4种主要的模式:地幔物质沿超岩石圈断裂直接脱气模式;热流底辟体脱气模式;火山—岩浆成因模式;碳酸盐岩热变质成因模式。松辽盆地热流底辟体、壳内岩浆房和火山岩在空间上叠置,且已发现的无机二氧化碳气富集区与这三者密切相关,表明热流底辟体脱气模式和火山—岩浆成因模式是无机成因气主要的“气源”模式。

示烃成岩矿物与油气成藏的关系--以东营凹陷为例

示烃成岩矿物是指与烃类活动具有成因关系的成岩矿物。通过综合利用地质、矿物岩石和地球化学方法,识别出了铁白云石、铁方解石、高岭石和黄铁矿4种示烃成岩矿物。对东营凹陷示烃成岩矿物在研究区不同层系中的分布和发育特征的分析结果表明,对示烃成岩矿物的研究可以在研究区流体输导体系中再现流体运动的过程及规律,分析其中控制物质演变和能量再分配的主导因素,揭示沉积盆地的油气生成、运移和成藏过程与成矿作用的对应关系,并对深部成岩作用以及油气运聚成藏在埋藏阶段的成岩响应进行评估。该研究成果对油气勘探开发具有较高的理论和应用价值。

天然气中CO_2氧同位素在线检测技术与应用

氧同位素作为有效的地球化学参数,在同位素地质年代学、环境科学研究等许多领域得到广泛应用,CO_2氧同位素也是一个非常有效的示踪剂,可用于判识气源,然而这一指标尚未应用于油气勘探领域。应用气相色谱-气体稳定同位素质谱联用技术,建立了天然气中CO_2的氧同位素在线检测方法。在对松辽盆地、四川盆地、塔里木盆地天然气组分、组分碳同位素、稀有气体组成与稀有气体同位素等地球化学资料研究的基础上,对盆地天然气中CO_2氧同位素进行分析,发现不同盆地、不同来源天然气中CO_2的碳、氧同位素分布特征存在明显差异,表明CO_2的氧同位素具有较好的成因指示意义。通过CO_2的碳-氧同位素分布,可将气藏中CO_2细分为上地幔来源、碳酸盐岩来源以及有机成因,为天然气成因及气源对比研究提供了新手段。

利用等温吸附曲线估算柳林区块煤层气可采资源量

为解决可采资源量计算结果与实际值的误差问题,利用体积法对柳林区块山西组和太原组的煤层气资源量进行计算,采用解吸系数法和等温吸附曲线公式法对计算得到的煤层气资源量进行校正,估算柳林区块的煤层气可采资源量,较好地解决了煤层气资源可采潜力的问题,为下一步编制开发方案和确定投资规模奠定基础.

辽河坳陷西部凹陷低熟油成藏机理

综合利用地质、地球物理、油气藏地球化学和盆地模拟技术,以盆地演化和流体输导格架为成藏背景,以烃源岩演化和分布规律为基础,以能量场演化及其控制的化学动力学、流体动力学和运动学过程为核心,探讨了辽河坳陷西部凹陷低熟油的成藏机制与分布规律。该区低熟油藏以近源分布为主,低熟烃源岩受特定的构造演化样式、沉积环境及沉积母质的多重控制。超压不甚发育,但凹陷沉降—沉积演化史与温压场演化史、低熟烃源岩生烃排烃史和低熟油充注史存在良好的匹配关系。有效烃源岩分布、能量场演化、流体输导格架及其控制的流体流动样式作为油气成藏的主控因素,共同决定了西部凹陷低熟油藏源控、常压、近距离聚集的成藏模式。

准噶尔盆地南缘异常天然气地球化学特征及其成因

利用天然气成因判别Whiticar图版研究准噶尔盆地南缘独87井、南安1井和齐34井天然气成因类型,结论与乙烷和丙烷碳同位素判识结果相矛盾。在分析研究区南安1井八道湾组、齐34井中、下侏罗统和独87井中新统储层天然气组分和碳同位素组成特征的基础上,对异常天然气成因进行分析。南安1井甲烷含量为84.58%,齐34井甲烷含量为97.38%,两者均为干气;独87井甲烷含量仅为77.09%,为湿气。独87井碳同位素变化比较复杂,出现δ13C1>δ13C2,δ13C2<δ13C3且δ13C3>δ13C4局部碳同位素倒转现象;齐34井天然气为δ13C2>δ13C3>δ13C4的局部碳同位素倒转;南安1井没有出现碳同位素倒转,为正碳同位素特征。南安1井和齐34井天然气因受到细菌降解作用,其组分含量和碳同位素发生变化;独87井天然气δ13C1变重是上覆盖层封盖能力较差、甲烷发生漏失所致。据此对Whiticar图版进行了必要的补充修正,可以对细菌降解和甲烷漏失次生作用进行有效识别,避免对天然气母质类型认识上的误差。