川北—鄂西上二叠统富有机岩沉积与地球化学特征

【目的】随着非常规油气理论的发展,沉积有机质富集机理再次成为热点研究,其中有机质富集主控因素成为争论的焦点。以往的研究对沉积过程的分析较少,这可能是存在争论的原因之一。【方法】结合沉积学与地球化学研究方法,在分析层序地层学和沉积环境的基础上,详细开展元素地球化学研究,讨论富有机岩沉积有机质富集机理。【结果】四川盆地北部和鄂西盆地上二叠统吴家坪组自下而上分为吴一段、吴二段和吴三段,大隆组自下而上分为大一段和大二段。吴家坪组至大隆组自下而上总共分为五个三级层序SQ1~SQ5。由层序地层学分析将广利海槽和鄂西海槽的发展分为四个阶段,分别为初始、快速发展、高潮稳定和萎缩阶段。初始阶段主要发育SQ2时期斜坡相暗色硅质灰岩,快速发展阶段主要发育SQ3时期陆棚相钙质页岩,高潮稳定阶段主要发育SQ4时期盆地相黑色硅质岩,萎缩阶段主要发育SQ5时期斜坡相石灰岩。含异常高有机质的甜点段主要形成于SQ3高位域至SQ5海侵域沉积期,在该时期Fe、Cu、Ni和Zn营养元素周期性富集,Mo、V、Fe/Al和S等氧化还原敏感元素均表现为较高的水平,热液强度参数Al/(Al+Fe+Mn)和Al-Fe-Mn三角图均指示频繁的热液活动特征。【结论】在甜点段,高营养元素含量和初级生产力水平的出现早于强还原条件,说明沉积水体的氧化还原条件主要受控于沉积有机质沉降埋藏过程中对氧的消耗,有机质的富集主要受较高初级生产力的控制。营养物质P、Si、Fe、Zn的供应主要与裂陷槽形成过程中深部热液活动和周围火山活动有关,这些构造活动周期性带来大量营养物质提高了初级生产力水平。因此海洋表层高的初级生产力水平是甜点段异常高有机质富集的启动和基础条件,而海洋底部水体较强的还原环境是有机质埋藏和保存的关键因素。

富有机质泥页岩高压生烃模拟与孔隙演化特征

针对深层高演化气页岩储层勘探和潜力评价的需求,通过高温高压模拟实验探讨了泥页岩在深层高演化阶段的成烃规律和孔隙演化。研究表明,高压条件下富有机质泥页岩中的纳米级微孔隙随温度和压力的升高不断增加,增加高峰与气态及液态烃产率高峰相一致,并导致页岩孔隙率升高,但进入高—过成熟阶段后页岩孔隙率将随模拟条件的进一步升高而降低。与微孔隙相反,页岩中的微米级毛细孔和巨孔随模拟温度或压力的升高不断减少,指示深层条件不利于游离气的储存,而该阶段微孔隙和表面积的显著增加,可弥补随温度和压力升高吸附能力下降引起的页岩吸附态天然气的减少,从而使深层页岩仍然具有较高的页岩气潜力。模拟样品黄铁矿、白云石等组分中发现大量次生微孔隙,证明页岩碎屑及矿物基质在深层演化阶段也能形成丰富的次生微孔隙,作为烃源岩页岩在演化过程中能形成大量酸性流体,有利于次生孔隙的发育。

湖相富有机质泥质白云岩生排烃模拟及其对页岩油勘探的启示

富有机质湖相白云质泥岩、泥质白云岩及其贫有机质粉砂岩、白云岩夹层是我国陆相盆地页岩油勘探的重要领域,但目前针对湖相富有机质白云质泥岩或泥质白云岩在近地质条件下的生排烃一体化模拟研究尚属空白.以典型低熟富有机质泥质白云岩为例,开展了近地质条件下的生排烃一体化模拟实验,揭示了其呈现四阶段生排烃演化模式.结果表明,Ro≤0.74%时为缓慢生油伴生烃气、排油能力有限阶段,0.74%<Ro≤0.84%时为快速生油伴生烃气、排油能力逐渐增高阶段,0.84%<Ro≤1.28%≈1.30%时为生烃气伴生油与油初始裂解、高效排油阶段,1.30%<Ro≤2.00%时为油裂解烃气兼干酪根生烃气阶段;同时,Ro<0.68%时滞留油主要以有机质吸附态赋存,而0.68%≤Ro≤2.00%时滞留油主要以游离态赋存于矿物基质微-纳米级孔缝系统内.综合分析提出湖相泥质白云岩烃源层系有利页岩油勘探的成熟度范围为0.84%~1.30%.

渤海湾盆地保定凹陷东营组油气勘探重要发现与启示

渤海湾盆地保定凹陷早期以潜山和古近系深层为主力目的层进行勘探,历经近60年未获实质性发现。以一次三维地震采集和二维重新处理的地震资料为基础,整体认识地质结构,取得如下成果:一是古近纪早—中期(孔店组—沙河街组二段沉积期),断陷活动西强东弱,湖盆浅且小;古近纪晚期(沙河街组一段—东营组沉积期),断陷活动东强西弱,最大湖泛期为广湖盆沉积。二是沙一下亚段咸化湖富有机质藻源岩早期生烃、多期生烃,形成早熟油、低熟油。三是浅层东营组储盖组合好,是主力勘探层系。优选清苑构造带为突破口,构建“双向供烃、断砂输导、浅层富集”油气成藏模式,钻探G77X、BQ1X等预探井,在东营组获高产工业油流,保定凹陷获油气勘探突破,证实太行山前第一排凹陷浅层油气富集,对渤海湾盆地老油区勘探有借鉴意义。