湖相烃源岩生排烃机制及生排烃效率差异性——以渤海湾盆地东营凹陷为例

湖相断陷盆地所形成的烃源岩具有强烈的非均一性,而东营凹陷作为该类盆地的典型代表,其主力烃源岩是古近系沙河街组四段上亚段(Es4(上))、沙河街组三段下亚段(Es3(下))和沙河街组三段中亚段(Es3(中)),它们来自于咸水和淡水两种沉积环境。在沉积相与有机质特征研究的基础上,对比了3套地层中普通烃源岩[有机碳含量(TOC)<2%]和优质烃源岩(TOC>2%)残留液态烃产率、生烃潜力指数的演化特征,分析了排烃机制和排烃效率的差异性。由于沉积环境和埋深的不同,3套烃源岩的生排烃潜力、效率均有明显不同,相比较而言,各自的优质烃源岩是供烃成藏的主要贡献者,体现在该类烃源岩不但能形成更充足的物质基础,而且其多层理的结构也利于排烃。此外,针对不同的沉积环境总结了排烃模式。咸水环境烃源岩存在低熟和成熟两个生烃阶段,其排烃周期长、排烃效率高;而淡水环境烃源岩只存在成熟生烃阶段,其排烃周期短、排烃效率较低。沙河街组四段上亚段对资源量的贡献最大,沙河街组三段下亚段次之,而沙河街组三段中亚段最小。

东营凹陷超压系统的幕式排烃

东营凹陷烃源岩具有沉积速度快、连续沉积厚及高热流、高地温、高有机质含量的特征;同时,主力烃源岩段(沙河街组三段、四段)发育大套的泥岩,烃源岩主要以砂岩嵌入式、泥包砂及纯泥岩形式存在。这些条件导致在成熟的烃源岩段超压系统十分发育,同时也使得幕式排烃成为东营凹陷烃源岩一个重要的排烃方式。东营凹陷超压体系幕式排烃分为"构造幕"和"压力幕"两种方式。"构造幕"的机制是外部构造活动的破坏,其排烃方式主要是沿着断裂面及构造裂缝运移;"压力幕"的机制是超压体系内部"剩余"能量的积累和释放,其排烃方式主要是沿着压裂形成的微裂缝排放。在发生幕式排烃作用的超压体系内,排烃效率、烃指数分别较上下层段明显增大和减小。幕式排烃具有的高能量、快运移的特征,使得其在油气勘探中具有重要的意义。

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。

有效烃源岩的重要性及其研究

既有油气生成又有油气排出的岩层称为有效烃源岩 ,有机质特别富集的岩石称为优质烃源岩。过去对烃源岩仅强调生烃量 ,而忽略了排烃作用。但是现代成藏理论要求定量评价烃源岩的排烃作用和有机质富集层的分布规律 ,所以有效和优质烃源岩的研究正蓬勃开展起来。文章根据近期研究并结合文献调研 ,认为有效烃源岩形成于生物勃发与缺氧环境的叠加区域 ,它的识别既需要对实际剖面的地球化学测量 ,又需要对有机质含量和岩性不同的烃源岩进行模拟实验。有效烃源岩和优质烃源岩厚度不大、分布特殊 ,但是 ,它们对油气藏的形成作出了巨大的贡献。