内蒙古克什克腾东南部元素地球化学异常的油气示踪

为能快速圈定内蒙古克什克腾东南部含油气有利区段,基于1∶200 000水系沉积物测量成果资料,采用测区背景平均值加二倍标准离差的方法,确定元素的异常下限,圈出单元素地球化学异常图。通过铁族元素、低温元素、高温元素异常特征的分析,圈定各族元素的组合异常,并利用其元素组合异常分布特征寻找潜在含油气有利区段。结果表明:铁族元素在五分地—土城子—赤峰—北十二家子呈现高值环状异常带,在该高值异常环带所围限的区域内发育地球化学低背景区;低温和高温元素组合异常的分布和铁族元素正好相反,低温和高温元素组合在铁族元素高值环带内的地球化学低背景区呈现高值,对油气有很好指示作用的Hg元素在铁族元素高值环带内的地球化学低背景区呈现高值异常。因此,铁族元素高值环带内的地球化学低背景区下方可能有油气藏存在,是寻找油气的有利区段。

油气运移示踪应用及有效性分析——以准噶尔盆地白家海凸起侏罗系八道湾组油气为例

在盆地地质环境稳定的条件下,油气在运聚过程中会形成“地质色层效应”,其物理、化学指标会发生规律性变化,可用来追踪油气的运移方向。通过对准噶尔盆地白家海凸起及周缘地区侏罗系八道湾组原油进行油源对比,在明确油气平面分布特征的基础上,利用地层水、原油物性及多种地球化学方法,对八道湾组油气运移特征进行研究,并对生物标志化合物、饱和烃碳同位素、饱和烃含量及红外光谱比示踪参数进行类比分析,明确各参数的准确性及适用条件。结果表明,白家海凸起西区的原油(Ⅰ类原油)主要由东道海子凹陷的二叠系烃源岩生成,主要的输导体系是东道海子断裂的垂向输导作用;东区及南部的阜康斜坡地区原油(Ⅱ类原油)主要由阜康凹陷的侏罗系煤系烃源岩生成,输导体系以白家海凸起斜坡的砂体输导作用为主。各种示踪参数中,以断层为主的输导层,原油黏度、密度和生物标志化合物示踪效果较好;以砂体为主的输导体系中,生物标志化合物、饱和烃碳同位素、原油黏度、原油密度及饱和烃含量均可以较好地指示油气运移方向。同时,地层水可以很好地指示断层的封闭性及地下砂体的连通性,而红外光谱比无论是在砂体还是断层输导体系中,其示踪效果都不理想。

碳同位素与油气物源示踪

根据碳同位素在自然界的分布、碳同位素的深度效应及测向运移的同位素分馏作用、碳同位素与母质类型和成熟度的关系、热模拟实验中的联同位素变化、有机质中碳同位素的逆转现象、费-托合成反应中的碳同位素分馏、大量幔源岩石中联同位素富12C特征的发现等，指出了造成碳同仁素分馏作用的因素太多，因而把碳同位素作为油气物源的示踪剂存在诸多的不确定性，在应用时宜与氧同位素资料结合考虑并注意碳同位素的储库效应，才可望正确判别油气的物质来源。

四川盆地震旦系灯影组深层碳酸盐岩储层沥青赋存形态及其油气藏示踪作用

四川盆地上震旦统灯影组钻井及其周缘露头剖面均可以见到丰富的沥青。作为古油藏裂解形成的产物,碳酸盐岩储层中沥青的赋存形态和分布特征等有助于揭示(古)油气藏保存、运移等关键信息。为了给四川盆地和我国西部盆地的深层—超深层油气勘探提供参考依据,基于灯影组四段岩心薄片观察、扫描电镜—能谱元素分析、流体包裹体有机地球化学分析等方法,系统研究了四川盆地高石1井等深层—超深层碳酸盐岩储层沥青赋存形态特征,揭示了其与油气成藏关键性事件的耦合性。研究结果表明,灯影组四段深层—超深层储层固体沥青具有两类赋存形态特征,第一类为储层沥青呈环边状附着于孔隙洞壁上或呈黏连枝状赋存于孔隙中间(如川深1井、高石1井),该类沥青有较明显的原地热解形成的收缩缝和残余孔隙,结合流体包裹体与埋藏热史等,能够有效示踪古油藏热裂解为碳质沥青后,古气藏保存至今;第二类为储层沥青呈颗粒状、条带状散乱的分布于孔隙内新生矿物晶体晶内、晶间(如马深1井、五探1井),并且沥青碎裂边界明显,它们揭示古油藏热裂解为碳质沥青后,古气藏泄压、气逸散,新生流体矿物进入储层堵塞孔隙的过程。结论认为,深层—超深层碳酸盐岩储层沥青赋存形态和分布特征能够有效示踪古油藏和气藏的成藏调整过程。

六氟化硫(SF6)标准物质的研制及其在油气田示踪剂定量分析中的应用

示踪检测技术是油气藏监测中常用的检测技术,而六氟化硫(SF;)作为气体示踪剂已经广泛应用于油气藏的跟踪探测中。为了能准确定量检测六氟化硫气体示踪剂的浓度值,需要高准确度的六氟化硫气体标准物质。以高纯六氟化硫为原料,高纯氮气为稀释气,采用称量法制备了氮气中六氟化硫气体标准物质,量值水平0.100~10.0μmol/mol。通过浓度随压力、时间的变化考察了其均匀性和稳定性。实验结果表明,氮气中六氟化硫气体标准物质具有较好的压力均匀性和稳定性,量值准确可靠。使用气相色谱-质谱联用仪对新疆油田玛13X井区M13井组和玛1X井区M61井组的气体样品中示踪剂进行检测分析,采用外标法准确定量了其浓度,得到了示踪剂的产出曲线,确认了该区块注采井的连通关系,结果表明标准物质保证了油气田示踪剂微量浓度定量检测的准确性,为之后提高油气藏采收率提供了理论支持。

中国海相层系多元生烃及其示踪技术

中国海相层系具有时代老、时空跨度大、烃源类型多等特点,绝大多数烃源处于高—过成熟演化阶段,存在多种烃源复合成烃转化过程,给油气成藏和油气源对比研究带来诸多困难。根据中国海相烃源的特点,按照烃源的可溶性将其划分为不溶、可溶和酸溶有机质3大类型。同时按照烃源的形成过程,将其分为原始烃源(岩)、再生烃源和化学烃源,海相原始烃源有机质有其独特的显微生物组合和赋存形式。通过仿真生烃模拟,揭示不同类型烃源的产烃率变化特征,特别是不同类型可溶有机质(古油藏、分散可溶有机质和沥青等)产率与原始状态密切相关。鉴于不同烃源的复杂性和演化的特殊性,从不同烃源的生物标记化合物特征、同位素组成特征和微量元素特征入手,有效揭示出次生烃源与烃源岩中干酪根的亲缘关系。利用元素、生物标志化合物、稳定同位素以及稀有气体同位素有效组合从物质来源、关键时间和成藏过程进行示踪指标技术集成,发展了中国海相层系的油气形成与成藏的有机—无机示踪体系。

傅里叶变换离子回旋共振质谱的地球化学意义及其在油气勘探中的应用前景

NSO杂原子化合物在烃源岩和原油中通常只占很小的一部分,但其包含重要的地质地球化学信息。由于组成复杂且难以分离,对该类化合物的组成研究相对薄弱。电喷雾电离源(ESI)结合傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICRMS)是一种新型检测石油组分的手段,具有选择性电离、超高质谱分辨率和质量精度等特征,非常适合检测石油复杂基质中微量NSO极性杂原子化合物分子组成,近年来开始应用于油气勘探领域。结合对塔里木盆地海相油与陆相油、辽河稠油等样品的FT-ICR MS分析,发现原油中NSO化合物受母源岩与油气成因类型、成熟度、油气运移示踪及硫酸盐热化学还原反应(TSR)控制,可提供相关的识别与评价信息,显示FT-ICR MS在油气地球化学理论研究和油气勘探中具有潜在的应用价值。

南海准被动陆缘深水油气与水合物共生意义

南海北部准被动陆缘深水区处在欧亚、印-澳和太平洋-菲律宾三大板块相互作用之特殊大地构造位置,具有被动大陆边缘拉张裂陷的基本属性和典型断拗双层或三层盆地结构及沉积充填特征,与相邻的北部陆架浅水区一样具备基本油气成藏地质条件。南海北部准被动陆缘深水盆地油气运聚成藏地质条件与世界典型被动陆缘盆地深水油气富集区基本类似,但亦存在一定的差异和特殊性。南海北部深水油气运聚成藏及其空间分布与天然气水合物具有纵向上的共生组合关系及烃源供给上的成因联系,其油气地质意义在于其浅层油气及海底水合物显示可以指示深部油气藏的存在或作为深部油气藏勘探的指向和示踪,而这种空间上的共生叠置关系,亦拓宽了资源勘探领域,扩大了其资源规模及潜力。

马朗凹陷断裂—烃源岩空间配置关系与石油垂向运移特征

马朗凹陷的原油类型可以划分为3大类,Ⅰ类原油来自二叠系芦草沟组,Ⅱ类原油来自石炭系哈尔加乌组,Ⅲ类原油为Ⅰ与Ⅱ类原油的混源油。通过断裂活动强度、垂向输导断裂与烃源岩的匹配关系的研究,结合原油含氮化合物的分析资料,分析了马朗凹陷油气的垂向运移特征。研究表明,断层的断裂活动强度控制着油气的垂向运移能力,垂向输导断裂与烃源岩相匹配时,烃源岩生成的油气才能向上运移至上覆地层聚集成藏。二叠系芦草沟组烃源岩厚度中心附近的垂向输导断裂断穿侏罗系,所以,芦草沟组烃源岩生成的Ⅰ类原油可以运移至侏罗系聚集成藏,而石炭系哈尔加乌组烃源岩附近的断裂大都未断至二叠系和侏罗系,所以哈尔加乌组烃源岩生成的Ⅱ类原油未能运移到侏罗系聚集成藏,而主要在石炭系成藏。与断裂输导分析相配合,含氮化合物可以很好示踪油气的垂向运移方向,沿断裂从深层到浅层,原油含氮化合物总浓度逐渐降低,1,8DMC/1,3-DMC或1,8DMC/2,4-DMC值增大。

油气成藏定位研究进展

在含油气盆地演化史研究中,油气运移是一个复杂的过程,由于遗留下的踪迹较少,难以对其进行模拟,又涉及多个学科,因此油气运移路径示踪一直是油气成藏研究中的难题。油气运聚成藏定位技术,即对油气运移的示踪以及聚集空间分布的预测,是研究油气从生烃、运移、聚集及保存等一系列过程中非常关键的技术,无论是对优选勘探目标、重建油气藏形成演化过程、预测油气富集区,还是对丰富与深化油气成藏理论都具有非常重要的实践意义和理论意义。近年来国内外学者在油气运移方面投入了大量研究工作,取得了丰硕的成果,但是其中部分示踪方法的研究仍是石油地质研究中的薄弱环节,有待进一步探索。基于前人的一些主要成果,对油气成藏定位进行系统梳理和综述,认为油气成藏定位主要经历2个阶段,从定性描述阶段发展到定量刻画阶段,并尝试将油气运移示踪的方法分为4个大类。

油源对比微量元素新指标研究

油源对比微量元素地球化学示踪是油气地球化学领域的前沿科学问题.以准噶尔盆地二叠系风城组碱湖含油气系统为例,对此进行了探索研究.通过对烃源岩和原油样品的微量元素组成进行电感耦合等离子体质谱(inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)分析和系统对比,发现检出的33个常见微量元素中,过渡族金属元素(Ti、V、Cr、Ni、Cu、Zn、Mn和Zr)、碱土金属元素(Sr和Ba)和非金属元素(B和As)在烃源岩与原油间具有较好的继承性,展示出油源对比和示踪意义,但由源到油,元素含量下降0.3~1141倍,差异富集特征显著,表明不能直接简单应用于油源对比.分析认为,微量元素从源到油的差异富集主要受控于微量元素以有机络(螯)合物或无机盐离子形式在有机质成烃演化与成藏过程中的动态分配.Ni和部分V以N–Ni/V键合于卟啉化合物,受油气运移影响小,相对稳定;大部分V以难溶矿物相赋存,油气初次运移时优先富集于烃源岩;Cr、Cu和Zn与有机酸中O/S原子络合,但在油气二次运移过程中化学键容易破裂;Mn、Zr、Ti、Sr和Ba主要以矿物相赋存于烃源岩中,在油气运移中以离子形式存在,易受油-岩相互作用发生离子交换;B以矿物相赋存于烃源岩中,但在初次运移时易与有机酸络合且受二次运移影响有限;As主要以砷化物或砷酸根离子赋存,受二次运移影响较大.据此,Ni、V、B、Cr、Cu、Zn和As具有较好的示踪意义,形成了4组参数:Ni含量进行油源对比、V/Ni和Ni/B示踪初次运移、Cr–Cu+Zn–As三端元图示踪二次运移.油气形成演化过程中的元素地球化学行为复杂,可在深入剖析后遴选有效参数应用于油气示踪,是经典有机地球化学方法的有效补充.