Types of Organic Fades and Source Rock Assessment of the Coal-Measure Mudstone in the Turpan-Hami Basin

This paper discusses the enviromental characteristics of carbonaceous mudstone and mudstone (coal-measure mudstone in short) of the Early and Middle Jurassic in the Turpan-Hami basin, which were formed in swamps. Through the organic facies study of the coal-measure mudstone in this area, the authors clarify that the flowing-water swamp is the most advanced organic facies belt. Furthermore, according to the practical materials of coal-measure mudstone in the area and with the evaluation criteria of lacustrine mudstone in the past, the authors have established the integrated symbol systems from the abundance of organic matter and the type of organic matter, which can be used in the source rock evaluation of the coal-measure mudstone.

沁水盆地榆社—武乡区块二叠系煤系页岩储层地质建模及“甜点”预测

沁水盆地煤系页岩气资源丰富,但勘探开发处于初期阶段。基于钻井、测井和地震解释资料,结合有机地球化学与储层物性实验测试数据,通过三维地质建模技术,建立了沁水盆地榆社—武乡区块二叠系山西组底部—太原组上部煤系页岩地质模型,并预测了煤系页岩气“甜点”区。研究结果表明:(1)沁水盆地榆社—武乡区块石炭系—二叠系煤系地层模型反映了煤系页岩储层的发育主要受控于构造活动,呈“东浅西深、整体连续”的分布格局。(2)基于序贯指示法建立沉积相模型,指示研究区在太原期—山西期由海陆过渡相转变为近海陆相沉积环境,为稳定优质页岩储层的形成提供了有利的沉积环境。(3)通过相控属性建模实现了储层参数空间分布模拟和精细表征,泥地比、孔隙度、含气量、总有机碳含量和镜质体反射率的平均值分别为0.57,10.02%,1.21 m^(3)/t,2.18%,2.45%,揭示了研究区煤系页岩较好的储集能力、含气性、有机质丰度和资源潜力,脆性指数模型指示出页岩压裂后的有利区带。(4)在精细三维地质建模的基础上,将三维网格单元赋值积分,计算研究区二叠系煤系页岩气地质资源量为1 344.98×10^(8)m^(3),运用层次分析法和模糊评价法预测页岩气“甜点”区,Ⅰ类“甜点”区为地质与工程双重甜点,分布于研究区东北部、中部和西北部局部区域。

焦作矿区煤系含气系统基本要素研究

煤系气是重要的天然气资源,明确煤系含气系统的基本要素对于煤系气勘探开发至关重要。以焦作矿区石炭—二叠系海陆过渡相含煤岩系为例,基于区内煤系气勘探资料,从生、储、盖及上覆岩层4方面,探讨了研究区煤系含气系统的基本要素及其特征。研究表明,焦作矿区石炭—二叠系烃源岩以煤和暗色泥岩为主,马厂1井太原组、山西组和下石盒子组泥岩的TOC含量分别为1.68%、0.905%和4.35%,二1煤顶底板泥岩的S_(1)+S_(2)含量分别为0.452、0.576 mg/g,达到了较好—好烃源岩级别;从镜质组含量、类型指数等方面,判定烃源岩为Ⅲ型有机质类型;烃源岩热演化程度整体处于成熟—过成熟阶段,处于主生气期。储集层以煤为主,其次为泥岩和部分砂岩,其含气量分为11.54~23.16、1~3、0.18~1.47 m^(3)/t,储集层矿物组成主要为石英和黏土矿物,主要发育植物胞腔孔和气孔,孔隙度介于0.80%~11.08%,渗透率介于0.004×10^(-3)~0.012×10^(-3)μm^(2),具有低孔低渗的物性特征;太原组、山西组和下石盒子组泥岩的饱和气突破压力为5.88~9.80 MPa,饱和煤油突破压力为13.72~14.11 MPa,具有很好的封闭能力。研究认为,焦作矿区石炭—二叠系煤系含气系统基本要素的组合关系为,烃源岩发育于太原组至下石盒子组,优势储集层为山西组,上石盒子组为区域盖层,第四系及新近系为研究区上覆岩层。

海拉尔盆地煤系烃源岩有机相分布特征

海拉尔盆地钻探程度相对较高的凹陷为呼和湖、呼伦湖、乌尔逊、贝尔凹陷。根据这 4个凹陷现有的地化、地质资料 ,从平面和纵向上划分煤系烃源岩有机相。首先确定煤系烃源岩的分布范围 ,在此基础上利用煤系烃源岩的有机地球化学分析结果并结合沉积环境和地质特征制定有机相的划分标准 ,并依此标准将煤系烃源岩有机相划分为A相、B相、C相、D相 ,分别代表着该区煤系烃源岩生烃潜能的大小与优劣 ,为盆地煤系烃源岩的资源评价提供了可靠的参数。从整体看 ,海拉尔盆地的南屯组有机相性质优于其它层位 ,主要成烃有机相为B相、C相 ,有机质类型为Ⅲ—Ⅱ型 ,成烃贡献为中—好。最后通过有机相综合分析 。

煤系烃源岩热模拟演化过程的地球化学参数特征——以准噶尔盆地侏罗系煤系烃源岩为例

在准噶尔盆地侏罗系煤系烃源岩热模拟实验研究中 ,经过对原样和不同温度点热模拟残余物进行可溶有机质抽提和族组成分析、残渣干酪根处理、Ro 值测定和 TOC测定 ,并对部分样品系列进行色谱和质谱分析后发现 ,煤系烃源岩在不同热演化阶段表现出的地质地球化学特征具有相当大的差异。低演化阶段和热降解阶段天然气的形成是不同热力学条件和成气母质化学反应的结果。在低演化阶段 ,源岩镜质组反射率增长幅度并不太大 ,通常 Ro<0 .7%。原始可溶有机质和热模拟残余可溶有机质的分析结果表明 ,烃类气主要来源于原始可溶有机质的脱基团作用和大分子沥青质及干酪根边缘烃 (极性组分 )的热降解。在有机质热降解—热裂解阶段 ,烃源岩经地质埋深增温 ,热演化进程相对加快、镜质组反射率迅速递增、Ro 值从 0 .5 5 %～ 0 .70 %迅速增大到 1 .40 %～1 .70 % ,可见热动力作用足以破坏干酪根结构烃并将其降解形成油气。该阶段是干酪根经热降解大量排烃的阶段 。

焉耆盆地侏罗系煤系源岩评价与成烃机理研究

在对焉耆盆地已钻探井暗色泥岩、碳质泥岩等生油岩和部分原油样品地球化学分析的基础上 ,结合构造 ,特别是沉积和岩相古地理特征 ,研究了烃源岩类型及空间展布 ,煤系源岩有机显微组分组成及生烃机理 ,有机质丰度、类型及成熟度特征 ,指出烃源岩类型属典型的腐殖型 ;侏罗系八道湾组、三工河组和西山窑组煤系泥岩、炭质泥岩及煤均能生烃 ,但以侏罗系八道湾组煤系泥岩为主要烃源岩 ;博湖坳陷南、北凹陷都经历过油气形成过程 ,但北部凹陷存在两个生油阶段 ,而南部凹陷仅存在一个生油阶段。

吐哈盆地侏罗系热模拟生烃演化特征研究

通过对吐哈盆地中下侏罗统4个未成熟煤系暗色泥岩和煤岩样品加水热压模拟实验结果对比分析,发现两者生烃产物虽然有相似之处,但也存在明显的差异。煤岩样品的在模拟温度为210-330℃(Ro≈0.61%-1.45%)以液态烃产出为主,气态烃与液态烃的比例低于1000 m3/t。在相同的模拟温度条件下,煤系暗色泥岩样品的热模拟烃类产物主要是气态烃,总的累计产烃率比煤岩样品的高100-150 mg/g Toc。

煤系烃源岩有机碳含量测井响应特征与定量预测模型

煤系地层富含有机岩石,导致测井响应特征复杂。以实测TOC含量数据为基础,分析了煤系烃源岩中煤岩、炭质泥岩和泥岩有机碳含量的测井响应特征,发现电阻率、声波时差、自然伽马、密度和中子孔隙度等测井参数与有机碳含量相关性较高,并基于此建立了针对不同岩性煤系烃源岩有机碳含量计算模型,即多元回归模型和Δlog R模型。结合研究层段,分别建立了一元、二元、五元线性回归模型及重叠法模型,进行TOC含量计算并做了误差分析。结果表明:五元回归模型的计算误差最小,但在没有实测TOC含量数据层段计算误差较大;重叠法计算误差最大,但其整个层段的TOC含量预测值更符合岩性特征。煤系地层有机碳预测研究旨在为后续煤系烃源岩综合评价提供参考。

中国煤系高岭岩(土)资源成矿机理与开发利用

中国含煤地层中高岭岩 (土 )分布广泛 ,成矿时代多 ,成因复杂 ,储量丰富 ,质地优良 ,是一种重要的自然资源和非金属矿产 ,具有极高的开发利用价值 ,在全世界独具特色。本文介绍了中国煤系高岭岩 (土 )资源概况、研究简史 ;根据成分、结构、地质产状等特征 ,提出了中国煤系高岭岩 (土 )的成因类型 ;对生物和有机质在其形成中的作用进行了分析和探讨 ,并结合有机酸溶解矿物模拟实验对其成矿作用做了初步探索 ;最后对煤系高岭岩的某些关键性加工技术进行了简述。

燕山运动“绪动/A幕”的本意及其锆石U-Pb年代学制约

"燕山运动"提出已有90余年。该概念从产生之日到现在一直存在着巨大争论。本文首先回顾了该概念的原始含义及其存在的逻辑问题。翁文灏将燕山运动分为三个阶段:"绪动"阶段、即A幕;火山幕、或称为中间幕;B幕。"绪动/A幕"的本意指上火山岩系下部砾岩与煤系地层之间的不整合事件。需强调翁文灏所谓的上火山岩系包括了主体的火山岩和火山岩之下的砾岩。这套砾岩在辽西为海房沟组、在北京西山为龙门—九龙山组。翁文灏认为砾岩产生于燕山运动的"绪动/A幕",但"绪动/A幕"与"火山幕"的关系翁文灏认为难以阐述清楚。翁文灏在提出燕山运动(Yenshan movement)之后、丁文江提出了燕山期运动(Yenshanian movement)的名词。后续的研究者多因循"燕山期运动"的思想,但在中文表述中几乎只使用"燕山运动"的文字表述,这造成了逻辑上理解的差异,二者显然是不同的概念范畴,需予以区分。理清原始概念之后,本文通过位于北京西山雁翅镇田村、淤白村附近的钻孔和探槽,揭露出北京西山九龙山组底部的一套厚约12m火山凝灰岩。凝灰岩之下发育一套砾径可达2m、碳酸岩质的砾岩,与其下寒武纪地层呈不整合接触,代表"绪动/A幕"的不整合面。凝灰岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学测试揭示了154Ma和161Ma两期年龄,前者限定了九龙山组的底界年龄,后者可能代表了"绪动/A幕"发生的最早火山响应。最后本文依据不整合面穿时性特点指出位于龙门—九龙山组砾岩之下的不整合面在空间上应收敛于髫髻山组火山岩之下的不整合面。而龙门—九龙山组砾岩与髫髻山组火山岩具有同时异相的空间特征。

青海柴达木盆地南八仙油气田油源与成藏机理

柴达木盆地南八仙油气田不同油气藏间原油性质特征变化明显,油层在纵向井段上分布范围逾3000余m。通过地球化学实验并结合构造等地质条件分析,认为该区各种深、浅层油气藏中的原油具有煤成烃的基本地球化学特征,并且为同一来源,油源为临近地区较深部位中侏罗统煤系地层;该区深、浅层原油物性间的差异也反映在地球化学指标上,其成因或成藏机理是:深部早期油藏在断裂等地质作用下发生了明显的蒸发分馏作用,其分馏出的产物在浅部再次聚集成藏。

塔里木盆地煤系烃源岩产气率变化特征

采用开放体系下进行的全岩热模拟实验,对塔里木盆地侏罗系的煤系烃源岩开展了产气率变化特征的研究。模拟实验结果表明:在Ro低于1.0%或1.2%时,煤型烃源岩产气率非常低,一般不到总产气量的5%～10%,有时甚至更低,煤型烃源岩大量产气阶段一般始于Ro为1.2%,在2.2%或2.4%之前这段演化期间产气量很大,一般占总产气量的85%以上,但在Ro等于2.2%或2.4%之后,煤型烃源岩产气量很低,一般不足5%～10%。煤系泥岩累计产气率为179m3/t·TOC,在Ro为2.4%之后,产气率降低很快,接近生烃死亡线。

我国聚煤盆地煤系烃源岩生烃评价与成烃模式

本文应用有机岩石学方法与有机地球化学方法通过对我国煤成烃盆地典型煤系烃源岩的研究，提出了煤系烃源岩评价指标与标准，并以显微组分成烃规律为基础，建立起了我国含煤岩系的四种主要成烃模式。本研究成果对我国煤成烃勘探具有重要指导意义。

沁水盆地石炭-二叠煤系地层烃源岩特征及生烃有利区评价

对山西沁水盆地石炭-二叠煤系地层烃源岩的有机地化资料进行分析总结。结果表明,山西组和太原组煤岩样品显微组分以镜质组为主,其次为惰质组,稳定组分(壳质组+腐泥组)的质量分数一般低于11.2%;干酪根H/C原子比主要集中在0.20~0.85,O/C原子比主要集中在0.02~0.10,属高演化Ⅲ型有机质;煤岩碳同位素普遍偏重,为-23‰^-25.6‰;沥青"A"中,饱和烃的质量分数大多数<25%,芳烃为11%~58%,饱/芳比值一般为<0.4。煤系泥岩显微组分以镜质组为主,其次是惰质组,壳质组较低;H/C原子比主要在0.25~0.75,O/C原子比主要在0.03~0.20,属高演化Ⅲ型有机质,小部分属于Ⅱ2型有机质;碳同位素偏重,为-23.5‰^-25.9‰,饱和烃质量分数<25%,大部分<20%。太原组灰岩以Ⅱ2型干酪根为主,碳同位素轻于山西组及太原组煤岩及泥岩,主要在-26.0‰^-30.0‰。制定了适合沁水盆地煤系地层中煤岩和泥岩的生烃潜力评价标准,对烃源岩有利生烃区进行评价。综合认为,沁水盆地山西组煤岩总体上是中等-好烃源岩,以盆地两翼为好,中部和南部为中等-差烃源岩;太原组煤岩总体上为中等-好烃源岩,两翼大部分为好烃源岩,沁县-祁县-榆次-榆社一带以及南部地区为差-中等烃源岩;沁水盆地山西组泥岩总体上为中等偏差的烃源岩,只有西部部分地区为好烃源岩,盆地中部地区烃源岩生烃潜力比两翼差;太原组泥岩总体上为中等偏差的烃源岩,西部局部地区为好烃源岩,盆地边缘比盆地中央的生烃潜力稍大一些。

济阳坳陷上古生界天然气资源潜力评价

济阳坳陷上古生界煤系烃源岩经历多次演化和生烃,天然气资源潜力大小成为勘探方向选择的关键。通过煤系烃源岩与热演化史等综合研究,评价了济阳坳陷上古生界天然气资源潜力。结果认为:石炭—二叠系煤层属于好的烃源岩、暗色泥岩为中等烃源岩;二次生烃是其显著特征,经历印支期一次生烃、燕山期部分烃源岩二次生烃和喜山期二次生烃,喜山期二次生烃属于晚期生烃,有利于晚期成藏。坳陷内东营南坡、惠民南坡和沾化凹陷孤北地区等具有较好的二次生烃条件和较大的资源潜力,是下一步天然气勘探突破的有利区带。

江西赣州市瑞金盆地天然富硒土地资源特征与保护利用

江西瑞金盆地作为赣州四大盆地之一,是赣州农业产业的主要分布区之一。中国地质调查局支撑赣州六县脱贫攻坚1∶5万土地质量地球化学调查工作在瑞金盆地及周边部署了716 km2的调查面积,通过调查共发现富硒土壤130 km2。在调查成果基础上提取瑞金盆地天然富硒土地资源,对其空间分布特征、含量分布特征、环境质量、营养状况、大气质量、灌溉水质量特征进行了详细的分析,并对土壤中硒的来源进行了推定,提出了瑞金盆地天然富硒土地资源与区域农业、旅游、特色小镇、地质文化村等"富硒土地+"的保护利用建议,为瑞金市富硒土地资源的保护和高效利用提供科学支撑。

柴北缘中、下侏罗统生、排烃史模拟

采用有限个平行一级反应生烃模型 ,采用受临界含烃饱和度和排烃效率控制的饱和度排烃模型 ,根据 14个取自井下和露头的未成熟—低成熟样品热压模拟实验的产率数据标定化学反应过程 ,对柴达木盆地北缘地区中、下侏罗统煤系烃源岩的生、排烃历史进行模拟与分析。模拟结果表明 :柴北缘中、下侏罗统煤系烃源岩大多达到过成熟阶段 ,镜质组反射率多大于 2 %,但生、排烃过程不同 ;下侏罗统累计生油强度可达 10× 10 3 kg/m2 以上 ,排油强度超过 4× 10 3 kg/m2 ;中侏罗统最大累计生油强度只有 2× 10 3 kg/m2 ,排油强度在 1× 10 3 kg/m2 以下。图 8参

四川盆地北部上三叠统须家河组煤系烃源岩生烃史

为准确认识四川盆地北部上三叠统须家河组天然气成藏过程,基于近年来煤系烃源岩生排烃特征研究的最新进展和盆地模拟技术,对该区煤系烃源岩埋藏热演化史、生烃史进行了系统研究。首先,分别建立了盆地的地质、热力学和生烃动力学模型,其次,选取古水深、沉积水界面温度、古热流值作为模拟参数,对该区17口钻井进行了模拟。结果表明:①须家河组烃源岩生气时段发生在快速沉降阶段,总体表现为快速生气的特点,元坝地区的生气时间`略早于通南巴地区;②须家河组烃源岩在中侏罗世中期Ro达到0.6%,开始生气,中侏罗世晚期—晚侏罗世Ro达到0.7%,开始大量生气,晚侏罗世—早白垩世Ro达到1.0%,进入生气高峰期;③随着埋深进一步增大(在早白垩世末期达到最大埋深),烃源岩进入高—过成熟阶段,至晚白垩世盆地整体大幅度抬升,地温降低,逐渐停止生烃。

塔里木盆地东北部侏罗系烃源岩特征及初步评价

塔里木盆地是中国最大的含油气盆地,其东北部的侏罗系分布面积广、厚度大,主要发育一套煤系烃源岩。根据钻井及大量的实验测试等资料,研究了侏罗系煤系烃源岩的发育特征及其有机地球化学、有机岩石学特征,表明其有机质丰度较高,达到中等-好级别;有机质类型以Ⅲ型为主、Ⅱ型为辅;有机质热演化程度处于未成熟-低成熟阶段,部分地区可能达成熟阶段;烃源岩主要生烃显微组分为基质镜质体,少量孢子体、角质体和碎屑壳质体。综合分析表明,塔里木盆地侏罗系烃源岩具备一定的生烃条件和油气勘探前景。

等变质煤系烃源岩的生气特征

为了更加客观地了解煤系烃源岩的生气性能,采用半开放体系对塔里木盆地库车坳陷侏罗纪煤、碳质泥岩和煤系泥岩3种等变质煤系烃源岩样品进行了生气热模拟实验。实验结果表明:侏罗纪煤、碳质泥岩和煤系泥岩均具有良好的生气性,但其生气性存在一定的差异,煤和碳质泥岩的生气性要好于煤系泥岩;随着热演化程度的增加,这3种煤系烃源岩生气总产率(C1-5)也相应增加,在高演化阶段时主要产甲烷;煤系烃源岩热解气组分的碳同位素值和热解温度有关,随着热解温度升高,甲烷碳同位素值先降低后增大,乙烷碳同位素值一直增大,且在同一温度点有δ13C1<δ13C2的特征。