Quantitative Analysis Model and Application of the Hydrocarbon Distribution Threshold

Hydrocarbon source rock obviously controls the formation and distribution of hydrocarbon reservoirs. Based on the geological concept of ＂source control theory＂, the concept of a hydrocarbon distribution threshold was put forward. This means the maximum range for hydrocarbon controlled by the source rock conditions to migrate in the hydrocarbon basins. Three quantitative analysis models are proposed on this basis, namely the hydrocarbon accumulation probability, maximum hydrocarbon scale threshold and reserve distribution probability, which respectively refer to the probability of forming a hydrocarbon reservoir, the possible maximum scale of the hydrocarbon reservoir and the percentage of reserve distribution in a certain area within the hydrocarbon distribution threshold. Statistical analysis on 539 hydrocarbon reservoirs discovered in 28 hydrocarbon source kitchens from seven sedimentary basins and sags of eastern China shows the maximum reservoir scale possibly formed in the hydrocarbon basin, hydrocarbon accumulation probability and oil and gas reserve distribution probability are all controlled by the characteristics of the hydrocarbon source rock. Generally, as the distances from the hydrocarbon source rock center and hydrocarbon discharge boundary get longer and the hydrocarbon discharge intensity of hydrocarbon source rock center gets smaller, there will be lower probability of hydrocarbon accumulation. Corresponding quantitative models are established based on single factor statistics and multivariate analysis. Practical application in the Jiyang Depression shows that the prediction from the quantitative analysis model for the hydrocarbon distribution threshold agree well with the actual exploration results, indicating that the quantitative analysis model is likely to be a feasible tool.

珠江口盆地陆丰13洼文昌组烃源岩地化特征及成藏贡献

珠江口盆地陆丰13洼钻揭文昌组泥质烃源岩的钻井多达30余口,为解决文昌组各段源岩的地化特征、生烃潜力和成藏贡献问题,开展了烃源岩的岩石热解、镜质体反射率及可溶有机质饱和烃色谱-质谱等综合研究。结果表明:陆丰13洼文昌组发育文三段和文四段两套湖相烃源岩,文四段为主力源岩层系,有机质丰度为好-很好,以腐泥型有机质为主;文三段稍差,属于中等-好源岩,混合型有机质。文昌组整体处于低成熟-成熟热演化阶段,烃源岩排烃门限深度为3600 m。文四段烃源品质最优,热演化程度更高,成藏贡献大。该研究证实了文昌组具备良好的生烃条件和潜力,进一步坚定了洼陷周边油气勘探的信心。

排烃门限存在的地质地球化学证据及其应用

排烃门限概念的提出为有效源岩的判识奠定了理论基础 ,它在油气勘探与资源评价中具有重要意义 .采用地球化学的方法论证了排烃门限的客观存在 .研究表明 ,源岩进入排烃门限后 ,其反映生烃潜能的指标 (S1+S2 ) /TOC、氢指数以及反映烃源岩残留烃量的指标氯仿沥青“A”都开始明显降低 ;烃源岩中可溶有机质的化学成分、生物标志物的含量与分布特征也都发生明显的变化 ,没有进入排烃门限的源岩可溶有机质与原油差别大 ,进入门限后的源岩可溶有机质开始与原油组分较为一致 .渤海湾盆地东营凹陷沙四段泥岩和页岩的排烃门限分别为 2 2 0 0m和 2 0 0 0m左右 ,排烃强度分别为 0～110 0kg/m2 和 0～ 15 0kg/m2 ,累积排出烃量为 7.36 5× 10 8t和 1.4 35× 10 8t.

隐伏砂岩透镜体成藏动力学机制与基本模式

隐伏砂岩透镜体聚集油气的主要动力包括砂、泥岩接触面上的毛细管压力差、生烃泥岩与砂体之间的烃浓度差引起的扩散力和泥岩内干酪根生成油气产生的体积膨胀力等；聚集油气的阻力主要包括油气进入砂岩体后遇到的毛细管力和油气将水挤出砂岩体外遇到的阻力。聚集油气的动力大于阻力是形成砂岩透镜体油气藏的基本条件。砂岩透镜体成藏受砂体孔渗及国岩含油气饱和度等因素的制约。国岩生成的油气进入到砂岩透镜体内的临界地质条件是围岩中的含油气饱和度超过5％-10％；砂岩体聚集油气的临界地质条件是孔隙度超过10％或渗透率超过1×10^-3～2×10^-3μm^2。地史过程中砂岩透镜体成藏分为3个阶段。第一阶段为成藏条件准备阶段，此阶段油气没有大量生成，围岩微孔隙中强大的毛细管力是分散油滴运聚的阻力；第二阶段为油气运聚成藏阶段，此阶段油气已大量生成，围岩与砂体之间的毛细管力差是油气通过有机网络不断聚集成藏的主要动力；第三阶段为油气聚集后的保存阶段，此阶段油气已不再大量生成，围岩与砂体之间的毛细管力差不能克服油气聚集过程中的阻力。根据成藏动力学机制与控油气作用特点可以预测砂体的含油气性大小与变化规律。

烃源岩生烃潜力恢复与排烃特征分析——以辽河西部凹陷古近系烃源岩为例

根据排烃门限理论,对生烃潜力法进行了改进,建立了生烃潜力指数恢复模型,并对辽河西部凹陷各类型有机质的排烃特征分别进行了详细分析。研究表明,研究区不同类型有机质烃源岩排烃特征存在很大差异,有机质类型越好,排烃门限深度越浅,Ⅰ型和ⅡA型有机质的排烃门限深度为2 200 m,ⅡB型为2 700 m,Ⅲ型为2 900 m;相同埋深条件下,有机质类型越好,烃源岩单位有机碳排烃量越大,达到排烃高峰期越早,排烃效率也越高。研究区排烃期主要有2期,第一期为东营组沉积期(主要为东营组抬升遭受剥蚀前);第二期为明化镇组沉积期至现今。研究区烃源岩总排烃量为156.23×108t,其中沙三段和沙四段烃源岩分别占61.5%和21.2%,是西部凹陷的主力排烃源岩。

生烃潜力法在排烃研究中应注意的几个问题

讨论了生烃潜力法在研究源岩排烃特征中容易被忽视的几个关键问题。这些问题表现在:第一,源岩中有机质分布具有非均质性,因此需要用同一深度段内生烃潜力指数的平均值来代替该深度的生烃潜力指数;第二,对于存在剥蚀历史的盆地,在建立排烃模式之前要先将剥蚀区采样点的数据进行"深度归位";第三,剥蚀区烃源岩排烃历史过程中其排烃率在抬升剥蚀阶段不是减小的,而是保持不变,需要对其进行校正;第四,在对剥蚀区有效源岩厚度进行统计之前,首先要对该地区的剥蚀厚度进行恢复,然后再进行有效源岩厚度统计。

川西坳陷上三叠统烃源岩排烃特征与排烃史

四川盆地西部(简称川西)前陆盆地构造具有多期性,导致油气生成和聚集过程的复杂性,其中烃源岩排烃特征和排烃史的研究,对于明确油气成藏期,理清油气藏成因类型具有重要的意义。为此,应用排烃门限理论,利用生烃潜力法研究了川西坳陷上三叠统烃源岩的排烃特征和排烃史。结果表明:①川西坳陷上三叠统烃源岩在早侏罗世(J1)末期即开始进入排烃门限,晚侏罗世(J3)早期—中期开始进入排烃高峰期;②马鞍塘组—小塘子组烃源岩的排烃高峰期处于J3p—K,T3x3烃源岩排烃高峰期处于J3sn—J3p,T3x5烃源岩排烃高峰期处于K1—K2;③川西地区不同层段不同地区进入排烃门限和排烃高峰期的时间存在差异:马鞍塘组—小塘子组和须家河组三段烃源岩,鸭子河地区排烃时间相对较早,马井、孝泉—新场—合兴场地区次之,大邑和丰谷地区较晚,须五段烃源岩在洛带排烃时间较早,马井、孝泉—新场—合兴场和丰谷地区次之,大邑地区和鸭子河地区最晚。

鄂尔多斯盆地中生代热异常及烃源岩热演化特征

在合理设定热模拟边界条件前提下，模拟分析鄂尔多斯盆地热演化过程，结果表明：在中、晚侏罗世，盆地大部分地区中生界地热梯度为4．3～4．6℃／100m，但在庆阳、西峰及其西南部分地区达到5．7℃／100m。结合热流与地壳厚度关系及地震、重力、磁法方面证据，认为造成鄂尔多斯盆地中生代地温异常的最可能的热事件模式是全盆范围的地壳减薄与局部地区隐伏岩浆体加热的叠加。在热异常背景下，三叠系延长组烃源岩层在侏罗纪埋深达到1600m便可成熟排烃，大规模生烃期在早白垩世。较长的排烃期与埋藏过程中构造的调整是造成油气多期充注的主要原因。

牛38井烃源岩排烃门限的确定

对牛38井主力烃源岩段沙河街组三段进行了密集测试分析,以排烃潜力指数为研究参数,对牛38井沙三亚段排烃潜力指数剖面分布进行了分析。研究结果表明,牛38井沙三段开始形成规模排烃的临界饱和量为300mg/g,排烃的临界饱和度为8.56%(考虑误差,其值在2.5%～9.5%之间),在达到排烃高峰时,Ⅰ型、Ⅱ1型、Ⅱ2型及Ⅲ型有机质的HEA值分别为800mg/g、600mg/g、380mg/g、160mg/g,对应的HES值分别为64.42%、29.86%、13.1%、1.59%,Ⅲ型有机质不能达到排烃门限条件,基本为无效有机质。

关于古生界烃源岩有机质丰度的评价标准

我国海相碳酸盐烃源岩地球化学评价的焦点问题之一,是如何确定其有机质丰度下限和划分有效烃源岩与非烃源岩的标准。长期以来,国内一些颇具影响的论点使人们相信,有机碳含量低到0.1％的碳酸盐岩仍能作为有效烃源岩。然而,国内外大量的勘探实践和实验室研究表明,有机碳含量为0.1％-0.2％的纯碳酸盐岩不能作为有效烃源岩,否则,有机质丰度不会成为油气勘探评价中的一个限定因素。在海相地层或海相碳酸盐岩中,能有效生烃的烃源岩是其中有机质丰度高的泥岩、泥灰岩和泥晶灰岩。碳酸盐岩或泥质岩中相同类型干酪根的有机质转化率相似,不存在碳酸盐烃源岩烃转化率高于泥岩的现象;生排烃过程一般并不会导致有机碳含量显著降低。因此,评价海相地层或碳酸盐岩地层中的烃源岩,沿用泥岩的有机质丰度下限值（有机碳含量为0.5％）是合适的。有效烃源岩的厚度不必很大,但有机质丰度必须高（有机碳含量大于0.5％）,且要有一定的分布范围。图3表1参31（张水昌摘）

用生烃潜力法研究松辽盆地北部中浅层烃源岩资源潜力

利用松辽盆地北部探井的热解和有机碳数据，采用生烃潜力法对盆地北部中浅层4套主力烃源岩层（青一段、青二、三段、嫩一段和嫩二段）的排烃特征及资源潜力进行研究。结果表明：4套烃源岩随年龄变小排烃门限深度变浅，青一段为1．3km、青二、三段为1．2km、嫩一段为1．0km、嫩二段为0．95km；烃源岩排烃高峰期较晚，青一段、嫩一段和嫩二段烃源岩在晚白垩世明水组沉积期达到排烃高峰，青二、三段烃源岩则在古近纪四方台组沉积期和泰康组沉积期分别达到排烃高峰；4套烃源岩现今累积排烃量达到了487．1×10^8t，远景资源量为97．4×10^8--194．8×10^8t，展现了巨大的资源勘探潜力。

松辽盆地滨北地区中浅层油气成藏体系定量研究

滨北地区中浅层纵向上可以划分出2套成藏组合,即浅部成藏组合和中部成藏组合;每套成藏组合都可以划分出3个成藏体系,利用油气成藏门限理论对2套成藏组合的各成藏体系的油气成藏门限进行了计算,结合生油量的计算结果,对各成藏体系进行了定量评价.得出结论:滨北地区浅、中两套成藏组合的各成藏体系,天然气都没有进入成藏门限,石油只在成藏体系Ⅱ和Ⅲ进入了成藏门限,并有一定的可供聚集油量,其中,浅部组合成藏体系Ⅱ和Ⅲ的可供聚集油量分别为12.66×108t和6.17×108t;中部组合成藏体系Ⅱ和Ⅲ的可供聚集油量分别为5.09×108t和2.72×108t.

致密储集层原油充注物理模拟——以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为例

选取准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密储集层岩心样品,进行原油充注物理模拟实验,研究致密储集层中原油的运移渗流规律及影响因素,分析致密油运聚特征和成藏下限条件。致密储集层内原油充注具有启动压力梯度与临界压力梯度两个具有界限特征的压力梯度点,存在低速非线性渗流和拟线性渗流两种特征;芦草沟组致密储集层原油充注过程中含油饱和度的增长过程可以分为跳跃增长型、快速增长型、平稳增长型3种类型,快速增长型样品所达到的最大含油饱和度最高,其次为平稳增长型,跳跃增长型最低;含油饱和度的增长受到孔隙度、渗透率、原油黏度、驱替压力梯度耦合控制,各要素相互影响、相互补偿。绘制的致密储集层原油聚集成藏判定图版显示,只有压力梯度突破临界压力梯度进入拟线性渗流区后,才能达到致密储集层含油饱和度为30%的下限值。稳定的致密储集层很难实现油气的先致密后成藏,而常规储集层油气充注后地层压实胶结与矿物次生加大胶结可能是形成致密油,并具有较高含油饱和度的原因。

东濮凹陷沙一段自生油气藏成藏条件及成藏模式

通过对东濮凹陷沙一段构造演化及烃源岩研究发现,沙一段暗色泥岩在区内分布稳定,为较好—好的烃源岩,晚期深埋使前梨园、海通集、孟岗集洼陷中心附近烃源岩成熟,具备较好的生烃条件,埋藏史研究显示沙一段成藏期为明化镇沉积期—现今。通过对刘庄自生自储型油藏的油源特征、储盖特征、油气运聚及油藏类型解剖,明确了刘庄沙一段油气藏成藏过程。建立了东濮凹陷沙一段自生自储型油气藏成藏模式:近源成藏,断砂双控,高点富集,油藏规模小、数量多。研究成果对东濮凹陷前梨园—海通集—孟岗集地区沙一段油气勘探具有重要意义。

环渤中凹陷油气资源潜力与分布定量评价

渤中凹陷是渤海海域最大的富生烃凹陷,但对其油气资源潜力和分布规律认识不清,制约着油气的勘探进展。以油气成藏体系为评价单元,应用油气成藏门限理论,基于物质平衡原理对环渤中凹陷油气资源潜力和分布特征进行了定量评价。研究结果表明,环渤中凹陷上、下油气成藏组合各划分为6个成藏体系,环凹陷总可供聚集油量为60.265×108t,上、下成藏组合分别为43.185×108t和17.080×108t,总可供聚集气量为27.03×1011m3,上、下成藏组合分别为17.76×1011m3和9.27×1011m3。其中,石臼坨油气成藏体系(Ⅰ)和渤东油气成藏体系(Ⅱ)可供聚集烃量最大,是进一步勘探的有利方向。

隐蔽油气藏资源潜力预测方法探讨与初步应用

隐蔽油气藏形成演化过程和成因机理十分复杂,为了提高油气资源评价的可信度,为高层次的决策提供科学依据,应综合利用多种方法,如发现过程模型反演法、成藏门限理论正演计算法以及综合预测法。运用这些方法对济阳坳陷隐蔽油气藏的资源潜力进行了预测,结果显示:济阳坳陷还有20.24×108t以上的隐蔽油气藏储量待发现,占剩余可探明储量的75％以上。其中,东营凹陷和沾化凹陷待发现隐蔽油气藏分别为7.83×108 t和3.53×108 t,车镇凹陷和惠民凹陷为3.78×108t和3.52×108t。平面上,隐蔽油气藏主要分布在储量丰度较高、探明储量较低的成藏体系内;层位上,沙河街组四段及其以上目的层勘探程度虽高仍是隐蔽油气藏储量增加的重点层位;类型上,岩性透镜体油气藏、不整合遮挡油气藏及古潜山油气藏是隐蔽油气藏今后勘探的重要类型。

烃源岩排烃方法研究新进展

烃源岩是含油气系统和油气成藏的基础,国内外油气地质学家对其进行了多方面的研究。目前烃源岩排烃研究已取得了很大进展,但也存在着较多的问题。排烃门限理论能够很好地解决烃源岩的排烃问题,根据此理论可以定量计算排烃量,并对其排烃模型进行了修正。排烃门限理论目前已被用来判别油气源岩、综合定量评价源岩、研究油气运聚机理与成藏模式。

菲律宾蛤仔对石油烃的污染动力学和阈值研究

以食用菲律宾蛤仔为研究对象，采用半静态动力学富集实验方法，探讨双壳贝类对石油烃的污染动力学特征。结果表明：经过4d石油烃在贝体和水环境之间达到稳态平衡；生物富集系数（BCF）为545；浓度为0．068mg/L的石油烃水体组。富集平衡后贝体内的石油烃含量高于贝体内的石油烃异味阈值（25—30mg／kg）。参考USEPA、GB18421—2001等关于双壳贝类中石油烃限量的规定，根据石油多环芳烃的毒力机理。把菲律宾蛤仔对石油烃污染的安全阈值定为0．03—0．05mg／L较为合理。

富林洼陷油气运移研究

油气在烃源岩中的初次运移和在储集层中的二次运移是油气运移过程中连续而特点不同的两个阶段。富林洼陷油气从烃源岩中排出的主要动力是压实作用。富林洼陷排烃门限为2250～2600m,排烃时间从明化镇组沉积末期开始。沙三段的砂层、沙三段底部的不整合面和断层面是油气二次运移的主要输导层,油气围绕着生烃中心向周围次洼及其相邻的隆起地带运移。

开放体系和密闭体系恒速升温实验条件下有机质生烃动力学特征对比及意义

为了揭示不同实验条件下有机质生烃动力学特征及其地质应用的差异性,对松辽盆地煤样进行了开放体系(Rock-Eval)和密闭体系(金管)的恒速升温热模拟实验。根据实验产物产率与温度关系标定了开放系下的有机质成油、成气及密闭体系下有机质成气动力学模型;将标定的2种体系下的动力学参数以实验室升温速率和地质升温速率条件下进行外推,表明密闭体系下的成气转化率相对开放体系下的变化要慢,原因在于开放体系下煤样热解生气为初次裂解,而密闭体系下煤样生气是初次裂解和二次裂解共同贡献的结果。进一步将2种体系下获得的生气动力学参数结合松辽盆地徐家围子地区埋藏史、热史资料进行应用表明:应用开放体系获得的动力学参数外推计算的生气门限对应时间(115 Ma)要比实际生气门限对应时间(110 Ma)偏早;应用密闭体系获得的动力学参数外推计算的生气门限对应时间(92 Ma)要比实际生气门限对应时间偏晚。