煤和陆源有机质烃源岩特点和有机组分分类术

煤和陆源有机质烃源岩是我国重要的烃源岩类型,自从吐鲁番-哈密盆地石油、天然气勘探取得重大突破后,煤和陆源有机质作为生油岩在我国进一步受到重视,本文采用反光、透光、荧光和透射电镜相结合的有机岩石学分析方法,通过对我国八个地区(南华北、吐哈、长广、准噶尔、莺琼、大民屯、珠江口、伊通)五百多块煤和陆源有机质烃源岩全岩和干酪根样品的详细分析,讨论了煤和陆源有机质烃源岩的特色、有机组分分类和有机岩石学评价原则。     

最小含氧带和硫化环境控制14亿年前有机质生烃能力

显生宙沉积有机质富集和生烃潜力受控于初级生产力和保存环境,但元古宙以原核生物为主的广泛厌氧环境对烃源岩发育的控制作用并不清楚.中国华北燕辽盆地中元古界下马岭组发育一套厚达250 m的富有机质烃源岩,主要形成于硫化厌氧和最小含氧带(oxygen minimum zone, OMZ)水体环境,沉积时限约为1400～1360 Ma.选择有代表性的两类黑色页岩样品开展了黄金管热模拟实验,结果表明, 14亿年前富有机质页岩的生油气潜力与显生宙优质烃源岩相当,且明显受控于沉积时的海洋水体环境;硫化厌氧环境的沉积有机质,虽丰度略低(TOC 5%),但生油能力明显高于OMZ环境下的沉积有机质(TOC达12%);两类沉积环境有机质的生烷烃气能力却相反.这说明,厌氧环境不但有利于有机质富集,同时保存了对生油更加有效的富氢脂肪结构;尽管OMZ海洋初级生产力很高,在底层水有氧环境下也能够沉积高丰度的有机碳,但氧化作用使其生油潜力明显降低.研究证实,中元古代海洋环境的动态演化对沉积有机质的母源构成、生烃潜力和产物组成具有重要影响,为深入了解并探索中新元古界的烃源岩发育机制和油气资源潜力提供了一个重要窗口.     

浅析中国新元古-下古生界海相烃源岩发育模式

通过对中国钻井及露头剖面海相烃源岩岩石类型、赋存形式、指相矿物和生物、沉积地球化学和有机相的研究，并借鉴国外海相源岩发育模式的研究成果，认为单纯强调“保存模式”或单纯强调“高有机生产力模式”，均不能客观地解释和正确地揭示高有机质丰度烃源岩的形成机理．针对中国的地质实际，将新元古-下古生界海相源岩的形成机理概括为热水活动．上升洋流-缺氧事件、碳酸盐缓坡．上升洋流、干热气候-咸化静海、湿润气候-滞留静海4种模式．其典型实例分别为塔里木、华南及华北西南缘下寒武统欠补偿盆地有机相，塔里木塔中上奥陶统、上扬子下志留统碳酸盐缓坡灰泥丘有机相，塔里木、上扬子中寒武统蒸发泻湖有机相，塔里木西部中-上奥陶统、上扬子下志留统龙马溪组闭塞欠补偿陆源海湾有机相．此外，将中国海相低有机质丰度沉积概况为广阔陆表海“消耗”-“稀释”和超补偿盆地“贫化”-“稀释”两类模式．     

中国海相油气田形成的地质基础

塔里木盆地、四川盆地和鄂尔多斯盆地古生界地层是中国海相油气勘探的重要层系之一，广泛发育以泥质岩为主的优质烃源岩，烃源岩的深埋藏决定了海相盆地以天然气为主，但不同盆地烃源岩有机质演化程度的不同又导致油气相态的差异；富含蒸发盐的碳酸盐岩地层中的硫酸盐热化学还原作用（TSR）对原油裂解成气具有明显的促进作用．海相储层以碳酸盐岩和碎屑岩为主，沉积相、白云石化作用、溶蚀作用、TSR和断裂裂缝作用控制了碳酸盐岩储层的发育．由于海相地层经历了多期构造旋迥，导致了多套生储盖组合的发育，圈闭和油气藏类型也多种多样；油气藏普遍具有多期成藏、晚期为主或晚期定型的特点：古隆起对油气富集有重要的控制作用．由于三大盆地海相主力烃源层的不同，油气富集层位、油气藏的类型与分布、油气成藏的特点也各不相同．     

柴达木盆地西部新生代盐湖相烃源岩中高支链类异戊二烯烃(C25HBI)的检出及其地质地球化学意义

发育于盐湖相环境的柴达木盆地西部第三系渐新统下干柴沟组是该盆地西部地区的主力烃源岩层. 在该组上段沉积有机质中检出了硅藻的特征性生物标志化合物——含25 个碳原子的高支链类异戊二烯烃(C₂₅HBI), 该化合物的检出对于揭示区域沉积有机质发育的生物地球化学背景具有重要意义. 研究结果表明, 柴达木盆地西部地区下干柴沟组上段烃源岩中的C₂₅HBI 碳同位素值介于-18‰到-20‰之间, 为典型硅藻生源特征. 由于沉积环境中硅藻生长在大量消耗水体溶解CO₂ 的同时, 必须利用无机碳酸盐碳才能维持其快速繁殖, 硅藻勃发代表了水体环境富营养、高生产率特征, 因此富重碳同位素C₂₅HBI 在沉积有机质中的检出有可能成为该地区优质烃源层发育的标志之一. 同时, 由于硅藻发育环境水体溶解CO₂处于胁迫状态, 将导致沉积有机质总体以富集¹³C 为特征, 可能是造成该地区第三系沉积有机质碳同位素偏重的原因之一. 作为该套烃源岩沉积有机质的生源之一, 硅藻生源高碳数正构烷烃(>n-C₂₅)具有无碳优势分布的特点, 使得该地区高碳数正构烷烃的生源和成因复杂化,在烃源岩有机质评价时应引起重视.     

烃源岩有机质的不同赋存状态及定量估算

研究了辽河盆地低演化烃源岩中有机质的不同赋存状态。引入土壤学的方法，将不溶有机质划分为５种赋存状态。通过计算，确定了它们占烃源岩有机质的平均份额分别为（１）２８％，（２）３９％，（３）１８％，（４）３％和（５）１２％，其中（４）是首次揭示的。     

塔里木盆地寒武-奥陶系海相烃源岩空间展布与层序类型的关系

在前人研究的基础上，从层序地层学研究的角度出发，结合寒武．奥陶系沉积环境研究，运用烃源岩具有“双轨”式地震同相轴反射特征，通过井震标定与应用已知烃源岩厚度标定未知烃源岩厚度的方法，计算出寒武．奥陶系烃源岩的厚度与分布范围．由此认识到，下寒武统玉尔吐斯组台地内凹陷与斜坡、盆地相区烃源岩分布范围远大于中寒武统烃源岩的分布范围，其品质也优于中寒武统蒸发渴湖相烃源岩．中奥陶统斜坡、盆地相区黑土凹组烃源岩分布范围同样远大于上奥陶统烃源岩的分布范围，其品质也优于台地内萨尔干组、印干组烃源岩及上奥陶统台缘斜坡灰泥丘相烃源岩．柯坪露头下寒武统优质烃源岩主要位于玉尔吐斯组底部Ⅰ型层序的初次海侵面及凝缩段，此剖面中Ⅱ型层序内烃源岩品质较Ⅰ型层序内烃源岩要差，甚至在Ⅱ型层序中并不发育有效烃源岩（TOC值〈0．5％）．中奥陶统黑土凹组优质烃源岩同样位于Ⅰ型层序的初次海侵面及凝缩段，品质稍差的台缘斜坡灰泥丘及印干组烃源岩层均发育在Ⅱ型层序中．在海平面上升高程与时间均相同的前提下，Ⅰ型层序中位于层序底界之上的海侵行程S1大于Ⅱ型层序中海侵行程S2，这样，发育于Ⅰ型层序底界之上海侵期形成的烃源岩分布范围大于Ⅱ型层序中的烃源岩分布范围．由于S1大于S2，在Ⅰ型层序底界上发生的相对海侵速率明显的大于Ⅱ型层序边界上的海侵速率，海侵速率的不同是Ⅰ型层序底界烃源岩品质优于Ⅱ型层序底界上部烃源岩的影响因素之一．由此，揭示了运用层序地层学的研究方法，对烃源岩空间展布、形成时间、预测烃源岩品质优劣等方面具有重大意义．     

吐哈盆地煤及显微组分生烃模式

吐哈盆地是典型的煤成油气盆地,主力烃源岩为中下侏罗统煤及含煤有机质.有机岩石学研究表明,吐哈盆地侏罗系烃源岩生油组分,在显微层次主要表现为基质镜质体、壳质组(主要是薄壁角质体、小孢子体和木栓质体)和少量腐泥组(主要是藻类体和沥青质体),在超微层次则主要表现为分布在基质镜质体和粗粒体中细菌成因的超微类脂体.基质镜质体是吐哈盆地煤成烃最主要的母质.壳质组(含腐泥组)在煤成烃中具有不可忽视的贡献. 采用密度梯度分离法从煤中分离出纯度较高的单组分(表1),进行热解气相色谱和核磁共振波谱测试,确定各显微组分生烃性质,并结合显微荧光性质确定其生烃阶段,由此建立煤与显微组分成烃模式.     

鄂尔多斯盆地下古生界白云石化与有机质赋存关系

对鄂尔多斯盆地下古生界岩芯和地表剖面的观察,86块样品有机质TOC和R_o的测定与岩石学研究，代表性样品的XRD(X射线衍射)测试，并与现代澳大利亚Coorong湖白云石进行了对比研究，揭示出研究区:(1)白云石化均可发生在泥晶灰岩、膏盐岩及泥质砂岩中，可分为沉积准同生－成岩早期、深埋期和抬升期3种类型，其中以深埋期，晶胞小于35μm类型的白云石化与气藏关系最大;(2)由膏盐岩次生的白云石与泥质流体穿过处有机质含量相对最高;(3)准同生白云石在向理想白云石演变过程中，晶体的有序度增大，有利于形成有效运移网络，当流体能量高时，以流体在其中运移和输送热量为主，当流体能量减低时，网络体系较大的容积空间有利于流体中有机质赋存．     

吐哈盆地煤及显微组分生烃模式

<正> 吐哈盆地是典型的煤成油气盆地,主力烃源岩为中下侏罗统煤及含煤有机质.有机岩石学研究表明,吐哈盆地侏罗系烃源岩生油组分,在显微层次主要表现为基质镜质体、壳质组(主要是薄壁角质体、小孢子体和木栓质体)和少量腐泥组(主要是藻类体和沥青质体),在超微层次则主要表现为分布在基质镜质体和粗粒体中细菌成因的超微类脂体.基质镜质体是吐哈盆地煤成烃最主要的母质.壳质组(含腐泥组)在煤成烃中具有不可忽视的贡献. 采用密度梯度分离法从煤中分离出纯度较高的单组分(表1),进行热解气相色谱和核磁共振波谱测试,确定各显微组分生烃性质,并结合显微荧光性质确定其生烃阶段,由此建立煤与显微组分成烃模式.     

含油、气盆地成烃史恢复新方法:地质地球化学剖面法

应用有机热成熟作用理论，通过对传统Karweil方法的改进，以我国典型古生代、中生代盆地为实例，提出了烃源岩成烃史恢复的一种新方法．该方法的特点是成熟度模拟计算结果更为精确，将地质与地球化学相结合，可客观评价生油岩在地史时期成烃动态．与传统方法相比，本方法计算简单，结果直观，特别适应于沉积－构造发展史较复杂的含油、气盆地．     

济阳坳陷湖相烃源岩有机质化学组成特征及其石油地质意义

文中选择了在中国东部具典型意义的陆相断陷盆地济阳坳陷下第三系不同沉积环境的4个未成熟烃源岩, 分别采用氯仿、甲醇-丙酮-氯仿三元试剂和CS₂/NMP超强混合溶剂对烃源岩中有机质的结合方式进行了研究. 结果表明, 不同沉积环境形成的烃源岩中有机质结合方式和组成特征有较大差别. 咸水-半咸水环境下的沙四段烃源岩约有79%的有机质以非共价键的结合方式分布, 表明沙四上亚段源岩中的有机质并非严格意义上的干酪根, 而具有可溶有机质的性质. 这种形式结合的有机质转化生烃所需要的温度较低, 这是东营凹陷的未熟-低熟油主要来自咸水-半咸水环境沙四上亚段烃源岩的根本原因. 微咸-淡水环境沉积的沙三段烃源岩有机质则以共价键的结合方式为主, 约占70%, 这就决定了沙三段烃源岩以干酪根晚期热降解为主, 不易形成未熟-低熟油. 对三种有机溶剂相继抽提后的固体残余物进行生烃热模拟, 获得的氯仿抽提物与三种有机溶剂抽提物做对比发现, 奇偶优势(OEP)主要是可溶有机质的特征, 植烷主要以非共价键的缔合方式存在于可溶有机质中, 这与未熟-低熟油特征相吻合.     

中国典型叠合盆地油气形成富集与分布预测学术研讨会在广州召开

由国家重点基础研究发展规划项目“中国典型叠合盆地油气形成富集与分布预测”组织的中国典型叠合盆地油气形成富集与分布预测学术研讨会于２００２年１月４～７日在广州召开．来自国内１４个高校和科研所的６０余名科研人员参加了会议，４５位学者在会上做了报告．我国许多含油气沉积盆地均以长寿和经历过多次构造与沉积叠加为特征，在长期演化过程中经历过多次构造变革，烃源岩种类多，油气经历了多期运移、聚集乃至破坏的过程，油气藏的分布状态复杂，可称为＂叠合盆地＂，其中蕴藏了我国陆上油气资源的８０％．此次会议围绕我国叠合盆地…     

沉积盆地盐构造热效应及其油气地质意义

海相沉积盆地广为发育盐岩,盆内油气藏多与盐岩有关.塔里木盆地是中国最大的海相沉积盆地,该区以往的盐构造研究主要集中于其作为良好盖层的封堵性能和作为构造圈闭的盐相关构造.实测表明,盐岩热导率远大于普通沉积岩(约2~3倍),盐岩这一强烈的热物性差异必然会对盆地地层温度分布及烃源岩热演化产生显著影响,但该问题尚未引起重视.本文基于系列理论模型和库车前陆盆地盐构造地震解释剖面,采用二维有限元数值模拟实验,定量探讨了盐构造的热效应及其对烃源岩热演化的影响.研究表明,盐体会造成盐上地层显著增温(3%~13%)和盐下地层降温(11%~35%),进而分别加速盐上烃源岩和抑制盐下烃源岩的热演化过程.盐体的热导率、几何形态、厚度和埋深是控制地热异常幅度的主要因素.异常范围与盐体尺寸有关,横向上可达盐体宽度的2倍、垂向上为盐体厚度的2~3倍.盐构造使得库车前陆盆地盐下地层温度显著降低,造成盐下侏罗系烃源岩镜质体反射率(Ro)降低约18%,从而有利于盐下深层油气的保存.库车前陆盆地东、西部的盐构造在埋深、厚度、成分和构造变形样式等方面均存差异,这可能是造成该区中生界烃源岩有机质成熟度时空差异分布的原因.上述盐构造的热效应对中国海相沉积盆地深层油气资源潜力评价与勘探具有重要意义.     

中国叠合盆地深层海相油气成藏条件与富集区带

以塔里木、四川、鄂尔多斯三大盆地为例，从海相层系的后期叠加样式、埋藏历史、构造变形演化出发，阐述深层海相油气成藏条件．海相烃源岩埋藏史可划分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型，指出不同埋藏类型油气生成、成藏与现今烃类相态有差异．海相层系构造带演化可分为早正断-晚断褶型、早隆起．晚断褶型、早隆起．晚平缓型、早拗陷．晚冲断型等4种类型．提出有机质“接力”成气模式，指出中西部地区“退火”地温场演化与构造沉降耦合以及高．过成熟烃源岩中分散液态烃晚期成气，是海相油气晚期成藏的关键因素．总结提出深层海相优质储层形成的地质条件，即早期烃类充注、风化壳储层、深部溶蚀作用以及埋藏白云岩化作用．总结提出三大类海相油气富集区带，即古隆起复式油气聚集带、古断裂带、高能沉积相带．     

南海南部现代水体与表层沉积硅藻的分布特征

探讨了南海南部海区现代水体和表层沉积中硅藻在属种、丰度上的相关关系及主要的环境控制因素，为南海古环境的对比及重建提供了可靠的依据．分析显示：南海南部的东南海域现代及沉积硅藻丰度较高，且变化趋势相似；西北两者丰度较低，变化趋势有差异．该海区的现代硅藻的优势种为菱形海线藻（Thalassionema nitzschioides）和双头菱形藻（Nitzschia bicapitata），沉积硅藻的优势种为菱形海线藻和短刺角毛藻（Chaetoceros messanensis）；相对于现代硅藻，沉积硅藻中减少的是个体相对较小，壳壁较薄的类型，增多的则是个体大、壳壁厚的种类；东南海域现代硅藻的菱形海线藻百分含量高于西北区，沉积硅藻的则变化不大．研究结果认为，西南季风是影响现代硅藻丰度和菱形海线藻百分含量的重要因素，沉积硅藻丰度和菱形海线藻百分含量的分布与西南季风盛行时上层水体硅藻的丰度和菱形海线藻百分含量分布基本一致．     

中国海相沉积盆地富气机理与天然气的成因探讨

中国海相盆地蕴含有丰富的天然气资源，特别是古生界海相层系成为近年来中国天然气勘探的热点，并相继有大型气田发现．研究认为中国古生界烃源岩的高．过成熟或煤系烃源岩以倾气为主及TSR作用是导致海相层系富气的主要原因．古生界海相发育优质的泥质烃源岩和煤系烃源岩，其中前者热演化程度高且沉积组合富含硫酸盐类，导致原油裂解成气；后者以成气为主且演化程度已进入高成熟，因而海相盆地以富气为主，特别是四川盆地和鄂尔多斯盆地的海相层系几乎没有发现油藏，且以干气为主．海相天然气主要属于煤成气和原油裂解气或二者的混合，其中在原油裂解气中往往富含硫化氢和二氧化碳，烃类碳同位素组成较为复杂且存在倒转现象，这主要是受热演化和TSR次生蚀变或不同成因类型天然气的混合所致．煤成气是中国海相天然气的主要构成部分，四川盆地上二叠统和鄂尔多斯盆地石炭系-二叠系煤系烃源岩具有较大的生烃潜力，是今后海相天然气勘探的重点，塔里木盆地海相层系不发育煤系烃源岩，因此以寻找原油裂解气为主．     

用干酪根红外光谱划分烃源岩有机相

干酪根红外光谱不仅在宏观上可以划分有机质类型和成熟度,而且能很好地区分烃源岩形成环境,反映有机相的差异。本文提出了干酪根脂族结构指数和芳香族结构指数,划分出煤沼相,湖泊－煤沼过渡相和湖相三种不同的有机相。同时,这些参数也很好地反映了有机质类型成烃潜力和烃类产物类型的细微差异。     

鄂尔多斯盆地酸解烃碳同位素组成与气-源对比

在有机质热演化成烃作用的同时,其成烃产物通过岩石吸附、成岩矿物的包裹等作用被记录在沉积岩石中,酸解烃指被成岩碳酸岩、铝硅酸盐等矿物包裹的C_1—C_5,气态烃,在样品粉碎和真空条件下,游离烃已大部分被解析,兼之酸解烃较岩石吸附烃又高出3个量级.其化学组成和同位素组成的变化则应与相应层段生成的天然气地球化学特征相一致,因此可通过源岩酸解气和天然气同位素组成的对比,追索烃源岩,这种气-源对比较前人的工作更直接一些.本文通过鄂尔多斯盆地城川一井酸解烃组成的垂向变化及古生界烃源岩酸解气和天然气碳同位素对比研究,探讨了酸解烃的来源及利用烃源岩酸解气与天然气同位素组成,进行气-     

辽河断陷下第三系烃源岩有机质Pb和Sr同位素研究

报道了辽河断陷下第三系烃源岩有机质（干酪根，可溶有机质）的Ｐｂ，Ｓｒ同位素组成，干酪根的Ｐｂ同位纱组成有很大的变化范围，＾２０６Ｐｂ／＾２０４Ｐｂ＝１７．４８８～１８．６５６，＾２０７Ｐｂ／＾２０４Ｐｂ＝１５．３８８～１５．６９２，＾２０８Ｐｂ／＾２０４Ｐｂ＝３７．６５６～３７．７４８，可溶有机质具有相当稳定的Ｐｂ同位素组成：＾２０６Ｐｂ／＾２０４Ｐｂ＝１７．４２４～１７．６０１，＾２０７Ｐｂ／＾