第2章 成藏地球化学
地球化学第二章 地球化学基础知识
4.绝对含量和相对含量
绝对含量单位 T 吨 Kg 千克 g 克 mg 毫克 g 微克 ng 毫微克 pg 微微克 ％ ‰ 相对含量单位 百分之... x10-2 千分之.... x10-3
ppm、g/T ppb、ng/g ppt、pg/g
百万分之 x10-6 十亿分之 x10-9 万亿分之 x10-12
高场强元素或离子（High field strength cations， HFS）：场强指离子每单位表面的静电荷强度，常 以离子电荷与离子半径的比值，即离子势表示。指 那些形成小的高电荷离子的元素，包括REE、Sc、 Y、Th、U、Pb、Zr、Hf、Ti、Nb、Ta等。 其离 子势>2。 低场强元素或离子（Low field strength cations） ： 形成大半径小电荷的离子的元素 ，离子势<2，它 们又称为大离子亲石元素—LILE（large ion lithophile elements），包括 Cs、Rb、K、Ba、Sr、Eu 和Pb（二价）。
3.分布与分配
分布指的是元素在一个化学体系种中（ 太阳陨石地球地壳某地区）整体总含量。 元素的分配指的是元素在各地球化学体 系内各个区域区段中的含量。 分布是整体，分配是局部，两者是一个 相对的概念，既有联系也有区别。例如， 地球作为整体，元素在地壳中的分布，也 就是元素在地球中的分配的表现，把某岩 石作为一个整体，元素在某组成矿物中的 分布，也就是元素在岩石中分配的表现。
地球化学
第二章 地球化学基础知识 陈远荣
2011 年 11月
桂林理工大学地球科学学院
第一节 地球化学研究的基本问题
地球化学研究的基本问题概括起来有 五个方面: 第一, 元素(同位素)在地球及各子系统 的分布、分配问题：也就是元素和同位 素的含量及含量在空间、时间及不同地 质产状地质体中的变化。这个问题是地 球化学研究的出发点和基础资料,简而言 之为“量”的问题。
探讨页岩气成藏的地质条件
探讨页岩气成藏的地质条件【摘要】页岩气是一种重要的非常规天然气资源，其成藏地质条件对于勘探和开发具有至关重要的意义。
本文从页岩气资源概述、成藏重要性和研究背景三个方面入手，探讨了页岩气形成的地质条件、赋存状态、成藏主控因素、储集特征和成藏模式。
通过对这些内容的深入分析，揭示了页岩气成藏地质条件的重要性，并提出了未来研究方向及应用前景展望。
本文旨在为页岩气资源的合理开发提供科学依据，推动页岩气领域的深入研究与应用。
【关键词】页岩气资源、成藏地质条件、页岩气赋存、主控因素、储集特征、成藏模式、研究方向、应用前景、地质条件重要性、页岩气成藏。
1. 引言1.1 页岩气资源概述页岩气是一种非常重要的非常规能源资源，具有巨大的开发潜力。
随着传统石油和天然气资源逐渐枯竭，页岩气的开发和利用成为当今能源领域的热门话题。
页岩气是一种以页岩为主要产出岩石的油气资源，其开发主要通过水平钻井和压裂技术进行。
页岩气资源分布广泛，且储量巨大，被认为是未来能源产业的重要补充。
与传统石油和天然气资源相比，页岩气资源不仅开发成本低，而且能够提供更加清洁的能源。
页岩气资源被认为是未来能源发展的重要方向之一。
随着页岩气技术的不断创新和完善，其在能源领域的地位将会越来越重要。
1.2 页岩气成藏的重要性页岩气是一种非常重要的天然气资源，对于能源供应和经济发展具有重要意义。
页岩气成藏的重要性在于其具有丰富的储量和广泛的分布区域，可以为国家提供稳定的能源供应。
随着传统石油和天然气资源逐渐枯竭，页岩气成为一种重要的替代能源，可以有效缓解能源短缺问题。
页岩气的开发利用也可以促进地方经济的发展，提升能源自给率和国家竞争力。
深入研究页岩气成藏的地质条件，探索其储集规律和成藏模式，对于实现页岩气资源的有效开发和利用具有重要意义。
通过探讨页岩气成藏的地质条件，可以为相关部门提供科学依据和技术支撑，推动页岩气产业的发展和可持续利用。
1.3 研究背景研究背景中，我们可以看到自从20世纪美国页岩气开发热潮开始以来，全球范围内页岩气勘探开发活动逐渐兴起。
油气成藏地球化学培训课程
烃源岩类型
根据有机质类型、成熟度 等参数，确定烃源岩的类 型及生烃特征。
烃源岩热演化史
通过同位素分析等方法， 研究烃源岩的热演化过程 及其对油气生成的影响。
储层地球化学分析
储层岩石学特征
分析储层岩石的矿物组成、结构、 孔隙特征等，研究其对油气的储
集性能的影响。
储层流体性质
通过测定储层流体的组分、密度、 粘度等参数，了解其流动性能及
应用技术创新 针对油气勘探开发中的实际问题， 需要研发更加高效、精准的地球 化学勘探技术和分析方法。
多学科交叉融合 加强与其他相关学科的交叉融合， 如地质学、物理学、数学等，以 推动油气成藏地球化学研究的深 入发展。
THANKS
感谢观看
03
油气成藏地球化学基本原理
油气成因与演化
石油和天然气的生成
油气成因类型
从有机物质的形成到烃类的生成，再 到油气的形成，这一过程需要数百万 年的时间。
根据成因，油气可分为有机成因和无 机成因，其中有机成因油气是最主要 的类型。
油气演化过程
随着地壳运动和温度压力的变化，油 气会经历未成熟、成熟、过成熟和生 油窗等阶段。
目的
培养学员掌握油气成藏地球化学的基 本理论、方法和技术，提高其在油气 勘探、开发及研究中的实际应用能力 。
培训对象与要求
对象
油气勘探、开发及研究领域的专 业技术人员、科研人员及高校相 关专业师生。
要求
学员需具备一定的地球化学基础 知识，具备一定的油气勘探、开 发及研究经验，能够积极参与培 训活动，认真完成培训任务。
02
油气成藏地球化学概述
油气成藏地球化学定义
总结词
油气成藏地球化学是一门研究油气在地下形成、运移、聚集和分布规律的学科。
应用地球化学元素丰度数据手册-原版
应用地球化学元素丰度数据手册迟清华鄢明才编著地质出版社·北京·1内容提要本书汇编了国内外不同研究者提出的火成岩、沉积岩、变质岩、土壤、水系沉积物、泛滥平原沉积物、浅海沉积物和大陆地壳的化学组成与元素丰度，同时列出了勘查地球化学和环境地球化学研究中常用的中国主要地球化学标准物质的标准值，所提供内容均为地球化学工作者所必须了解的各种重要地质介质的地球化学基础数据。
本书供从事地球化学、岩石学、勘查地球化学、生态环境与农业地球化学、地质样品分析测试、矿产勘查、基础地质等领域的研究者阅读，也可供地球科学其它领域的研究者使用。
图书在版编目（CIP）数据应用地球化学元素丰度数据手册/迟清华，鄢明才编著. －北京：地质出版社，2007.12ISBN 978－7－116－05536－0Ⅰ. 应… Ⅱ. ①迟…②鄢…Ⅲ. 地球化学丰度－化学元素－数据－手册Ⅳ. P595－62中国版本图书馆CIP数据核字（2007）第185917号责任编辑：王永奉陈军中责任校对：李玫出版发行：地质出版社社址邮编：北京市海淀区学院路31号，100083电话：（010）82324508（邮购部）网址：电子邮箱：zbs@传真：（010）82310759印刷：北京地大彩印厂开本：889mm×1194mm 1/16印张：10.25字数：260千字印数：1－3000册版次：2007年12月北京第1版•第1次印刷定价：28.00元书号：ISBN 978－7－116－05536－0（如对本书有建议或意见，敬请致电本社；如本社有印装问题，本社负责调换）2关于应用地球化学元素丰度数据手册（代序）地球化学元素丰度数据，即地壳五个圈内多种元素在各种介质、各种尺度内含量的统计数据。
它是应用地球化学研究解决资源与环境问题上重要的资料。
将这些数据资料汇编在一起将使研究人员节省不少查找文献的劳动与时间。
这本小册子就是按照这样的想法编汇的。
石油地球化学考试复习题-提纲
⽯油地球化学考试复习题-提纲⽯油地球化学复习题第⼆章沉积有机质组成及其沉积环境1、名词解释及重要概念1.5种⽣物化学组分：蛋⽩质、碳⽔化合物、脂类、⽊质素、⾊素.2. 碳⽔化合物：是由多羟基醛或多羟基酮及它们的衍⽣物构成的有机质。
3. 多醣：由上千个单糖以糖苷键(单糖-O-单糖)相连成的⾼聚体.4. 甾族化合物结构：5、脂肪酸的基本结构6、氨基酸的基本结构7、缺氧环境形成的关键:⽔体分层8. 缺氧湖泊发育的重要条件: 深⽔2、简答题1. 沉积盆地中有机质沉积的控制因素主要有两⽅⾯的控制因素:⽣物⽅⾯和物理⽅⽣物控制因素：原始⽣物产率、微⽣物降解作⽤物理控制因素：有机质的搬运作⽤、沉积速率、沉积环境2. ⽔⽣⽣物产率决定于⽔中养料(磷、氮)含氧量(游离氧)多少⽔体深浅：透光带3. 沉积⽔体中细菌降解有机质的过程1).喜氧细菌活动带：与空⽓接触的表层⽔［O］>1.0ml/l 死亡⽣物可以完全被降解成CO2,H2O2).兼氧细菌活动带:⽔中［O］<1.0ml/l,造氮菌和碳酸盐还原菌降解有机质，但是降解能⼒下降3).硫酸盐还原菌活动带: ［O］<0.5ml/l,硫酸盐还原菌降解有机质⽣成有机酸，有H2S⽣成,其它⽣物死亡，4).甲烷⽣成菌活动带: 严格缺氧,有CH4⽣成,温度20-80度。
有效烃源岩沉积环境:⾼⽣物产率与缺氧环境叠加处.1陆相:盐湖环境,⽔体较深的咸⽔半咸⽔环境,淡⽔湖的深⽔沉积部位,沼泽环境(煤系烃源岩)2海相:障壁海、泻湖(⼤陆边缘),封闭海盆(陆架、⼤陆内部),富营养上升流发育区(⼤陆架)缺氧环境类型：1海相：（1）缺氧封闭局限海盆地：有障壁，进⽔量>蒸发量，养料丰富、底部⽔盐度⼤、具有永久分层⽔体的海盆。
（2）上升流形成的缺氧环境：深部海⽔向浅海的运动。
温度，含氧量低，养料丰富，可引起浅海⽣物极其繁盛。
2陆相：（1）盐湖：盐度分层，盐跃层以下为缺氧⽔层（2）淡⽔湖：温度分层（3）沼泽：形成含煤地层第三章成岩演化阶段有机质的演化⼀、名词解释及重要概念1、沉积物成岩作⽤：沉积物沉积以后在埋藏过程中受温度、压⼒等外界因素的作⽤，失⽔、压实、胶结、溶解等固结成岩的过程。
《地球化学》章节笔记
《地球化学》章节笔记第一章：导论一、地球化学概述1. 地球化学的定义：地球化学是应用化学原理和方法，研究地球及其组成部分的化学组成、化学性质、化学作用和化学演化规律的学科。
它是地质学的一个分支，同时与物理学、生物学、大气科学等多个学科有着密切的联系。
2. 地球化学的研究对象：- 地球的固体部分，包括岩石、矿物、土壤等；- 地球的流体部分，包括大气、水体、地下水等；- 地球生物体，包括植物、动物、微生物等；- 地球内部，包括地壳、地幔、地核等。
3. 地球化学的研究内容：- 地球物质的化学组成及其时空变化；- 地球内部和外部的化学过程；- 元素的迁移、富集和分散规律；- 地球化学循环及其与生物圈的相互作用；- 地球化学在资源、环境、生态等领域的应用。
二、地球化学的研究方法与意义1. 地球化学的研究方法：- 野外调查与采样：包括地质填图、钻孔、槽探、岩心采样等；- 实验室分析：包括光学显微镜观察、X射线衍射、电子探针、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、原子吸收光谱（AAS）等；- 地球化学数据处理：包括统计学分析、多元回归、聚类分析等；- 地球化学模型：建立地球化学过程的理论模型和数值模型；- 同位素示踪：利用稳定同位素和放射性同位素研究地球化学过程。
2. 地球化学研究的意义：- 揭示地球的形成和演化历史；- 了解地球内部结构、成分和动力学过程；- 探索矿产资源的形成机制和分布规律；- 评估和治理环境污染问题；- 理解地球生物圈的化学循环和生态平衡；- 为可持续发展提供科学依据。
三、地球化学的发展历程与现状1. 地球化学的发展历程：- 起源阶段：19世纪初，地质学家开始关注矿物的化学组成；- 形成阶段：19世纪末至20世纪初，维克托·戈尔德施密特等科学家奠定了地球化学的基础；- 发展阶段：20世纪中叶，地球化学在理论、方法、应用等方面取得显著进展；- 现代阶段：20世纪末至今，地球化学与分子生物学、环境科学等学科交叉，形成新的研究领域。
地球化学复习资料
地球化学复习资料第1章绪论一、地球化学的定义地球化学是研究地球及子系统(含部分宇宙体)的化学组成、化学作用和化学演化的科学（涂光炽）。
地球化学是研究地球的化学成分及元素在其中分布、分配、集中、分散、共生组合与迁移规律、演化历史的科学。
二、地球化学研究的基本问题第一：元素（同位素）在地球及各子系统中的组成（量）第二：元素的共生组合和存在形式（质）第三：研究元素的迁移（动）第四：研究元素（同位素）的行为第五：元素的地球化学演化第2章自然体系中元素的共生结合规律一、元素地球化学亲和性的定义在自然体系中元素形成阳离子的能力和所显示出的有选择地与某种阴离子结合的特性称为元素的地球化学亲和性。
二、亲氧元素、亲硫元素与亲铁元素的特点地球的组分分异，由元素的性质决定。
元素在周期表中的位置：亲铁元素: 地核亲石元素: 地幔与地壳亲气元素: 大气圈和水圈三、其它的概念离子电位（π）：是离子电价（W）与离子半径（R）的比值，即π=W/R电离能：指从原子电子层中移去电子所需要的能量。
电离能愈大，则电子与原子核之间结合得愈牢固。
电子亲和能：原子得到电子所放出的能量（E)叫电子亲和能。
E越大，表示越容易得到电子成为负离子。
电负性：中性原子得失电子的难易程度。
或者说原子在分子中吸引价电子的能力叫电负性。
表示为：X=I+E (X：电负性；I：电离能；E：电子亲和能)周期表上，以Li的电负性为1.0，得出其它元素相对电负性。
化学键：离子键（电子交换）,共价键（电子共用），金属键（价电子自由移动），范德华键（分子间或惰性原子间，存在弱的偶极或瞬时偶极），氢键（也属分子间静电力，含H的分子与其它极性分子或负离子间)四、元素的地球化学化学分类（戈式分类）亲氧（亲石）、亲硫（亲铜）、亲铁、亲气根据地球中阴离子中氧丰度最高，其次是硫（主要形成氧的化合物和硫化物）；而能以自然金属形式存在的丰度最高的元素是铁，因此，元素的地球化学亲和性主要分为以下三类：①亲氧性（亲石）元素；②亲硫性（亲铜）元素；③亲铁元素。
成藏动力学系统的划分和类型课件
成藏动力学系统研究涉及地质学、物理学、化学等多个学 科，未来可以加强跨学科合作，促进多学科交叉融会，推 动研究领域的创新发展。
对未来学习和研究的建议
夯实基础知识
在学习和研究成藏动力学系统时，要夯实基础知识，掌握相关理论和研究方法，为后续深 入研究奠定基础。
关注研究前沿
随着科学技术的不断发展，成藏动力学系统研究领域也在不断涌现新的研究成果。建议同 学们关注研究前沿，及时跟进领域内的最新动态。
动力学系统的相关知识。
成藏动力学系统研究展望
深化理论研究
尽管我们已经建立了成藏动力学系统的基本框架，但在其 形成机制、演变规律等方面仍有待深入研究，未来可进一 步丰富和完善理论体系。
拓展应用领域
成藏动力学系统研究不仅局限于地质领域，还可拓展至环 境、能源等多个领域。未来可以探索其在这些领域的应用 价值。
成藏动力学系统的划分和类型课件
contents
目录
• 引言 • 成藏动力学系统基础理论 • 成藏动力学系统划分 • 成藏动力学系统类型及实例分析 • 总结与展望
01
引言
成藏动力学系统概述
01
02
03
定义与背景
成藏动力学系统研究油气 从生成到聚集的全过程， 关注盆地内油气藏的形成 、散布和演变规律。
实践结公道论
在学习和研究过程中，要重视实践与理论的结合。通过参与实际项目、进行模拟实验等方 式，加深对理论知识的理解和应用。
THANKS
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研究内容
主要包括烃源岩、储层、 盖层、运移通道等要素及 其相互作用。
重要性
成藏动力学系统研究有助 于揭示油气成藏机理，指 点油气勘探与开发。
课程目的与意义
地球化学-读书笔记
K是常量元素,为典型的亲石元素(刘英俊等,1984),钾元素主要赋存在钾长石、白云母、黑云母、绢云母以及硅酸盐中。
K在钾硅酸盐化带中,随着斜长石被水白云母等矿物交代及角闪石被黑云母交代,Na大量浸出,且Na易溶于水形成Na-Cl而流失。
因此,在钾硅酸盐化带、次生石英岩化带、黄铁绢英岩化带中Na被带出。
矿体中心部位Mn含量相对较低。
（唐菊兴等，2009）锰的硫化物溶度积最大，属于强烈的亲氧元素(芮宗瑶等,1984) 。
休尔曼确定的金属元素与硫的亲合力的顺序为:Mn<Fe<Co<Ni<Zn<Pb<Cd<Bi<Cu<Ag<Hg(芮宗瑶等,1984) 因此,Mn在斑岩铜矿中一般分布在最外带。
Cu的稳定性小于Pb、Zn、Ag。
Cu的络合物最不稳定,因此迁移距离受到限制,分布于矿体中部。
Rb和Sr元素的离子半径分别与K和Ca相似,因此在蚀变带中(次生石英岩化带和黄铁绢英岩化带),Rb随K的带入而带入,而Sr随Ca的带出而带出。
（唐菊兴等，2009）。
一般认为，高温矿物组合主要为W、Sn、Mo 等矿物组合；中温矿物组合主要为Cu、Pb、Zn、Ag 等矿物组合；低温矿物组合主要为Hg、As、Sb 等矿物组合肖斌，2000在研究归来庄金矿矿床时指出：归来庄金矿床在成矿过程中成矿溶液是从w(Au)/w(Ag)低比值向高比值方向演化，Ag在成矿较早阶段先于Au沉淀，剩余溶液中Au 的含量提高，晚阶段生成的金矿物的成色也提高了，自然金可能是晚阶段沉淀的。
根据Ag 和Au的空间变化特征分析，矿体浅部的w(Au)/w(Ag)比值高，向深部减小，深部Ag含量高于Au，Au有向浅部富集的趋势。
金在较晚阶段相对富集,Au,Ag有分异，Au富集于较低温的热液中。
刘英俊,曹励明,李兆麟,王鹤年,储同庆,张景荣. 1984.元素地球化学[M].北京:科学出版社. 242-336.芮宗瑶,黄崇柯. 1984.中国斑岩铜(钼)矿[M].北京:地质出版社322页.唐菊兴，黄勇，李志军等，2009. 西藏谢通门县雄村铜金矿床元素地球化学特征[J].矿床地质，28（1）：15-28.肖斌，赵鹏大.2000. 归来庄金矿床w(Au)/w(Ag)异常的地质统计学研究[J]. 地球科学—中国地质大学学报，25(1)：（79-82）.唐老师会总结：斑岩成矿规律：基性有利成矿，闪长岩最好；浅部：Mo、W与碱性有关1 成岩元素序列不同的岩石类型有不同的元素分配特征，可划分为不同的成岩元素序列。
准噶尔盆地腹部侏罗系油气成藏地球化学分析
准噶尔盆地腹部侏罗系油气成藏地球化学分析准噶尔盆地腹部侏罗系油气成藏地球化学分析依据生物标志物的分布和组成特征,准噶尔盆地腹部侏罗系三工河组的原油可以分为两类,庄1井和沙1井原油属于第一类,源于下二叠统风城组;南部征沙村地区征1井原油为第二类,源于中二叠统下乌尔禾组,也有侏罗系的贡献.根据流体包裹体均一化温度分布,结合生排烃史与构造配置关系研究,认为征1井三工河组油藏主要成藏期是古近纪以来,油气来自于昌吉凹陷的下乌尔禾组和侏罗系烃源岩;而庄1井和沙1井三工河组油藏具有多源多期油气注入,早白垩世末至古近纪,油气来自于北部盆1井西凹陷风城组,古近纪构造调整以来,混入了来源于昌吉凹陷的油气.各口井原油含氮化合物的分布特征,证实了研究区侏罗系原油近期是从征1井向北运移的.作者：李伟王瑶张枝焕梅玲孟闲龙杨永才邵明华韩立国Li Wei Wang Yao Zhang Zhihuan Mei Ling Meng Xianlong Yang Yongcai Shao Minghua Han Liguo 作者单位：李伟,张枝焕,梅玲,杨永才,邵明华,Li Wei,Zhang Zhihuan,Mei Ling,Yang Yongcai,Shao Minghua(中国石油大学石油天然气成藏机理教育部重点实验室,北京,102249)王瑶,Wang Yao(重庆宏伟建筑设计咨询有限责任公司,重庆,400030)孟闲龙,Meng Xianlong(中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院西部分院,乌鲁木齐,830011)韩立国,Han Liguo(中国石油化工集团公司胜利油田分公司地质科学研究院,山东,东营,257001)刊名：地质科学 ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF GEOLOGY 年，卷(期)：2006 41(4) 分类号：P5 关键词：油源生物标志物成藏史油气运移准噶尔盆地腹部。
地球科学大辞典-地球化学
演化，确定了各种蛇绿岩的划分标志、双变质带的存在、壳幔的再循环，划分了碰撞花岗 岩，指出了碰撞型花岗岩浆系由地壳增厚导致部分熔融的结果等。岩石地球化学是近代岩石 学和地球化学的交叉学科。 【构造地球化学】tectonogeochemistry 研究各种层次构造作用中元素(同位素)的分配和迁 移，分散和富集。研究内容主要有：区域及矿区构造地球化学调查，构造应力作用下矿物、 元素、同位素变化规律，应力作用下流体、流体动力学地球化学性状，深部构造地球化学特 征，构造地球化学机理的模拟实验，以及为资源勘查、工程建设、灾害防治提供依据的应用 构造地球化学研究。构造地球化学强调构造不仅是机械过程，而且有化学作用过程；构造不 仅在控矿中提供流体迁移的通道和物质沉淀、富集的空间，而且导致元素的重新分配、组合 和调整。构造地球化学既研究构造作用中的地球化学过程，又研究化学过程中所引起的构造 作用。构造地球化学是构造地质学与地球化学交叉形成的一门新兴的边缘学科。 【区域地球化学】regional geochemistry 以区域岩石圈(全球岩石圈子系统)为对象，开展 有关该子系统化学组成、化学作用和化学演化的综合研究的地球化学分支学科。区域地球化 学不仅能帮助认识所研究区域岩石圈与构造的发展演化、岩石矿产的形成规律，而且还对全 球地球科学理论的发展作出了贡献。近 20 年来，区域地球化学综合了区域岩石学，区域地壳 和地幔、区域构造环境和区域成矿作用及区域地球化学填图等成果，肯定了大洋和大陆岩石 圈地幔组成存在着不均一性，阐明了各种构造环境下的成岩、成矿作用，讨论了板块汇聚带 各种地质作用和地球化学过程的特征，等等。 【历史地球化学】history geochemistry 通过对各类地质体中元素、同位素的含量分布，赋 存状态等系统研究，从历史演化的角度讨论地壳的发展与演化；生物圈、大气圈和水圈的演 化；地质历史过程中表生作用的发展；地质历史过程中内生作用的演化。 【沉积地球化学】sedimentary geochemistry 以沉积地壳为研究对象，研究各类沉积岩和沉 积矿床的化学组成、元素在沉积作用、成岩作用和成矿作用过程中的迁移和富集规律。注重 研究沉积地壳的化学演化、物源区性质及其与地质历史时期全球变化的联系。沉积地球化学 是沉积地质学和地球化学交叉形成的一门分支学科。现代沉积地球化学研究方向：①碳、硫 等元素的沉积地球化学循环；②生物成矿作用地球化学研究；③缺氧事件与黑色页岩沉积地 球化学研究；④成岩作用地球化学研究；⑤碳酸盐沉积生物地球化学研究；⑥沉积地球化学 研究和板块构造分析等。 【生物地球化学】biogeochemistry 是通过追踪化学元素迁移转化来研究生命与其周围环境 的科学。全球生物地球化学循环是研究元素的各种化合物在生物圈、水圈、大气圈、岩石土 壤圈之间的迁移和转化。研究生物圈在生物有机体参与下发生的地球化学过程。这一术语首 先由维尔纳斯基(В .И . В е р н а д с к и й )在 1902 年提出，作为分支学科，生物地球 化学在 20 世纪 20 年代基本形成。生物是地球演化的巨大地质营力，地球上几乎所有重大现 象和过程都离不开生物地球化学作用。例如，大气圈的形成与耗损，土壤圈的形成与退化， 水资源的变化和水质的恶化，全球变化等。生物地球化学的研究将为生物圈的开发利用和保 护、环境保护、为智慧圈的建立提供重要的科学依据，为卫生保健和预防医学、探矿以及资 源的合理开发利用等方面作出独特的贡献。 【有机地球化学】organic geochemistry 有机地球化学是地球化学的一个重要分支，也是一 门新的边缘学科，主要研究天然产出的有机质的组成、结构和性质，以及它们在地质体中的 分布、转化和参与地质营力的作用等。有机地球化学在确立有机成油学说和干酪根生油理论 的基础上，对油、气的成因、烃源岩的判识、油气形成环境、油气运移与成藏、油气勘查与 开发等方面提供了依据。此外，通过有机质的研究探讨生命的起源。它与能源、矿产资源、 海洋、环境和生命科学等重大应用和基础理论领域有着十分密切的联系。有机地球化学有两 个重要的分支领域，一是基础研究领域，当前的基础研究主要集中于以下几个方面：地质体
天然气水合物形成条件与成藏过程——理论、实验与模拟
1绪论
1．1 国内外研究现状
天然气水合物，也称气体水合物或笼形气体水合物，是由 CH4、C2H6、C3H8、 C4H10、CO2、H2S 等小分子气体和水在低温高压下生成的一种非化学计量型笼形 化合物（Sloan，1998），广泛分布于深海海底沉积物和大陆高寒地区永久冻土带 中（Makogon ，1997），其巨大的资源潜力（Kvenvolden，1988）、潜在的环境 威胁引起世界各国政府和学术界的广泛重视，而成为当今地球科学研究中的热 点，相关文章逐年呈指数形式增长（Sloan，2004）。
目前海洋水合物资源调查主要依赖于地球物理和地球化学手段，地震信息 （BSR、振幅空白带、速度异常等等）被广泛用来作为寻找和确定水合物矿床存 在的标志、估计沉积物中水合物的含量与资源潜力,沉积物中氯离子浓度变化、 δ18O 值的变化、取样器温度-压力变化、孔隙水成分等作为指标来指示和评价甲 烷水合物的含量多少。然而，BSR 与水合物矿床并非一一对应，没有 BSR 的海底 也发现了水合物矿床，由于取样的困难地球化学手段也只能揭示有限的信息，综 合考虑构造、沉积、稳定域（热力学）、地球化学等成矿条件与水合物的内在联 系，把室内实验成果与野外勘探实际资料相结合来探求水合物成藏机理、成藏过 程，把握水合物存在的充分与必要条件，掌握盆地演化对水合物形成、演化与分 布的控制规律显得格外重要。
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吕万军：天然气水合物形成条件与成藏过程——理论、实验与模拟
变化以及流体的驱动机制等地质背景也逐渐得以考虑（Davie and Buffett，2001，
2003）。把生物气产出、流体运移、水合物成核生长等过程纳入到的宏观地质演
化的范畴，是认识天然条件下水合物成藏机理的必由之路。盆地动力学演化对该
伏龙泉断陷沙河子组—登娄库组天然气地球化学特征与成藏过程
东北石油大学学报第48卷第1期2024年2月J O U R N A LO FN O R T H E A S TP E T R O L E UM U N I V E R S I T Y V o l .48N o .1F e b .2024收稿日期:20231214;编辑:关开澄 基金项目:中国石油天然气集团公司 十四五”前瞻性基础性重大科技项目(2021D J 0205) 作者简介:魏靖依(1999 ),男,硕士研究生,主要从事油气勘探地质方面的研究㊂D O I 10.3969/j.i s s n .2095-4107.2024.01.007伏龙泉断陷沙河子组 登娄库组天然气地球化学特征与成藏过程魏靖依(西南石油大学地球科学与技术学院,四川成都 610500)摘 要:基于天然气地球化学㊁储层流体包裹体等实验,研究伏龙泉断陷沙河子组与登娄库组气藏天然气来源㊁成藏期次及成藏过程㊂结果表明:登娄库组天然气为煤成气,烃源岩以本地沙河子组为主;沙河子组油气成藏始于泉头组沉积末期,持续充注至嫩江组沉积末期;登娄库组天然气以明水组沉积末期成藏为主,源内沙河子组利于原生气藏形成,源外登娄库组天然气为深层高成熟度天然气调整改造再成藏;烃源岩层系发育的正向古构造或原生古圈闭㊁反转期通 源”断层与泉头组盖层的有效配置是控制登娄库组天然气成藏的关键;断陷中部凸起带两侧紧临生烃中心,通 源”断层发育,利于源外登娄库组成藏;向生烃洼陷区断层末端挤压应力强,源内致密气保存条件好,是下一步勘探的有利方向㊂关 键 词:烃源岩;气源对比;成藏期次;天然气成藏;伏龙泉断陷;地球化学特征中图分类号:T E 122 文献标识码:A 文章编号:20954107(2024)010074120 引言松辽盆地断陷期发育深层火石岭组㊁沙河子组和营城组等多套成熟度高烃源岩,达到大量生天然气的演化阶段[1-3]㊂登娄库组㊁泉头组浅层气藏多为深层气藏,受后期构造运动影响,发生调整改造后,在浅层再聚集成藏,即次生气藏[4-6]㊂由浅层气藏向深层气藏拓展,成为松辽盆地天然气 增产上储”的重要战略,在徐家围子㊁长岭等断陷的营城组㊁沙河子组开展深层天然气勘探并取得突破,证实深层巨大的油气资源潜力[1,3]㊂伏龙泉断陷位于松辽盆地南部,浅层登娄库组㊁泉头组天然气勘探开发进入规模开发阶段,深层源内或近源勘探起步,如伏13井在沙河子组获日产3466m 3的气流,显示良好的勘探前景㊂总体成藏地质研究薄弱,需要借鉴含油气系统的思路,从烃源岩生烃到原生气藏形成,再到气藏改造㊁次生气藏形成,研究成藏过程㊂以松辽盆地南部伏龙泉断陷为例,基于烃源岩㊁天然气地球化学实验和储层流体包裹体等测试,结合盆地模拟技术,研究天然气成因类型与主力气源岩㊁天然气成藏期次及其与储层物性演化和圈闭形成演化的时序关系,阐明浅层源外与深层源内或近源天然气成藏过程,分析成藏主控因素,为下一步勘探部署提供地质依据㊂1 地质概况松辽盆地位于欧亚板块东部,是叠置于华北板块和西伯利亚板块之间的中 新生代陆相含油气盆地㊂伏龙泉断陷位于盆地中央断陷区南部,面积约为1.3×104k m 2,发育伏南次洼㊁伏北次洼㊁顾家店次洼和中部低凸起带等次级构造单元(见图1(a)),自白垩纪以来经历断陷期㊁坳陷期和反转期三个主要阶段[7-9]㊂断陷期发育下白垩统火石岭组㊁沙河子组和营城组;坳陷期发育登娄库组㊁泉头组㊁青山口组㊁姚家组和嫩江组;嫩江组沉积期之后发生构造反转,四方台组㊁明水组和依安组在强反转区甚至未沉积(见图1(b))㊂伏龙泉断陷以陆源碎屑沉积建造为主,火石岭组和营城组发育部分火山岩㊂火石岭组㊁沙河子组和营城组发育烃源岩,主要为暗色泥岩,夹少量煤和炭质泥岩[7,10]㊂图1 松辽盆地伏龙泉断陷构造单元划分与地层划分(据文献[6,9]修改)F i g .1D i v i s i o no f c o n s t r u c t i o nu n i t s a n d s t r a t i g r a p h i ch i s t o g r a mo fF u l o n g q u a nF a u l tD e p r e s s i o n ,S o n gl i a oB a s i n (m o d i f i e db y re f e r e n c e s [6,9])2 样品实验采集9口井的天然气样品,来自单一产层㊁无混合现象㊂其中,登娄库组7个气样,泉头组和沙河子组各1个气样,开展碳㊁氢同位素和轻烃实验分析(见表1)㊂天然气碳㊁氢同位素分析采用I S OP r i m e 100稳定同位素质谱仪,进行50m×0.25mm 的P L O T /Q 毛细管柱色谱分析,载气为高纯氦气㊂轻烃组分分析采用稳定轻烃组分分析气相色谱法(S Y /T0542 2008),使用A g i l e n t 6890G C 色谱分析仪,以相对峰面积定量单个化合物㊂采集登娄库组和沙河子组砂岩储层样品,开展流体包裹体岩相学分析和均一温度测定,采用N i k o n80i 尼康显微镜和HM G S 600冷热台等㊂同时,对沙河子组致密储层样品,开展碳酸盐胶结物微区碳㊁氧同位素分析(见表2),主要仪器为激光显微微区制样装置和气体同位素质谱仪㊂表1 伏龙泉断陷天然气碳、氢同位素组成数据T a b l e 1C a r b o na n dh y d r o g e n i s o t o p e c o m p o s i t i o nd a t a o f n a t u r a l g a s i nF u l o n g q u a nF a u l tD e pr e s s i o n 井号层位δ13C /‰甲烷乙烷丙烷正丁烷异丁烷δD /‰甲烷乙烷丙烷伏45泉头组-39.7-27.8-24.1-23.8-24.8伏23登娄库组-31.0-29.9-27.7-26.6-27.8伏38登娄库组-37.4-26.5-25.2-25.4-25.0伏14登娄库组-30.5-27.2-26.3-26.1-26.8伏18登娄库组-31.0-29.9-27.8-26.9-27.9伏19登娄库组-31.5-25.1-24.9-23.7-25.3伏240登娄库组--23.6-24.4-23.5-25.0伏292登娄库组-30.9-27.0-25.6-25.2-25.4坨深17沙河子组-25.3-28.1----258-180-138-221-208-195-233-187-159-216-199-187-216-209-193-213-211-149-210-191-145-206-181-163--- 注:伏240井气样未测有效甲烷同位素数据,伏123井与伏18井C 1-C 2数据相同㊂第1期 魏靖依:伏龙泉断陷沙河子组 登娄库组天然气地球化学特征与成藏过程表2 伏龙泉断陷沙河子组储层碳酸盐胶结物碳、氧同位素组成数据T a b l e 2C a r b o na n do x y g e n i s o t o p e c o m po s i t i o nd a t a o f c a r b o n a t e c e m e n t i nS h a h e z i F o r m a t i o n r e s e r v o i r i nF u l o n g q u a nF a u l tD e pr e s s i o n 井号深度/m 测点序号δ13C /‰δ18O /‰伏182703.51-18.0-1.7伏182703.52-18.5-1.9伏182703.53-17.3-2.6伏182705.84-19.2-0.5伏182705.85-18.9-5.7伏233370.96-21.3-1.9伏233370.97-20.7-2.1伏233856.78-20.5-24.1伏233856.79-20.4-23.8井号深度/m 测点序号δ13C /‰δ18O /‰伏233856.710-21.4-15.7伏233856.711-19.9-16.7伏233375.612-21.1-14.7伏233375.613-20.3-14.5伏233375.614-19.7-15.9伏233375.615-19.8-15.0坨深173716.316-23.2-25.6坨深173716.317-21.0-20.7坨深173716.318-19.8-19.83 天然气成因与来源3.1 烃源岩地球化学特征营城组烃源岩总有机碳(T O C )质量分数最大为9.3%,最小为0.2%,平均为1.0%;w (T O C )分布主峰为0.5%~1.0%,占总样品的47%(见图2(a ))㊂沙河子组和火石岭组烃源岩样品含有较多的煤和炭质泥岩,样品T O C 质量分数具有双峰分布特征,分别为1.0%~2.0%和大于6.0%,有机质丰度高于营城组的(见图2(a ))㊂烃源岩有机质类型是影响生烃性质的重要因素,干酪根元素组成显示,多数样品趋于热演化的终点,不能判断原始有机质类型,个别样品显示为Ⅲ-Ⅱ型(见图2(b ))㊂烃源岩镜质体反射率(R o )随埋深增大而逐渐增大,R o 主要分布在0.8%~2.0%之间,对应成熟 高成熟演化阶段;火石岭组部分样品埋深大于4350m ,R o 达到2.5%,处于过成熟演化阶段(见图2(c ))㊂因此,烃源岩有机质丰度以沙河子组的最高,其次为火石岭组的,营城组的最低;烃源岩多处于成熟 高成熟演化阶段,具备大量生气条件㊂图2 伏龙泉断陷烃源岩有机质丰度㊁类型及成熟度F i g .2A b u n d a n c e ,t y p e ,a n dm a t u r i t y o f o r g a n i cm a t t e r i n s o u r c e r o c k s i nF u l o n g q u a nF a u l tD e pr e s s i o n 3.2 成因类型伏龙泉断陷天然气以烷烃气占主导,C O 2体积分数低于1%;登娄库组和泉头组天然气样品的碳㊁氢同位素组成为正序列(见表1和图3(a -b ))㊂甲烷氢同位素组成主要受母质沉积水介质盐度影响,其次是成熟度[11-12]㊂泉头组气样甲烷氢同位素为-258‰,明显轻于登娄库组气样的(-233‰㊁-206‰)(见表1和图3(b)),说明生烃母质沉积水体环境存在差异㊂甲烷碳同位素组成对成熟度敏感,乙烷碳同位素主要东 北 石 油 大 学 学 报 第48卷 2024年反映母质类型㊂根据戴金星提出的δ13C 2 δ13C 1判别图版[11-12],伏龙泉断陷周缘登娄库组天然气以煤成气为主(见图3(c )),仅伏18井登娄库组气样位于油型气与碳同位素倒转混合气区域边界,也具有δ13C 1<δ13C 2的正碳同位素序列特征(见表1)㊂泉头组气样位于煤成气和油型气区边界,沙河子组气样位于碳同位素倒转混合气区域附近(见图3(c ))㊂松辽盆地天然气碳同位素倒转有多种成因解释,如无机气混入[13]㊁不同类型气的混合和蒸发分馏作用[14]及天然气扩散[15]等,但未涉及沙河子组天然气㊂沙河子组作为气源岩,源内天然气同位素倒转,除多种成因解释外,有机质在不同演化阶段形成的天然气的混合作用是重要原因㊂图3 伏龙泉断陷天然气碳㊁氢同位素组成特征及其成因类型判别(图版引自文献[12])F i g .3C a r b o na n dh y d r o g e n i s o t o p e c o m p o s i t i o n c h a r a c t e r i s t i c s a n d g e n e t i c t y p e d i s c r i m i n a t i o no f n a t u r a l ga s i nF u l o n g q u a nF a u l tD e p r e s s i o n (pl a t e f r o mr e f e r e n c e [12])3.3 来源分析3.3.1 烃源岩轻烃参数差异天然气中烷烃气组分碳数低㊁分子结构简单,蕴含的地球化学信息偏少,轻烃指纹参数可弥补不足,如轻烃C 7系列化合物的不同组分含量比等,常被用于判识油气的成因㊁母质类型和油气源对比等[16]㊂研究区断陷期发育多个次级烃源岩发育中心,沉积环境可能存在一定差异,影响生烃母质性质㊂伏龙泉断陷在嫩江组末期开始发生不同程度的构造反转,其中,南部边界断层发育区反转强度最大㊂由古构造恢复㊁烃源岩厚度预测可知,伏龙泉断陷发育伏南次洼㊁伏北次洼和伏中次洼三个主要的烃源岩发育中心㊂伏中次洼位于中部凸起带,主要为伏45㊁伏240等井区,后期发生强烈构造反转,现今为凸起带(对应图1的A 区)㊂构建轻烃化合物相对含量比参数,反映烃源岩母质性质或古沉积环境,通过多参数组成折线图对比,具有相同母源或沉积环境的烃源岩或天然气折线图形态近似,无明显差异㊂对比环伏南次洼B 区烃源岩与强反转A 区烃源岩,来自伏14㊁伏18井等B 区不同层段烃源岩轻烃参数表现为H -I -J 组合呈反 V ”型分布,而强反转A 区不同层段烃源岩为 V ”型(见图4(a -b ))㊂两个地区深层烃源岩轻烃组成差异主要体现在正庚烷㊁甲基环己烷相对含量㊂甲基环己烷(M C C 6)主要来源于高等植物的纤维素㊁木质素及糖类,是腐殖型干酪根的主要组成物;二甲基环戊烷(∑D M C 5)主要来自水生生物甾族类化合物和萜类化合物中的环状类脂体,正庚烷(n C 7)的母源较复杂,主要来自细菌和藻类,也可来自高等植物的链状类脂体[17]㊂虽然正庚烷母源有不确定性,但说明两个地区深层烃源岩母质性质存在差异,可作为气源对比的依据㊂第1期 魏靖依:伏龙泉断陷沙河子组 登娄库组天然气地球化学特征与成藏过程3.3.2 气源对比对比天然气轻烃指纹参数系列,环伏南次洼B 区登娄库组天然气特征基本一致,与强反转A 区泉头组天然气不同(见图4(a ))㊂登娄库组天然气轻烃指纹系列在H -I -J 参数表现为反 V ”型分布,而泉头组天然气为 V ”型分布,分别与本地深层烃源岩轻烃参数分布特征一致(见图4)㊂以伏14井登娄库组天然气为例,与环伏南次洼B 区营城组㊁沙河子组和火石岭组烃源岩轻烃参数系列组成特征类似(见图4(c -e));泉头组天然气与强反转A 区营城组和沙河子组烃源岩轻烃指纹特征一致(无火石岭组样品)(见图4(b ))㊂虽然不能区分三个层段烃源岩的供气差异,但可判断天然气以本地烃源岩为主,缺少大规模侧向运移过程㊂东 北 石 油 大 学 学 报 第48卷 2024年图4 伏龙泉断陷天然气与烃源岩轻烃指纹参数对比F i g .4C o m p a r i s o no ff i n g e r p r i n t p a r a m e t e r so fl i g h th yd r o c a r b o nbe t w e e nn a t u r a l g a sa n d s o u r c e r o c k i nF u l o n g q u a nF a u l tD e pr e s s i o n 伏龙泉断陷天然气与烃源岩C 7轻烃组成对比见图5㊂在正庚烷 甲基环己烷 二甲基环戊烷相对质量分数三角图中,可明显区分强反转A 区泉头组天然气与环伏南次洼B 区登娄库组天然气,对应烃源岩也有显著差异㊂其中,多数营城组烃源岩样品与天然气不在同一区域,不是主要的供气源岩,与较低的有机质丰度有关㊂两个地区沙河子组和火石岭组烃源岩分别与对应的天然气分布区间重合,印证天然气以本地烃源岩生成为主㊂因此,伏龙泉断陷浅层登娄库组和泉头组天然气来自本地烃源岩,为近源运聚成藏,主力烃源岩为沙河子组,其次为火石岭组㊂对于沙河子组天然气,由于实验资料缺乏,未能开展直接的气源对比,根据登娄库组气源情况,沙河子组源内天然气也应来自层内烃源岩㊂图5 伏龙泉断陷天然气与烃源岩C 7轻烃组成对比F i g .5C o m p a r i s o no fC 7li g h t h y d r o c a r b o n c o m p o s i t i o nb e t w e e nn a t u r a l g a s a n d s o u r c e r o c k i nF u l o n g q u a nF a u l tD e pr e s s i o n 4 成藏过程与主控因素4.1 成藏期次流体烃类包裹体荧光颜色与捕获的有机流体组成有关,随演化程度增高,荧光颜由深黄→浅黄→橙→蓝→蓝白色变化,最终消失[18]㊂登娄库组砂岩石英颗粒内部㊁穿石英颗粒愈合缝中发育少量黄色荧光包裹体,石英颗粒内裂缝中见不发荧光的纯气相包裹体,丰度较高(见图6)㊂登娄库组有少量成熟度较低油第1期 魏靖依:伏龙泉断陷沙河子组 登娄库组天然气地球化学特征与成藏过程图6 伏龙泉断陷登娄库组与沙河子组流体包裹体特征及其均一温度分布F i g .6F l u i d i n c l u s i o n c h a r a c t e r i s t i c s a n dh o m o g e n e o u s t e m p e r a t u r e d i s t r i b u t i o n o f D e n gl o u k uF o r m a t i o n a n dS h a h e z i F o r m a t i o n i nF u l o n g q u a nF a u l tD e pr e s s i o n 的油充注,以天然气充注为主,与沙河子组烃源岩生气为主㊁生油为辅的性质有关㊂含包裹体伴生盐水包裹体均一温度分布主峰为80~90℃,结合埋藏史 热史,主成藏期为泉头组中期(约为95M a )(见图7)㊂含气包裹体伴生盐水包裹体均一温度为120~130℃(见图6(e )),对应构造反转前的嫩江组沉积期或强构造反转期的明水组沉积末期㊂生烃演化史恢复可见,沙河子组烃源岩在泉头组沉积中期(约为95M a)进入生油窗,青山口组沉积早期开始生气,嫩江组沉积末期(约为72M a)生气速率达到高峰(见图7)㊂伏龙泉断陷登娄库组圈闭定型于明水组沉积末期构造反转阶段,深部断陷期断层发育[7],是圈闭定型与垂向运移调整成藏的重要阶段㊂登娄库组天然气规模充注成藏时间为明水组沉积末期㊂沙河子组储层中可见图7 伏龙泉断陷登娄库组与沙河子组油气成藏期次判定F i g .7H y d r o c a r b o na c c u m u l a t i o n p e r i o dd e t e r m i n a t i o no fD e n gl o u k uF o r m a t i o n a n dS h a h e z i F o r m a t i o n i nF u l o n g q u a nF a u l tD e pr e s s i o n 东 北 石 油 大 学 学 报 第48卷 2024年第1期 魏靖依:伏龙泉断陷沙河子组 登娄库组天然气地球化学特征与成藏过程大量浸染原油,包裹体发育于穿石英颗粒裂缝㊁石英颗粒内裂缝,以不发荧光的纯气相居多,与之伴生的盐水包裹均一温度峰值在110~120℃之间,在120~140℃之间连续分布,指示沙河子组源内油气具有连续充注特征,充注时间起始于泉头组沉积中期,持续至嫩江组沉积末期(见图6(c-d㊁f)和图7)㊂4.2 运聚特征伏龙泉断陷沙河子组沉积期,深部构造圈闭具备雏形,反转期是深部圈闭改造与浅部圈闭定型期,登娄库组圈闭形成于明水组沉积末期[7]㊂环伏南次洼登娄库组圈闭定型期晚于沙河子组烃源岩大量生气期,以晚期调整成藏为主㊂烃源岩热演化生气过程中,干酪根受热化学效应控制,随热演化成熟度增高,天然气逐渐富集13C,造成碳同位素组成变重[17]㊂通过天然气同位素组成计算母质成熟度,与烃源岩实测数据对比,可反映气源关系㊂采用戴金星[11]建立的煤成气碳同位素组成与母质R o关系模型,泉头组气样母质R o为1.4%,登娄库组天然气母质R o在0.6%~1.9%之间,以高成熟气为主,与轻烃指纹成熟度参数 异庚烷指数(I)和庚烷指数(H)判断的母质成熟阶段一致(见图8(a-c))㊂圈闭中聚集的天然气是烃源岩在不同热演化阶段生成天然气的混合,计算的母质成熟度不应高于现今烃源岩成熟度㊂构造反转A区,泉头组天然气计算结果与本地烃源岩在相同范围内,而环伏南次洼登娄库组天然气计算R o多高于本地烃源岩的(见图8(b-c))㊂这说明环伏南次洼登娄库组天然气来源既有本地烃源岩的贡献,也有洼陷深部更高成熟度烃源岩的贡献,且以后者为主㊂以伏14井登娄库组为例,天然气碳同位素计算的母质R o约为1.9%,而沙河子组烃源岩实测R o为1.4%,低于天然气母质成熟度,表明有洼陷区成熟度更高的沙河子组烃源岩供气(见图8(d))㊂结合登娄库组天然气的两期成藏特征,应以晚期高成熟度古气藏调整再成藏过程为主㊂图8 伏龙泉断陷浅层天然气成熟度及伏14井登娄库组天然气运聚特征F i g.8M a t u r i t y o f n a t u r a l g a s i n s h a l l o w l a y e r o f F u l o n g q u a nF a u l t D e p r e s s i o n a n dm i g r a t i o n a n d a c c u m u-l a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f n a t u r a l g a s i nD e n g l o u k uF o r m a t i o no fw e l l F u-14东 北 石 油 大 学 学 报 第48卷 2024年4.3 储层致密化时间伏龙泉断陷登娄库组和沙河子组储层岩性主要为长石砂岩,登娄库组储层孔隙度在3.0%~18.0%之间,平均为10.1%;渗透率为(0.01~185.00)×10-3μm2,约60%样品的渗透率高于1.00×10-3μm2,以常规储层为主㊂沙河子组储层孔隙度在1.0%~8.0%之间,平均为3.5%,渗透率为(0.01~0.80)×10-3μm2,已普遍致密化㊂储层致密化时间是影响天然气充注成藏过程的重要因素㊂储层致密化是地质时间域内温度㊁压力场控制下的机械压实㊁矿物溶蚀和新生矿物沉淀等成岩作用,在不同成岩阶段共同作用的结果[19]㊂沙河子组储层经历压实→石英次生加大→方解石胶结→长石溶蚀→方解石㊁含铁白云石胶结等成岩作用㊂储层中碳酸盐胶结物发育,且溶蚀作用弱,是强压实作用后期造成储层致密化的关键因素㊂沙河子组碳酸盐胶结物的碳同位素组成(δ13C)分布在-23.2‰~-17.3‰之间,氧同位素组成(δ18 O)分布在-25.6‰~-0.5‰之间(见表2和图9(a))㊂沙河子组发育成岩碳酸盐岩和受有机碳源影响的碳酸盐岩两类,前者形成早,由原始沉积水体沉淀形成;后者形成时,碳酸盐岩的碳源受有机质生烃形成的有机成因C O2影响(见图9(a))㊂碳酸盐胶结物的δ18O对成岩环境温度敏感,建立δ18O与成岩温度之间的经验公式㊂沙河子组碳酸盐胶结物发育两期,第一期为早期成岩碳酸盐岩,计算成岩温度在30~50℃之间;第二期为碳酸盐岩与有机质脱羧反应,形成温度在80~150℃之间(见图9(b))㊂采用成岩效应模拟法,通过原始孔隙度恢复㊁压实减孔㊁胶结减孔和溶蚀增孔等过程,以碳酸盐胶结物形成温度为约束,确定沙河子组储层致密化时间为嫩江组沉积早期(约为80M a),古埋深约为3400m(见图10)㊂图9 伏龙泉断陷沙河子组储层碳酸盐胶结物同位素组成及其形成温度F i g.9I s o t o p i c c o m p o s i t i o n a n d f o r m a t i o n t e m p e r a t u r e o f c a r b o n a t e c e m e n t i nS h a h e z i F o r m a t i o n r e s e r v o i r i nF u-l o n g q u a nF a u l tD e p r e s s i o n4.4 成藏过程沙河子组源内和登娄库组源外油气成藏耦合过程受 四史”匹配关系制约,包括生烃演化史㊁构造演化史㊁储层致密化史和油气充注成藏史(见图10)㊂结合油气运聚特征(见图8),沙河子组 登娄库组有序成藏过程分四个方面:(1)源内古圈闭形成㊁沙河子组烃源岩进入主生油期㊂沙河子组沉积期,深部构造圈闭具备雏形;营城组 登娄库组沉积期,各类圈闭强化和基本形成;生烃模拟实验显示,沙河子组烃源岩具有早期生油㊁晚期生气,以生气为主的特征[20];泉头组沉积期至青山口组沉积早期,沙河子组烃源岩进入主生油期,但生油量有限㊂(2)烃源岩大量生气㊁源内油气藏形成㊂青山口组沉积末期至嫩江组沉积末期,地层持续埋深㊁烃源岩不断熟化,沙河子组烃源岩逐步进入大量生气期,并充注于沙河子组内部构造圈闭或断层 岩性圈闭;沙河子组源内砂体具有连续充注㊁早期成藏的特征㊂(3)沙河子组烃源岩生烃速率降低㊁登娄库组圈闭定型㊂明水组沉积末期,发生强烈的挤压反转运动,沙河子组烃源岩生烃速率降低,登娄库组构造 岩性圈闭㊁断层 岩性圈闭等逐渐形成并定型㊂(4)沙河子组源内气藏调整㊁登娄库组气藏形成㊂明水组沉积末期,构造反转运动既激活原有断层,又生成新的断层,沙河子组天然气沿活动断层垂向运聚于登娄库组;调整运移通道为各类通 源”断层,气第1期 魏靖依:伏龙泉断陷沙河子组 登娄库组天然气地球化学特征与成藏过程源”既包括沙河子组烃源岩内残留天然气,也包括形成的古气藏㊂图10 伏龙泉断陷沙河子组和登娄库组天然气成藏要素匹配关系F i g.10R e s e r v o i r f o r m i n g e l e m e n t sm a t c h i n g r e l a t i o n s h i p b e t w e e nS h a h e z i F o r m a t i o na n dD e n g l o u k uF o r-m a t i o n i nF u l o n g q u a nF a u l tD e p r e s s i o n4.5 主控因素伏龙泉断陷发育多个垒㊁堑相间的构造格局,发育构造 岩性㊁断层 岩性等多种圈闭类型,且二者存在密切的内在联系,源内㊁源外天然气成藏主控因素:(1)烃源岩层系发育的正向古构造或原生古圈闭是沙河子组源内天然气成藏的基础,也是登娄库组天然气调整成藏的条件之一㊂登娄库组以次生气藏为主,天然气重要的直接气源为断陷层古气藏,在断层沟通下调整运移至登娄库组㊂烃源岩层系中发育正向古构造或原生古圈闭是烃源岩大量生气期,是天然气优先聚集的场所,也是后期天然气高效调整运聚的关键基础条件㊂(2)反转期断层 盖层的有效配置㊂明水组沉积末期,反转构造活动性强,天然气沿活动断层垂向调整输导至登娄库组圈闭,必须有良好的盖层条件阻止天然气逸散㊂登娄库组上覆泉头组泥岩可作为区域盖层,只有活动断层与泉头组厚层泥岩有效配置,才能保障登娄库组有效成藏,并保存至今㊂(3)弱反转或通 源”断层不发育是沙河子组原生气藏发育的重要条件㊂伏龙泉断陷中部凸起带两侧发育北东向沟通源储的断裂带,处于长期古隆起环境,临近生气断陷,气源充足,是油气长期运移有利的指向区㊂同时,中部凸起带两侧走滑断层向断陷末端发育应力挤压区,深层致密气保存条件更好,可作为下一步登娄库组常规天然气增产上储和深层原生致密气勘探突破的目标区㊂5 结论(1)伏龙泉断陷烃源岩以沙河子组最优,其次为火石岭组;烃源岩多处于成熟 高成熟阶段,具备大量生气条件;天然气以煤成气为主,主要来自本地沙河子组烃源岩㊂(2)沙河子组源内油气具有连续充注特征,始于泉头组沉积中期,持续充注至嫩江组沉积末期;源外登娄库组天然气以明水组末期天然气调整成藏为主㊂(3)沙河子组成藏要素匹配性好,利于原生气藏形成;登娄库组匹配性弱,为源内高成熟度天然气调整再成藏,受沙河子组源内古圈闭分布㊁反转期通 源”断层与泉头组盖层的有效配置控制;中部凸起带两侧东 北 石 油 大 学 学 报 第48卷 2024年紧临生烃中心,断层向生烃洼陷末端发育应力挤压区,源内致密气保存条件好,可作为下一步深层天然气勘探的有利区㊂参考文献(R e f e r e n c e s):[1] 孙立东,周翔,杨亮,等.松辽盆地莺山地区深层天然气地球化学特征与成藏模式[J].石油学报,2023,44(2):285-298.S U NL i d o n g,Z HO U X i a n g,Y A N GL i a n g,e t a l.G e o c h e i m c a l c h a r a c t e r i s t i c s a n da c c u m u l a t i o nm o d e l o f d e e pg a s i nY i n g s h a nA r e a S o n g l i a oB a s i n[J].A c t aP e t r o l e i S i n i c a,2023,44(2):285-298.[2] 李忠诚,鲍志东,魏兆胜,等.松辽盆地德惠断陷小合隆地区天然气成因及气源对比[J].天然气地球科学,2022,33(6):992-1000.L I Z h o n g c h e n g,B A OZ h i d o n g,W E I Z h a o s h e n g,e t a l.C o m p a r i s o no f g a s s o u r c e s i nX i a o h e l o n g A r e a o fD e h u i D e p r e s s i o n,S o n g l i a oB a s i n[J].N a t u r a lG a sG e o s c i e n c e,2022,33(6):992-1000.[3] 张立亚,徐文,沈艳杰.松辽盆地南部深层致密砂岩气储层形成机制及成藏主控因素[J].吉林大学学报(地球科学版),2022,52(5):1707-1717.Z H A N GL i y a,X U W e n,S H E N Y a n j i e.F o r m a t i o nm e c h a n i s ma n d t h em a i n c o n t r o l l i n g f a c t o r s o f d e e p t i g h t s a n d s t o n e g a s r e s e r v o i ri nS o u t h e r nS o n g l i a oB a s i n[J].J o u r n a l o f J i l i nU n i v e r s i t y(E a r t hS c i e n c eE d i t i o n),2022,52(5):1707-1717.[4] 孙文铁,李忠慧,李忠诚,等.断陷盆地次生气藏成藏主控因素及成藏模式:以王府断陷泉一段 登娄库组碎屑岩气藏为例[J].东北石油大学学报,2020,44(6):94-102.S U N W e n t i e,L I Z h o n g h u i,L IZ h o n g c h e n g,e t a l.M a i nc o n t r o l l l i n g f a c t o r sa n da c c u m u l a t i o n m o d e l o f s e c o n d a r yg a s r e s e r v o i r s i nf a u l t e db a s i n s:t a k i ng th e c l a s ti c g a s r e s e r v o i r f r o m Q u a n1M e m b e r t oD e n g l o u k uF o r m a t i o n i nW a n g f uF a u l tD e p r e s s i o n a s a n e x a m-p l e[J].J o u r n a l o fN o r t h e a s t P e t r o l e u m U n i v e r s i t y,2020,44(6):94-102.[5] 徐文,李浩,陈延哲,等.松辽盆地长岭断陷伏龙泉地区油气源及成藏特征分析[J].石油实验地质,2017,39(3):334-340.X U W e n,L IH a o,C H E N Y a n z h e,e t a l.O i l a n d g a s s o u r c e a n dr e s e r v o i r c h a r a c t e r i s t i c s i nF u l o n g q u a nS u b s a g,C h a n g l i n g D e p r e s-s i o n,S o n g l i a oB a s i n[J].P e t r o l e u m G e o l o g y&E x p e r i m e n t,2017,39(3):334-340.[6] 刘志宏,宋健,刘希雯,等.松辽盆地南部白垩纪 古近纪挤压构造的发现与盆地性质探讨[J].岩石学报,2020,36(8):2383-2393.L I UZ h i h o n g,S O N GJ i a n,L I U X i w e n,e t a l.D i s c o v e r y o f t h eC r e t a c e o u s-P a l e o g e n e c o m p r e s s i o n a l s t r u c t u r e a n db a s i n p r o p e r t i e s o f t h eS o u t h e r nS o n g l i a oB a s i n[J].A c t aP e t r o l o g i c aS i n i c a,2020,36(8):2383-2393.[7] 王璞珺,赵然磊,蒙启安,等.白垩纪松辽盆地:从火山裂谷到陆内拗陷的动力学环境[J].地学前缘,2015,22(3):99-117.WA N GP u j u n,Z HA OR a n l e i,M E N G Q i'a n,e t a l.T h eC r e t a c e o u s S o n g l i a oB a s i n:d y n a m i c b a c k g r o u n d f r o mv o l c a n i c r i f t t o i n t e r i o r s a g b a s i n[J].E a r t hS c i e n c eF r o n t i e r s,2015,22(3):99-117.[8] 李浩,胡烨,王保华,等.松南长岭断陷沙河子组烃源岩发育特征与成藏启示[J].石油实验地质,2020,42(2):273-280.L IH a o,HU Y e,WA N GB a o h u a,e t a l.C h a r a c t e r i s t i c s o f s o u r c e r o c k s i nS h a h e z i F o r m a t i o na n d i m p l i c a t i o n s f o r h y d r o c a r b o n a c c u-m u l a t i o n,C h a n g l i n g F a u l tD e p r e s s i o nS o u t h e r nS o n g l i a oB a s i n[J].P e t r o l e u m G e o l o g y&E x p e r i m e n t,2020,42(2):273-280. [9] 张美华.伏龙泉断陷反转构造与油气富集规律[J].复杂油气藏,2018,11(4):23-27.Z H A N G M e i h u a.I n v e r s i o n s t r u c t u r e s a n d h y d r o c a r b o n a c c u m u l a t i o n r u l e s o f F u l o n g q u a nF a u l t D e p r e s s i o n[J].C o m p l e xH y d r o c a r b o n R e s e r v o i r s,2018,11(4):23-27.[10] 王晓锋,徐永昌,沈平,等.低熟气地球化学特征与判识指标[J].天然气地球科学,2010,21(1):1-6.WA N G X i a o f e n g,X U Y o n g c h a n g,S H E NP i n g,e t a l.G e o c h e m i c a l c h a r a c t e r i s t i c s a n d i d e n t i f i c a t i o n i n d e x e s o f l o w-m a t u r e g a s e s[J].N a t u r a lG a sG e o s c i e n c e,2010,21(1):1-6.[11] 戴金星.各类天然气的成因鉴别[J].中国海上油气,1992,6(1):11-19.D A I J i n x i n g.I d e n t i f i c a t i o no f v a r i o u s g e n e t i c n a t u r a l g a s e s[J].C h i n aO f f s h o r eO i l a n dG a s,1992,6(1):11-19.[12] 戴金星.煤成气及鉴别理论研究进展[J].科学通报,2018,63(14):1291-1305.D A I J i n x i n g.C o a l-d e r i v e d g a s t h e o r y a n d i t s d i s c r i m i n a t i o n[J].C h i n e s eS c i e n c eB u l l e t i n,2018,63(14):1291-1305.[13] 刘婷,米敬奎,张敏,等.松辽盆地深层天然气碳同位素倒转数值模拟[J].天然气地球科学,2008,99(5):722-726.L I U T i n g,M I J i n g k u i,Z H A N G M i n,e t a l.C a r b o n i s o t o p i c r e v e r s a l n u m e r i c a l s i m u l a t i o no f d e e p-s e a t e d g a s e sS o n g l i a oB a s i n[J].N a t u r a lG a sG e o s c i e n c e,2008,99(5):722-726.[14] 黄海平.松辽盆地徐家围子断陷深层天然气同位素倒转现象研究[J].地球科学,2000,25(6):617-622.HU N G H a i p i n g.I s o t o p i c r e v e r s a l i nn a t u r a l g a s:a ne x a m p l eo f d e e p s t r a t a g a s e s f r o m X u j i a w e i z iD e p r e s s i o n,S o n g l i a oB a s i n[J].E a r t hS c i e n c e,2000,25(6):617-622.[15] 孙明亮,柳广弟.松辽盆地长岭断陷下白垩统天然气成因及气源分析[J].现代地质,2013,27(5):1186-1192.S U N M i n g l i a n g,L I U G u a n g d i.G e n e s i s t y p e a n d s o u r c e a n a l y s i s i nL o w e rC r e t a c e o u s o f C h a n g l i n g D e p r e s s i o n i nS o n g l i a oB a s i n[J].G e o s c i e n c e,2013,27(5):1186-1192.㊃48㊃。
四川盆地页岩气成藏地质条件
四川盆地页岩气成藏地质条件页岩气作为一种清洁、高效的能源，日益受到全球。
我国对页岩气的勘探和开发也给予了高度重视。
四川盆地作为我国页岩气资源丰富的地区之一，其页岩气成藏地质条件备受。
本文将围绕四川盆地页岩气成藏地质条件展开分析，以期为相关研究提供参考。
四川盆地位于我国西南地区，地处四川省和重庆市，是我国重要的石油和天然气产区。
盆地内地形复杂，山脉、丘陵和高原等地貌交错分布。
四川盆地的形成始于2亿年前的三叠纪，经历了多次构造运动和沉积作用，形成了丰富的油气资源。
四川盆地内的地层结构复杂，由志留纪到第三纪地层均有发育。
其中，志留纪和二叠纪地层为页岩气的主要储层。
这些地层在沉积环境中处于适宜的古地理和古气候条件，为页岩气的形成提供了有利的环境。
四川盆地的气源条件十分优越，其中古生物化石和有机质是页岩气形成的主要来源。
在适宜的温度和压力条件下，这些有机质会发生降解和裂解，形成大量的页岩气。
同时，四川盆地的煤系地层也为页岩气的形成提供了丰富的气源。
四川盆地的地质构造特征对页岩气的形成和聚集具有重要影响。
该地区经历了多次构造运动，形成了多种类型的岩石类型，包括砂岩、泥岩和灰岩等。
这些岩石类型为页岩气的形成提供了物质基础，同时页岩中的多种矿物成分也对页岩气的生成和储集产生影响。
储层物性是影响页岩气成藏的重要因素之一。
四川盆地内的页岩储层具有较好的物性条件，包括高渗透率、高孔隙度和低含水饱和度等特征。
这些特征有利于页岩气的保存和开采。
本文从四川盆地的地理和历史背景出发，对页岩气成藏地质条件进行了详细分析。
结果表明，四川盆地具备了志留纪和二叠纪地层发育、优越的气源条件、复杂的地质构造和岩石类型以及良好的储层物性等有利条件。
这些条件为四川盆地页岩气成藏提供了良好的地质环境。
但是，针对不同地区的具体条件，仍需进一步深入研究，为页岩气的勘探和开发提供科学依据。
随着全球对清洁能源的需求不断增长，页岩气作为一种重要的清洁能源备受。
柴达木盆地北缘侏罗系页岩油气成藏条件地质地球化学分析
第43卷第5期373737 Vol.43, No.5, 437–452 2014年9月GEOCHIMICA Sept., 2014柴达木盆地北缘侏罗系页岩油气成藏条件地质地球化学分析付小东1,2*, 邱楠生1, 饶丹3, 秦建中3,申宝剑3, 许锦3, 陈迎宾3(1. 中国石油大学(北京), 北京 102249; 2. 中国石油杭州地质研究院, 浙江杭州 310023; 3. 中国石化无锡石油地质研究所, 江苏无锡 214151)摘要: 基于柴达木盆地北缘侏罗系中下统富有机质泥页岩厚度、有机地化特征、物性及泥页岩含油气性等的分析研究, 探讨了该地区页岩油气成藏的地质条件, 对有利的勘探层段和区带进行了预测。
结果表明, 柴达木盆地北缘湖西山组和大煤沟组富有机质泥页岩厚度大, 有机碳含量多在 1.5%以上; 有机质类型主要为Ⅱ和Ⅲ型; 有机质成熟度从未成熟至过成熟皆有; 泥页岩中脆性矿物含量约占50%, 孔隙度多在1%~8%之间, 孔隙类型多样。
湖西山组和大煤沟组泥页岩显示出较强的吸附气体能力, 多口钻井在泥页岩段存在明显全烃异常。
综上表明, 柴达木盆地北缘地区湖西山组、大煤沟组2个层位具备形成页岩油气的地质条件, 其中湖西山组中上部泥页岩段为页岩油气有利层段, 有利区在冷湖4号-5号构造一带; 大煤沟组五段为页岩气有利层段、大煤沟组七段为页岩油有利层段, 有利区分布于苏干湖坳陷、鱼卡断陷、红山断陷、欧南凹陷和德令哈断陷东部、南部区。
关键词: 形成条件; 页岩油气; 中下侏罗统; 柴达木盆地中图分类号: P597 文献标识码: A文章编号: 0379-1726(2014)05-0437-16Geological and geochemical analyses on accumulation conditions of shale oil and gas in Jurassic strata of the north margin of the Qaidam BasinFU Xiao-dong1,2*, QIU Nan-sheng1, RAO Dan3, QIN Jian-zhong3, SHEN Bao-jian3,XU Jin3 and CHEN Ying-bin31. China University of Petroleum at Beijing, Beijing 102249, China;2. PetroChina Hangzhou Research Institute of Geology, Hangzhou 310023, China;3. Wuxi Research Institute of Petroleum Geology, SINOPEC, Wuxi 214151, ChinaAbstract: In order to discuss shale oil and gas accumulation conditions and predict favorable prospect areas and exploration layers within the Lower-Middle Jurassic strata in the north margin of the Qaidam Basin, the thickness, organic geochemical characteristics, physical properties, oil and gas content of shale from the Huxishan Formation (J1h) and the Dameigou Formation (J2d) were studied systematically. The result showed that the thickness of organic-rich shale of J1h and J2d are large, and their TOC values are generally greater than 1.5%. The kerogen types of organic matters are mainly type Ⅱ and type Ⅲ. The maturity of organic matters varies from immature stage to over-mature stage. Brittle mineral content is approximately 50%, porosity mainly from 1% to 8%. Shales from J1h and J2d show strong adsorption capacity to gas, and abnormal total hydrocarbon were observed in many wells in gas logging of J1h and J2d shale layer. It indicates that J1h and J2d are essential for the formation of shale oil and gas reservoir. The Middle-Upper Group of J1h is the favorable layer for shale oil and gas, and the favorable prospect area should be mainly located in the Lenhu No.4-5 tectonic belt. The 5th Member of J2d is favorable layer收稿日期(Received): 2013-09-20; 改回日期(Revised): 2013-10-21; 接受日期(Accepted): 2013-11-11基金项目: 国土资源部全国页岩气资源调查评价及有利区优选项目(2009GYXQ15)作者简介: 付小东(1980–), 男, 硕士研究生、工程师, 有机地球化学专业。
油藏地球化学描述
含 氮 化 合 物 的 成 因
含氮化合物在油气运移研究中的应用
在咔唑系列化合物中，因为吡 咯环中的N-H基团可以和其他极性 基团形成氢键，所以可被强烈地吸 附在矿物表面和固相有机物质上， 从而阻碍咔唑类的运移。
如果1，8位置的氢原子被烷基 取代，那么咔唑中的N-H基团将被 有效的遮蔽，使其形成氢键的能力 下降，使运移能力相对增加，因此 称1，8-二甲基咔唑为遮蔽型化合 物。1，8中一个碳位上有取代基的 称为部分屏蔽形异构体，两个碳为 均无取代基的称为裸露形异构体。 裸露形异构体运移最困难，屏蔽形 异构体相比最容易。
（4）全油田广泛具有低渗透率时，密度驱动 的混合作用在地质学上是缓慢的。
油藏混合作用的数量级估算在对来自油藏不同部 分的流体分析结果进行比较和解释时具有重要意义。
A
1
34 2
B
1 234
C
1 23 4
深度
深度
深度
密度驱
密度
垂向扩散
密度
动翻转
密度
深度
深度
深度
密度
密度
密度
时间推移
1
4
油藏内混合过程对石油组分和密度的影响
石油组成的混合作用主要包括热对流混合 作用、密度驱动混合作用和扩散作用。
（1）密度驱动混合作用
由于从源岩中生成的、具有不同成熟度的石油不断 地向油藏注入，造成油藏内石油的密度在纵向上和横向 上均存在差异。
地下烃类因密度差异而处于不稳定状态，必将产生 流体对流混合现象。影响密度混合作用的因素主要有：
3 2
二、油藏地球化学研究
1．研究内容
油藏地球化学研究包括三方面内容： 油藏流体地球化学剖析，建立油藏地球化学三维 结构模型； 油藏流体非均质性特征和分布规律分析，界定流 体流动屏障，划分流体分隔单元； 确定流体非均质性成因类型，探讨其成因机理。 具体研究内容包括以下方面：
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布的星状图，可用来区分原油
族群，判别油藏液体的连通性。
第二节 油藏地球化学
五、油藏流体连通性与分隔性研究
实例一：南中国海某油田
地质分析认为，该油
田PH4和PH5井间的储层系 统是连通的，压力数据对 比不能作出结论，但烃类 气相色谱指纹明确显示P3 层下部2口井是不连通的。
第二节 油藏地球化学
五、油藏流体连通性与分隔性研究
运用岩石热解法还可以确
定油藏油质特点或烃类性质。
第二节 油藏地球化学
四、有机隔层——焦油席研究
在一些油藏的贫油带和含水区内，常可以发现呈席状分布的焦油
席（Tar Mats），一般分布在石蜡型原油的油藏中。
焦油席（以往又译为沥青垫），是指油藏底部或油藏内部一种密 度大于1.00g/cm3、粘度在10.00cP以上的富含沥青质的原油，又称为 超重油，厚度一般1~2m。 焦油席主要代表原地不可采的油，其出现将有损于油藏质量。在
五、油藏流体连通性与分隔性研究
第二节 油藏地球化学
--GOI技术
六、流体包裹体的油藏地化应用
GOI技术是澳大利亚联邦科学与工业研究机构(CSRIO)石油资源部的 专利技术,可以确定古油水界面。石油在运移进入砂体时,由于毛细管阻 力不同,将优先流过最大的孔隙喉道。如果没有阻止流动的屏障,毛细管 阻力将把石油限制在最大的相互连通的网络中,仅有相当少量部分的孔 隙暴露于石油中，如果石油柱压力高,则会克服毛细管阻力,使石油流入 更小的孔隙喉道中,含油饱和度增加。大多数孔隙将暴露于石油中,因而 多数颗粒将会捕获油包裹体。即使现今岩石为水湿的或气饱和的,古石 油柱也可以用流体包裹体中捕获的烃类加以确定。 GOI=含油包裹体的颗粒数×100%/统计的总颗粒数 若GOI>5%,储集层为油层;若GOI<<1%,储集层为水层或含油水层 在地层剖面上利用GOI的变化可以恢复古油藏的位置及其油水界 面,GOI高的为原先的油层,GOI突变低处为古油藏的油水界面。
第二节 油藏地球化学
地层水矿化度、组成及来源
六、流体包裹体的油藏地化应用
采油过程中可能发生脱沥青作用，造成底渗透油层的堵塞，形成“死
油”。
第二节 油藏地球化学
焦油席的成因有以下几种：
四、有机隔层——焦油席研究
第二节 油藏地球化学
五、油藏流体连通性与分隔性研究
油藏连通性与分隔性研究是油气田开发中一个十分重要的问题。 常规的油藏描述只着眼于储层的非均质性，主要研究储层的空间 分布规律及其对油层连通性的影响。 油藏地球化学研究表明，砂层连通体不一定等同于流体连通体， 因为油层内可能存在由各种原因形成的有机隔层（焦油席），从而导 致油藏内部实际上是分隔的，出现“储层连通，油层分隔”的现象。 因此，油藏地球化学方法可以更准确地确定储层内流体的连通性 和分隔性。其方法包括：
２、岩心抽提物分析； ３、流体包裹体分析。
第一节 成藏地球化学研究内容与方法
三、主要应用 1、在勘探方面的应用
（1）确定源岩类型和成熟度
（2）确定油气充注点和运移路线，恢复充注历史 （3）油藏封闭性评价
2、在油气评价和储层评价中的应用
（1）流体界面确定 （2）油藏连通性确定
பைடு நூலகம்
（3） Sw的计算
（4）焦油席的确定 （5）与脱沥青有关的开采问题
三、油气层及油气水界面的确定
1、运用棒色谱法
确定含油带与贫油带
第二节 油藏地球化学
三、油气层及油气水界面的确定
2、运用岩石热解方法（ROCR-Eval)和溴分析方法确定油气水界面 岩石热解法最早用于烃源岩的评价，近些年来也被广泛用于油藏 地球化学研究及油气层评价。
第二节 油藏地球化学
三、油气层及油气水界面的确定
第二节 油藏地球化学
--激光拉曼技术
六、流体包裹体的油藏地化应用
根据包裹体气相成份推断油气的演化程度 研究表明,原油从未成熟到低成熟阶段,气相以H2O、CO2为主,演化 成熟、高成熟阶段,CH4含量增加,到最后的甲烷干气阶段,90%的气体为 CH4,仅有极少量的CO2。因而可以利用CH4含量和CH4/CO2、CH4/(H2O+CO2) 的比值确定油气热演化程度,从而进行油气藏资源评价。 地层水矿化度、组成及来源 盐度分析是包裹体分析的一项重要参数。根据包裹体冰点温度 (Tm),容易将其转化成盐度S。根据包裹体中水相的盐度可以确定地质历 史时期地层水的演化过程。澳大利亚Papuan盆地油藏中油-水包裹体水 相的盐度为50000-85000mg/L(NaCl),盐水包裹体盐度50000-265000mg/L (NaCl),水层中的盐水包裹体的盐度变化很大,可以分成两组,一组为 2000-80000mg/L。另一组为120000-280000mg/L,表明包裹体形成于不同 的时期,同时也表明该区地层水在地质历史时期发生了很大变化。
——根据原油总体积组成的变化研究油藏内流体的流动屏障；
——根据原油组成的色谱指纹特征的变化研究流体流动屏障； ——根据油田水组成的变化研究油藏内流体的流动屏障；
第二节 油藏地球化学
五、油藏流体连通性与分隔性研究
1、根据原油总体积组成的变化研究油藏内流体的流动屏障 油藏的气/油比、凝析油/气、泡点压力和密度等PVT资料都可以用 来确定油层流体组成的变化。 下图反映英国北海Forties油田主油区与东南区之间存在着流体流动 屏障。
实例二：刚果Kitina油田
GC指纹表明B、C层
是连通的，而与A层不连
通。GC/IR/MS分析技术 进一步证实了此点。
第二节 油藏地球化学
五、油藏流体连通性与分隔性研究
第二节 油藏地球化学
实例三：南意大利亚 德利亚海某油田 问题：A井中的重 油和轻油是否属同一 油藏？A井与B井的轻 质油是否连通？ GC指纹分析结果： A井的重油和轻油不 连通，A、B井的轻质 油是在一个连通的储 层中。
第二节 油藏地球化学
一、油藏流体的非均质性及其成因
油气的充注过程：
W.A. England(1987)等则根据实验室和研究结果,从微观的 角度,探讨了油气是如何进入并充满圈闭以及进入圈闭后的一 系列变化。认为:油气藏的充注通常是一个较长的历史过程。 由于储层的非均质性,最初通过水饱和的输导层进入圈闭的油 气只占据孔渗条件最好、排替压力最小的储层部分。随着油气 运移的继续,浮力不断增大,油气逐渐充注小孔隙储层部分。后 期注入的油气在垂向和侧向上取代先期聚集的油气,并将后者 排入小孔隙储层部分,而不是后期注入的油气直接进入小孔隙 储层。
第二节 油藏地球化学
五、油藏流体连通性与分隔性研究
第二节 油藏地球化学
2、根据原油组成的色谱指纹
特征的变化研究流体流动屏障 气相色谱指纹分析技术是在
五、油藏流体连通性与分隔性研究
色谱-质谱分析的基础上，系
统进行原油饱和烃气相色谱分 析，从气相色谱图上固定选择
一批配对的相关烃类，计算每
对化合物的相对组成，采用极 坐标方式绘成气相色谱指纹分
第二节 油藏地球化学
--分子组成(MCI)技术
六、流体包裹体的油藏地化应用
流体包裹体的分子组成(MCI)反演油藏注入史：利用在线(on-line) 和离线(off-line)分析技术,可以获得包裹体中烃类分子地球化学信息, 并与储层原油或可能的烃源岩进行对比,利用包裹体的分子地球化学信 息可以重建油藏的充注历史。 George等、Lisk等对澳大利亚Carnarvon盆地South Pepper油田的 研究表明:碳酸盐岩裂隙中流体包裹体捕获的原油母质比油藏中原油母 质含钙量要高。油藏中的原油含有较高含量的25-降藿烷,而包裹体中 的原油25-降藿烷含量很低。对比研究表明,在包裹体形成后,早期充注 的原油在始新世遭受了严重的生物降解作用,接着构造中又被来源于侏 罗系的Dingo组粘土岩生成的原油再次充注,并与油藏中遭受生物降解 作用的早期原油混合。 国内高志先等、周凤英等运用该技术对柴达木盆地南八仙油田、 塔里木盆地轮南2井的油藏注入史进行了研究。
第一节 成藏地球化学研究内容与方法
二、研究方法 １、 油气地球化学分析（包括NSO化合物和高分子量化合物分 析）；
NSO化合物是指含有氮、硫、氧杂原子的化合物，主要包括非烃和沥青。 这些化合物又称极性化合物。 NSO化合物对石油的粘滞性和相态特征具有很大影响。如，通过吸附在 矿物表面上，可能影响储层的润湿性。
一、研究内容 1、油藏流体的非均质性及其形成机理
2、探索油气运移、充注、聚集历史与成藏机制
3、油藏中流体和矿物的相互作用及其分馏效应
第一节 成藏地球化学研究内容与方法
Reservoir Geochemistry
2、油藏流体的非均质性及其形成机理
油气的非均质性是 多层次的,包括总体化 学组成的非均质性、分 子构成的非均质性及同 位素分布的非均质性。 特定油气藏各层次非均 质性的保存程度取决于 油气充注后的时间、储 层的侧向连续性及孔、 渗性能。
第二节 油藏地球化学
1、油藏内流体的非均质性表现
一、油藏流体的非均质性及其成因
原油物性、油气比、族组成、同位素组成、分子组成在油藏内部的 变化。 2、非均质性的成因
——烃源岩有机相和成熟度的差异（England,1987）
------油藏构造特征和储存物性的变化（Hillebrand. T,1992） ——生物降解作用和水洗作用（Connan J,1984） ——重力分异作用（Hirschberg A,1984）和焦油席的形成（Dahl B,1986） ——原油的热蚀变作用（HwangR J,1994）
——流体-岩石相互作用和油气运移过程中的分馏作用 （Dahl B，1986）
第二节 油藏地球化学
一、油藏流体的非均质性及其成因
Larter和Aplin（1995）认为，造成油藏内部 流体不同规模上的非均质性的原因可能是不同的。