现代油气成因理论.

第二讲石油地质学石油地质综合研究的内容与层次石油地质综合研究的内容主线：油气的生成，运移，聚集和分布规律。含盖内容：生，储，盖，圈，移，保。涉及学科：地层生物学、矿物岩石学、构造地质学与大地构造学、沉积学、储层地质学、有机地球化学、石油地质学、地球物理勘探、钻井、试油、油气的开发、计算机科学与技术。生油气母质及化学组成主要由：类脂化合物、蛋白质、碳水化合物及木质素和丹宁等生物化学聚合物组成——通过腐泥化及腐殖化形成干酪根。一、成烃理论研究干酪根——沉积岩中不溶于非氧化性的酸、碱和非极性有机溶剂的分散有机质。传统观点认为：油气特别是石油是由低等水生生物（Ⅰ、Ⅱ型干酪根）生成的，且只有当有机质深埋到一定程度后才能大量生成石油，此即蒂索等70年代提出的干酪根晚期热降解生烃理论。煤成油理论低熟油气理论碳酸盐岩成烃理论无机成因说80年代以来，随着油气勘探与成烃研究的不断深入，传统的成烃理论不断受到挑战，出现了煤成烃理论、低熟油气理论等一些新的成烃理论和成烃模式。另外，对碳酸盐岩成烃特点的研究也取得了一些新的进展。这些都极大地丰富了油气生成理论，对80年代以来的油气勘探起了重要的指导作用。腐泥组∨壳质组∨镜质组∨惰性组1、干酪根的类型及演化中扬子地化剖面干酪根镜检鉴定结果表类型T12T11P22P13P12P11S2S21S11O∈2+3∈1Z22Z21腐泥型（I）113512混合型Ⅱ1612112414Ⅱ22113115325腐植型（Ⅲ）3121581222111合计68317826331951116①震旦系上统—三叠系下统，生物主要以低等海生生物为主，缺少陆相高等植物。这样出现大量的腐植型干酪根，与当时的生态环境不相符。②评价干酪根母质类型主要以透射光鉴定为基础，其本质的弱点是分辨力差。尤其是在高成熟阶段后，所有的显微组分均变得不透明，鉴定结果的有效性受到明显限制。-36.0-34.0-32.0-30.0-28.0-26.0-24.0-22.0Ⅰ1Ⅰ2ⅡⅢ1Ⅲ2T1PS1O∈1Z2中扬子海相烃源岩地化剖面干酪根碳同位素分布图碳酸盐岩泥质岩砂岩类型层位碳酸盐岩泥质岩最好烃源岩1.02.0好烃源岩0.60~1.01.0~2.0较好烃源岩0.40~0.600.60~1.0一般烃源岩0.20~0.400.40~0.60有机碳标准（%）分级烃源岩评价标准（新标准）常用烃源岩评价标准生油岩级别好烃源岩中等烃源岩差烃源岩非烃源岩C(%)2.01.0~2.00.5~1.00.5“A”(%)0.1~0.50.05~0.10.01~0.050.01HC(ppm)500~3000150~500100~500100S1+S2(mg/g)4.02.0~4.00.5~2.00.5H/C原子比1.150.9~1.150.7~0.90.07IH(mg/g)250~450100~25050~10050陆相盆地烃源岩有机质丰度评价标准（基岩）剥蚀区陆地泽沟粒屑滩滩环礁三角洲环礁浊积岩20m平均高潮面20m平均低潮面20m平均浪基面（氧化界面）100m平均海平面海底火山（火山活动）2000m礁200m（沙坝）（滩坝）礁坝陆地边缘相区台棚相组槽棚相组浅海槽盆相区深海槽盆相区浅海盆地相区台地相区台地边缘相区ⅣⅢⅡⅠⅣ滨海陆屑滩相Ⅳ三角洲相45（潮上—潮间）（潮上）—（潮间）（潮下低能）（潮下高能）（潮下低能）00-2-1Ⅳ滨海沼泽相带Ⅳ潮坪泻湖相带Ⅳ沿岸滩坝相带Ⅲ闭塞台地相带Ⅲ半闭塞台地相带Ⅲ开阔台地相带Ⅲ凹槽台地相带0123123台地平均浪基面台地氧化界面Ⅱ台地边缘滩相带3Ⅱ台地边缘礁相带2Ⅱ台地前缘斜坡相带1Ⅰ陆棚内缘斜坡相带3Ⅰ浅海陆棚相带2Ⅰ陆棚边缘盆地相带01ⅣⅢⅢⅢ1211ⅠⅠ2Ⅰ3Ⅱ1Ⅱ2Ⅰ10002∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨中国古海域沉积环境综合模式示意图（据关士聪等人，1980）局部高能相体个别出现高能相体局部沉积界面变化Ⅱ1有利的生油相带：浅海盆地相—浅海槽盆相、台棚相组的凹槽台地相、滨岸沼泽相等。中国古海域沉积环境综合模式示意图中扬子地化剖面Z2—T1碳酸盐岩不同相带与有机碳关系相、亚相蒸发台地局限台地开阔台地台地边缘斜坡~浅滩盆地边缘广海陆棚盆地颜色灰白、浅灰浅灰、灰、深灰深灰、灰灰灰色深灰、浅灰、紫红、灰绿黑色、灰黑、深灰岩石类型含膏云岩膏岩细—粉晶云岩、砂砾屑云岩生屑泥晶灰岩、泥晶灰岩、细粉晶灰岩、亮晶粒屑灰岩及泥页岩泥晶灰岩泥晶灰岩、泥页岩泥质灰岩、瘤状泥灰岩、泥页岩碳质页岩、硅质页岩、钙质泥页岩生物群体三叶虫腕足、腹足、有孔虫、蜓、海百合、珊瑚、介形虫、海绵等双壳类、三叶虫、笔石角石、腕足、三叶虫三叶虫、笔石代表层位T1j4+5Z2dy、∈2+3O1nP1mP1qZ2dsT1d2、T1d3T1d1、O2mO1d、∈1sp、O2g、O2b、O3l∈1sh、O3w、S1l(1-6层)有机碳(%)0.20.20.21.0~0.42.0~0.60.2泥岩：0.66灰岩：0.330.20.4~0.21.4~2.950.6~1.85(S1l)烃源岩评价非非非中等—好非差—中等非差最好寒武系龙王庙沧浪铺筇竹寺梅树村LwmClpQzsMsc5325255215183.04.07.017.0SS3HSTTST∈SQ1∈1∈SQ5∈SQ4∈SQ3∈SQ2寒武系年代地层和层序地层划分方案系统阶代号界限年龄(Ma)时间跨度(Ma)超层序体系域沉积层序∈SQ6江长△400↑↓DS-BaSllSluShoShiLi-ShIPTF-RPOPRPSaLgTFLi-TFLaUAOL△△△图例砂岩-粉砂岩组砂岩夹页岩组粉砂岩-泥岩组粉砂质泥岩、泥岩、灰岩组粉砂岩、泥岩、灰岩组灰岩组白云岩、膏盐岩组白云岩组粉砂岩、泥岩、灰岩组砂岩-泥岩-角砾灰岩组灰岩-角砾灰岩组砂泥岩组砂泥岩夹泥灰岩组古陆隆起区湖泊滨岸-潮坪湖坪泻湖萨勃哈局限台地开阔台地潮坪-局限台地孤立台地滨岸-陆棚内陆架外陆架上斜坡下斜坡深海-次深海洋盆板块拉张带后期板块边界同生断裂古陆-隆起区边界岩相界岩性界推测相界地层等厚线SiPCSiC磷块岩、碳质页岩、粉砂质页岩组硅质页岩、碳质页岩组PCP0000188188000019019000001921920000194194000019619600001981980000303000003232000034340000363600003838中扬子及雪峰隆起周缘第Ⅲ超层序海侵期(早寒武世早期)构造—层序岩相古地理与下寒武统盖层等值线图荆门宜昌津市安陆慈利大庸岳阳常德吉首沙市溆浦邵阳湘潭株洲萍乡衡阳洪江遵义都匀铜仁怀化涪陵华蓥恩施达县万县汉中安康广元十堰襄阳随州信阳吉安冷水滩耒阳资兴九江内江自贡绵阳江油茂县松潘泸洲宜宾六盘水织金安顺古蔺长沙成都重庆南昌武汉↑↑↑↑↑↑↑↓CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiCSiSiSiSiSiSiSiSiCSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiCSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiCCCCCSiCCCCCCCCSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiCCCCCCCCCSiSiSiCCSiSiCCSiCSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiCCCCCCCCCCCSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiCCSiSiSiSiSiSiSiCCCCSiSiSiSiSiSiSiCCCSiSiSiSiSiSiSiCCCCCSiSiSiSiSiSiSiSiSiCCCCSiSiCSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiCCCCSiSiSiSiSiSiSiSiCCCSiSiSiSiSiSiCCCSiSiSiPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPCPPPPPPPPPSiSiSiSiSiSiPPPPPPPPPPPPPCCCCCCSiSiSiSiPPPPPCCSiSiPPPPCCSiPPPPCSiPCPPPCSiPPPCSiCPCCCSiSiSiSiSiCCCSiSiSiSiSiCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCSiSiCSiPPPPPP淮阳古陆秦岭大陆边缘盆地中上扬子克拉通盆地川西边缘海盆滇黔地南大陆边盆缘地上扬子东湘中南大陆边缘斜坡桂边缘海盆桂边缘盆地湘地盆缘边夏华大陆南海OLOLSluIPSII-BaRPDS-Ba(Tu)SllShoSl-BaShSluShoBa-DsDS-Ba(Tu)ShiShiOL海9歇马河杨集武4留咀桥桂花树乔家坪杨家坪周家院子-咸2井双流坝池坪王村大坪龙门集珍珠口大峡口膏田-羊石坑王子石050100km1003002005010050200600500400300200300400100中扬子早寒武世早期岩相古地理与烃源岩分布图宜昌●潜江盐湖北部断坡带盐湖沉积模式在盐湖盆地的物源入口（陡坡）一侧，陆源碎屑物质供应比较充沛的部位，由于“含盐度较低的河水”大量注入，盆地水体的盐度较低，盐岩沉积不发育，形成陡坡三角洲沉积，在湖中心南部斜坡上形成盐湖砂坝。沉积微相模型相亚相微相河口坝坝主体河口坝坝斜坡前三角洲盐湖砂坝主体盐湖砂坝斜坡盐湖盐湖沉积陡坡三角洲陡坡三角洲前缘前缘密度流（水下扇）盐湖密度流远端密度流水下分流河道水下分流河道间河口坝辫状沟道前三角洲泥岩泥滩与泥膏盐滩沉积席状砂沟堤沟道间中心相浊积岩盐湖席状（滩）砂盐湖砂坝潜北东区潜4段沉积微相类型划分表有利的生油相带：前三角洲相、深水—半深水湖相。油油油气气气54321620602060(%)蒂索1975Ⅱ类Ⅲ类Ⅰ类深度(Km)几种不同类型干酪根成烃模式比较图母质类型判别源岩要考虑显微组分/演化阶段10演化阶段演化阶段演化阶段甲烷低成熟原油高成熟油最终甲烷气演化阶段20102020401010(%)(%)(%)(%)成岩深成阶段康托罗维奇等1976腐泥型腐植型腐泥型腐植型腐泥型腐植型迭腐型傅家漠1977黄第藩等1981杨万里等油油油油油油气气气气气气气未成熟低成熟原油未成熟过成熟重油轻油干气常用有机质成熟度指标有机质热演化阶段Ro（%）TAITmax(℃)PI（S1/S1+S2）成岩阶段0.64300.10深成作用阶段生油主带0.6～1.352430～4800.1～0.4凝析油和湿气带1.35～2.02.0-4.0480～6000.4准变质阶段2.04.06002、时间—温度指数（TTI）沉积有机质向油气演化的过程，是时间、温度持久有效发挥作用的结果成熟度=△TTIi=rin·△ti=2ni·△tiTTI=∑rn（△tn）=∑（2n）（△tn）nmaxnminnmaxnminThmDev2004.exe建28井建28井3、排烃门限生留烃量(mg/gc)生留烃量(mg/gc)埋深(m)有利勘探领域生烃门限(R0≈0.5%)生烃高峰生油结束排烃门限排烃高峰排油结束埋深(m)庞雄奇等（1991,1995,2001）Tissot&welte（1978）排烃量残烃量有利勘探领域排烃门限(地质概念模型)排烃门限早于生烃门限生烃门限早于排烃门限1000200030004000500060007000各地史期排气特征未熟油排量占0％累积排油气强度各期排油气强度EN7%15.3%7.2%Q累积排烃量排烃量2000100070003500m3/m2m3/m2CP2CT1T2T3J1J2J3KENQ今地史演化过程古埋深m未熟成熟高熟过熟R%=0.5R%=1.0R%=2.0天然气及排出