中国原油的地球化学特征——兼论中国原油的有机与无机来源

中国大庆、辽河、大港、新疆等油区原油的地球化学组成显示以下特征 :含有地壳稀少而地球深部丰富的元素 ,如Re、In、Cd、Ag、Au等 ;含有生物质平均成分不见的元素 ,如Be、Ga、Zr、Nb、Sb、Te、Hf、Ta、W、Tl、Bi、Th等 ;含有较多的亲石元素 ,如Ca、Mg、K、Na、V、Li、Be、B、Ti、Cr、Mn、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Cs、Ba、Hf、Ta、W、Th、U等 ;原油的正烷烃结构具有奇偶优势与不显奇偶优势的特征 ,不显奇偶优势的原油沿基底断裂分布。地球化学特征是矿产资源形成途径的示踪标志。中国原油中含有生物质中不见的元素 ,说明原油可能有来自非生物成因的油源 ;含有地壳稀少而地球深部丰富的元素 ,说明原油可能有来自地球深部成因的油源 ;含有较多的亲石元素 ,说明原油可能不是从生油岩中排出的 ,而是从非岩石结构的地球深部流体中分异后聚集在岩石结构的孔隙中而形成油层的。原油的正烷烃结构显示的奇偶优势被认为系生物成因的油源 ,而不显奇偶优势被认为是甲烷石油 (即来自地球深部的无机成因油源 ) ,不显奇偶优势的油样均沿基底断裂分布 ,正旁证了地球深部来源的可能性。     

石油成分是预测新区含油气性的标准

在普查勘探工作中采集到的石油,其化学成分可为区域勘探阶段中一些地区含油气远景评价的地球化学标准。在这种情况下,石油显示的本身并不是解决地区远景问题的明确标志。只有全面的地球化学分析才能判断,是象世界大多数油田那样的“正常石油”     

盐间非砂岩低渗透油藏中原油运移动力学分析

独特的江汉盆地潜江凹陷潜江组盐间非砂岩油藏生储同层 ,盐岩封盖条件极佳 ,但储集层渗透能力极低 ,油气运移条件差。目前的众多证据表明 ,就是在渗透能力如此低下的盐间层中 ,非断裂区的原油也顺层发生了一定规模的运移。在压实作用、流体热增压、有机质生烃生气增压以及毛细管压差等应力作用下 ,盐间原油得以从烃源岩层中排除 ,并在低渗透的盐间层运移主干道中顺层侧向 (或断裂区垂向穿层 )从生烃次洼向构造高部位等低势区聚集。从动力学的角度证明了盐间非砂岩低渗透油藏中原油顺层运移的可能性 ,并指出了盐间石油的运移方向和有利聚集区。     

异常压力流体区间中石油的生成与运移

地球上大量石油和天然气都是由地壳深部(>3000m)封闭流体区间里的生油岩形成的形成的石油数量取决于这些生油岩的埋藏历史和其中干酪根的数量和成分。油、气从这些区间往外运移是一种压力驱动过程,流动方向受流体区间的形态和内部压力控制。很多沉积盆地含有两个或两个以上叠合的水文地质系统的层位。其中浅层系统往往与盆地一样宽阔,并保持正常的流体静压。而生成石油的深层系统没有盆地那样宽阔,并出现异常的高压。深层系统往往由一系列独立的流体区间组成,它们彼此之间以及它们与上层系统之间没有液压传递关系。在通常的沉降盆地中,流体区间的顶并不总有特殊地层。它们常有平展的顶,地下温度多在90—100℃之间。在碎屑沉积物中流体区间的顶显然沿着跃温层由碳酸盐矿化作用而形成。在北海,这种流体区间最深的封顶深度随地温梯度的变化而变化。地温梯度较低,这种封盖就比较深。 在盆地沉降过程中,这种区间内油和气的形成,加上孔隙流体的热膨胀最终导致区间的封盖破裂。于是,烃类以及其他孔隙流体就向上进入压力较低的沉积物中,并聚集在最近处的构造和地层圈闭中。随着封盖的破裂,区间中的流体从裂口挤出,压力就下降。于是这区间又重新封闭,压力增大到又再次破裂。在如美国墨西哥湾沿岸那样快速沉降的盆     

烃类在页岩中的运移

细粒岩石(油源岩)中保存的死亡生物体的有机残余物,在温度高于100℃时,经化学分解形成油气烃类物。这些有机残余物通常称为干酪根。如果有足够多的烃类生成,那么就有一些烃类要从油源岩中排出。本研究分析了采自北海的基默里奇克莱(上侏罗统)页岩,该页岩目前正在向邻近的砂岩排烃。如果大多数排烃作用正如先前提出的是烃类在压力驱动下以不连续的烃相经页岩孔隙流入砂岩孔隙的话,则所得结果是能够进行解释的,此外,毛细管力似乎可以增加靠近页岩和互层砂岩之接触面处的排烃效率。看来,低于C_(10)的烃分子的扩散作用可以改变页岩中残留的和排出的液态烃的组成。     

关于导致沉积物中成矿的作用的评述

几年前,一些著名的科学象仍旧一本正经地推想,石油起源于深部的岩浆源。这些科学象甚至认为,石油经过长时间的复杂的运移之后,在沉积主岩中聚集起来的这一事实还不能否认石油基本上来源于深成岩浆。     

石油早期生成和聚集的证据

对于经济油藏只是形成于深部热解成因的一般假设,依然存在着不确定性。这些不确定性来源于许多指示油早期进入圈闭的地质标准,此外还来源于不能解决石油从固结沉积物中通过和运移出来的问题。 石油早期就位的证据有;古构造的优先填充,储集石油对成岩作用和压实作用的抑制以及表明巨型重油矿床未成熟性的证据。 阿萨巴斯卡“焦油砂”的未胶结、未压实性质,其中木化石的完整保存以及阿萨巴斯卡、皮斯里弗和冷湖油藏的倾斜的油-水界面都支持石油非常早期就位的地质推论和石油未成熟的地球化学标准。 如果这样巨大体积的石油是未成熟的,那么这与地质观测资料一致。根据这些资料可以得出结论:成熟油藏很可能是早期排出的,生物成因的重油和甲烷经储层内成熟作用形成的。 生油岩中保留的烃在埋藏过程中成熟,但由于逐渐失去有效的渗透性而变得不活动。     

热液矿床中金的地球化学

热液矿床中金的地球化学性质受运移溶液源、金源、运移和沉淀机制所影响。运移溶液可以是岩浆水,或为地下水、海水、同生水和变质水。非岩浆源时,金取自含水层或溶液经过的源岩。源岩中金的汲取率取决于它的渗透性、溶液与源岩中金的接触率以及溶液化学性质。 热液中,金主要是以一价金的二硫化物和氯化物形式运移。200—300℃时,金以其二硫化物为主,在氧化、pH值升、降或硫活度减小时沉淀。氧化是金的重要沉淀机制,可能是由于沸腾,热液与氧饱和的地下水或岩石反应所引起。热液中金的二硫化物往往处于不饱和状态,硫活度减小可使金和黄铁矿共同析出。在岩浆体系中,高温氧化条件下,金多以氯化物形式运移,并在还原时沉淀。 同位素研究认为,含金热液大多来自地下水。根据地质和地球化学特征,地下水对流形成的热液金矿可分为三个类型:与火山岩有关的低温热液型、卡林型和中温热液型。     

有机包裹体研究在石油地质领域中的应用现状

较系统地介绍了有机包裹体研究在生油盆地分析，油气运移、聚集和演化，油气评价及远景预测等方面的天所应用成果，并附近年来有机包裹体研究的某些进展作了简要阐述。     

国外生油研究的新进展

近年来随着有机地球化学的进展及分析技术的提高,促进了有机地球化学与石油地质学的结合,产生了“三位一体”(油气生成、运移、聚集)的生油机理;明确了干洛根是生油母质;提出了用反应热力学定量研究生油量,为油气勘探指明了方向。     

黑龙江二克山及其邻区富钾火山岩系的地球化学探讨

基于12个微量元素、10个稀土元素和24个同位素分析结果,作者认为本区钾质火山岩系中超基性岩和极大多数基性岩有接近原生岩浆的成分,岩浆都是地幔岩石低程度部分熔融形成的,其源岩成分为受流体交代的金云母石榴石二辉橄榄岩。综地球化学、地球物理及地质三方面资料分析,论证本区火山活动的构造背景是大陆裂谷。     

地质样品的同步和三维荧光光谱及其地球化学意义

同步和三维荧光光谱,可用于有机质成熟度、油-油、油-源岩对比等问题的研究和作为油气地球化学勘探的一种新方法。用本方法对我国某些原油、岩石、土壤进行了试验,得到了满意的结果。     

压裂液向上迁移对浅层地下水环境的影响分析

深部流体迁移过程机理不清造成在水力压裂开发页岩气过程中,对于压裂液或深部地层卤水是否会从深部迁移至浅层而污染地下淡水资源这一问题仍存争议。深部压裂液向上迁移至浅层含水层,必须在自下而上的驱动力作用下经由渗透性能较好的通道才会在短时间内(10 a)发生。结合我国油气沉积盆地地质与水文地质背景,从地下流体渗流机理出发,分析了页岩气沉积盆地地层渗透率的特征及形成机理,建立了压裂液向上迁移的概念模型。结果表明:地形驱动力和超高压驱动力是携带流体向上迁移的固有驱动力,具有持久性但极限水力梯度为1;而页岩储层上覆地层的渗透率一般小于1×10~(-16) m~2,此时压裂液向上迁移速率小于1 cm/a;水力压裂过程不会改变天然状态下页岩储层上覆地层的渗透率与向上的水力梯度,但新生裂隙若贯通压裂区和导水断层或压裂液进入废弃油气井时,其会对浅层含水层造成污染;利用所建立的压裂液向上迁移的概念模型,对我国典型油气沉积盆地压裂液向上迁移的可能性进行分析发现,在水力压裂前后压裂液很难向上迁移并对浅层地下水造成污染。     

准噶尔盆地西北缘地层水化学特征与油气关系研究

准噶尔盆地西北缘分为超覆尖灭带、断阶带、斜坡区。本文讨论了不同区带地层水化学特征及其与油气运移聚集的关系。研究结果表明 ,高、过成熟阶段烃源岩生成的轻质油气在其运移聚集过程中 ,伴生的CO2 进入地层水中 ,在一定条件下会形成高矿化度NaHCO3 型地层水 ,而以高矿化度NaHCO3 型地层水为底水的油藏 ,原油密度较轻 ,为轻质原油。在近断层处 ,中、高矿化度的MgCl2 、Ns2 SO4 型地层水 ,可作为油气水沿断裂运移的证据。     

热液石油与金属成矿流体的形成

本文介绍了热液石油形成的温度、运移方式几个方面的特征。通过实例证实了热液石油与成矿流体具有共生关系。在热液石油的形成过程中，有机酸、烃类、NSO极性化合物等组分直接参与了成矿物质的活化、迁移作用，而有机质在演化过程中的体积膨胀作用则为成矿物质的带出提供了通道。     

塔里木盆地哈得逊油田油气成藏机理

哈得逊地区是塔里木盆地近期黑油勘探的重点地区 ,石炭系中泥岩段和东河砂岩段是勘探的两个主要目的层 ,两个层系目前均获得高产油流。笔者从烃源岩分析、构造演化、油气的运移聚集几个方面对哈得逊油田的成藏规律进行研究 ,认为石岩系中泥岩段和东河砂岩原油均来自中上奥陶统烃源岩 ,并且由于塔北的构造反转作用使得哈得逊地区原油与塔北地区具同源性质。哈得逊地区石炭系以发育低幅度背斜及受东河砂岩尖灭线控制的复合圈闭为基本特征 ,具面积大、幅度小的特点。这是在没有断层的条件下 ,不整合面作为长距离运移通道的一个典型地区 ,其中区域构造反转对后期油气的运移和聚集起着决定作用     

鄂尔多斯盆地东缘石油苗的成因探讨

最近在鄂尔多斯盆地东缘石露头（二马营组T(e2)）发现一油气苗，通过对油苗的微观分子组成和碳同位素地球化学特征分析，认为该油苗的地球化学性质与在鄂尔多斯盆地迄今所发现的原油或凝析油差别较大，推测其油源岩为下古生界的碳酸盐岩，这一发现对鄂尔多斯盆地东缘油气勘探可能具有重要的意义。     

石油的原生运移理论及其在石油勘探中的应用

<正> 本文对目前关于干洛根热分解生成油、气的概念作了评述。原生石油运移机制需要大量的水作为载体以把石油从生油岩运到贮油层,本文对这些机制作了讨论。过去的研究者把成岩作用期间由于转变而从蒙脱石和蒙脱石-伊利石混合层矿物中排出的层间水看作是载体水(carrier water)的最重要来源。 根据蒙脱石粘土的压实实验研究结果、层间和间隙水的排出机制的研究结果以及在这些阶段所观察到     

成层岩石圈是含矿溶液的来源吗?

对于层状金属矿床及油气的成因,近年来兴起的新观点认为,成层岩石圈本身就能产生成矿的含金属流体和含油气流体。在沉降运动过程中粘土通过压实作用和蒙脱石在一定温压下向水云母转变而脱水。在成岩阶段,在脱硫细菌作用下粘土软泥的水富含H_2S和CO_2。这些化合物控制着许多地球化学反应的进行。碳酸盐水解以及CO_2非生物形成作用提高了水对某些元素的迁移能力。分散有机质对粘土层中排出的流体的形成起很大作用。在粘土层下沉到1.8～2km和3.5km深度时,分散有机质形成沥青、石油和可溶性有机质。在5～6km深度,分散有机质形成含油气溶液,其大量形成离不开含浮游生物和底栖生物沉积有机质的成油粘土。含油气溶液在一定条件下能提取粘土中分散的含金属碳酸盐和硅酸盐,并使它们再沉淀和富集,因而逐渐成为矿源。粘土中排出的石油和烃气沿裂隙和断裂运移至砂岩和碳酸盐储集层中,在有天然屏障的情况下发生分离并聚集成油气藏。     

大陆漂移和油气藏

任何有助于探测和评价油气藏的新概念显然是重要的,因而重温一下主要烃源形成的条件和其后的运移以及油储的保存,有助于了解它们与地球表面运动之间究竟有什么样的关系。 有机质的沉积 烃运移的能力和它们复杂的化学性质把问题复杂化了,但是人们通常认为它们是有机成因的,石油主要来自于动物蛋白质,而气则包含一些植物成分。年龄约为10~7年的油源几乎完全是三角洲相而且它们的