地球化学专业本科生课程设计石油地质综合研究.doc

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1、东 北 石 油 大 学 课 程 设 计 课 程 地球化学课程设计 题 目 学 院 地球科学学院 专业班级 地化 10- 东北石油大学课程设计任务书 课程 题目 专业 地球化学 姓名 学号 主要内容、基本要求、主要参考资料等 课程设计分两个部分，分两阶段完成。 第一阶段通过对渤海湾盆地辽河坳陷大民屯凹陷地质资料的综合分析，对大民屯凹陷油 进行综合地质研究，具体要求如下： 1、全面阅读所给的资料，掌握研究区的区域地质概况。 2、根据烃源岩和生油凹陷的有关资料，从烃源岩分布，有机质丰度、类型和成熟度综 合研究大民屯凹陷的生烃潜力。 3、根据自生伊利石测年资料和流体包裹体均一温度确定大民屯凹陷的油气运

2、移期和成 藏期。 4、根据研究区构造发育历史，分析圈闭形成的时期。结合生、排烃期和成藏期等情况， 分析圈闭的有效性。 主要参考文献 1 张厚福，方朝亮，蒋有录，等.石油地质学，第三版.北京：石油工业出版社，1999:1- 200. 2 孟元林.应用石油地质学石油地质课程设计，2006，大庆石油学院，2006. 4 朱晓敏.沉积岩石学M.第四版.北京：石油工业出版社.2008. 3 黄飞，辛茂安.中华人民共和国天然气行业标准并陆相烃源岩地球化学评价方法 （SY/T5735-1995）S.北京：石油工业出版社，1996:1-19. 第二阶段通过海拉尔盆地贝尔湖坳陷乌尔逊凹陷地质地化资料的分析，对乌

3、尔逊凹陷北 部原油进行油油对比和油源对比，具体要求如下： 1、收集海拉尔盆地乌尔逊凹陷地质类相关文章，了解海拉尔盆地乌尔逊凹陷基本地质 情况。 2、根据所给原油地化资料，通过作图分析对原油进行油油对比，分析原油是否同源。 3、根据原油和烃源岩的地化资料，通过组图分析进行油源对比，分析原油来自那套烃 源岩。 主要参考文献 1 卢双舫，张敏.油气地球化学M.北京：石油工业出版社.2008. 2 柳广弟.石油地质学M.第四版.北京：石油工业出版社.2009. 3 贾芳芳.海拉尔盆地乌尔逊凹陷油源对比与成藏过程分析D.大庆，大庆石油学院，2010. 中文摘要中文摘要 第一部分第一部分 石油地质综合研究

4、以现代勘探方法，技术和石油天然气地质理论为基础，探索油气在地 下的形成，聚集和分散规律，预测油气资源潜力和油气分布。石油地质综合研究对盆地分析、 含油气系统评价、成藏系统评价、区带评价和圈闭评价综合分析。 通过对渤海湾盆地辽河坳陷大民屯凹陷地质地化分析，对大明屯凹陷地质概括进行了解， 并对该区构造、沉积发展史进行初步概括和总结。通过对大民屯凹陷烃源岩评价对烃源岩的 优劣进行评价，经由计算得出烃源岩储量。依靠同位素测年法确定大民屯凹陷的油气运移期 和成藏期。并对圈闭发展史和有效性进行分析。 大明屯凹陷是一个储量很大，有机质丰度较高、类型一般、成熟度不错，已经开始运移 成藏的含油气凹陷。通过以上分

5、析得到以下几点认识： 大民屯凹陷形成于古新纪时间较晚，基底地层复杂，沉积地层稳定。 大明屯凹陷沙四、沙三段烃源岩分布广泛、有机质丰度高、类型较好、 ，成熟度适中。 大明屯凹陷区域沉降，少有断层，圈闭有效。 关键词：烃源岩评价 储量预测 同位素地质年代学 圈闭有效性 大明屯凹陷 渤海湾盆 地 第二部分第二部分 油源对比包括油、气与源岩之间以及不同油层中油、气之间的对比。其目的在于追踪油 气层中油气的来源。通过对比研究可以搞清含油气盆地中石油、天然气与烃源岩之间的成因 联系，确定油气运移的方向、通道、距离和油气次生变化，从而进一步圈定可靠的油、气源 区，达到帮助确定新勘探目标、指导油气勘探的目的。

6、 通过查找海拉尔盆地贝尔湖坳陷乌尔逊凹陷地质资料，对乌尔逊凹陷地质情况初步了解， 并进行地质概述。通过对乌尔逊凹陷北部原油地化资料分析，从原油物性、气相色谱图和碳 同位素出发，找出原油是否同源。通过对乌尔逊北部原油和泥岩的气相色谱图和质谱图分析 作图，找出原油的来源。 通过以上分析得出以下几点认识： 乌北大磨拐河组和南屯组原油同源。 乌北原油主要来自南屯组，其中南一段的贡献最大。 关键词：烃源岩评价 油油对比 油源对比 乌尔逊凹陷 海拉尔盆地 目目 录录 第一部分 前前 言言.1 一、区域地质概况一、区域地质概况.2 （一）地层特征.2 （二）构造、沉积特征.2 二、烃源岩评价与生烃潜力研究二

7、、烃源岩评价与生烃潜力研究.4 （一）烃源岩的展布.4 （二）烃源岩地化特征.7 （三）综合评价15 （四）资源量计算16 三、油气运移与成藏研究三、油气运移与成藏研究18 （一）油气运移期和成藏期确定18 （二）圈闭有效性研究20 四、结论或认识四、结论或认识27 第二部分 前前 言言28 8 一、区域地质概况一、区域地质概况29 （一）地层特征29 （二）构造特征30 二、烃源岩评价二、烃源岩评价32 （一）源岩的发育与分布情况32 （二）烃源岩定性分析32 （三）烃源岩综合评价结果32 三、油油对比三、油油对比34 （一）原油物性34 （二）原油族组分35 （三）原油气相色谱分析35 （

8、四）原油同位素37 四、油源对比四、油源对比39 （一）气相色谱分析39 （二）质谱图40 （三）同位素42 五、结论或认识五、结论或认识43 致谢致谢44 主要参考文献主要参考文献45 1 第一部分第一部分 前前 言言 石油地质综合研究是以现代勘探方法，技术和石油天然气地质理论为基础，探索油气在 地下的形成，聚集和分散规律，预测油气资源潜力和油气分布的一种综合性研究工作。石油 地质综合研究对油气藏形成的四个基本条件充足的油气来源、有利的生储盖组合、有限 的圈闭和良好的保存条件进行分析和研究，从而得到圈闭的石油地质综合特点。 渤海湾盆地是华北地台上发育起来的中新生代断陷盆地，目前已经找到 10

9、0 多个油气田， 建成了胜利、辽河、华北、大港、中原等油气田区。其中辽河油气田区个具有多油品性质、 多油气藏类型、多套含油层系、地质情况十分复杂的大型复式油气区。因此对大民屯的研究 有利于初步了解渤海湾的构造与油气藏特点。由于学校地处大庆油田所以对大庆油田构造和 油气藏研究较多，通过对大民凹陷的研究，也有利于圈闭和油气藏学习和研究的多样性。 通过对渤海湾盆地辽河凹陷大民屯凹陷的石油地质综合分析，对学习过的石油地质学和 油气地球化学进行综合性的概括和总结。加深地质学和地球化学的学习深度，增强学科知识 的应用。运用地质学知识，分析所给大民屯凹陷地质资料，对该区进行地质概括，构造单元 划分和构造沉积

10、史的综合地质分析。结合油气地球化学中学习的烃源岩定性、定量评价对大 民屯凹陷沙三段和沙四段烃源岩从有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度以及烃源岩规模 三方面分析烃源岩的展布、规模、和质量。运用同位素地球化学、地球化学和石油地质学中 所学习的同位素定年法，对油气运移运移期和成藏期进行确定。根据研究区构造发育历史， 分析圈闭形成的时期。结合生、排烃期和成藏期等情况，分析圈闭的有效性。以上工作，运 用地质成图系统软件对大民屯凹陷进行成图分析，学习和锻炼地质软件的使用，为以后走向 工作岗位奠定基础。在烃源岩定性和定量分析时，运用 Excel 和成图系统对数据极性分析， 极大增强了专业知识的实用价值。再

11、对大民屯凹陷进行石油地质综合评价时，纵观全区，考 虑全局，极大的锻炼石油地质学思维和方法。 以上工作阅读和参考大民屯凹陷及其邻近地区的地质、烃源岩评价、同位素地质测年以 及埋藏史文献 12 篇。通读石油地质课程设计 、 石油地质学 、 沉积岩与沉积相 、 油 气地球化学等书目。运用双狐地质成图系统成图 1 张，office 软件编写表格 5 张，绘制图 件 14 张，并在此基础上总结了大民屯的地质概括，烃源岩展布、丰度、类型、成熟度和储 量，大明屯的埋藏史，圈闭有效性，油气运移和排烃期。完成 1.3 万字论文一篇。 东北石油大学地球化学专业本科生课程设计 2 第第 1 章章 大民屯大民屯 1

12、区域地质概况区域地质概况 大民屯凹陷位于渤海湾盆地辽河坳陷东北角(图 1.1)，呈南窄北宽的不对称三角状，三 边为断层所限制，长约 62Km，是辽河坳陷四个陆相凹陷之一。凹陷是以太古代鞍山群和中 上古界长城系结晶基底发育于中生代末期至古近纪，后期衰退的新生代陆相富油凹陷。凹陷 油气丰度高，是我国东部著名的“小而肥”含油气凹陷。 1.1 地层特征地层特征 大民屯凹陷从下至上，发育太古界、元古界交错分布、平行排列的高、中、低潜山基底， 缺失古生界地层，其上发育中生界地层，古近系房身泡组、沙河街组、东营组，新近系馆陶、 明化镇组及第四系。主要为巨厚新生界地层，古近系分布面积约为 800Km2，局部发

13、育中生 界。 1.2 构造、沉积特征构造、沉积特征 1.2.1 构造单元划分 根据基底结构特点、沉积特征、构造类型及其发展演化规律，大民屯凹陷可划分为西部 斜坡带、中央深陷带和东侧陡坡带 3 个亚一级构造单元。其中中央深陷带可以划分为前进构 造带、静安堡构造带、荣胜堡洼陷和安福屯构造等四个二级构造单元。东部陡坡带可以划分 为法哈牛构造带和三台子洼陷两个二级构造单元。 （图 1.1） 图 1.1 大民屯凹陷构造单元和地理位置图 东北石油大学地球化学专业本科生课程设计 3 1.2.2 构造、沉积发育史 大民屯凹陷构造发展与演化划分为前新生代盆地基底构造发展期、沙四期、沙三期和沙 一期至第四纪等四个

14、发展阶段。 1、前新生代盆地基底构造带 太古代时期，深变质和混合岩化作用形成了鞍山群的变粒岩、片麻岩、斜长角闪岩及混 合岩。剧烈的吕梁运动使辽河地区的地台基底呈现为东西向古隆起形态。中、新元古代时期， 本区发生一次持续时间很长的海侵。蓟县运动至加里东运动时期，大民屯地区整体处于抬升 状态，长期遭受剥蚀，在古隆地区趋势中、上元古界和古生界。 在中生代时期，受印支燕山运动影响，地壳运动发生急剧变化，由区域性平缓升隆运 动为主转为以褶皱、断裂及火山喷溢为主的拉张运动。三叠纪晚期，大民屯地区发生褶皱变 形，并抬升隆起，遭受强烈剥蚀，仅凹陷的西部及北部地区残留了元古界长城系大红峪组和 高于庄组。至侏罗世

15、晚期由于太平洋板块以北北西方向朝中国东部大陆边缘俯冲，在本区形 成一系列北东向的大断裂，将早期东西向太古界隆起初步改造成以北东向凹凸相间排列、东 西向带状分布的构造格局，形成了大民屯凹陷基岩的雏形。 新生代古新世房身泡组沉积时期，由于地幔上拱，在地幔隆起带顶部受北西向拉张力作 用，形成了一组以北东向为主的断裂系统，大民屯凹陷东西边界主断层开始发育，控制了基 底形态以及潜山雏形，派生出的近东西向断裂，将基岩分割成多个断块区，最终形成现今潜 山构造格局2。 2、沙四期 沙四期初，受 NE 向和近 EW 向基底断裂活动的影响，形成了 NE 向延伸的规模较小的 半地堑式箕状盆地，此时为凹陷的雏形发育期

16、。初期开始水进，中后期达到最大程度，以湖 泊环境为主，湖域面积占优势。物源主要来自西南侧，东北部为次要物源，属于扇三角洲 湖泊沉积体系。 3、沙三期 沙三期凹陷进入盆地深陷期。沙三早中期，受东西向水平拉张作用，由于边界断层和基 底断层的再次继承性发展，形成了大民屯凹陷垒堑式构造格局，并接受了沙三段浅湖半深 湖深湖环境的碎屑岩沉积。沙三晚期，凹陷受近东西向构造应力挤压、上升，遭受剥蚀。 E2s34开始水退，陆地、湖泊环境兼有，以湖泊环境稍占优势，物源方向以北东向为主， 属河流三角洲湖泊体系，扇三角洲次之。E2s33期进一步水退，湖域缩小，物源主要来 自北侧和北东侧，以河流三角洲湖泊体系为主，沉积

17、相类型主要为泛滥平原三角洲。 E2s33期大民屯凹陷进一步水退，以北部长轴物源为主，属河流三角洲湖泊体系，南部 或西南部为次要物源，属冲积扇三角洲湖泊体系，沉积相类型以泛滥平原为主。E2s31 湖域消失，陆地占绝对优势，沉积相以泛滥平原为主。 4、沙一至第四纪 沙二期本区为剥蚀区。沙一期开始，在近 SN 向水平拉张应力作用下，凹陷整体沉降， 东北石油大学地球化学专业本科生课程设计 4 接受沙一至第四系的巨厚沉积。E3s1和 E3d 早期短暂水进，未形成湖域，中后期水退，以泛 滥平原相为主。 总体上看，从沙四期至沙一再到第四纪期，大民屯凹陷经历了盆地初险阶段垒堑式断 陷阶段盆地整体沉降阶段等三个

18、显著的构造发展演化阶段，表现为由断裂控制裂陷作用转 变为区域拉张沉积作用的盆地演化过程3。 2 烃源岩评价与生烃潜力研究烃源岩评价与生烃潜力研究 充足的油源、有利的生储盖组合和有效的圈闭是大油气田形成的三大必要条件。无论是 经典的石油地质学，还是现代的源控论、含油气系统理论、成藏动力学，均把油气的生成和 烃源岩评价作为一项重要的研究内容。尤其是在盆地勘探的早期阶段，生烃凹陷的确定和生 烃潜力的评价显得尤为重要。烃源岩是指已经生成、或有可能生成油气、或具有生成油气潜 力的细粒岩石。对烃源岩定性和定量的评价是烃源岩评价的重要部分。油气是由有机质生成 的，因此岩石中有机质的多少、有机质生烃能力的高低

19、及有机质向油气转化的程度决定烃源 岩生烃量大小的因素，也就是说，烃源岩的生烃量与有机质丰度、类型、成熟度有关。从地 质方面讲，烃源岩的体积也是决定其生烃量的重要因素，烃源岩体积受控于其发育厚度和分 布面积。 2.1 烃源岩的展布烃源岩的展布 大民屯凹陷发育沙四段上部（E2s42）暗色泥岩（图 2.1） 、沙四段下部（E2S41）油页岩 （图 2.2）和沙三段第四亚段（E2S34）(图 2.3)暗色泥岩三套烃源岩。其中图 2.3 为用所给数 据所绘制。 沙四期为凹陷的雏形发育期，沙四期初开始水进，中后期达到最大程度，以湖泊环境为 主，湖泊相占绝对优势。因此沙四段早期湖泊为发育期，规模较小，为滨湖

20、、浅湖相，水体 搅动强，不利于有机质保存，导致沙四段下部暗色泥岩厚度较薄，最大约为 250Km，多发 育砂砾岩和砂岩。中后期湖泊规模扩大，水体加深，湖泊中心部位出现深湖半深湖相，水 体的搅动程度逐渐减弱，沉积物逐渐变细，环境的还原性逐步增强，有机质的保存条件逐渐 变好，因而沙四段上部暗色泥岩厚度较厚，平均厚度约为 400Km，最大大于 600Km，多发 育泥岩和粉砂岩。从空间上，暗色泥岩多发育在扇三角洲前缘、深湖、半深湖地区。河流带 着大量物源，进入湖泊，在三角洲平原为浅水、高能、氧化环境，因此有机质沉积贫乏。而 在向湖的扇三角洲前缘，水深已达浪基准面以下，为静水、低能、还原环境，加上相对快速

21、 的沉积，非常有利于有机质的保存。而在深湖半深湖地区上部水体具适宜的温度、阳光、丰 富的养分使其生物初产率高，而下部水体则为静水、低能还原环境，同时沉积速率适中，可 使有机质得到较为迅速的埋藏。 沙三期凹陷进入盆地深陷期。沙三期早中期受东西向水平拉张作用，由于边界断层和基 底断层的再次继承性发展，形成了大民屯凹陷垒堑式构造格局。E2s34开始水退，陆地、湖 东北石油大学地球化学专业本科生课程设计 5 泊环境兼有，以湖泊环境占优势。因此，沙三四暗色泥岩厚度相对沙四期上部变薄，平均厚 度大约 300Km，最大值约为 500Km，多为泥岩和不同粒级的碎屑岩。沉积相为三角洲扇 三角洲相，从空间上暗色泥

22、岩多发育在扇三角洲前缘，滨浅湖及前三角洲地区。 纵观三套烃源岩，暗色泥岩多沉积在西南地区，东北地区相对贫瘠。这应该与印支期、 燕山期受到应力作用发生褶皱变形，并抬升隆升，遭受剥蚀，形成东北地区高，西南地区低 的基底有关。 图 2.1 大民屯凹陷 E2S41上部暗色泥岩等值线图 东北石油大学地球化学专业本科生课程设计 6 图 2.2 大民屯凹陷 S41下部油页岩等值线图 东北石油大学地球化学专业本科生课程设计 7 （二）烃源岩地化特征（二）烃源岩地化特征 评价烃源岩发育程度的地质标准主要有暗色泥岩厚度、分布和沉积相等。而有机质丰度、 类型、热演化程度则是有机地化评价烃源岩的三个主要方面。 1.

23、有机质丰度 有机质丰度一般指单位重量岩石中所含有机质的数量,在其他条件相近的前提下，岩石 中的有机质丰度越高，其生烃能力越高。有机质丰度是油气生成的物质基础,决定着一个沉 积盆地的生烃量和含油气远景。衡量有机质丰度的指标主要有总有机碳（TOC） 、氯仿沥青 “A” 、总烃（HC）和生烃势（S1+S2） 。 有机碳（TOC）既包括占岩石有机质大部分的干酪根中的碳，也包括可溶有机质中的碳， 图 2.3 大民屯凹陷 E2S34暗色泥岩等值线图 东北石油大学地球化学专业本科生课程设计 8 但不包括已经从烃源岩中所排出的油气的碳和虽然仍残留于岩石中，但相对分子质量较小， 因而挥发性较强的轻质油和天然气中

24、的有机碳。油气成因理论认为，烃源岩中只有很少一部 分有机质转化成为油气并排替出去，大部分仍残留在烃源岩中，同时由于碳是有机质中含量 大、稳定程度高的元素，所以用剩余有机碳来近似地反映烃源岩内的有机质含量4。S1+S2 生烃势中 S1为已由有机质生成但尚未排出的残留烃，S2为能够生烃但尚未生烃的有机质， 对应着不溶有机质中的可产烃部分。氯仿沥青“A”是指用氯仿从沉积岩中溶解出来的有机 质。它反映的是沉积岩中可溶有机质含量，只能反映烃源岩中残余可溶有机质的丰度不能反 映总有机质的丰度。氯仿沥青“A”中的饱和烃和芳香烃之和成为总烃（HC） ，它反映的是 烃源岩中烃类的丰度而不是总有机质的丰度。 (1

25、) 各套烃源岩有机质分度总体特征 根据有机质丰度总有机碳 TOC、氯仿沥青“A”、总烃和生烃势 S1+S2的“最小值最 大值/平均值（样品数） ” ，参考石油天然气行业陆相烃源岩评价规范中有机质丰度的评价标 准，评价每一套烃源岩得出表 2.1。描述 TOC% “A”% HCS1+S2综合评价 5.910.030.20910.0341228.98110.7651.520.03 S34 1.597（171）好0.07397（7）中 等 184.95（7）差2.77（212）中等 中等 4.360.920.25810.06821634.92238.8419.710.01 S41 1.66（48）好0

26、.137733（3）好774.48（3）好 2.63（61）中等 好 10.520.030.59880.03084899.38112.2581.610.01 S42 2.14（52）最好0.18202（5）好1301.39（5）最 好 7.47（97）好 最好 注： 根据石油与天然气行业陆相烃源岩评价规范，可以看出，S42有机质丰度最好，S41有机 质丰度好，S34有机质丰度中等。 (2) 不同丰度级别所占的比例 根据给定的数据，做出 ES34烃源岩生烃势 S1+S2和同有机碳 TOC%的直方图（图 2.4， 图 2.5） 。 0% 10% 20% 30% 40% 2.0 表 2.1 有机质丰

27、度综合评价表 东北石油大学地球化学专业本科生课程设计 9 图 2.4 ES34烃源岩 TOC%直方图 图 2.5 ES34烃源岩 S1+S2直方图 由所给数据做出图 2.4、图 2.5。图 2.4 中 TOC 百分含量小于 0.4%的非生油岩占 25.2%，0.4%0.6%的差生油岩占 29.1%，0.6%1. %0 的中等生油岩占 77.7%，1.0%2.0%的 好生油岩占 35.9%，大于 2.0%的最好生油岩占 28.2%。图 2.5 中 S1+S2含量小于 2mg/g 的差 生油岩占 50.8%，26mg/g 的中等生油岩占 40.7%，620mg/g 的好生油岩占 8.5%，大于 2

28、0mg/g 的最好烃源岩占 0%。综合两个图，可以看出 ES34烃源岩有机质丰度为好中等。 (3) 有机质丰度的平面变化规律 由图 2.6 可以看出大民屯凹陷 S34地区，东北地区有机碳含量较低，低于 1.5，干酪根类 型较差，为型干酪根。西南地区有机碳含量高，高于 2.0，干酪根类型较好，多为B型干 酪根。从沉积体系平面图中可以看出，东北地区为三角洲平原亚相和三角洲前缘水下分支河 道微相，沉积物以砂、粉砂为主，泥质较少。有机质丰度低，而且不利于有机质保存。西南 地区为滨浅湖相和三角洲前缘河口坝微相，沉积物以泥质为主，有机质丰度高，有利于有机 质保存。 2. 有机质类型 有机质类型是衡量有机质

29、产烃能力的参数，同时也决定了产物是以油为主，还是以气为 主。有机质类型既可以由不溶有机质干酪根的组成特征来反映，也可以由其产物可 溶有机质及其烃类的特征来反映。型干酪根有利于生油，型干酪根有利于产气，型干 酪根介于二者之间。 (1) 有机显微组分 干酪根不同显微组分对成烃贡献大小不同，可以通过测定各组分相对百分含量，用干酪 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 62020 东北石油大学地球化学专业本科生课程设计 10 根类型指数 Ti 来划分有机质类型。根据大民屯凹陷不同层位烃源岩有机质显微组成特征 （表 2.2） ，计算出干酪根类型指数 Ti，参照石油天然气行业陆相烃源岩有机

30、质类型划分标准， 判断干酪根类型。 100 1007550100体体体体体体体体体体体体体体体体 i T 从表 2.2 可以看出，大多数干酪根为型和型，其中型居多。S34段烃源岩型干酪 图 2.6 大民屯凹陷 S34有机碳等值线、干酪根类型及沉积体系分布图 东北石油大学地球化学专业本科生课程设计 11 表 2.2 大民屯凹陷不同岩层烃源岩有机质显微组分特征 根最多，S33 烃源岩干酪根多为型，S41 烃源岩也多为型。S42 烃源岩较好，型干酪 根相对较多，1 型次之，同时含有一部分型和极少的2 型干酪根。 类脂组壳质组镜质组惰质组 静351453 S3416.683.4-54.25 型 安13

31、02058 S3413.686.4-58 型 安942321 S3426.56.538.928-27.425 型 新沈602992.12-2992.19S3458.32.828.810.128 2型 胜172003 S344.66.5853.9-59.8 型 安212075.58-2080.58S3428.91.35.564.3-38.875 型 安672000-2001S3416.940.342.9-56.225 型 沈1302484-2502S3415.83.426.354.5-56.725 型 沈1192500-2510S34660.626.56.839.625 2型 安21970-19

32、71S3416.284.6578.290.78 -40.8925 型 沈822182 S3473.813.5722.62058.63 1型 沈1102042.65 S3435.883.0561.070-8.3975 型 沈1272892.5 S3470.73.425.952.975 1型 哈12486.17 S3420.133.630.615.7-1.75 型 曹231075 S3395.44.644.25 1型 沈1162295.34 S3318.371.719.1-67.725 型 沈781887 S3317.394.3578.260-39.13 型 沈972023.5 S3333.333

33、.5159.653.51 -13.1625 型 沈822422-2432S4151.33.1144.561.0418.395 2型 沈1012892-2906S4135.593.3961.020-8.48 型 沈2212586-2592S4138.261.8-27.25 型 曹32084.3-2251.7S413.685.95.9-68.525 型 沈2031444 S41514.660.120.4-53.175 型 曹121674 S416.32.550.340.9-71.075 型 曹112245 S4116.52.458.722.4-48.725 型 安1152175.5 S4140.9

34、59.1-23.875 型 安922720.2-2722.6S4112.82.431.453.5-63.05 型 安642451.5 S4174.12.815.67.556.3 1型 安12470.2 S4161.224.0834.69037.2425 2型 安883018-3026S4257.215.126.51.243.675 1型 胜203114 S4295591.25 型 安172532-2542S4265.717.315.61.461.25 1型 沈1663005 S4252.120.327.10.541.425 1型 沈1193111 S4277.114.63.15.176.975

35、 1型 安172471 S4271.40.326.71.649.925 1型 类型 显微组分含量(%) 井号深度层位TI 东北石油大学地球化学专业本科生课程设计 12 (2) 元素组成 根据 H/C 和 O/C 原子比数据，在图板上可以划分干酪根类型（图 2.7） 。 从图上可以看出大多数干酪根多集中在A 和B 型，Ro 值多集中在 0.50.7%之间。 大多数干酪根 H/C 原子比在 1.01.5 之间，O/C 原子比在 0.10.2 之间，具有价高的 H/C 原 子比和较低的 O/C 原子比。 (3) 岩石热解 热解分析是模拟烃源岩中有机质的热演化生烃作用，以高温热解定量检测出烃源岩生成

36、图 2.7 大民屯凹陷 H/C 原子比与 O/C 原子比关系图 图 2.8 大民屯凹陷 HI 与 Tmax 关系图 东北石油大学地球化学专业本科生课程设计 13 的烃量，根据生烃量评价烃源岩。利用热解分析所得到的最大裂解峰值 Tmax（）可以划 分有机质的成熟阶段，一般将 Tmax0.4（0.5）, Ro0.5，泥岩厚度 0.0m。 从综合地质图可以看出，有效烃源岩集中在前进构造带、荣胜堡洼陷、静安堡构造带和 三台子洼陷处。大民屯凹陷 E2S34较厚的泥岩多集中在前进构造带上，该区面积 104.5Km2， 泥岩厚度大于 400m，Ro 值大于 0.7% ，TOC 所占比例大于 2.0%。可以看

37、出该区烃源岩厚 度、面积较大，烃源岩规模较好。由图 2.6 可以看出，该区干酪根多为B型干酪根，类型 较好，又因为 TOC 所占比例较高，有机质丰度很高，且 Ro 值所指示的有机质成熟度处于 成熟高成熟阶段。因此，该区烃源岩较好，生烃潜力很高，开采价值巨大。在临近的荣胜 高 成 熟 成 熟 低 成 熟 图 2.10 大民屯凹陷 S34烃源岩 Ro%等值线图 东北石油大学地球化学专业本科生课程设计 16 堡洼陷处，该区面积 102.5Km2,泥岩厚度 200500m，荣胜堡洼陷区 Ro 值大于 0.7%，为B 型干酪根，TOC 所占比例为 1.02.0%。该区虽然烃源岩规模不错，但有机质含量相对

38、较低， 所以开采价值一般。面积最大的静安堡构造带，面积为 193Km2，该区泥岩 100300m，Ro 值大于 0.5%， 为型干酪根，TOC 所占比例为 1.02.0%。从这些数据可以看出，该区虽然烃源岩规模较 大，但烃源岩较差，但有生油潜力，具有开采价值。而三台子洼陷面积较小，为 96Km2，并 且泥岩较薄，烃源岩丰度较差，在 0.5%到 1.0%之间，烃源岩的类型也差，为型干酪根， 成熟度较低，Ro 值在 0.5%左右。所以该区没有开采价值。 （四）资源量计算（四）资源量计算 计算资源量的方法有很多，可以运用有机碳恢复系数法结合产烃率Ro 图板，来计算 资源量： frOIL CCdOHS

39、E frGAS CCdGHSE 图 2.11 大民屯凹陷 E2S34优质烃源岩分布图 B 有效烃源岩 东北石油大学地球化学专业本科生课程设计 17 式中： 、 分别为烃源岩生烃（油、气）强度； OIL E GAS E 、为有效烃源岩分布面积与平均厚度；SH 、分别为产烃（油、气）率， ； r O r G%)(/TOCgmg d 为密度，2.3t/m3； C 为残余有机碳含量即 TOC，%； 为有机碳恢复系数,Cf=Co/Ct 。 f C 这里需要注意的是，在求有效烃源岩分布面积时，需要求出不同干酪根类型的烃源岩面 积，然后分别计算不同干酪根类型的烃源岩的生烃强度，这样才能计算出某一层烃源岩总的

40、 生烃强度。 把有效烃源岩图进行分大块，每块面积 25Km2,每个大块分成 25 个小块。再根据图 2.6 在图上标出不同干酪根的范围得到图 2.11。由图 2.11 上的信息可以得出： Ro 值为 0.7%的B型干酪根的烃源岩，当 TOC 为 2.0%时，面积为 27Km2,厚度平均为 500m;当 TOC 为 1.0%时，面积为 1Km2，厚度为 400m。 Ro 值为 0.7%的型干酪根的烃源岩，当 TOC 为 2.0%时，面积为 16Km2,厚度平均为 200m;当 TOC 为 1.0%时，面积为 75Km2，厚度平均为 200m;当 TOC 为 0.5%时，面积为 9Km2,厚度平均

41、为 400m。 Ro 值为 0.5%的型干酪根的烃源岩，当 TOC 为 2.0%时，面积为 3Km2，厚度平均为 200m;当 TOC 为 1.0%时，面积为 70Km2,厚度平均为 100m。当 TOC 为 0.5%时，面积为 12Km2,厚度平均为 100m。 根据以上所得数据，通过查图，可以计算： EOIL=5.11010t EGAS=6.5109t 东北石油大学地球化学专业本科生课程设计 18 三、油气运移与成藏研究三、油气运移与成藏研究 （一）油气运移期和成藏期确定（一）油气运移期和成藏期确定 准确认识油气藏形成和分布规律，是油气勘探地质评价的目标，而油气运移期和成藏期 的确定是其中

42、的一个核心问题，也是研究难点。长期以来，石油地质学家主要从构造圈闭形 成时期和生、排烃期来定性地确定油气的成藏期。这种传统的方法只能大致确定油气运移成 藏的最早时期，但不能建立油气运移成藏的绝对时间格架。流体定年技术则可确定油气运移 成藏的绝对时间。 所谓流体定年实际上是指流体活动的产物(成岩矿物和流体包裹体)形成时间的测定。目 前应用的流体定年技术可分为两类：直接定年法和间接定年法。直接定年法是根据自生矿物 的放射性同位素分布，直接计算成岩矿物的形成年龄。目前 K-Ar、40Ar-39Ar、铷-锶(Rb-Sr)及 钐-钕(Sm-Nd)同位素定年技术均已用来确定不同成岩矿物的形成年龄，但应用最

43、广的是自生 伊利石 K-Ar 定年技术。间接定年法是根据成岩矿物或流体包裹体的形成温度，结合埋藏史、 地温梯度计算矿物或包裹体的形成时间。 1伊利石 K-Ar 定年 （1）基本原理 利用储层自生矿物（主要是伊利石）同位素定年技术，分析烃类流体进入储层的时间， 是 20 世纪 80 年代中后期逐渐发展起来的新技术。近四十年的研究，尤其是 20 世纪 80 年代 以来有关沉积盆地的研究资料表明，伊利石化的过程是一个由反应动力学控制的水/岩反应， 除温度之外，还受时间和水/岩比的制约。当系统流体含量很低时（如多数油气侵入情况下， 岩石孔隙被油气充满） ，伊利石化的过程停止。因此，通过伊利石年龄分析，

44、获得伊利石年 龄，就可以确定油气的侵入储层的时间。 储层成岩过程，特别是自生矿物的形成在很大程度上是流动的孔隙水引起的，自生伊利 石的形成总是与流动的富钾水介质条件有关。成岩矿物同位素定年技术仅提供了成岩矿物的 形成时间，储层中自生伊利石形成于一定的成岩阶段或者多个成岩时期，即自生伊利石形成 经历了较长的地质时期，一般来说，早期形成的伊利石粒径较大，晚期形成的粒径较小，多 呈丝发状。这使得伊利石地质年龄与样品的粒级大致存在正比例关系。对于解释油气藏形成 东北石油大学地球化学专业本科生课程设计 19 期比较有意义的是最小粒级伊利石同位素年龄，它反映的是最晚形成伊利石的地质时间。伊 利石同位素年龄

45、给出的是油气藏形成期的最老地质年龄。对于多期成藏过程，储层伊利石年 龄限定了早期成藏事件的最老地质年龄。 K/Ar 法测定地质年龄就是基于 40K 经 K 层捕获转变为稳定同位素40Ar 的衰变定律。测 年公式为： 1 *1 40 40 e K Ar t 式中：40K 的总衰变常数，=5.54310-10/a； e40K 衰变成 40Ar 的衰变常数，e=0.58110-10/a； 40K/K=1.16710-4。 （2）自生伊利石 K/Ar 同位素定年结果 表 3.1 大民屯凹陷自生伊利石 K-Ar 法同位素测年表 粘土矿物含量% 井号 井 深 （m） 岩性位置 样品 粒级 （m） I/SI

46、KC 钾 含 量 放 40Ar（10- 10mol/g） 40Ar放/ 40Ar 总(%) 40Ar放/40K 年龄值 （Ma） 成藏年代 静 25 2141.3 砂砾岩 静安堡 构造0.3-0.2912431.51.98257.70.00442774.61.4K2 前 14 1686.8 细砂岩 前进构 造带0.3-0.295231.682.86265.60.00257195.71.7K2 0.3-0.287584.873.46477.50.00238240.50.9 E2s31沈 2252964细砂岩安福屯 洼陷2 多为氧化环境。 从图 2.5 看，南屯组和大磨拐河组的原油基本在一个沉积环

47、境下形成的，但数据量较少， 因而不能全面反映原油沉积环境。 6810121416182022242628303234363840 0 2 4 6 8 乌 乌 乌 乌 乌 乌 11 d2 6810121416182022242628303234363840 0 2 4 6 8 乌 20 d1 乌 乌 乌 乌 乌 6810121416182022242628303234363840 0 2 4 6 8 乌 132 d1 乌 乌 乌 乌 乌 6810121416182022242628303234363840 0 2 4 6 8 乌 20 n1 乌 乌 乌 乌 乌 68101214161820222

48、42628303234363840 0 2 4 6 8 乌 132 n2 乌 乌 乌 乌 乌 6810121416182022242628303234363840 0 2 4 6 8 乌 20 n2 乌 乌 乌 乌 乌 图 3.4 乌北原油正构烷烃分布图 -0.8-0.6-0.4-0.20.00.20.40.60.81.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 D2 D1 N1 N2 pr/nC17 ph/nC18 图 3.5 乌北原油 pr/nC17 与 ph/nC18 关系图 东北石油大学石油地质学课程设计 37 （四）原油同位素（四）原油

49、同位素 在石油的形成过程中，原始有机分子，一方面裂解成富含轻同位素的简单分子，残余的 干酪根相对富集重同位素；另一方面，部分富含重同位素的裂解碎片，会重新聚合成干酪根。 随着成熟度增加，残余干酪根和重新聚合成的干酪根，都会进一步裂解，形成较为简单的分 子。 随着埋藏深度的加大，原油的成熟度会增加，也会发生裂解作用，由于 12C12C 键会 优先断裂，形成一些富含轻同位素的烃类，于是原油也会随着这种裂解作用的持续而富集重 同位素。与此同时，较大的分子的烷烃类，也进一步热裂解，同位素较轻的裂解产物不断增 加，烃类分子继续变小，越来越富集重同位素。随着这种作用的持续或加强，原油的大分子 量烃类不断减少，小分子量烃类