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综合静校正 低信噪比资料处理 宽频处理技术 复杂构造成像 层序地层学研究 储层参数定量解释 碳酸盐岩研究 地球化学研究
geochemical
investigation
地球化学研究

本领域主要是应用化学原理研究地质体中有机质演化过程与特征,以及演化产物(石油、天然气及其次生产物)的组成、结构、性质及分布,并深入讨论油气生成、运移、聚集、保存和破环等地质过程中的地球化学原理及其在油气勘探中应用的科学。

公司在地球化学研究领域具有较强的新技术研发和实际勘探应用实力,以侯读杰教授领导的地球化学团队,在地球化学领域深耕几十年,开展与油气地质研究领域相关的应用研究,面向油气科学发展前沿,以现代地球化学分析技术为手段,发挥地质学和地球化学等多学科综合优势,分别在应用地化、物探、测井资料进行烃源岩评价和平面展布预测、复杂油气源对比及混源分析、生烃动力学及油气形成机理模拟实验研究、油气资源量评价、天然气地球化学及其形成与成藏综合判识体系研究、油气运移方向和充注途径分子地球化学示踪、非常规油气资源与评价、油藏开发地球化学等领域具有鲜明的特色。负责完成国家科技重大专项、国家自然科学基金项目和中海油、中石油、中石化课题多项。

研究的领域与方向主要包括但不限于如下几个方面:

 烃源岩评价和优质源岩分布预测

 复杂油气混源分析及主力源岩确定

 生烃动力学及油气资源量评价

 天然气地球化学及成藏综合判识体系

 成藏地球化学研究

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研究成果获得专家的一致认可并发表了大量学术论文,其出版的图书作为大学的教材被众多石油院校广泛使用。

01烃源岩评价和优质源岩分布预测

开展烃源岩基础地球化学研究,对烃源岩的有机质丰度、类型、成熟度、母质来源与沉积环境进行分析,综合评价烃源岩的生烃潜力与发育模式;建立有效烃源岩划分方法,确定其源岩的地球化学特征及形成主控因素,刻画烃源岩的成烃演化规律,建立烃源岩的生烃模式。烃源岩评价是一项基础的内容,也是衡量研究者水平的重要标准。

同时需确定不同烃源岩发育的沉积相带特征,综合利用饱和烃与芳烃生物标志化合物、主微量元素组成、干酪根显微组分组成分析成烃母质来源(藻类、陆源高等植物、细菌等)、古生产力与烃源岩的形成时的沉积环境(水体氧化还原性、古盐度、水体分层、古水深等);利用孢粉资料和生物标志物组成,重建烃源岩形成时的古植被构成及古气候条件,探讨古植被与优质烃源岩的成因联系;通过综合应用有机岩石学、分子标志物、测井资料及层序地层序学等资料,充分发挥多学科综合的优势,开展烃源岩的成因研究及分布预测,特别是优质源岩的形成机理,预测优质烃源岩的分布与油气形成规律。


图1.1 丽水凹陷月桂峰组湖相源岩不同井位烃源岩的正烷烃分布组成图

国外优质烃源岩的评价标准(Peters,1998)
国内优质烃源岩的评价标准(侯读杰,2008)

图1.2 国内外优质烃源岩划分标准对比图


图1.3东营凹陷沙四上亚段优质烃源岩层组成图


图1.4 东营凹陷沙三下亚段优质烃源岩层组成图


图1.5 少井地区应用物探测井资料进行有效烃源岩分布预测方法流程图

02复杂油气混源分析及主力源岩确定

油气源对比是指在综合地质和地球化学资料的基础上,建立油、气与烃源岩的成因关系,其实质是运用有机地球化学的基本原理,合理地选择对比参数(指标)来研究石油、天然气、烃源岩之间的相互关系;其基本依据是源岩中的干酪根、可溶抽提物沥青与来自该层系的油、气有亲缘关系,则它们在化学组成上必然存在某种程度的相似性,反之非同缘的油气则会表现出较大的差异。油源对比实际上包括了油(气)与源岩之间以及不同储层中油气之间的对比两个方面。通过对比研究可以搞清含油气盆地中石油、天然气、源岩之间的成因联系。

在多烃源层发育的湖相沉积盆地及叠合盆地,常常出现油气源岩的争议及油气混源现象十分普遍。实际上,一个油藏中的油气有可能源于不同的烃源岩区、或不同的烃源岩层、或是烃源于不同的成熟阶段的混合物。油气的混源现象是地质体中常见的现象。如何识别混源油、如何定量计算各自的贡献,对于判定混源油的运移方向、重塑油气的成藏历史具有重要的意义。研究团队在混源油定性定量判识方面已形成了一些有效的定性与定量研究方法。主要包括有机地球化学成烃评价技术、同位素地球化学技术、成藏定年技术等。


图2.1 油气源对比的星状图对比方法


图2.2 准西地区复杂油源油气源对比与识别


图2.3 应用宏观参数与同位素对准西地区复杂油源进行了分析

图2.4 应用地球化学资料区分煤和泥岩对西湖凹陷地区油气贡献分析


03生烃动力学及及油气资源量评价

生烃动力学方法是Tissot根据干酪根的热降解过程符合化学动力学一级反应定律的原理提出的,它把时间、温度因素引入干酪根的热降解过程,在干酪根各键合物质的活化能、对应于每个活化能的各种干酪根所具有的生烃潜量和频率因子等热模拟资料的基础上,模拟干酪根浓度的变化,求出产烃率史,最终用体积公式法计算出烃源岩的生烃量史。应用模拟实验结果和相关的软件,可对研究区进行资源量计算。公司研究团队曾对我国海拉尔盆地、渤海湾盆地等地区的资源量进行计算与评估。


图3.1 西湖凹陷开放体系生烃动力学参数


图3.2 西湖凹陷煤和泥岩封闭体系金管热模拟实验


图3.3 西湖凹陷煤和泥岩生烃动力学参数

04天然气地球化学及成藏综合判识体系

随着天然气勘探向深层—超深层、非常规领域的拓展,以及勘探难度的不断增大、多种类型复杂气藏如原油裂解气(包括聚集和分散型液态烃裂解气)及高含氮、高含二氧化碳气藏的发现,现有的天然气成因判识方法已无法解决腐泥型有机质干酪根降解气和原油裂解气、聚集型液态烃裂解气和分散型液态烃裂解气、有机和无机成因气判识等高演化、多元天然气成因及来源等关键性技术难题。因而需要对天然气地球化学指标进行综合的判识分析,从而对天然气的地球化学特征、成因、来源、成藏主控因素以及勘探潜力进行了研究。团队近些年来,分别对塔里木盆地、东海盆地西湖凹陷与丽水凹陷、琼东南盆地等地区天然气进行了综合分析研究,建立了不同类型的成烃与成藏模式。


图4.1 研究团队依据天然气伴生轻质油成熟度参数提出西湖凹陷天然气预测方程


图4.2 研究团队提出的天然气四位一体的油气运移指标体系研究方法

05成藏地球化学研究

成藏地球化学是新兴的一门地球化学分支学科,主要采用现代地球化学分析测试技术油藏流体的非均质性分布规律及其形成机理,探索油气充注、聚集历史与定位成藏机制,油藏流体在横向上扩散混合作用是缓慢的,在公里级规模上,继承性石油柱非均质性的均一化时间大约为100Ma,常常指示区域性石油充注方向。由于石油聚集成藏过程中不同组分相互混合作用的不完全性,那些由油藏充注聚集期间所保留的、由油源相和成熟度差异造成的组成变化往往在地质时期遍及连续的油藏在横向上保留下来。地色层作用可引起石油组成在运移通道上发生变化,其中含氮化合物对地色层作用最敏感,因而,含氮化合物组成的变化可用于石油运移的地球化学研究。研究团队在近十年来,专长与成藏地球化学研究,并应用于油气的成藏系统的研究,对我国西湖凹陷、东营凹陷、二连盆地等地区油气成藏体系进行了分析与研究。


图5.1 二连盆地成藏体系的分类


表5.1 研究团队建立的二连盆地水体咸淡划分指标体系


图5.2 研究团队建立的“源控论”显示出原油密度沿烃源灶呈环状分布


图5.2 研究团队建立的二连盆地深洼断阶式成藏模式