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Depositional environment of terrestrial petroleum source rocks and geochemical indicators in the Songliao Basin

Science China Earth Sciences 2011年第9期54卷 1304-1317页

作者： FENG ZiHui FANG Wei LI ZhenGuang WANG Xue HUO QiuLi HUANG ChunYan ZHANG JuHe zeng huasen School of Earth and Space Sciences Peking University Beijing 100871 China Exploration and Development Research Institute Daqing Oilfield Company Ltd. Daqing 163712 China

To determine geochemical indicators for depositional environment favored by terrestrial petroleum source rocks, we selected 40 source rock samples from the Late Cretaceous Qingshankou Formation （Kzqn） and the first member of Nenjiang Formation （K2n1） in the Songliao Basin to qualify saturate fraction and aromatic fraction using GC-HRT （gas chromatography high resolution time-of-flight mass spectrometry） and quantify important biomarkers using GC-MS. The results reveal that source rocks from the 1st member of Qingshankou Formation （K2qn1） are characterized by not only high contents of terpanes, regular steranes and 4-methylsteranes but also high contents of dinosteranes, C31 steranes and aryl isoprenoids. Presence of specific biomarkers like elementary sulfur and lanostanes indicates a depositional environment of lagoon characterized by water stratification and high salinity. In the 2nd-3rd members of Qingshankou Formation （K2qn2＋3）, source rocks contain lower contents of biomarkers, indicating a depositional environment of shallow fresh-water lake delta. Source rocks in the K2n1 contain high contents of terpanes, regular steranes and 4-methylsteranes but lower contents of dinosteranes, C31 steranes and aryl isoprenoids, indicating a depositional environment of fresh-brackish open lake characterized by low salinity and poor water stratification, where organic matter is seriously altered by bacteria. Overall analysis shows that primary geochemical indicators for terrestrial petroleum source rocks are as follows： 1） C30 hopanes 〉 1500 ppm; 2） gammacerane 〉190 ppm; 3） C27 steranes 〉200 ppm; 4） 4-methylsteranes 〉 100 ppm; 5） aryl isoprenoids 〉 3 ppm; 6） dehydroxyl-vitamin E 〉 10 ppm.

关键词： Songliao Basin source rock depositional environment geochemistry biomarker

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Shale Oil Occurrence and Reservoir Characteristics of the Qijia-Gulong Depression in Songliao Basin

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Acta Geologica Sinica(English Edition) 2015年第A1期89卷 151-153页

作者： HUO Qiuli zeng huasen ZHANG Xiaochang FANG Qinghua WANG Zhenying FU Li E&D Research Institute Daqing Oilfield Company Ltd.Co.

1 Introduction The technology breakthrough in the exploration of shale gas and tight oil has greatly extended the global fossil fuel resources （Jia et al., 2012; Zou et al., 2012; Qiu et al., 2013）. Although shale oil has been the global hot topic in the study of unconventional resources, there are varied definitions with respect to shale oil by different researchers.

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Crude-oil hydrocarbon composition characteristics and oil viscosity prediction in the northern Songliao Basin

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Science China Earth Sciences 2014年第6期57卷 297-312页

作者： ZHANG JuHe FENG ZiHui FANG Wei HUO QiuLi ZHANG Kun LI JingKun zeng huasen ZHANG BoWei Exploration and Development Research Institute Daqing Oilfield Company Ltd. School of Resources and Environment Southwest Petroleum University

Crude oil hydrocarbon composition characteristics and oil viscosity prediction are important bases in petroleum exploration. A total of 54 oil/heavy-oil samples and 17 oil sands were analyzed and quantified using both comprehensive 2D gas chromatog raphy （GCxGC） and comprehensive 2D gas chromatography/time-of-flight mass spectrometry （GCxGC/TOFMS）. The results show that crude oil in the West slope is mainly heavy oil and its hydrocarbon composition is characterized overall by paraf fins 〉 mono-aromatics 〉 naphthenes 〉 non-hydrocarbons 〉 di-aromatics 〉 tri-aromatics 〉 tetra-aromatics. Aromatics are most abundant and non-hydrocarbons are least abundant, whilst content differences among paraffins, naphthenes, aromatics, and non-hydrocarbons are less than 15%. There are two types of heavy oil, secondary type and mixing type. Biodegradation is the main formation mechanism of heavy oil. Biodegradation levels cover light biodegradation, moderate biodegradation, and se- vere biodegradation. With increasing biodegradation, paraffin content decreases while contents of aromatics and non- hydrocarbons increase. In contrast, naphthene content increases first and then decreases with increasing biodegradation. In se- vere biodegradation stage, naphthenes decrease more quickly than aromatics and non-hydrocarbons. This provides a new method for studying oil/heavy-oil biodegradation mechanism and biodegradation resistance of different hydrocarbons at dif- ferent biodegradation stages. In the Longhupao-Daan terrace and Qijia-Gulong depression, most crude oil is conventional oil. Its composition is dominated by paraffins with the lowest content of aromatics. In some casual oil wells from the Long- hupao-Daan terrace, crude oil from Saertu oil reservoirs is moderately biodegraded whereas crude oil from Putaohua oil reser voir is lightly biodegraded. Chemical parameters using saturate hydrocarbons and aromatics are usually not suitable for deter mining organic type and thermal maturity o

关键词： Songliao Basin crude-oil and heavy oil hydrocarbon composition comprehensive two-dimensional gas chromatog-raphy

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In-situ hydrocarbon formation and accumulation mechanisms of micro- and nano-scale pore-fracture in Gulong shale, Songliao Basin, NE China

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Petroleum Exploration and Development 2023年第6期50卷 1269-1281页

作者： WANG Xiaojun CUI Baowen FENG Zihui SHAO Hongmei HUO Qiuli ZHANG Bin GAO Bo zeng huasen National Key Laboratory of Continental Shale Oil Daqing 163002China PetroChina Daqing Oilfield Co. Ltd.Daqing 163002China PetroChina Daqing Oilfield Exploration and Development Research Institute Daqing 163712China PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration&Development Beijing 100083China

By conducting experimental analyses, including thermal pyrolysis, micro-/nano-CT, argon-ion polishing field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), confocal laser scanning microscopy (CLSM), and two-dimensional nuclear magnetic resonance (2D NMR), the Gulong shale oil in the Songliao Basin was investigated with respect to formation model, pore structure and accumulation mechanism. First, in the Gulong shale, there are a large number of pico-algae, nano-algae and dinoflagellates, which were formed in brackish water environment and constituted the hydrogen-rich oil source materials of shale. Second, most of the oil-generating materials of the Qingshankou Formation shale exist in the form of organo-clay complex. During organic matter thermal evolution, clay minerals had double effects of suppression and catalytic hydrogenation, which expanded shale oil window and increased light hydrocarbon yield. Third, the formation of storage space in the Gulong Shale was related to dissolution and hydrocarbon generation. With the diagenesis, micro-/nano-pores increased, pore diameter decreased and more bedding fractures appeared, which jointly gave rise to the unique reservoir with dual media (i.e. nano-scale pores and micro-scale bedding fractures) in the Gulong shale. Fourth, the micro-/nano-scale oil storage unit in the Gulong shale exhibits independent oil/gas occurrence phase, and shows that all-size pores contain oils, which occur in condensate state in micropores or in oil-gas two phase (or liquid) state in macropores/mesopores. The understanding about Gulong shale oil formation and accumulation mechanism has theoretical and practical significance for advancing continental shale oil exploration in China.

关键词： micro- nano-scale oil storage unit hydrocarbon occurrence phase organo-clay complex in-situ hydrocarbon accumulation Gulong shale oil Cretaceous Qingshankou Formation Songliao Basin

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松辽盆地北部青山口组一段有效烃源岩评价图版的建立及意义

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石油学报 2012年第3期33卷 379-384页

作者：霍秋立曾花森张晓畅付丽大庆油田有限责任公司勘探开发研究院黑龙江大庆163712

有效烃源岩是指已经生烃且排烃的沉积岩,排烃的临界值是指烃源岩的生烃量刚好达到烃源岩的最大残留烃量。根据质量守恒原理建立了松辽盆地北部青山口组一段(简称青一段)有效烃源岩的识别图版,有效烃源岩识别图版综合考虑了烃源岩有机质... 详细信息

有效烃源岩是指已经生烃且排烃的沉积岩,排烃的临界值是指烃源岩的生烃量刚好达到烃源岩的最大残留烃量。根据质量守恒原理建立了松辽盆地北部青山口组一段(简称青一段)有效烃源岩的识别图版,有效烃源岩识别图版综合考虑了烃源岩有机质丰度、类型和成熟度的影响,从而避免了传统烃源岩评价中将上述3种参数分别评价的不足,可以快速直观地评价烃源岩的有效性及排烃潜力。高有机碳含量的烃源岩易于排烃,且所需的热演化程度相对较低,而当有机碳含量低于0.4%时,烃源岩不能排烃,为烃源岩的有机碳含量下限。利用该图版对松辽盆地中央坳陷区不同凹陷的青一段烃源岩进行的评价结果表明,齐家—古龙凹陷、长垣南、三肇凹陷、王府凹陷源岩均可大量排烃,而黑鱼泡凹陷烃源岩位于排烃临界线之下或附近,排烃潜力有限。这与目前勘探结果相吻合,表明该图版的有效性,可用于优选勘探区带,降低勘探风险。

关键词：松辽盆地青山口组一段有效烃源岩排烃评价图版

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松辽盆地北部热史恢复及烃源岩生烃史

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地质科学 2009年第2期44卷 468-477页

作者：张帆孔明华王雪曾花森大庆油田有限责任公司勘探开发研究院黑龙江大庆163712

根据镜质体反射率、粘土矿物分析和包裹体测试数据对松辽盆地北部齐家—古龙凹陷、三肇凹陷、黑鱼泡凹陷和双城向斜的古地温进行了研究并恢复了其热历史。它们都是在明水组沉积末期达到最高古地温,从古近纪到现今古地温持续降低。各个... 详细信息

根据镜质体反射率、粘土矿物分析和包裹体测试数据对松辽盆地北部齐家—古龙凹陷、三肇凹陷、黑鱼泡凹陷和双城向斜的古地温进行了研究并恢复了其热历史。它们都是在明水组沉积末期达到最高古地温,从古近纪到现今古地温持续降低。各个凹陷经历的古地温高低顺序依次为:古龙凹陷>双城向斜>三肇凹陷>黑鱼泡凹陷,对应最高古地温为160℃至120℃不等。成烃史研究表明:松辽盆地中-浅层主力烃源岩青山口组一段泥岩随着嫩江组的快速沉积迅速进入生烃阶段,但各地所处成烃阶段不同;齐家—古龙凹陷烃源岩在嫩江组沉积初期进入生油门限,在嫩江组—明水组沉积期为快速生烃期,现为成熟—高熟阶段;双城向斜和三肇凹陷烃源岩在嫩江组沉积中期进入生油门限,于嫩江组—明水组沉积末期为快速生烃期,现为成熟阶段;黑鱼泡凹陷烃源岩在嫩江组沉积期末进入生油门限,于四方台组—明水组沉积期为快速生烃期,现为低熟—成熟阶段。

关键词：镜质体反射率粘土矿物包裹体热史恢复成烃史松辽盆地北部

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FAMM技术在松辽盆地源岩成熟度评价中的应用

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大庆石油地质与开发 2013年第1期32卷 54-58页

作者：霍秋立付丽曾花森大庆油田有限责任公司勘探开发研究院黑龙江大庆163712

采用FAMM技术分析松辽盆地晚白孚世青一段优质烃源岩认为镜质体具有富氢特点，镜质体反射率受到的抑制程度为0．08％～0．21％，平均为0．12％。与此同时，建立了实测镜质体反射率与等效镜质体反射率的关系，指出利用实测镜质体反射率... 详细信息

采用FAMM技术分析松辽盆地晚白孚世青一段优质烃源岩认为镜质体具有富氢特点，镜质体反射率受到的抑制程度为0．08％～0．21％，平均为0．12％。与此同时，建立了实测镜质体反射率与等效镜质体反射率的关系，指出利用实测镜质体反射率评价烃源岩时叮能低什了其成熟度。该技术有助于正确恢复盆地的占地温史和热史，能够有效地指导石油勘探。

关键词： FAMM技术镜质体反射率抑制松辽盆地青一段源岩

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松辽盆地青山口组古龙页岩轻质原油形成地质条件与资源潜力

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石油学报 2021年第12期42卷 1625-1639页

作者：张博为张居和冯子辉曾花森霍秋立张琨东北石油大学地球科学学院黑龙江大庆163318 黑龙江省致密油和泥页岩油成藏研究重点实验室黑龙江大庆163712 大庆油田有限责任公司勘探开发研究院黑龙江大庆163712

页岩油形成地质条件与资源潜力是勘探开发的重要基础。以松辽盆地青山口组岩心实验数据为基础,对松辽盆地古龙页岩轻质原油形成地质条件与资源潜力的研究结果表明,古龙页岩轻质原油形成地质条件优越,分布面积广、厚度大,有机质丰度高、... 详细信息

页岩油形成地质条件与资源潜力是勘探开发的重要基础。以松辽盆地青山口组岩心实验数据为基础,对松辽盆地古龙页岩轻质原油形成地质条件与资源潜力的研究结果表明,古龙页岩轻质原油形成地质条件优越,分布面积广、厚度大,有机质丰度高、类型好、热演化程度高,奠定了古龙页岩轻质原油大规模发育的物质基础。古龙页岩轻质原油储层条件好,主要发育页岩、泥岩、粉砂质岩、灰质岩、白云质岩,其中,页岩和泥岩厚度占比达95%以上,页岩有效孔隙度高于其他岩性、水平渗透性好,是优势储集岩,孔缝组合构成轻质原油大规模聚集的储集空间及渗流网络,页岩脆性矿物含量中等、可压性好;古龙页岩轻质原油主要形成于中成岩晚期R_(o)在1.3%~1.6%的高成熟阶段,吸附油大量向游离油转化,具有饱和烃高、含蜡量高、密度低、芳香烃含量低、沥青质含量低的"两高三低"特征,以层状页岩、纹层状页岩含油性最好,成藏具有高地温梯度、高成熟度、高压力系数、高气油比的"四高"特点;利用热解游离烃及体积法计算古龙凹陷轻质原油带面积为1413 km^(2)、预测地质储量为12.68×10^(8)t,已成为近期古龙页岩油的勘探重点。

关键词：松辽盆地青山口组古龙页岩轻质原油生烃条件储集空间形成演化模式资源潜力

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岩浆侵入作用对不同成熟度烃源岩热演化的影响——以方正断陷和绥滨坳陷为例

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石油实验地质 2018年第5期40卷 724-729页

作者：冯禄曾花森王洪伟北京大学地球与空间科学学院北京100871 大庆油田有限责任公司勘探开发研究院黑龙江大庆163712

为研究岩浆侵入体对不同成熟度烃源岩有机质热演化的影响程度和范围,对黑龙江东部方正断陷和绥滨坳陷中的2口探井进行了系统取样与分析,基于岩石地球化学指标,研究了受岩浆侵入影响的烃源岩有机质成熟度及生烃特征在纵向上的变化。结果... 详细信息

为研究岩浆侵入体对不同成熟度烃源岩有机质热演化的影响程度和范围,对黑龙江东部方正断陷和绥滨坳陷中的2口探井进行了系统取样与分析,基于岩石地球化学指标,研究了受岩浆侵入影响的烃源岩有机质成熟度及生烃特征在纵向上的变化。结果表明,岩浆侵入体的热烘烤范围与围岩热成熟演化阶段或成岩阶段密切相关。岩浆侵入时烃源岩处于早成岩阶段(未熟—低熟阶段),岩石比热容高、热导率低,岩浆热烘烤范围较小,影响范围平均是侵入体厚度的1倍左右,Ro最高可达2.5%。岩浆侵入时烃源岩处于中成岩晚期—晚成岩阶段(成熟—高成熟阶段),岩石比热容低、热导率高,岩浆热烘烤范围大,影响范围平均是侵入体厚度的2倍左右,Ro最大值约为4.0%。

关键词：热烘烤作用岩浆侵入体烃源岩成熟度生烃潜力方正断陷绥滨坳陷

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松辽盆地富氢天然气地质调查与研究

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大庆石油地质与开发 2024年第3期43卷 7-16页

作者：孙龙德冯子辉江航曾花森多资源协同陆相页岩油绿色开采全国重点实验室黑龙江大庆163712 中国石油天然气集团有限公司北京100007 中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院黑龙江大庆163712 中国石油勘探开发研究院北京100083

氢能是全球能源转型发展的重要载体,与人工制氢相比,天然氢气的开采不仅具有成本上的优势,也是实现能源完全脱碳的关键。松辽盆地作为大型陆内裂谷盆地,具备勘探天然氢气的潜力。首次系统梳理松辽盆地北部中下部含油气组合和深部含气组... 详细信息

氢能是全球能源转型发展的重要载体,与人工制氢相比,天然氢气的开采不仅具有成本上的优势,也是实现能源完全脱碳的关键。松辽盆地作为大型陆内裂谷盆地,具备勘探天然氢气的潜力。首次系统梳理松辽盆地北部中下部含油气组合和深部含气组合中天然氢的含量,分析天然氢气的空间分布特征,初步探讨了天然氢气的来源、形成机制及控制因素。结果表明:松辽盆地含氢天然气(φ(H_(2))>1.0%)在中央坳陷区普遍发育,氢体积分数为1.00%~85.54%,其中富氢天然气(φ(H_(2))>10.0%)主要在深部含气组合,试气产量在微量和1444 m^(3)/d之间,沿控陷断裂附近分布;松辽盆地天然氢气主要来源于深部富铁岩层的水-岩作用,氢气的形成和供给具有可持续性,具备形成天然氢气聚集的物质基础;基底以上富氢气藏的形成受沟通至地幔的控陷断裂、深大断裂控制,油藏和天然气藏对富氢气体有稀释和破坏作用,未来天然氢气藏的勘探应该避开油气充注的有利区;深化对盆地深部壳-幔结构及无机地球化学作用过程的认识,是未来松辽盆地天然氢气勘探的重要科学议题。研究成果可为松辽盆地天然氢气的勘探提供理论指导。

关键词：松辽盆地天然氢气成因机制水−岩作用蛇纹岩化作用

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