中国海相烃源岩发育控制因素
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海相富有机质页岩古沉积环境判识与沉积模式海相富有机质页岩是一种重要的烃源岩,对于研究古海洋环境和沉积模式具有重要意义。
通过对海相富有机质页岩的判识与研究,可以揭示古海洋环境的演化过程,提供有力的证据支持古气候和古生态的重建。
海相富有机质页岩的判识主要通过地质、地球化学和古生物学等多学科的综合研究手段。
首先,地质学上通过岩石的颜色、层理、结构和岩性等特征来识别富有机质页岩。
富有机质页岩通常呈黑色或暗色,具有粉状、泥质或粘土质质地。
其次,地球化学分析可以通过测定富有机质页岩的有机碳含量、岩石中有机质的类型和成熟度等参数,进一步确认其为富有机质页岩。
最后,古生物学研究可以通过富有机质页岩中的微化石、孢粉和有机质碎屑等古生物遗体,确定其古生态环境和沉积模式。
海相富有机质页岩的沉积模式主要受到水体环境、沉积物供应和沉积物物源等因素的影响。
首先,水体环境是影响海相富有机质页岩沉积模式的重要因素。
在富有机质沉积的水体中,通常存在缺氧或贫氧的环境,有利于有机质的保存。
其次,沉积物供应也是影响富有机质页岩沉积模式的重要因素。
沉积物供应的多寡和沉积速率直接影响有机质的沉积和保存。
最后,沉积物物源对于富有机质页岩的沉积模式也具有重要影响。
物源的不同会导致有机质的组成和性质的差异,进而影响富有机质页岩的沉积模式。
综上所述,海相富有机质页岩的古沉积环境判识与沉积模式研究对于了解古海洋环境演化和古生态的重建具有重要意义。
通过多学科的综合研究手段,可以准确判识海相富有机质页岩,并揭示其沉积模式的形成机制。
这将进一步推动石油地质学和古气候学等研究领域的发展,为烃源岩勘探和资源评价提供科学依据。
西南非海岸盆地海相烃源岩发育模式及差异性分析西南非海岸盆地位于非洲西南部沿海地区,是一个重要的海相沉积盆地,其海相烃源岩发育模式及差异性一直备受研究者关注。
烃源岩是地球上重要的石油和天然气的来源,了解西南非海岸盆地的海相烃源岩发育模式及其差异性,对于油气资源的勘探开发具有重要的指导意义。
本文将对西南非海岸盆地海相烃源岩发育模式进行分析,并对其差异性进行研究,以期更好地认识该地区的烃源岩资源潜力。
一、西南非海岸盆地概况西南非海岸盆地位于南大西洋大陆边缘,是世界上重要的石油和天然气勘探区之一。
盆地内沉积了大量的海相岩性,包括烃源岩、储集岩和封盖岩,对于石油和天然气的形成和保存具有重要的意义。
该地区受海洋环境的影响较大,因此海相烃源岩的发育对于油气资源的丰富程度起着至关重要的作用。
二、海相烃源岩发育模式西南非海岸盆地的海相烃源岩主要发育在下白垩统至第四系沉积层中,其中以下白垩统和白垩纪最为发育。
根据研究,该地区的海相烃源岩主要包括页岩、泥质页岩和煤系岩石,这些岩石在适宜的地质条件下可以富集大量的有机质,并且具有较高的成烃潜力。
在西南非海岸盆地内,海相烃源岩的发育模式主要受到以下几个因素的控制:1. 沉积环境沉积环境是影响海相烃源岩发育的关键因素之一。
西南非海岸盆地受到大西洋洋流的影响,其沉积环境多样,包括深海盆、浅海湾、河口三角洲等,这些不同的沉积环境为海相烃源岩的发育提供了不同的条件,导致其发育模式的差异性。
2. 有机质输入在海相沉积过程中,有机质输入是形成烃源岩的重要因素。
来自陆地的有机质输入、海洋生物的有机质输入以及其他有机质输入途径的不同,都会对海相烃源岩的有机质富集程度和类型分布产生重要影响。
3. 地质构造地质构造对海相烃源岩的发育也有一定的影响。
在西南非海岸盆地,沉降盆地和构造高地的分布格局影响了海相烃源岩的保存和分布,这也是海相烃源岩发育模式的差异性的重要原因之一。
三、西南非海岸盆地海相烃源岩的差异性分析西南非海岸盆地是一个地质条件复杂的地区,其海相烃源岩的发育差异性主要表现在以下几个方面:1. 有机质类型在西南非海岸盆地内,海相烃源岩的有机质类型多样,包括藻类、植物残体、腐殖质等多种类型的有机质。
文章编号:1000 0550(2010)05 0875 09收修改稿日期:2010 06 05中国前中生代海相烃源岩发育的构造 沉积条件金之钧郑和荣蔡立国胡宗全(中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院北京100083)摘 要中国前中生代主要发育海相沉积,发育多层系、多沉积类型的烃源岩,展示了中国海相层系广阔的油气资源前景。
但受构造背景和沉积环境的差异性控制,这些烃源岩的品质和分布规律也存在很大差异。
震旦纪 早古生代早期(Z -O 2),中国主要板块处于洋盆扩张、陆块离散的构造 沉积阶段,围绕华北、扬子、塔里木等主要陆块周围,发育被动大陆边缘斜坡相烃源岩,这类烃源岩具有宽带状分布、范围广、品质优、长期继承性发育的特点。
早古生代晚期(O 3-S),为洋盆俯冲消减、古中国陆汇聚形成阶段,受板块边缘隆起围限,主要发育台内坳陷烃源岩,这类烃源岩具有面状分布、持续时间较短的特点。
晚古生代 中生代早期(D -T ),华北以相对的稳定构造背景为主,主要发育海陆过渡相煤系烃源岩,此类烃源岩具有面状分布、分布面积大、以生气为主的特点;南方以离散构造背景为主,华南台地裂解成 盆包台!格局,在深裂陷内部发育深水盆地相烃源岩,此类烃源岩具有窄带状分布、品质优、分布面积较小的特点。
关键词 海相层系前中生代烃源岩构造 沉积环境条件第一作者简介金之钧男1957年出生教授石油地质E m ai:l jinz@j pepr i s .com中图分类号P512.2文献标识码A1中国海相烃源岩发育的构造 沉积环境由震旦纪到三叠纪,中国广泛发育海相沉积[1]。
在不同的地区、不同层系发育了不同沉积类型的烃源岩[2~8],海相烃源岩良好的生烃条件奠定了海相层系广阔的油气勘探前景[9~13]。
与国外板块相比,中国主要板块具有面积相对较小、活动性较强的特点[14],频繁拉张与会聚是中国主要板块的主要演化特点。
在拉张、会聚和稳定等3种构造背景下,中国前中生代海相层系烃源岩主要形成于4种构造 沉积环境(图1)。
中国古生代海相大油气田形成条件及勘探方向康玉柱【摘要】1984年塔里木盆地北部沙参2井实现我国古生代海相油气首次重大突破后,在塔里木、华北、扬子及准噶尔地块上发现一批大中型油气田.从烃源岩、储集层(体)、多储盖组合、古隆起、古斜坡控油、多期成藏、多期充注及封盖条件等方面,深入研究了大油气田成藏条件,并指出勘探方向,对在地质构造十分复杂的古生界发现更多大油气田,具有重要意义.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2007(028)003【总页数】3页(P263-265)【关键词】中国;古生代;烃源岩;成藏条件;大油气田;勘探方向【作者】康玉柱【作者单位】中国石化,西部新区勘探指挥部,新疆,乌鲁木齐,830000【正文语种】中文【中图分类】TE111.1自1984年在塔里木盆地北部沙雅隆起雅克拉构造带沙参2井于5391.18m的奥陶系白云岩中获高产油气流,实现我国古生界海相碳酸盐岩油气的首次重大突破,揭开了我国古生界海相油气勘探的序幕。
之后,在塔里木、鄂尔多斯、四川、准噶尔等盆地发现了一批大中型油气田,使古生界油气勘探进入一个新阶段。
1.1 优质烃源是形成大油气田物质基础中国古生代四大地块(塔里木、华北、扬子、准噶尔)构造演化及相应沉积控制着烃源岩发育:在大陆边缘裂解阶段(Z1-2)沉积了裂谷Э式含硅质黑色页岩;在被动大陆边缘裂解阶段(Z2-2),由于快速海侵,发育一套与上升洋流有关的黑色页岩、暗色泥岩、泥灰岩等;早古生代中晚期(O2-S1),在台地斜坡及前陆性盆地,海平面相对上升,使碳酸盐岩台地转化为较深水盆地,沉积了暗色泥页岩和泥质灰岩;晚古生代(CP)由于广泛而缓慢的海侵,形成一套浅海相泥页岩及海陆过渡相含煤岩系[1,2]。
(1)塔里木盆地古生界烃源岩主要有中下寒武统-奥陶系和石炭系-下二叠统:①中下寒武统烃源岩:主要分布在盆地相边缘、台地斜坡及局限台地相,为一套暗色泥岩、页岩、粉砂质泥岩、含膏泥岩、泥灰岩,厚100~300m.除局部缺失外,全盆地均有分布,有机碳含量0.40%~3.5%。
湖相与海相碳酸盐岩烃源岩生烃条件对比田春桃;马素萍;杨燕;孟军;夏燕青【摘要】根据分布特征、沉积环境、岩石类型、有机地球化学特征和生烃模式等方面的对比,讨论了湖相碳酸盐岩和海相碳酸盐岩两种相同岩性、不同沉积环境烃源岩生烃条件的异同。
海相与湖相碳酸盐岩烃源岩,基本上都含有不同量的泥质成分;它们的干酪根类型一般以Ⅰ型或Ⅱ型为主;有机质赋存形式无太大差别,湖相碳酸盐岩烃源岩中可能存在更多的无形态有机质;海相碳酸盐岩有机碳含量普遍较低,而湖相中有机质含量则变化很大;湖相碳酸盐岩烃源岩的生烃模式相比海相研究薄弱,但其二次成烃作用不容忽视。
湖相碳酸盐岩烃源岩的形成条件受到较多因素的控制,针对高有机质丰度湖相碳酸盐岩烃源岩形成的生物地球化学及沉积学等方面的研究尤其关键。
另外,其晚期生烃可否为湖相深层油气勘探提供充足的烃源仍是未来工作的重要方向之一。
%The differences of hydrocarbon-generating conditions of lacustrine and marine carbonate source rocks were dis-cussed in various aspects ,such as the distributioncharacteristics ,sedimentary environment,rock type,organic geochemi-cal characteristics and hydrocarbon generation mode .The results show that marine and lacustrine carbonate source rocks all containe varying amounts of argillaceous components and are dominated by kerogen of type Ⅰor type Ⅱ.In addition , there is no significant difference in occurrence of their organic matter ,except for that lacustrine carbonate source rocks contain more amorphous organic matters .Organic carbon content of marine carbonate rocks is generally low ,while that of lacustrine carbonate rocks is highly variable .The research of the hydrocarbon generation mode oflacustrine carbonate source rocks is still very weak in comparison with the marine carbonate source rocks ,and the secondary hydrocarbon gen-eration of the former should not be neglected .The formation conditions of lacustrine carbonate source rocks are controlled by many factors ,the biogeochemical and sedimentological researches of lacustrine carbonate source rocks with high con -tent of organic matters are especially important .Furthermore , the possibility of late hydrocarbon generation of lacustrine source rocks providing sufficient hydrocarbon sources for deep reservoirs of lacustrine faices is one of the important topics for future study .【期刊名称】《石油与天然气地质》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】6页(P336-341)【关键词】湖相;海相;生烃条件;碳酸盐岩;烃源岩【作者】田春桃;马素萍;杨燕;孟军;夏燕青【作者单位】中科院甘肃省油气资源研究重点实验室,甘肃兰州730000; 中科院油气资源研究重点实验室,甘肃兰州730000; 中国科学院大学,北京100049;中科院甘肃省油气资源研究重点实验室,甘肃兰州730000; 中科院油气资源研究重点实验室,甘肃兰州730000;中科院甘肃省油气资源研究重点实验室,甘肃兰州730000; 中科院油气资源研究重点实验室,甘肃兰州730000; 中国科学院大学,北京100049;中国石油青海油田马仙采油厂,甘肃敦煌736202;中科院甘肃省油气资源研究重点实验室,甘肃兰州730000; 中科院油气资源研究重点实验室,甘肃兰州730000【正文语种】中文【中图分类】TE122.1我国以陆相油气田为主,陆相生油理论的发展是我国石油地质学的特色[1]。
海相生油岩指标海相生油岩是形成石油和天然气的主要岩石类型,其主要指标包括但不限于以下几个方面:1. 有机质丰度:- 总有机碳(TOC)含量:通常要求TOC>0.5%(对于海相碳酸盐岩有时可以更低至0.3%),这是衡量烃源岩含烃潜力的重要参数。
2. 有机质类型:- 热解分析参数如氢指数(HI)、氧指数(OI)和硫指数(SI),以及显微组分分析,以确定有机质是否具有生成油气的适宜类型,即富含烃源物质且易于转化成石油或天然气的干酪根类型。
3. 成熟度:- 镜质体反射率(Ro):通过测量岩石中镜质体反射率来评估烃源岩的成熟度。
一般认为,当Ro在0.5%~1.3%之间时,烃源岩处于石油生成阶段。
- 生物标志化合物成熟度参数:如正烷烃分布、萜烷/甾烷比值等生物标志化合物分析结果也可用来判断有机质的成熟度。
4. 孔隙结构与渗透性:- 孔隙度和渗透率虽不是直接的生油指标,但对储集性能有重要影响。
良好的孔隙结构有利于烃类的生成和储存。
5. 沉积环境:- 海相沉积环境下的烃源岩,如暗色泥岩、页岩及某些类型的石灰岩,常常具备优越的生油条件,因为它们在深水低氧环境下能够积累大量有机质。
6. 埋藏历史:- 持续的埋藏压力和温度变化使得烃源岩经历从有机质向烃类转化的过程,稳定的地层埋藏历史有助于烃源岩达到并保持在一个适宜的成熟窗口内。
地质学家和石油勘探者会根据这些指标评估潜在的烃源岩层系,并预测其中可能蕴藏的石油资源量。
海相生油岩的指标主要包括有机碳含量和氯仿沥青“A”含量。
1.有机碳含量:用于指示岩石中残留的有机碳,即岩石中有机碳链化合物的总称,通常以单位质量岩石中有机碳的质量百分数表示。
在一定条件下,有机碳含量越高,说明生油岩中生成的烃类越多,油气资源潜力越大。
一般认为有机碳含量大于0.5%的岩石为生油岩。
2.氯仿沥青“A”含量:指岩石中可抽提的有机质含量,与有机质丰度、类型、成熟度有关。
氯仿沥青“A”含量越高,说明生油岩中生成的烃类越多,其油气资源潜力越大。
四川盆地西部中三叠统雷口坡组烃源岩生烃潜力分析杨克明【摘要】中三叠统雷口坡组是近年来四川盆地海相天然气勘探的重要层系之一.通过对川西地区雷口坡组钻井样品的有机地球化学分析,结合地震解释资料及沉积相资料,推测雷口坡组烃源岩主要分布在大邑—温江—彭州—广汉及孝泉地区,烃源岩厚度达250~350 m,有机碳含量为0.4%~0.6%.川西雷口坡组烃源岩形成于生物生产力较高、水动力较弱、海水循环受限、盐度较高、沉积物—水界面附近缺氧和沉积速率较低的沉积环境,有利于烃源岩有机质的保存.川西地区雷口坡组烃源岩有机、无机地球化学和有机岩石学综合分析表明,该烃源岩虽然有机质丰度较低,但类型较好;烃源岩有机质显微组分中常见固体沥青和超微组分,有机质类型指数TI为12.5%~98.03%,主要为Ⅱ1-Ⅱ2型烃源岩,有机质主要来源于水生浮游生物,具有较好的生烃潜力.%The Middle Triassic Leikoupo Formation in the Western Sichuan Depression is an important marine target for natural gas exploration in the Sichuan Basin in recent years. Geochemical analyses were made with rock samples from the Leikoupo Formation. Seismic interpretation and sedimentary data were studied. Source rocks in the Leikoupo Formation mainly distribute in Dayi, Wenjiang, Pengzhou, Guanghan and Xiaoquan. They are about 250-350 m thick, and have a TOC content of 0.4%-0.6%. The source rocks were deposited in a sedimen?tary environment with high biological productivity, quiescent depositional setting, restricted seawater circulation, high salinity, anoxic bottom water and low deposition rate, all favorable for the preservation of organic matter. The comprehensive analyses of organic geochemistry, inorganicgeochemistry and organic petrology indicated that, the source rocks in the Leikoupo Formation displayed a low abundance of organic matter with good organic type. Solid bitumen and ultramicro macerals were observed on photomicrographs. Organic type index ( TI) ranges from 12.5%-98. 03%, indicating Type Ⅱ1-Ⅱ2 source rocks. Organic matter was mainly derived from hydro?plankton, showing a good hydrocarbon potential.【期刊名称】《石油实验地质》【年(卷),期】2016(038)003【总页数】9页(P366-374)【关键词】生烃潜力;烃源岩;雷口坡组;中三叠统;四川盆地西部【作者】杨克明【作者单位】中国石化西南油气分公司,成都 610016【正文语种】中文【中图分类】TE122.115近年来,川西地区多口钻井在中三叠统雷口坡组获得了高产工业气流,实现了川西海相天然气勘探的重大突破,雷口坡组也成为川西天然气勘探的热点层系之一。
图1南海主要含油气盆地油气探明储量分布图
西沙海域油气地质综合研究及有利勘探区”(批准号:2011ZX05025-004)部分成果
矿产普查与勘探专业。
现主要从事油气藏形成与分布方面的研
85225085
图2南海不同层系、不同储层类型油气探明储量分布图
储量分布水深现阶段国外对深水勘探界定的水深为500m,大于500m为深水,大于1500m为超深水[4]。
对南海海域所发现油气田储量按水深统计(图3),水深小于500m区域的探明储量占总探
图3南海油气探明储量与水深关系图
量分布深度小于3000m,其中小于1000m的占了10%;90%的天然气探明储量分布于1000~3000m深度范围(图4)。
油气探明储量在深度上的分布特征,
图4南海不同深度油气探明储量分布图
1.2油气田类型的空间分布特征
根据油气田储层类型对南海油气田进行分类,
图5南海油气田分布与古水系叠合图
通过对南海已发现油气的层位综合作图(图6),起主要赋存于下中新统生物礁碳酸盐岩
图6南海各盆地含油气层位分布图
图7南海各含油气盆地不同层系探明储量分布图
2油气分布主控因素
2.1地温梯度与烃源岩类型对油气的控制
南海海域含油气盆地地温梯度普遍较高,南海北部深水区钻井地温梯度平均值为4℃/100m左。
不整合面上下地层产状不同,以一定的角度相接触。
2,中生代和中生界有什么区别?3,流纹岩是喷出岩还是侵入岩?喷出岩4,地球物理勘探方法主要有哪些?重力,磁法、电法、地震法5,地层倾角测井测量的是什么?地层倾角1,波斯湾盆地在什么地方?中东,波斯湾及其沿岸2,渤海湾盆地是什么类型的盆地?裂谷3,声波测井测的是岩石的什么参数?声波在岩石中的传播速度或者声波时差4,岩层的产状指的是什么?走向,倾向和倾角5,石油主要是由哪几个元素组成?C 、H1岩石、岩层、地层有什么不同?岩石是矿物的集合体;岩层是呈层状分布的岩石;岩层赋予时代的意义就是地层。
2,片麻岩属于哪一类岩石?变质岩3,华北地台普遍缺失哪几套地层?志留系和泥盆系4,煤可以生油吗?可以5,新生代有哪几个纪?相应的地层代号?1,海水是什么时代最终退出华北地台的?石炭纪末2,流纹岩是喷出岩还是侵入岩?岩浆岩中的喷出岩3,碎屑岩有哪些主要的层面构造?波痕、泥裂、雨痕等4,地层倾角测井测量的是什么?5,什么叫正韵律?从下至上粒度变细1,正断层和逆断层的区别?2,石灰岩主要有哪些结构组分?颗粒、灰泥、胶结物3,盖层的一般岩性是什么?4,什么是异常高压?5,导致油气藏破坏的地质因素有哪些?1,砂岩的成分分类?石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩2,珊瑚礁发育在什么环境?温暖清洁的浅海环境3,断层油气藏属于构造油气藏还是地层油气藏?构造4,石油二次运移的动力有哪些?浮力,水动力,毛细管力5,烃源岩的有机质丰度指标有哪些?1,泥岩和板岩有什么关系?板岩是泥岩变质而成2,花岗岩有没有层理?没有3,什么是平移断层?4,砂岩和泥岩的区别是什么?粒径不同,矿物组分不同5,天然气的主要成分是什么?烃类气体,少量非烃气体1,什么是三角洲?2,石灰岩的主要矿物成分是什么?方解石4,在地震剖面上如何识别不整合?有削蚀现象5,按照CNPC的勘探程序、油气勘探工作可以分为哪几个阶段?区域勘探、圈闭预探、油气藏评价勘探1,渤海湾盆地是什么时代的沉积盆地?新生代2,从化学成分和矿物成分上,碳酸盐岩分为哪两类?石灰岩和白云岩3,什么叫披覆背斜?4,自然电位测井能解决什么主要地质问题?识别碎屑岩剖面中的砂岩和泥岩5,地质录井有哪些方法?钻时录井、岩心、荧光、岩屑、钻井液、气测等1,在野外如何区分石灰岩和白云岩?稀盐酸,白云岩无反应2,什么是化石?3,石英岩是沉积岩还是变质岩?变质岩4,什么是正断层?5,晚古生代分为几个纪?代号是?1,在野外如何从宏观上区分沉积岩和岩浆岩?沉积岩成层,岩浆岩不2,恐龙生活在什么时代?中生代3,什么是岩浆岩?4,富含硫化氢的气藏主要产于那种地层中?碳酸盐岩地层5,松辽盆地白垩系是海相沉积还是陆相沉积?陆相沉积1,玄武岩属于哪种岩石类型?基性喷出岩2,是石英硬度高还是方解石硬度高?石英3,什么是同沉积背斜?4,影响地震资料品质的因素有哪些》采集设计、野外施工、资料处理5,稠油的成因有哪些?生物降解、氧化、成熟度1,为什么经常将思想顽固的人比喻为“花岗岩脑袋”?花岗岩非常坚硬2,大的断层是一个面吗?不是,是破碎带3,板块构造理论把现在的岩石圈分为几个大的板块?六4,在野外如何识别向斜?核部新两翼老5,白垩纪距今大约多少年?1,由老到新说出国际地质年代表中代一级单位的划分系统2,什么是板块构造?3,什么是侵入岩?举一例4,根据岩性,可将储层分为哪些类型?5,什么是鲕粒?1,早古生代有哪几个纪?2,在钻井中如何区分倒转背斜与逆断层造成的地层重复?倒转背斜地层层序由新到老,再由老到新反序重复;逆断层则是由新到老,再由新到老正序重复。
西南非海岸盆地海相烃源岩发育模式及差异性分析西南非海岸盆地位于非洲大陆的西南部,是非洲大陆架上一处重要的油气资源区域。
在该地区的海相烃源岩发育方面存在着较为复杂的情况,其发育模式和差异性对于油气资源的勘探和开发具有重要的指导意义。
本文将对西南非海岸盆地海相烃源岩的发育模式及其差异性进行分析研究。
一、差异性分析1. 地质构造差异西南非海岸盆地位于非洲大陆架的西南部,它是由于非洲板块与南美洲板块的相对运动而形成的。
在区域地质构造上存在着明显的差异性,主要表现为不同的构造形态和构造发育阶段。
这些地质构造的差异影响着局部地质结构和烃源岩的分布规律,从而导致了烃源岩的类型和质量上的差异性。
2. 沉积环境差异西南非海岸盆地是一个复杂多变的沉积环境区域,受到陆缘构造活动和海洋环流等多种因素的影响。
在不同的沉积环境下,烃源岩的发育情况存在明显的差异。
比如在浅海盆地和深海盆地的烃源岩类型和组成有所不同,浅海盆地通常以有机质丰富的泥质岩为主,而深海盆地则更多以有机质丰富的碎屑岩和黑色页岩为主。
西南非海岸盆地的地质历史上存在着不同的构造和沉积事件,每一次地质事件都对烃源岩的形成和演化产生着重要影响。
比如在构造活动剧烈的地区,烃源岩往往受到了较大的变质作用,对有机质的保存和成熟产生了较大的影响;而在构造相对稳定的地区,烃源岩可能受到了较少的干扰,有机质保存的相对更好。
二、发育模式分析1. 海相烃源岩类型西南非海岸盆地的海相烃源岩类型主要包括泥质岩、粉砂岩和页岩等。
其中泥质岩和页岩是主要的烃源岩类型,它们在不同的沉积环境中呈现出不同的特征和分布规律。
浅海盆地的泥质岩主要发育于湖相和河口相沉积环境中,具有有机质丰富、成熟度较高的特点;而深海盆地的页岩则主要发育于深水海相沉积环境中,有机质丰富度和成熟度相对较低。
2. 烃源岩发育模式西南非海岸盆地的烃源岩发育模式主要受到地质构造、沉积环境和地质历史等因素的影响。
在不同的地质构造单元中,烃源岩的类型和分布存在着差异,浅海盆地以泥质岩为主,而深海盆地则以页岩为主。
第52卷 增刊Ⅰ 2007年9月论 文塔里木盆地和四川盆地海相烃源岩成烃演化模式探讨张 斌 赵 喆 张水昌 陈建平(中国石油勘探开发研究院石油地质实验研究中心, 北京 100083. E-mail: zhangbin01@)摘要 通过系统分析源岩沉积样式并结合区域地温场, 综合研究了塔里木盆地下古生界和四川盆地古生界海相烃源岩的热演化特征, 建立了相应的成烃模式, 探讨了各自的生烃潜力. 海相烃源岩可划分为4种成烃演化模式: 早期快速演化型、中期快速演化型、持续演化型和多期演化型. 其中, 早期快速演化型对形成工业性油气藏直接贡献不大, 以寻找古油藏或原油裂解气为主; 中期快速演化型虽然已发现较多气藏, 但总体规模有限; 后两种类型都取决于前期的演化程度, 若较低后期仍可生成液态原油, 否则以生气为主. 四川盆地古油藏得以较好地保存, 源岩普遍经历了干酪根-油-气的演化过程, 这对于塔里木盆地天然气勘探具有一定的借鉴意义.关键词 热演化模式 海相烃源岩 生烃潜力 沉积样式 叠合盆地2006-12-20收稿, 2007-4-28接受国家重点基础研究发展计划项目(编号: 2006CB202307)资助中国海相烃源岩分布广泛, 包括塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地、华北盆地等均有发现, 油气资源丰富, 展示了良好的勘探前景[1~6]. 烃源岩演化是源岩评价一项重要内容, 是动态研究油气成藏过程的基础. 关于海相烃源岩的热演化特征此前有过一些研究[7~9], 但一般主要针对某一个盆地或者一个较小的区块, 将不同盆地、不同层位烃源岩对比分析的文献并不多见. 本文以塔里木盆地下古生界和四川盆地古生界海相烃源岩为例, 结合源岩的沉积埋藏史和地温场, 系统总结源岩的演化规律并建立相应的演化模式, 同时探讨各种模式下的生烃潜力.塔里木盆地台盆区下古生界发育两套海相烃源岩. 其中, 中、下寒武统烃源岩以灰质硅质泥岩/页岩、泥灰岩、泥晶灰岩/白云岩为主, 属于欠补偿盆地相和蒸发沉氵舄 湖相沉积, 生油母质主要是浮游藻类生物, 有机质丰度高、类型好; 中、上奥陶统烃源岩以泥质泥晶灰岩、泥质灰岩、页岩为主, 属台缘斜坡相和半闭塞-闭塞海湾相沉积, 生油母质有浮游藻和浅海底栖叶状植物[10, 11]. 油源对比结果表明, 目前所发现的海相气藏主要来源于寒武系, 部分来源于奥陶系, 而油藏主要来源于中、上奥陶统[12].四川盆地发育了多套海相烃源岩, 包括下寒武统、下志留统以及上、下二叠统. 其中下寒武统源岩主要在川东、川东北、川南和川中南地区形成了大规模的天然气聚集, 下志留统源岩的贡献主要在川东和川东北, 上、下二叠统烃源岩全盆地均有发育, 主要为碳酸盐岩烃源岩, 部分地区为煤系烃源岩. 总体来看, 川东北烃源岩发育层数最多, 质量较好, 是烃类富集最为有利、勘探潜力最大的地区; 而川南、川中南部和川西南部源岩层数相对较少, 最终聚集的资源量也相对较少[5, 6].1 地层沉积样式塔里木盆地台盆区总体上表现为“两头厚、中间薄”的特征, 即下古生界和新生界地层厚度大, 而上古生界—中生界地层厚度较薄; 四川盆地恰恰相反, 古生代沉积厚度有限, 部分地区遭受较大剥蚀, 印支-燕山期是一个非常重要的沉积时期, 沉积速率快, 地层沉积厚度巨大, 喜山期普遍处于抬升剥蚀阶段[13]. 归纳起来, 可将塔里木盆地和四川盆地海相源岩划分为4种沉积样式(图1): (1) 持续沉降前期深埋型: 典型的塔里木盆地台盆区下古生界沉积特征. 地层沉积基本连续, 前期沉积速率快, 厚度巨大, 后期沉积速率大为减缓. 满参1井位于满加尔凹陷腹部, 其上奥陶统沉积速率高达100 m/Ma, 海西期以来沉积速率大为减缓, 泥盆纪至今平均沉积速率仅为12 m/Ma; 阿瓦提凹陷腹部丰南1井上寒武-下奥陶统沉积速率也达到近100 m/Ma, 海西-燕山期末平均沉积速率仅为10 m/Ma, 喜山期有所加快. 塔北隆起和塔中隆起也有类似的特征, 只是前期沉积厚度远小于凹陷区(图1(a)). (2) 持续沉降后期深埋型: 典型的四川盆地尤其是川东和川东北地区地层沉积特征. 古论文第52卷 增刊Ⅰ 2007年9月图1 塔里木盆地和四川盆地海相烃源岩地层沉降样式示意图(a) 持续沉降前期深埋型; (b) 持续沉降后期深埋型; (c) 深埋-抬升-浅埋型; (d) 浅埋-抬升-深埋型生代沉积基本连续, 偶有间断或剥蚀, 但一般剥蚀厚度和持续时间都较为有限. 印支-燕山期以来地层急剧沉降, 接受三叠-白垩系巨厚沉积, 沉积平均速率达到30 m/Ma 以上, 较古生代的9 m/Ma 要大得多; 川东地区古生代平均沉积速率仅为10 m/Ma, 印支-燕山期平均沉积速率高达20 m/Ma 以上; 喜山期四川盆地普遍抬升(图1(b)). (3) 深埋-抬升-浅埋型: 主要分布在塔里木盆地隆起部位如塔东低凸起和巴楚隆起等. 塔东低凸起由于早期接受了中、上奥陶统巨厚的沉积, 随后强烈抬升, 海西-印支期长时间遭受剥蚀, 直到燕山期以来才再次接受沉积, 喜山期沉积速率明显加快, 沉积厚度较大, 但烃源岩的埋藏深度仍然没有超过加里东期的最大埋藏深度. 巴楚隆起在寒武纪—二叠纪沉积基本连续, 除缺失泥盆系外, 地层基本完整, 剥蚀有限, 二叠纪末寒武系底界埋藏深度达到最大. 二叠纪以来一直处于抬升剥蚀阶段, 直到喜山期才再次沉降接受少量沉积(图1(c)). (4)浅埋-抬升-深埋型: 与第三种类型有一定相似性, 主要是后期的埋藏深度超过前期的最大埋深. 塔里木盆地英东构造带和草湖凹陷加里东期都经历了一定程度埋深, 随后抬升剥蚀, 白垩纪再次沉降接受沉积, 喜山期以来沉积速率进一步加快, 现今最大埋藏深度超过5000 m. 四川盆地川中和川南也有类似的情形. 以川中高科1井为例, 寒武系底界在志留纪末埋深达到2000 m, 随后由于地层整体抬升遭受剥蚀, 印支期以来再次沉降快速沉积, 至侏罗纪末寒武系底界埋深超过8000 m, 白垩纪出现沉积间断, 喜山期遭受一定剥蚀(图1(d)).2 烃源岩热演化模式根据油气生成理论, 温度和时间是烃源岩演化主要的控制因素, 二者在油气生成中的作用可以通过化学动力学方法计算出来, 用目前的盆地模拟商业软件都可以很好地实现, 在此不再赘述. 众所周 知, 地层温度等于地温梯度与埋藏深度的乘积. 一般来说, 盆地的地温梯度不是一成不变的, 盆地的地温场与构造背景及演化规律密切相关. 塔里木盆地由于发育在古老的克拉通背景之上, 存在着地温场退火的现象, 古地温相对较高, 而今地温较低[14]. 四川盆地整体来看地温梯度要高于塔里木盆地, 二叠纪地温梯度最高, 从印支运动、燕山运动至今, 总体上表现为一由高向低转变的趋势[15].对于中国东部断陷盆地, 可以通过烃源岩的沉积样式来确定其演化模式, 二者基本上是一一对应的[16,17]. 但对于西部叠合盆地而言, 在相同的沉积样式下, 由于埋藏深度的不同, 或者地温梯度的差异, 烃源岩的演化模式可能完全不同, 即使在同一个地区, 由于存在多套烃源岩, 它们各自的演化也不同步. 因 此, 尽管沉积样式是烃源岩成熟演化的重要影响因素, 但二者并非一一对应, 还需要考虑各套烃源岩埋藏时间的早晚、深浅以及地温场的高低等多方面的影响.本文在沉积样式和地温场基础上, 应用PetroMod 模拟软件, 根据实测镜质体反射率标定结果, 反演了塔里木盆地和四川盆地不同地区海相烃源岩的热演化史, 并建立了如下4种成熟演化模式(图2~5).(ⅰ) 早期快速演化型. 典型代表是塔里木盆地满加尔凹陷腹部以及塔东低凸起寒武系烃源岩, 生烃的主要特征是早而快, 后期没有烃类生成. 满加尔凹陷由于早期强烈沉降, 沉积速率快, 寒武系烃源岩在很早开始生烃, 并迅速演化很快就已经达到过成熟演化阶段, 处于生油窗内的时间非常短暂, 加里东末期R o 值接近3.0%, 即达到生气“死亡线”1), 后期虽然地层温度继续升高, 但由于烃源岩生烃潜力早已消耗殆尽, 没有烃类生成(图2(a)). 塔东低凸起寒武1) 张水昌. 台盆区寒武系源岩晚期生气潜力评价. 研究报告, 2005第52卷 增刊Ⅰ 2007年9月论 文系源岩加里东期快速生油, 到加里东末期达到过成熟演化阶段, 虽然尚未达到生烃潜力完全枯竭阶段, 但是由于之后地层温度再也没有达到加里东末期的最高温度, 后期也没有烃类生成(图2(b)).由于塔里木盆地油气藏普遍具有“多期成藏、晚期保存”的特点, 目前发现的工业性油气藏的主要成藏时间为喜山期[2], 因此油气不可能直接来源于生烃早而快的寒武系烃源岩, 而它们早期生成并排出的油气经过后期调整、改造后重新聚集, 可能对晚期形成的油气藏有重要贡献. 塔东2井稠油主要来源于寒武系, 根据文献[18]的研究, 这是一个形成于4亿年前的油藏[19].(ⅱ) 中期快速演化型. 这种演化模式主要存在于四川盆地川中和川南地区, 与前文第(4)种沉积模式相对应. 这两个地区主要发育了寒武系和二叠系烃源岩, 虽然它们的演化明显不同步, 但印支-燕山期源岩演化速度快, 是天然气生成的最重要的时期. 下寒武统源岩生油时间较早, 川中地区(以高科1井为例)加里东期就已经生成大量液态原油, 志留纪末演化中止, 直到早侏罗世才再次演化, 且迅速加快, 生成大量天然气, 中侏罗世末达到过成熟演化阶段, 侏罗纪末达到生气“死亡线”(图3(a)). 川南地区资1井下寒武统源岩加里东期演化程度略低, 志留纪末下寒武统有机质R o 值达到0.8%, 生成少量原油, 随后反应中止, 直到中侏罗世才再次演化, 侏罗纪末开始进入高成熟演化阶段, 以生气为主; 早白垩世末达到过成熟演化阶段, 由于喜山运动的整体抬升, 源岩在白垩纪末停止演化, 现今R o 值仍保持在2.3%左右(图3(b)).二叠系烃源岩大量生烃时间为印支-燕山期. 高科1井上二叠统源岩在三叠纪—中侏罗世处于大量生油阶段, 晚侏罗世达到高成熟演化阶段, 以生成天然气为主. 晚侏罗—早白垩世源岩演化速率明显加快, 在短短的35 Ma 内即达到生气“死亡线”(图3(a)).图2 满加尔凹陷腹部和塔东低凸起寒武系烃源岩有机质热演化史(a) 满参1井; (b) 塔东2井论文第52卷 增刊Ⅰ 2007年9月图3 川中地区和川南地区烃源岩热演化史(a) 高科1井; (b) 资1井资1井下二叠统源岩在中侏罗—白垩纪初处于生油高峰, 白垩纪以生气为主, 白垩纪末R o 值达到1.7%左右, 新生代以来由于构造抬升源岩没有进一步演化(图3(b)).四川盆地构造相对较为稳定, 加里东期生成的原油部分随着后期的构造活动而散失, 也有相当一部分得以聚集保存, 在印支-燕山期裂解成气, 与烃源岩直接生成的天然气一同进入圈闭. 因此印支-燕山期是烃源岩最重要的演化阶段, 川中和川南地区目前发现的天然气藏既有下寒武统的贡献, 也有二叠系源岩的贡献[5,6].(ⅲ) 持续演化型. 这类演化模式的典型代表是塔里木盆地阿瓦提凹陷、巴楚隆起寒武系烃源岩以及塔中低凸起、塔北隆起中、上奥陶统烃源岩. 与前两种类型相比, 演化速率相对较缓, 持续时间相对较长, 演化过程基本没有间断.阿瓦提凹陷位于塔里木盆地北部拗陷西段, 发育有良好的寒武系台地相碳酸盐岩烃源岩. 加里东-海西期持续较快沉降, 印支-燕山期沉积缓慢, 喜山期急剧沉降, 地层厚度巨大. 丰南1井没有钻至寒武系, 根据地震资料, 模拟了该井所在位置寒武系源岩的演化过程. 源岩古生代一直处于持续演化阶段, 奥陶纪末达到高成熟热演化阶段, 志留纪末达到过成熟阶段, 海西期演化速率有所降低, 海西期末R o 值达到3.0%, 现今R o 值达到4.5%左右(图4(a)). 由于烃源岩在海西期末就已经达到生气“死亡线”, 后期基本没有烃类生成, 因此寒武系烃源岩对晚期形成的油气藏没有直接贡献, 以寻找古油藏或者调整改造后可能形成的次生油气藏以及古油藏裂解形成的天然气藏为主.和4井是巴楚断隆钻至寒武系的一口重要探井, 钻揭了一套173 m 中、下寒武统烃源岩. 自寒武纪至二叠纪基本处于连续沉积阶段, 寒武系烃源岩的热第52卷 增刊Ⅰ 2007年9月论 文演化过程也基本连续, 寒武纪末期R o 值仅为0.4%左右, 志留纪末R o 值在0.7%~1.1%之间, 平均值为0.9%; 二叠纪末R o 值则达到了1.8%~2.3%, 平均值为2.1%. 印支-燕山期本区发生较大的沉积中断, 源岩热演化过程停止; 喜山期虽然接受一定厚度沉积, 但地层温度仍远低于二叠纪末的地层温度, 有机质成熟度没有进一步提高(图4(b)). 由于烃源岩的演化过程早在海西期末就已经终止, 寒武系烃源岩对晚期形成的油气藏也没有直接贡献, 如果保存条件好, 可能会寻找到古油藏或者改造调整之后的次生油气藏, 以及古油藏裂解形成的天然气藏.塔参1井是塔中低凸起揭示了中、上奥陶统烃源岩的一口深井, 除缺失侏罗系外, 其他各个层位发育相对较为齐全. 中、上奥陶统烃源岩在海西期末进入生烃门限, 但演化一直较为缓慢, 侏罗纪末进入生烃高峰, 白垩纪以来演化有所加快, 现今仍处于生油高峰阶段, R o 值处于1.0%左右(图4(c)). 研究表明, 塔中低凸起斜坡部位发育有良好的中、上奥陶统灰泥丘相黑色泥岩[1,10,11], 这种生烃模式对于晚期聚集的油气有非常重要的贡献, 油源对比的结果也表明塔中隆起的原油主要来源于中、上奥陶统[12], 这与源岩的热演化史完全一致.塔北隆起也主要发育中、上奥陶统烃源岩. 以羊屋2井为例, 中、上奥陶统源岩海西期进入生烃门限,由于上覆地层沉积厚度有限, 地层温度缓慢上升, 演化速率非常缓慢, 直到燕山期末才进入生烃高峰阶段; 由于喜山期尤其是晚喜山期的强烈沉降, 地层温度迅速升高, 喜山期中、上奥陶统源岩处于生烃高峰阶段, 在这一阶段并大量生成液态原油, 成为目前塔北隆起上发现的原油的主要贡献, 现今R o 值仍处在1.2%左右(图4(d)). 塔北隆起也是中、上奥陶统灰泥丘相黑色泥岩发育的重要地带[1,10,11], 源岩的这种演化模式对于晚期油气的聚集成藏非常有利, 从而成为塔北隆起工业性油流的主要贡献者[12].(ⅳ) 多期演化型. 由于前期的深埋和地温场的作用, 早期经历过一定程度的演化, 达到生油高峰阶段, 生成一定数量的油气; 随后由于地层的抬升或者地温梯度的降低, 烃源岩热演化中止; 之后某一时期地层再次沉降, 地层温度超过前期的最高温度, 烃源岩发生“二次生烃”. 塔里木盆地满加尔凹陷边缘以及四川盆地川东和川东北地区都存在这种类型的演化模式.英东2井位于阿拉干-英东构造带的英东2号构造高部位, 钻至震旦系, 缺失志留系—三叠系. 由于沉积埋藏史的不同, 英东2井经历的古地温与塔东2井也存在较大差异, 寒武系烃源岩的热演化途径也明显不同于塔东2井. 英东2井寒武系烃源岩在中奥陶世进入生烃门限, 到晚奥陶世后期进入生油高峰,图4 阿瓦提凹陷、巴楚隆起以及塔中低凸起和塔北隆起海相烃源岩热演化史(a) 丰南1井; (b) 和4井; (c) 塔参1井; (d) 羊屋2井论 文第52卷 增刊Ⅰ 2007年9月图5 英东构造带、草湖凹陷以及川东和川东北地区海相源岩热演化史(a) 英东2井; (b) 库南1井; (c) 池7井; (d) 普光2井志留纪末R o 值达到1.0%; 泥盆-白垩纪演化中止, 新生代以来发生“二次生烃”, R o 值也从1.0%变为1.4%, 这一阶段将有一定数量的液态原油生成, 现今处于湿气凝析油早期阶段(图5(a)). 库南1井位于库尔勒鼻状凸起以南, 靠近草湖凹陷, 源岩演化过程与英东2相似, 在奥陶纪末开始大量生油, 到志留纪末期R o 值达到 1.0%, 然后演化中止, 一直持续到白垩纪末期; 新生代以来“二次生烃”, 其演化程度更高, 现今R o 值达到2.0%以上(图5(b)).以上两个地区, 由于加里东期末烃源岩的成熟度已经达到生油高峰阶段, 大量生油阶段在加里东期就已经完成, 后期“二次生烃”产物除正常原油外, 主要是凝析油和湿气. 可见即使在凹陷边缘, 直接来源于寒武系烃源岩晚期生成的原油数量也是有限的, 但可能形成一定数量的凝析油和湿气.川东地区池7井发育有下寒武统和下志留统两套海相烃源岩, 二者的演化过程完全不同步. 下寒武统源岩生烃潜力释放较早, 在加里东期就已经达到高成熟演化阶段, 产物以凝析油和湿气为主, 海西期主要是干酪根生气和原油裂解生气阶段, 至二叠纪末R o 值达到3.0%以上, 基本丧失生烃潜力. 而下志留统源岩主要生油时间在海西期, 燕山-印支期为干酪根生气和原油裂解成气的时期, 白垩纪初R o 值达到3.0%, 生烃潜力基本丧失(图5(c)). 川东北地区发育有三套海相烃源岩: 下寒武统、下志留统和上二叠统. 以普光2井为例, 虽然这三套烃源岩现今成熟度较为相近, 都达到了生气“死亡线”, 但是它们的热演化也并不完全同步, 寒武系源岩的生油期在加里东期, 而下志留统和上二叠统源岩的主生油期在燕山-印支期, 三套烃源岩的干酪根生气和原油裂解气发生的时间都在侏罗纪(图5(d)).川东和川东北地区海相源岩演化程度都很高, 均已达到生气“死亡线”, 以生成干气为主. 由于烃源岩层位多, 生成油气数量大, 前期生成的液态原油相当一部分能够保存下来, 在后期高温条件下裂解成气, 与干酪根裂解成气一同聚集成藏, 形成大规模工业性天然气藏. 喜山期处于整体抬升阶段, 没有烃类生成, 天然气藏经过调整改造, 并最终定型[20, 21].3 成烃演化模式在油气成藏研究中的应用中国海相盆地多以产气为主, 如四川盆地、鄂尔多斯盆地等, 但其产物主要是天然气, 而塔里木盆地是中国惟一发现海相成因工业性油流的盆地, 其主要原因就在于塔里木盆地存在两套热演化完全不同步的烃源岩. 中、上奥陶统源岩在喜山期的成熟演化生成大量液态石油, 在合适的圈闭条件下聚集, 形成了工业性油气藏, 目前塔中隆起和塔北隆起发现的工业性油流均主要来源于中、上奥陶统烃源岩. 寒武第52卷增刊Ⅰ 2007年9月论文系源岩生烃早而快, 成熟度普遍偏高, 晚期生成液态石油数量有限. 但是在凹陷边缘, 也存在少量低成熟度寒武系烃源岩, 如2004年完钻的英东2井, 寒武系烃源岩的有机质R o值分布在1.3%左右, 2006年上半年完钻的米兰1井, 其寒武系有机质R o值也在1.2%左右, 说明确实存在少量处于高成熟阶段的寒武系烃源岩, 它们可能在喜山期经历了较强的热演化, 形成一定数量的凝析油和湿气甚至液态石油. 近年来, 在轮南低凸起东部斜坡带不断发现寒武系来源的凝析油, 其成因可能与前期对塔北隆起油气形成的认识有较大差异, 是否与东部草湖凹陷内寒武系源岩有关还有待于进一步深入研究.一般来说, 晚期生成的油气更有利于保存. 塔里木盆地目前所发现的主要工业性气藏, 如和田河石炭系气藏、奥陶系气藏、塔东英南2侏罗系气藏、吉拉克石炭系凝析油气藏、轮古13、轮古18奥陶系凝析油气藏以及塔中I号断裂带上盘的奥陶系凝析气藏等, 均属于喜山期成藏[2]. 而四川盆地在喜山期普遍处于抬升剥蚀阶段, 但在盆地内仍然能够找到目前中国最大的工业性天然气藏, 主要原因一方面是烃源岩层位众多, 有机质丰度高, 热演化程度高, 生成大量天然气, 另一方面是就在于其稳定的构造环境, 地层整体升降, 基本不存在强烈的揉皱现象, 构造运动可能会对圈闭进行一定程度的改造, 气藏发生调整, 但仍然保留下来相当数量的天然气[5].四川盆地稳定的构造格局使得古油藏的裂解成为气藏的重要来源. 古油藏的完好保存为油裂解成气提供了完好的物质基础, 为烃源岩演化至枯竭之后提供了新的气源. 多数源岩的演化经历了从干酪根→油→气的过程, 储层中广泛分布的沥青便是最可靠的证据. 四川盆地天然气藏的这种形成模式对于塔里木盆地天然气勘探具有重要的借鉴意义, 只要存在一定规模的古油藏, 就有可能形成较大规模的油裂解气藏[22].4结论烃源岩的热演化主要取决于地层的沉积样式, 对于西部叠合盆地, 二者不能一一对应, 各套烃源岩埋藏时间的早晚、深浅以及地温场的高低等因素都可能影响到烃源岩的热演化模式. 以四川盆地与塔里木盆地海相烃源岩为例, 建立了4种成熟演化模式, 各种不同的模式其生烃潜力是不同的. 早期快速演化型对晚期形成的工业性油气藏直接贡献不大, 但可寻找古油藏或者原油裂解气; 中期快速演化型已发现较多的天然气藏, 但总体来说气藏规模不大; 持续演化型和多期演化型都取决于源岩前期的演化程度, 若前期演化程度低后期还可生成大量液态原油. 四川盆地古油藏得到较好地保存, 在后期的演化过程中成为新的气源, 这对于塔里木盆地勘探并发现新的大规模天然气藏具有一定的参考价值.参考文献:1 梁狄刚, 张水昌, 张宝民, 等. 从塔里木盆地看中国海相生油问题. 地学前缘, 2000, 7(4): 534—5472 张水昌, 梁狄刚, 张宝民, 等. 塔里木盆地海相油气的生成. 北京: 石油工业出版社, 20043 刘德良, 曹高社, 陶士振, 等. 华北盆地南缘寒武系烃源岩. 北京: 石油工业出版社, 20054 夏新宇, 洪峰, 赵林, 等. 鄂尔多斯盆地下奥陶统碳酸盐岩有机相类型及生烃潜力. 沉积学报, 1999, 17(4): 638—6435 朱光有, 张水昌, 梁英波, 等. 四川盆地天然气特征及气源. 地学前缘, 2006, 13(2): 234—2486 王兰生, 苟学敏, 刘国瑜, 等. 四川盆地天然气的有机地球化学特征及其成因. 沉积学报, 1997, 15(2): 49—537 王招明, 肖中尧. 塔里木盆地海相原油的油源问题的综合述评.科学通报, 2004, 49(增刊Ⅰ): 1—88 王飞宇, 张水昌, 张宝民, 等. 塔里木盆地寒武系海相烃源岩有机成熟度及演化史. 地球化学, 2003, 32(5): 461—4689 傅强, 叶茂林. 塔里木盆地草湖凹陷-库尔勒鼻凸烃源岩演化.同济大学学报(自然科学版), 2005, 33(4): 535—53910 赵文智, 王兆云, 张水昌, 等. 油裂解生气是海相气源灶高效成气的重要途径. 科学通报, 2006, 51(5): 589—59511 张水昌, 张宝民, 王飞宇, 等. 塔里木盆地两套海相有效烃源层—有机质性质、发育环境及控制因素. 自然科学进展, 2001, 11(3): 261—26812 Zhang S C, Eanson A D, Moldowan J M, et al. PaleozoicOil-source Rock Correlations in the Tarim Basin, NW China. Org Geochem, 2000, (3)1: 273—28613 刘伊克, 常旭. 四川盆地埋藏沉积史模拟. 地球物理学报, 2003,46(2): 203—20814 解启来, 周中毅. 利用干酪根热解动力学模拟实验研究塔里木盆地下古生界古地温. 地球科学—中国地质大学学报, 2002, 27(6): 767—76915 张水昌, 汪泽成. 中国海相油气成藏特征与富集主控因素. 中国石油勘探, 2006, (1): 5—1016 赵文智, 邹才能, 汪泽成, 等. 富油气凹陷“满凹含油”论——内涵与意义. 石油勘探与开发, 2004, 31(2): 5—1317 陈冬霞, 庞雄奇, 姜振学, 等. 中国东部陆相盆地隐蔽油气藏成藏机理与模式. 石油勘探与开发, 2006, 33(2): 178—18318 孙玉善, 金英爱, 顾乔元, 等. 塔东2井古油藏成藏期分析. 石油勘探与开发, 2003, 30(5): 31—3319 张水昌, 王招明, 王飞宇, 等. 塔里木盆地塔东2油藏形成历史—原油稳定性与裂解作用实例研究. 石油勘探与开发, 2004, 36(6): 25—3120 王兰生, 李宗银, 沈平, 等. 四川盆地东部大中型气藏成烃条件分析. 天然气地球科学, 2004, 15(6): 567—57121 马永生, 蔡勋育, 李国雄. 四川盆地普光大型气藏基本特征及成藏富集规律. 地质学报, 2005, 79(6): 858—86522 赵文智, 汪泽成, 王一刚. 四川盆地东北部飞仙关组高效气藏形成机理. 地质论评, 2006, 52(5): 708—718。
第12卷第3期2005年9月地学前缘(中国地质大学(北京);北京大学)Eart h Science Frontiers (China University of Geosciences ,Beijing ;Peking University )Vol.12No.3Sep.2005收稿日期:20050607;修回日期:20050801基金项目:国家重点基础研究发展规划“973”项目“中国典型叠合盆地油气形成富集与分布预测”(G1*******)作者简介:张水昌(1961— ),男,博士,教授级高级工程师,从事油气地球化学研究。
E 2mail :sczhang @ 中国海相烃源岩发育控制因素张水昌1, 张宝民1, 边立曾2, 金之钧3, 王大锐1, 张兴阳1, 高志勇1, 陈践发41.中国石油勘探开发研究院,北京1000832.南京大学地球科学系,江苏南京2100933.中国石化石油勘探开发研究院,北京1000834.中国石油大学(北京)资源与环境学院,北京102200ZHAN G Shui 2chang 1, ZHAN G Bao 2min 1, BIAN Li 2zeng 2, J IN Zhi 2jun 3, WAN G Da 2rui 1, ZHAN G Xing 2yang 1, GAO Zhi 2yong 1, CH EN Jian 2fa 411Research I nstit ute of Pet roleum Ex ploration and Development ,Pet roChina ,Bei j ing 100083,China 21Depart ment of Eart h Sciences ,N anj ing Universit y ,N anj ing 210093,China 31Ex ploration &Production Research I nstit ute ,S I N O P EC,Bei j ing 100083,China41S chool of Resources &Envi ronment ,China Universit y of Pet roleum ,Bei j ing 102200,ChinaZHANG Shui 2chang ,ZHANG B ao 2min ,BIAN Li 2zeng ,et al 1Development constraints of m arine source rocks in China 1Ea rt h Science F rontiers ,2005,12(3):0392048Abstract :The formation of source rocks is largely dependent on the nature of organisms from which kerogen is derived and the preservation conditions of organic matter ,which are f undamentally dependent on a favourable combination of various elements in which organisms live and are subsequently buried 1These elements include climate ,oceanic currents ,structure and environmental conditions 1The formation of marine organic 2rich source rocks is closely related to the oxygen content in the atmosphere ,xerothermic climate ,and the rapid rise of sea level caused by a rapid increase of temperatures and melting of glaciers ,between a glacial age and a postglacial age 1The formation and evolution of oceanic currents are considered as another important factor that controls the formation of marine organic 2rich source rocks 1The upwelling of waters rich in green 2sulf ur bacteria and el 2ements ,such as phosphorus ,silicon and ferrous compounds ,can greatly accelerate the productivity and burial rate of organic matter 1A distribution model of the Cambrian upwelling in South China and Tarim Basin and a distribution model of anticyclone oceanic currents during the formation of the lime 2mud mound source rock on the mesa 2marginal slope of the Upper Ordovician Lianglitage Formation in Tarim Basin are proposed 1These studies show that high 2quality source rocks can develop only in rift valleys in passive continental margin ,in 2tracratonic rift valleys ,intracratonic sag basins and sag basins at the cratonic margin 1In addition ,a favorable environment for the development of organic 2rich source rocks also includes undercompensation basins ,evapor 2ite lagoons ,mesa 2marginal slopes (lime 2mud mound )and semi 2blocked or blocked undercompensation bays 1Moreover ,a low input of inorganic matter and a low depositional rate are of great advantage to the formation of organic 2rich source rocks ,and the slope seabed landform favors the formation of source rocks 1K ey w ords :marine source rock ;constraint ;paleoclimate ;paleo 2oceanic current ;paleostructure ;paleoenviron 2ment ;Tarim Basin ;South China摘 要:烃源岩的形成取决于生烃母质生物的生存环境和有机质良好的保存条件,这两大因素从根本上来说又取决于生物繁殖时和埋藏时的古气候、古洋流、古构造及古环境等各要素的良好匹配。
海相高有机质丰度烃源岩的形成与大气中的中等含氧量、干热的气候、冰期2冰后期之交的气温快速转暖、冰川迅速融化所导致的海平面快速上升等密切相关。
大洋环流的形成和演变也是控制海相高有机质丰度烃源岩形成的主要因素,上升洋流富磷、富硅、富铁族元素等营养盐和富绿硫细菌极大地促进了有机质生产力、埋藏率的激增。
通过研究,建立了中国华南和塔里木盆地寒武系上升洋流分布模式、塔里木盆地上奥陶统良里塔格组台缘斜坡灰泥丘相源岩形成时的反气旋洋流分布模式。
研究发现,优质烃源岩仅发育于被动大陆边缘背景下的裂谷、克拉通内裂谷、克拉通内坳陷盆地和克拉通边缘坳陷盆地。
欠补偿盆地、蒸发潟湖、台缘斜坡(灰泥丘)和半闭塞—闭塞欠补偿海湾,是高丰度烃源岩发育的有利环境;低的无机物输入和低的沉积速率,有利于高有机质丰度烃源岩形成;呈斜坡的海底地貌,有利于烃源岩形成。
关键词:海相烃源岩;控制因素;古气候;古洋流;古构造;古环境;塔里木盆地;华南中图分类号:P618113 文献标识码:A 文章编号:10052321(2005)03003910 烃源岩分布严格受古气候、古构造、古环境的影响。
20世纪80年代以来,就海相高有机质丰度沉积地层形成的主要控制因素,存在“保存条件”与“生产力”两方面的争论。
前者认为主控因素是沉积或底水环境必须为厌氧条件[1~3];后者认为主控因素是有机质生产力[1,4,5]。
很多证据表明,将缺氧条件作为一个独立的指标,其与富有机碳沉积层之间的关联性较弱,甚至具有否定缺氧条件与富有机碳沉积层之间存在关联性的趋势;恰恰相反,高有机生物产率与富有机碳沉积层之间却具有更多、更强的关联性证据[6]。
因此,国外大多数学者趋同认为:对于烃源岩形成来说,表层水的高有机生产力比底层水的缺氧环境更重要,尽管形成烃源岩的最佳条件是水体分层、底层水缺氧,且表层水高生产力所产生的丰富有机质易在水底保存,但是,只要有机生产力高,在含氧的水底也能形成烃源岩。
其实,单纯强调“保存条件”或单纯强调“高有机生产力”,即任何一个单因素分析都不能客观地揭示高有机质丰度烃源层的形成机理。
事实上,良好的保存条件只是形成高有机质丰度沉积的重要条件之一,而非唯一条件;这也就是同为暗色泥岩,同样形成于H2S熏染的强还原环境,有的有机质丰度高、有的有机质丰度低、有的甚至是非源岩的原因;塔里木盆地寒武系—中奥陶统暗色泥岩具高有机质丰度,而上奥陶统“黑被子”具低有机质丰度而为非源岩便是典型的实例。
同理,上涌洋流也只是形成高有机质丰度沉积的重要条件之一,而非唯一条件;这也就是同为上涌洋流作用下的沉积,有的地区具有高的有机质丰度,有的地区却为低有机质丰度的根本原因;南美秘鲁、西南非陆架与纽芬兰Grand Banks、东北巴西陆架沉积物中有机质含量的鲜明对比说明了这一点。