塔里木盆地和四川盆地海相烃源岩成烃演化模式探讨
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中国三大类型盆地油气分布规律康玉柱【摘要】中国主要发育有古生代克拉通盆地、中东部的中新生代断陷盆地及西部中新生代前陆盆地,这3大类型盆地控制了全国油气资源的85%左右,目前已发现的油气田主要分布在这些盆地中。
经过多年研究和实践,总结了这3大类型盆地油气分布规律,以期对当前和今后我国油气勘探起到一定的指导作用。
%There are three major types of petroliferous basins developed in China. They are the Paleozoic cratonic basin, the east-central Meso-Cenozoic fault basin and the western Meso-Cenozoic foreland basin, about 85% of domestic oil and gas resources are controlled by them, and the oil and gas fields' discovered up to now are mainly distributed in them. This paper summarizes the oil and gas distribution regularities in the three major types of basins through several years of researches and practices for the purpose of playing a certain role in guiding the current and future China's oil and gas exploration.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2012(033)006【总页数】5页(P635-639)【关键词】中国;含油气盆地;油气田;分布规律【作者】康玉柱【作者单位】中国石化勘探开发研究院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TE111.1中国有各类盆地约400多个,现已发现500多个油气田,其中特大和大型油气田约55个。
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%。
中国中西部四大盆地碎屑岩油气成藏体系及其分布规律胡宗全;尹伟;伍新和;高金慧;李松;刘春燕;陈纯芳【摘要】中西部四大盆地(鄂尔多斯、四川、准噶尔和塔里木)晚古生代以来经历了台内坳陷、陆内坳陷及(类)前陆盆地的演化过程,以发育碎屑岩为特色,陆内坳陷发育大面积分布的烃源岩,类前陆盆地发育较厚的优质烃源岩,奠定了碎屑岩层系良好的资源基础.碎屑岩层系发育内源、外源和混源3大类6个亚类油气成藏体系.内源成藏体系是寻找大中型油气田的王要领域,在四大盆地间具有下气上油、北早南晚和向南天然气增多的分布规律.成藏与富集主控因素是烃源岩与储层的配置关系,沉积斜坡和山前冲断带是此类成藏体系的有利勘探区带.外源成藏体系的分布与内源成藏具有明显的互补特征,从而拓展了碎屑岩油气勘探的层系和地区.外源油气成藏体系在四大盆地间分布具有南多北少的特征.成藏与富集主控因素是海相层系的油气资源条件和垂向输导体系.海相层系的古隆起区与中、新生代的断裂发育区,是寻找外源油气成藏体系的有利地区.%Since the Late Paleozoic,the four large-sized basins(I. E. Ordos,Sichuan,Junggar and Tarim)in central-western China have experienced a similar evolution process from cratonic depression to intra-continental depression and finally to foreland (pseudo-foreland) basin, and their deposition features in thick clastic rocks. Hydrocarbon source rocks were widely developed in the intra-continental depressions, while thick high-quality source rocks were deposited in the pseudo-foreland basins, providing favorable basis for hydrocarbon accumulation in the clastic strata in the four basins. There are three types (inner-sourcing, out-sourcing and hybrid-sour-cing)and six subtypes of petroleum accumulation systems. The inner-sourcing petroleumaccumulation system is (he major target for large- and medium-sizedoil/gas reservoirs. For the inner-sourcing systems in the four basins, their oil and gas distribution has features of oil in upper part and gas in lower part as well as more gas to the south,their hydrocarbon accumulation were developed early in the north and late in the south. The temporal and spatial combination of source rock and reservoir is the major factor controlling hydrocarbon accumulation and enrichment. Slope zone and piedmont thrust belt are play fairways for these inner-sourcing systems. The distribution of the out-sourcing and inner-sourcing system are significantly complimentary, so greatly broadening the area and horizons for petroleum exploration in the clastic strata. The out-sourcing systems are distributed mainly in the south parts in the four basins. Hydrocarbon resource condition of marine strata and vertical migration pathways are major factors controlling hydrocarbon accumulation and enrichment in the out-sourcing systems. The paleo-uplift zones of marine strata and the Meso-Cenozoic faults zones are the play fairways for petroleum exploration in the out-sourcing system.【期刊名称】《石油与天然气地质》【年(卷),期】2012(033)004【总页数】10页(P561-570)【关键词】成藏体系;油气富集;碎屑岩层系;中国中西部【作者】胡宗全;尹伟;伍新和;高金慧;李松;刘春燕;陈纯芳【作者单位】中国石化石油勘探开发研究院,北京100083;中国石化石油勘探开发研究院,北京100083;中国石化石油勘探开发研究院,北京100083;中国石化石油勘探开发研究院,北京100083;中国石化石油勘探开发研究院,北京100083;中国石化石油勘探开发研究院,北京100083;中国石化石油勘探开发研究院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TE112.3中西部四大盆地(鄂尔多斯、四川、准噶尔和塔里木)晚古生代以来主要发育碎屑岩层系,均先后经历台内坳陷、陆内坳陷、类前陆盆地的演化过程,即构造-成盆演化具有“同序”特征,决定了四大盆地碎屑岩层系成烃-成藏的宏观相似性,但四大盆地经历不同类型盆地的时代和持续时间存在差异性,即“异时”特征,决定了成藏组合所处层系的差异性。
油气地质与勘探_中国石油大学(华东)中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.岩石热解参数不仅可以评价烃源岩有机质丰度,还可以划分干酪根类型。
答案:正确2.有效渗透率的大小主要取决于岩石性质,与流体饱和度关系不大。
答案:错误3.现代油气勘探证实石油的无机成因说是错误的。
答案:错误4.我国的四川盆地、鄂尔多斯盆地和塔里木盆地的主体都属于克拉通盆地。
答案:正确5.岩石的孔隙度和渗透率之间存在较为严格的函数关系。
答案:错误6.含油气系统强调以生烃灶为核心,即一套有效的烃源岩层系就形成一个含油气系统。
答案:正确7.一个盆地油气源的丰富程度从根本上取决于盆地内烃源岩的体积大小。
答案:错误8.沉积剖面中,干酪根数量的减少和沥青数量的增加具有互补性和成因上的联系性。
答案:正确9.排替压力越小,说明岩样中最大连通孔喉越大,大孔喉越多,孔隙结构越好。
答案:正确10.石油荧光性强度与石油类物质的浓度成正比。
答案:错误11.石油的正构烷烃分布曲线与()关系不大。
答案:地层压力12.有机质演化生烃的影响因素中,最重要的是()。
答案:温度13.下列岩石中,最可能成为烃源岩的是()。
答案:灰黑色泥岩14.当沿着油气运移方向地质色层效应起主导作用时,石油的相对密度会逐渐()。
答案:变小15.有利于改善碎屑岩储层储集物性的成岩作用是()。
答案:溶解作用16.天然气水合物形成的必要条件是()。
答案:低温高压17.不能作为油气二次运移主要通道的是()。
答案:干酪根网络18.我国中部的主要含油气盆地是()。
答案:四川盆地和鄂尔多斯盆地19.下面关于正构烷烃分布曲线的描述,哪些说法是正确的。
( )答案:相对陆相有机质,海相(浮游生物菌藻类)有机质形成的石油,低碳数(≤C21)正构烷烃多。
受微生物强烈降解的原油中,正构烷烃常被选择性降解,一般含量较低。
20.油气初次运移动力中,通过产生异常压力促使油气发生运移的是()。
答案:黏土矿物脱水作用流体热增压作用有机质生烃作用21.断层的封闭机理主要包括()等。
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。
深层海相天然气成因与塔里木盆地古生界油裂解气资源王兆云;赵文智;张水昌;王红军;汪泽成【期刊名称】《沉积学报》【年(卷),期】2009(27)1【摘要】我国海相地层时代老,演化程度偏高,高过成熟干酪根热降解生气潜力有限.针对深层海相天然气成因,提出了有机质接力成气机理,具体包含3方面涵义,生气母质的转换、生气时机的接替和气源灶的变迁.源内分散液态烃型气源灶继承了原生气源灶的特征,而源外分散和聚集型液态烃气源灶与原生气源灶相比,则发生了空间上的迁移.上述三部分液态烃在高-过成熟阶段均可裂解成气,但后者通常埋藏较前者浅,裂解成气的时机晚于前者,有利于晚期成藏.通过不同有机质丰度、不同岩性烃源岩生排烃模拟实验研究,建立了不同有机质丰度烃源岩的排油率图版,为源内、源外分散液态烃分配比例和数量研究提供了依据;从3个方面,生烃潜力评价指标S1、热成因沥青和储层的荧光特征,论证了塔里木盆地古生界地层中分散可溶有机质的数量、分布、裂解程度,肯定了塔里木盆地古生界海相烃源岩有机质接力成气的现实性;并用正演研究思路计算了塔里木盆地中下寒武统分散可溶有机质裂解成气数量.有机质接力成气机理的应用大大提高了塔里木盆地台盆区古生界找气的潜力和希望.【总页数】11页(P153-163)【作者】王兆云;赵文智;张水昌;王红军;汪泽成【作者单位】中国石油天然气股份公司石油勘探开发研究院,北京,100083;中国石油天然气股份公司石油勘探开发研究院,北京,100083;中国石油天然气股份公司石油勘探开发研究院,北京,100083;中国石油天然气股份公司石油勘探开发研究院,北京,100083;中国石油天然气股份公司石油勘探开发研究院,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】P1593;TE122【相关文献】1.塔里木盆地与威利斯顿盆地古生界海相碳酸盐岩油气成藏特征对比 [J], 陶崇智;白国平;王大鹏;张明辉;牛新杰;郑妍;白建朴2.塔里木盆地海相古生界油气勘探的进展 [J], 康玉柱3.塔里木盆地下古生界海相碳酸盐岩油气的特殊性 [J], 邬光辉;刘虎;石晓龙4.塔里木盆地古生界海相油气勘探——访康玉柱院士 [J],5.塔里木盆地东部地区古生界原油裂解气成藏历史分析——以英南2气藏为例 [J], 张水昌;赵文智;王飞宇;陈建平;肖中尧;钟宁宁;宋孚庆因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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. 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