四川盆地东北地区古地温梯度模拟

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第l5卷 4 20lOq 10』J 

柳理・旗式 

文章编号:1 672—9854(20 1()卜(14一()()57—05 海相油气地质 57 

四川盆地东北地 一 地温梯度模拟 

一 

互老己 王艳飞 t!一.肖贤明 

(1・…日科学院广州地球化学研究所有机地球化学闷家氟点实验 ) (2 rI 同科学院研究生院;3 q_1海 油深圳分公,司) 

摘要 四川I盆地东北地区古地温梯度一直缺乏研究。以普光气田已有的实测反射率 数据为依据,应用EasvR 模拟计算方法,研究了该区主要生烃期的古地温梯度。结果表 明.对川东北地区主要埋藏与生烃期(三叠纪一早白垩世)进行的成熟度模拟计算,应用 古地温梯度为3.0 ̄/100m的古地温模式计算所得的结果与实测结果非常吻合。进一步 

提出了该区的简化古地温模式为[3.0℃/100 m(>96 Ma)一2.8℃/100m(65 Ma)一2.2℃/ 

100m(0Ma)]。 关键词 川东北地区;古地温梯度;镜质组反射率;EasyR。模拟法 

中图分类号:TE125.3 文献标识码:A 

王艳飞 1977年生.工程师。2000毕业于巾国石油大学(华东),现为巾科院广州地球化学研究 所在职博士生。主要从事石油地质、油气地球化学研究。通讯地址:510240广州市江南大道中168 号海洋石油大厦:电话:(020)84258781 

川东北地区是四川盆地非常重要的天然气聚集 

区。该区天然气地质资源量占全盆地总资源量的43% 

以上,累计探明储量占全盆地的60%以上。该区也是 

目前大气田发现最多的地区l1l,发现的大气田有普光、 

卧龙河、五百梯、沙坪场、罗家寨、渡口河、铁山坡嘲,如 

普光气田,探明地质储量达到2510.7xlO In E3]。川东北 

地区发现的天然气产层多.主要包括石炭系黄龙组、 

上二叠统长兴组、下三叠统飞仙关组和嘉陵江组,其 

中飞仙关组鲕滩气藏是我国近年来天然气的重要突 

破。为加快勘探,近年来对川东北地区天然气形成、 

演化与成藏作了大量的研究[1-9],取得了一些有价值 

的成果。然而,这些研究均涉及到的一项基本地质 

参数——古地温梯度,却一直缺乏研究。含油气盆 

地古地温梯度不仅直接影响到油气生成、演化与成 

藏历史,而且还影响到油气生成强度、规模、甚至资 

源量计算等多个方面 

本文以川东北地区镜质组反射率数据比较系统 

的普光气田为实例,应用EasvR 模拟计算方法,对关 

Ii ^ }t j:2009 I 1~30:L攻I__『Ij j[}』:2010 04 l 5 J^,42 0 1 f I:小迎 家科技r 人 J 课题(编 2008ZX05008 002) 键地质时期古地温梯度进行模拟计算,并进一步结 

合该区天然气地球化学特征,对所提出的古地温梯 

度模式的客观性进行讨论。 

1 地质模型与反射率数据 

1.1地 埋藏 

从川东北地区普光2井地层埋藏史图(图1)可 

见。地层埋藏史明显可分为三个阶段: 

(1)晚古生代(350--250Ma),缓慢沉降阶段,石 

炭纪一一二叠纪地层厚度在600~1 000 in: 

(2)三叠纪一早白垩世(25O一96Ma),快速沉降 

阶段,所形成的这套地层厚度可达7000~7500ITI,尤 

其是在侏罗纪一早白垩世,沉积速度极快,达到40~ 

45m/Ma; 

(3)晚白垩世及以后(96一OMa),抬升阶段,地 

层遭受强烈剥蚀,剥蚀了早白垩世一晚侏罗世地层, 

剥蚀厚度可达3 0001

TI以上 洒卡¨ 地质20l0年第15卷第4期 

地质时 (Ma) 

图1 川东北地区普光2井地层埋藏史图 地层数据来源于文献[10—1 1] 

因此,从地层埋藏史分析,影响该区烃源岩成烃 

演化的关键时期是中生代。 

1.2地层反射牢数据 

根据秦建中等El21的资料,普光5井实测沥青反 

射率(R )和镜质组反射率(R。)的埋深与现埋深有 

较大的变化。为获取代表性结果。本研究采用其拟 

合结果,大致相当于其平均值。对普光5井选取了 

4个点(样品l至样品4)进行了模拟计算,以现埋 

深3 150~60501TI为取值范围。 

另选取凡元芳¨1 的普光2井飞仙关组(rr.厂)沥 

青反射率(Rh)资料,根据井段4 828.77~5 104.71 1TI 

获得的8个样品数据,其尺 变化范围为3.11% 

5.21%,取平均值一个点进行了模拟计算,获平均深 

度为4968m,平均Rb值为4.05%(样品5)。 

以上所用实测反射率数据列于表1。 

表1 川东北普光气田实测反射率数据 地层 实测反射率 资料 样品号 井号 埋深 时代 (m) R。(%) R (%) 来源 

样品1 普5井 3150 2.0O 

样品2 普5井 3625 T2 3.OO 秦建中等[123 样品3 普5井 4900 TL厂 4.00 

样品4 普5井 605O TL厂 5.0O 

样品5 普2井 4968 TL厂 4.05 凡元芳 ] 

TL厂飞仙关组。 

l。3油充注n,t,t0t 

川东北地区储层沥青主要为原油裂解成因_2l。根 

据文献资料报道.原油进入储层的时问主要在晚三叠 

世一侏罗纪_12],据此设定原油进入储层开始演化的时 间始于175Ma。应当指出,当储层温度在165℃以下 

时,原油不会发生明显裂解_l4]。因此,根据地层埋藏史 

(图1),该时间可设定在三叠纪一中侏罗世的任何一 

个时刻,对模拟计算结果不会有明显影响。 

2成熟度模拟计算方法 

2.1 EasyR 模拟 

应用EasyR。模型模拟计算有机质成熟度已有 

大量文献报道l15],其基本做法是根据地层埋藏史.设 

定某一古地温梯度模式,应用EasyR。模型软件进行 

反复计算,直至所设定古地温梯度模拟计算结果与 

实测结果吻合[15-16]。该古地温梯度模式则被认为可 

代表所计算地层在某一地质时期的古地温梯度。 

在模拟计算时,应注意两个关键问题。其一是 

所选择实测反射率具有代表性。由于 测定具有一 

定变化范围,会在一定程度上影响古地温梯度模式, 

因此可采用实测反射率剖面的拟合结果,这样可获 

得有较好代表性的反射率结果。其二是选择一个剖 

面进行古地温梯度拟合计算。所得古地温梯度模式 

应适应于该剖面的不同成熟度样品。如有充分的地 

质资料,可对相近钻孔剖面进行EasyR 模拟计算, 

以确保所建立起的古地温梯度模式具有代表性。 

2 2小同类 有机质反射率的转换 

因表1中实测反射率是镜质组反射率(R。)与沥 

青反射率(Rb),为便于与EasyR。模拟数据对比,应 

将其换算成尺阶数据。换算公式如下: 

Ro=O.66Rb+0.34 (1) ” 

Ro=exp(0.000476L +0.0246L 一1.1 14) (2) ] 

RE ̄y=eXp(0.03L 一1.6) (3) ] 

式中:R -一实测镜质组反射率,%; 

R 实测沥青反射率,%; 

R ——对应EasyR。模拟的换算反射率,%; 

vc——镜质组转化率(vitrinite conversion leve1)。 

本研究所选实测反射率数据(表1),经换算后 

的对应实测 值见表2。 

2.3^地温梯度模式设定 

据文献报道。川东北地区现地温梯度为2.1 ̄C/100 In 

至2.3 ̄CJ100 1TI,平均22 ̄C/100mE ]

。古地表温度一般采 I也乜 :l』l『JlI i J也 iE地『x l r地j_IlIl J 十葵{以 

表2川东北普光气田不同古地温梯度条件下的EasyR。模拟计算结果 

地层埋深 对应实测 模拟计算月 (%) 样品号 井号 时代 (m) (%) 3.】℃/100m时 3.0℃/100m时 2.9℃/100m时 2.8℃/100m时 

样品1 普5井 315O 2.25 2.39 2.24 2.O8 1.91 

样品2 普5井 3625 T2 2.69 2.82 2.69 2.43 2.28 

样品3 普5井 4900 TL厂 3.68 3.96 3.68 3.58 3.37 

样品4 普5井 6050 TL厂 4.46 4.58 4.50 4-33 4.14 

样品5 普2井 4968 TL厂 3.72 4.O1 3.72 3.66 3.06 

用15℃ll3]。根据埋藏史图,二叠纪一三叠纪地层中 

有机质热成熟作用的关键时期在三叠纪一早白垩 

世的快速沉积阶段,而其他两个阶段对有机质热成 

熟度作用的影响在实测反射率剖面上难以反映出 

来。根据有机质变质理论,有机质成熟度与其所受 

最大古地温及在该温度下的持续时间有关。因此. 

可将三叠纪一早白垩世简化为相同古地温梯度 参 考前人在生烃模拟时对三叠纪一早白垩世所设定的 

古地温梯度为2.6~2.8 ̄C/100m[2,lo-11j,本研究设定川东 

北地区三叠纪一早白垩世古地温梯度为2.8 ̄C/100m、 

2.9℃/l00m、3.0 ̄C/100m和3.1%/100m;在晚白垩世 

及以后均衡抬升,古地温梯度逐渐降低,直至现地 

温梯度2.2℃/100m。由此,本研究设定了四种简化 

古地温梯度模式,如表3。 

表3川东北地区古地温梯度模式 

3模拟结果 

普光5井样品模拟计算结果应用本研究所 

设定的四种古地温梯度模式对普光5井四个样品 

(样品1至样品4)作了EasyR。模拟计算,模拟计 

算结果见表2和图2。可见,对于这四个不同成熟 

度的样品,在设定早白垩世及以前古地温梯度为 

2.8℃/100 m与2.9℃/100 ITI条件下,模拟计算R 

值比实测反射率所对应的 值低;当早白垩世 

及以前古地温梯度设定为3.1 ̄C/100m时,模拟计 

算结果比实测结果明显高;当早白垩世及以前古 

地温梯度设定为3.0℃/100 m时,模拟结果与实测 

结果非常吻合。 

普光2井样品模拟计算结果 普光2井与普 

光5井在地理位置上相近,均位于普光构造之上. 

它们的沉积构造埋藏史非常相似。应用本研究所 

设定的四种古地温梯度模式对普光2井一个样品 

(样品5)作了EasyR。模拟计算,模拟计算结果见 表2和图3。可见,普光2井样品的计算结果与普 

光5井的完全相同,应用古地温梯度模式Ⅲ(3.0— 

2.8—2.2℃/100 m)所得的模拟计算结果与实测结 

果非常吻合。 

4 讨 论 

如前所叙,前人相关工作一般设定川东北地区 

中生代古地温梯度在2.6 ̄C/100m至2.8 ̄C/100m之 

问。而本研究模拟计算结果表明,川东北地区在中 

生代关键地质时期,古地温梯度为3.0 ̄(2/100 m 比 

前人所采用的古地温梯度要略高。古地温梯度不同。 

在很大程度上会影响对油气生成演化与成因评价 

下面以普光气田飞仙关组储层油气演化为例加以进 

一步说明 

根据大量文献资料报道,普光气田主要为原油 

裂解气成因,气藏内原油已完全裂解,转变为天然气, 

且重烃气C: 也基本裂解,天然气为干气,干燥系数 

一般在0.99以上_J_】

”。根据前人的古地温模式,飞仙