塔里木盆地海相油气源与混源成藏模式
塔里木盆地台盆区海相油源对比问题及对策
塔里木盆地台盆区海相油源对比问题及对策摘要:塔里木盆地油气问题的争论已久,争论的焦点在于海相油气资源的来源问题。
文章通过分析塔里木盆地台盆区油气源研究的历史和现状,深入的探析了塔里木盆地海相油气的生成以及油源对比中存在的问题和解决对策。
关键词:海相油气资源;油源对比;问题;解决对策;塔里木盆地塔里木盆地的古生界蕴藏着丰富的海相油气,塔里木盆地地下含有5~7 m的寒武系、奥陶系烃源岩,可以分为寒武系中下统和奥陶系中下统两套烃源岩。
另外塔里木盆地还含有其他的烃源岩,而塔里木盆地油气生成和盆地的构造运动、运移、破坏、调整过程有关,而且这些因素增加了盆地结构的复杂性,对于塔里木盆地海相油气的研究带来了极大的困难。
1 塔里木盆地台盆区油气源研究的历史和现状塔里木盆地台盆区的油气源问题争论已久,成为研究者关注的问题。
油气源问题的争论可以分为三个阶段。
第一个阶段为1984~1989年,随着沙参2、轮南1、轮南2等油气井获得工业原油,相关专家指出塔里木盆地的主力油源岩分布在寒武-奥陶系,油源问题不会成为主要问题。
但是随着轮南8、14、19和沙参14等井发现高蜡原油,研究者逐步提出下古生物为主力油源岩的质疑;在油源研究的第二个阶段,研究者认为发现寒武系源岩成熟度高,而奥陶系源岩有机质含量比较低,并且结合原油中的甾烷组成、泥灰岩做出进一步的对比,得出塔里木盆地海相油具有多源性的特点,石炭系可能是主力油源层。
“八五”国家重点科研表明,海相菌藻类可以生成高蜡原油,塔里木盆地海相原油的主力油源应该是寒武-奥陶系;第三阶段是从1996年到目前,随着勘探工作的深入,发现石炭系不是具有潜力的源岩,这样就重新确定了寒武-奥陶系烃源岩的位置。
2 塔里木盆地海相油气的生成塔里木盆地海相组合形成寒武-奥陶系烃源岩和中、上奥陶系烃源岩,这两套烃源岩埋藏深度在9 000 m以下,生烃区域烃源岩的镜子质体反射率大于1.6%,烃源岩处于高度成熟的阶段,海相烃源岩现在已经不可能大量生成,所以说塔里木盆地中发现的海相油气是这两套烃源岩的演化过程中生成的。
塔里木盆地轮南古潜山构造变形与油气成藏
塔里木盆地轮南古潜山构造变形与油气成藏摘要:塔里木盆地是我国西部最大的油气盆地之一,在其中的轮南地区发现了丰富的油气资源。
本文通过对轮南古潜山脉的形成、演化及构造变形进行研究,探讨了塔里木盆地轮南地区油气成藏的形成机制。
论文首先介绍了塔里木盆地地质背景和地质特征,随后详细描述了轮南古潜山环境下的岩相构造特征及其变形过程。
接着从构造特征与油气成藏密切相关的地质条件入手,阐述了不同构造单元的油气地质特征与油气富集规律,归纳出了轮南地区的油气成藏模式及主要的控制因素,最后提出了对该区域油气勘探的建议和前景分析。
关键词:塔里木盆地;轮南古潜山;构造变形;油气成藏Introduction塔里木盆地位于中国西北部,是我国面积最大的陆上盆地之一,也是我国西部重要的油气勘探开发基地之一。
其东西长约1000公里,南北宽约600公里,总面积达50万平方公里,地质历史长,沉积层系厚,烃源岩、沉积储层和构造埋藏条件较好,同时具有海陆相间、热水溶解富集和构造活动强烈等多种类型的油气藏。
其中轮南地区由于地质构造复杂,形成了许多储层与盖层的叠置,是塔里木盆地重要的勘探开发区域。
因此,深入探究轮南地区油气成藏经过的岩相构造演化变形及富集规律,对指导该区域的油气勘探具有十分重要的意义。
1.轮南古潜山的形成与演化轮南古潜山是塔里木盆地最重要的潜山之一,长约400公里,南北宽约10-60公里,由于地质构造活动与侵蚀作用的影响,形成了许多地质体,其地质特征与北部祁连山相近,区别在于轮南古潜山没有形成显著的风化残丘。
在前寒武纪时期,轮南地区的构造环境与海陆相间,迅速沉积发育大量碎屑岩,继而在中寒武世时期,形成了滚头山、富尕山、梅沙仙女原等峰丛,地层发育由古老的基底到新近的盖层。
在晚奥陶世晚期到石炭纪早期,轮南地区分别经历了东、豫西、西、珠峰4个阶段巨大的活动性构造,形成了许多古地长、橄榄岩体及裂隙带,其古潜山发展历史及地质背景具有重要的研究价值。
塔里木盆地海相混源油定量识别模式及其意义
原 油 的混 源现 象按 照来源 归纳起 来有 两种情 况 :多期 次混 源和 单期 次 混源 。对 于 油混 源 大体 上有 3
种类 型 :① 降解原 油和 正常原 油 的混合 ,即前 期 注入油 藏 的原油发 生 生物 降解作 用之 后 ,又 有后期 原油
原油 中,油藏 内原有化 学组 分 的动态平 衡将 被打 破 ,轻组 分从原 油 中运移 分馏 出来 ,而重 质组 分相对 富 集 ,最终形 成 沥青垫 (a t 。 trma) 在 国外 ,原 油混合 程 度 的研 究 已近 2 0年 的历 史 。P tr 1 8 ) 对英 国北海 In r ryFrh区 ees( 9 9 n e Moa i t
域 B ar e油 田原油 和烃 源岩萜 烷和 甾烷 的分布 特征 剖析 ,确定 了该 原油是 来 自泥盆 系和 中侏 罗统源 岩 eti c 的混合原 油 ,率先提 出 了利用碳 同位 素方 法计算 混源 油 中两类 源岩 的大致 贡献 ,并将 其研 究成 果发表 于
AAP ( eAmei nAso i in o erlu GelgssB l t ) 上 ,揭 开 了 混 源 油 研 究 的 新 篇 G Th r a sca o fP t e m oo i ul i c t o t en
0z 。 + 的烃 源 岩 。
[ 关键 词 ] 塔里 木 盆地 ;混 源 油 ;海 相 ;生 物 标 志 化 合 物 [ 图分 类 号 ] T l 2 14 中 E 2 . 1 [ 献标识码]A 文 [ 章 编 号 ] 10 —9 5 (0 7 4— 04一 6 文 0 0 7 2 2 0 )0 0 3 O
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石 油 天 然 气 学 报 ( 汉 石 油 学 院 学 报 ) 20 年 8 江 07 月 第2卷 第4 9 期
塔里木盆地卡塔克隆起古生界油气运移体系与成藏演化
( tt yLa o ao y o la d Ga sr orGelg n pli to S aeKe b r tr f Oi n sRee v i oo y a d Ex ot in, a Ch n d ie st f T c n lg e g uUn v riy o eh oo y,Ch n u,Sih a 1 0 9 e gd c u n 6 0 5 ,Ch n ) ia Ab t a t s r c :Rih pe r l um e our e v e o nd i l o o c 0 he Ka a p it he Ta i Ba i c toe rs c sha ebe n f u n Pa e z i ft t keU lf ,t rm sn. I fue e y muli l t g soft c o ce o uton,t t dy a e s c r c e ie y t olo n o — n l nc d b tp e s a e e t ni v l i he s u r ai ha a t rz d b he f l wi g c m pl a e c umul to e t r s s h 3 i e d o a bo o c s,e ry oi c r i g,l t a ha g ng, i td a c c a i n f a u e uc S m x d hy r c r n s ur e a l l ha g n aeg sc r i 3 s a e fa c m ul to t g so c u a i n,a u tpl c u u a i n . The c nd m li e a c m l to s om p ia e c umulto r c s e e t it lc t d a c a i n p o e s s r s rc
从塔里木盆地看中国海相生油问题_梁狄刚
收稿日期:20000628;修订日期:20000727作者简介:梁狄刚(1938) ),男,教授级高级工程师,中国石油天然气集团公司油气地球化学重点实验室学术委员会主任,石油地质与地球化学专业。
基金项目:国家/九五0重点科技攻关资助项目(96-111-01-03)¹国家/八五0重点科技攻关项目(85-101-01-04)生油岩研究专题报告。
从塔里木盆地看中国海相生油问题梁狄刚1, 张水昌1, 张宝民1, 王飞宇2(11中国石油勘探开发研究院,北京100083; 21石油大学,北京102200)摘 要:塔里木盆地厚达5~7km 的海相寒武、奥陶系,可划分出下、中寒武统和中、上奥陶统两套工业性烃源岩。
油源对比证实:盆地目前保存下来的海相成因工业性油藏,主要来源于中上奥陶统泥灰岩。
正是因为塔里木盆地比四川、鄂尔多斯盆地多了一套中等成熟的中上奥陶统油源岩,所以能够找到海相油田。
笔者认为:海相工业性烃源岩不必很厚,但w (T OC)应\0.5%,碳酸盐岩要含泥质;海相源岩往往并不发育在凹陷中心,而发育在4种有利沉积相带上;碳酸盐岩具有/双重母质0的特点,浮游藻类偏油,底栖藻类偏气。
海相源岩的形成模式有/保存模式0和/生产力模式0两种,分别对应于塔里木寒武系和中上奥陶统烃源岩。
塔里木古生代克拉通早期活动、晚期稳定、持续降温的演化史,有利于海相油气的多期成藏和晚期保存。
关键词:塔里木盆地;中国海相生油;烃源岩;油气源对比;生油岩母质;成熟度;盆地演化中图分类号:P6181130.2+7 文献标识码:A 文章编号:10052321(2000)04053414中国古、中生代海相地层分布面积在300@104km 2以上,其中不乏好的烃源层,油气显示广泛分布。
海相成因天然气的勘探已在四川、鄂尔多斯盆地取得了丰硕成果,但是迄今为止,全中国只在塔里木盆地找到了海相成因的工业性油藏。
目前塔里木盆地每年生产的410@104t 原油,全部是海相石油。
塔里木盆地古生代海相地层礁滩相油气藏研究综述
砂体 、潮道 、台缘一 斜 坡一 盆地 上 的碎 屑 流 及 等 深 流 ,包 括 多 层 叠置 的水 道 及 朵状 体 、斜 坡 扇 及 海 底扇
补 型碳 酸盐 岩水 体逐 渐加 深 和发 育 台缘 ( 礁 )滩 相沉 积 ;③ 中晚奥 陶世 早期 孤立碳 酸盐 岩 台地结构 型 式 与沉 积模 式 ,即具镶 边 型 台缘结 构 与礁滩 相 发育 、台缘斜 坡 区广泛 发育 丘形地 质异 常体 和 台地斜坡 区滑 塌和 重力 流 沉积 发育 ;④ 晚奥 陶世 晚期 淹没 台地 层序 结构 与沉 积模 式 ,即 主要 发 育混积 陆棚 相 的碎 屑 岩 沉积 。对 塔 中 I号坡 折带 研究 表 明l 1 n ] ,台缘 的 良里 塔格 组礁 滩体 发育 具有 早期 伸展 断裂作 用背 景 ,而
中存 在不 整合 风 化壳 岩溶 储 层_ 7 ] 。
2 塔 里 木 盆 地 古 生 代 海 相 地 层 礁 滩 相油 气 藏特 征
2 . 1 礁 滩 相 带 发 育 背 景 、 类 型 与 时 空 分 布
塔 里木 盆地 礁滩 相具 有 不 同种 类 ,但 主要 为 台缘 礁 和 台 内 点礁 ,其 形 成 与 地 质 结 构及 台地 结 构有
关[ 8 ] 。对 塔里 木盆 地寒 武 至奥 陶 系沉 积层序 研 究表 明 ] :①早 中寒 武世 缓坡 型 台地结 构与 层序模 式 ,即
发育 高频 沉 积旋 回、 台缘 礁 不发 育 、斜坡 区发育 碎屑 流一 浊 流和 斜 坡一 陆棚 区烃 源 岩发 育 ;② 晚寒 武 世 一 早 奥 陶世 弱镶 边 斜坡 型 台地结 构 与层 序模 式 ,即并 进 型碳 酸盐 岩旋 回厚度 巨大 并 以局 限台地相 为 主 、追
塔里木盆地海相油气成藏研究进展
文章编号:1001-6112(2020)01-0001-12㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀doi:10.11781/sysydz202001001塔里木盆地海相油气成藏研究进展顾㊀忆1,黄继文1,贾存善1,邵志兵1,孙永革2,路清华1(1.中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,江苏无锡㊀214126;2.浙江大学地球科学院,杭州㊀310027)摘要:近年来塔里木盆地超深层海相油气勘探取得了丰硕成果,顺北奥陶系㊁塔中寒武系㊁塔河深层等油气新发现,为塔里木盆地海相油气成藏研究提供了丰富的基础资料㊂塔里木盆地海相油气主要分布于台盆区,油气藏类型多样,原油物性变化大,显示出成藏的复杂性㊂通过对大量的实际样品分析和模拟实验及大量的地质㊁地球化学综合分析,结合构造演化㊁层序地层学㊁沉积相与沉积环境等研究成果,在烃源岩分布及其演化㊁油气地球化学特征㊁海相油气藏分布特征等方面取得了显著进展㊂一是明确了塔里木台盆区海相油气主要来源于强还原环境下形成的下寒武统 中下奥陶统烃源岩,特别是台盆区下寒武统玉尔吐斯组,并明确了超深层海相油藏后生改造主要有TSR㊁热裂解2种类型,提出了相应的判识指标;二是在建立玉尔吐斯组缓坡型优质烃源岩沉积发育模式的基础上,通过井震标定㊁正演模拟和区域测线地震相解释㊁三维区属性分析与地震反演,预测了玉尔吐斯组烃源岩的展布,并明确其演化特征:燕山期以来长期低地温背景下的 高压生烃演化抑制模式 延缓了顺托果勒低隆寒武系烃源岩热演化,顺托果勒地区仍具晚期高成熟液态烃形成条件;三是通过台盆区油气成藏特征对比,明确了奥陶系油气分布特征,进一步明确在台盆区寻找以下寒武统玉尔吐斯组原地烃源岩与燕山期以来晚期活动走滑断裂相匹配的㊁以晚期供烃为主的轻质油藏 天然气藏,是塔里木台盆区超深层碳酸盐岩领域油气勘探的重要方向㊂关键词:超深层油气藏;海相油气;油气成藏;奥陶系;寒武系;台盆区;塔里木盆地中图分类号:TE122.3㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:AResearchprogressonmarineoilandgasaccumulationinTarimBasinGUYi1,HUANGJiwen1,JIACunshan1,SHAOZhibing1,SUNYongge2,LUQinghua1(1.WuxiResearchInstituteofPetroleumGeology,SINOPEC,Wuxi,Jiangsu214126,China;2.CollegeofEarthSciences,ZhejiangUniversity,Hangzhou,Zhejiang310027,China)Abstract:Inrecentyears,greatachievementshavebeenmadeintheexplorationofultra⁃deepmarineoilandgasintheTarimBasin.NewoilandgasdiscoverieshavebeenachievedintheShunbeiOrdovician,TazhongCambrianandTahedeepstrata,whichprovideabundantbasicdataforstudyingthemarineoilandgasaccumulationintheTarimBasin.ThemarineoilandgasintheTarimBasinaremainlydistributedintheplatform⁃basinarea.Therearevarioustypesofreservoirs,andthephysicalpropertiesofcrudeoilvarygreatly,showingthecomplexityofhydrocarbonaccumulation.Throughtheanalysisofalargenumberofsamples,simulationexperimentsandextensivegeologyandgeochemistryanalysis,combinedwiththeresearchresultsoftectonicevolution,sequencestratigraphy,sedimentaryfaciesandsedimentaryenvironments,somesignificantprogresshasbeenachievedsuchasthedistributionandevolutionofsourcerocks,oilandgasgeochemistrycharacteristics,andthedistributioncharacteristicsofmarineoilandgasreservoirs.Thefollowingachievementshavebeenmade:1)clarificationthatthemarineoilandgasintheTarimplatform⁃basinareamainlycomefromtheLowerCambrian-Middle/LowerOrdoviciansourcerocksformedunderstronglyreducingenvironments,especiallytheLowerCambrianYuertusiFormationintheplatform⁃basin.Twoalterationstypesofultra⁃deepmarinereservoirs,namely,TSRandthermalcrackingaredefined,andthecorrespondingidentificationindicatorsareproposed.2)byestablishingthesedimentarydevelopmentmodeofthegentleslope⁃typehigh⁃qualityYuertusisourcerocks,throughwell-seismiccalibration,forwardmodeling,regionalsurveylineinterpretationofseismicfacies,3Dareaattributeanalysisandseismicinversion,thedistributionofsourcerocksintheYuertusiFormationmaybepredicted,andtheirevolutioncharacteristicsclarified:the high⁃pressurehydrocarbongenerationevolutioninhibitionmode underthelong⁃termlowgeothermalbackgroundsincetheYanshanperiodhasdelayedthethermalevolutionofShuntuoguolelowupliftCambrian收稿日期:2019-10-30;修订日期:2019-12-05㊂作者简介:顾忆(1962 ),男,教授级高级工程师,从事油气地质勘探研究㊂E⁃mail:guyi.syky@sinopec.com㊂基金项目:国家自然科学基金(41772153)和中国石化科技部项目(P15115和P16090)资助㊂㊀第42卷第1期2020年1月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀石㊀油㊀实㊀验㊀地㊀质PETROLEUMGEOLOGY&EXPERIMENT㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Vol.42,No.1Jan.,2020sourcerocks,andtheShuntuoguoleareastillhastheformationconditionsoflatehigh⁃maturityliquidhydrocar⁃bon.3)bycomparingthehydrocarbonaccumulationcharacteristicsoftheplatform⁃basinarea,theOrdovicianoilandgasdistributioncharacteristicshavebeenclarified,furtherdelineatingtheCambrianYuertusiinsitusourcerocksthere,andidentificationofthelightoil-gasreservoirsmatchingwiththeactivestrike⁃slipfaultsinthelateYanshanperiodandchargedbythelatehydrocarbonsupply,whichprovideankeydirectionforoilandgasexplorationintheultra⁃deepcarbonaterocksoftheTarimplatform⁃basinarea.Keywords:ultra⁃deepoilandgasreservoirs;marineoilandgas;oilandgasaccumulation;Ordovician;Cam⁃brian;platform⁃basinarea;TarimBasin㊀㊀油气藏形成于复杂的自然地质系统之中㊂油气从生成到成藏涉及到生㊁储㊁盖㊁运㊁聚㊁保及时空配置等多个成藏要素㊂油气成藏研究即以油气藏为目标,以地球化学方法为主要手段,重点关注油气藏在不同时间及三维空间位置赋存状态及其演化,从多学科㊁多角度㊁多视域全方位阐述油气藏形成㊁演变的历史㊂油气成藏研究的关键问题是烃源岩及其演化㊁油气源对比㊁油气成藏期次及油藏后生改造等,油气成藏研究的终极目标是明确油气藏形成机理,指出成藏主控因素与富集规律,以指导油气勘探,这也是石油地质学研究的核心所在㊂1㊀研究背景与面临的问题塔里木盆地的形成经历了震旦纪 中泥盆世㊁晚泥盆世 三叠纪和侏罗纪 第四纪3个伸展 聚敛旋回演化阶段,盆地演化与构造体制转换的地球动力学过程与方式决定了盆地具有复杂的叠加地质结构,制约着油气聚集与分布[1]㊂塔里木盆地勘探实践表明,海相油气主要分布于沙雅隆起㊁卡塔克隆起及古城墟隆起,已发现油气藏类型性质多样,既富油又富气,原油物性变化大,显示出油气成藏的复杂性:即油气藏成藏后的破坏与改造作用㊁不同地质时期油气多期次充注的叠加改造作用㊂塔里木盆地海相油气成藏研究面临3个主要问题:(1)海相主力烃源岩的确认㊁分布及其演化;(2)海相油气藏分布特征及油气地球化学特征;(3)油气主要成藏期判识及其成藏模式㊂烃源岩研究是油气成藏研究的基础与首要问题㊂塔里木盆地海相烃源岩层系受不同地区沉积环境与沉积相的控制,发育程度差异较大㊂寒武 奥陶系烃源岩埋深大㊁压力高㊁演化程度高,同时揭示井少,地层古老又缺乏镜质体,演化程度的确定困难㊂油气地球化学是油气成藏研究的重要手段之一㊂塔里木盆地海相油气成藏历史长,经历多期次充注与多类型后生改造,如何选择适用的地球化学对比参数显得尤为重要㊂近年来流体包裹体㊁稀有气体同位素㊁方解石U-Pb㊁Re-Os同位素等成藏定年技术的发展,为油气成藏期次的判识提供了重要的技术支撑㊂目前,通过大量的实际样品分析与模拟实验㊁大量的地质㊁地球化学综合分析,结合构造演化㊁层序地层学㊁沉积相与沉积环境等研究成果,塔里木盆地海相油气成藏研究取得了显著的进展㊂2㊀台盆区海相油气成藏研究进展2.1㊀油气主要来自寒武系—中下奥陶统烃源岩塔里木盆地台盆区海相油气藏主要存在以下4种类型:(1)以塔河油田奥陶系为代表的重质油 超重质油藏;(2)以英买力地区为代表的奥陶系内幕中质油藏;(3)以顺北1号油气藏为代表的轻质 挥发油藏;(4)以顺南地区为代表的天然气藏㊂油气地球化学分析是油 油(气)对比㊁油气成因类型㊁来源等的重要手段㊂原油地球化学特征参数一方面与原油生源条件有关,另一方面也随成熟度的增大有规律性的变化㊂生物标志物含量随成熟度的增大而降低,进一步加大了原油地球化学生标参数对比的难度㊂2.1.1㊀台盆区典型海相原油特征(1)油气地球化学特征精细对比,明确了强还原环境生烃母质原油的地化特征㊂常用的油气地球化学分析主要包括:轻烃指纹㊁饱和烃色谱㊁色质㊁芳烃色质㊁原油及组分碳同位素㊁饱和烃单体烃碳同位素等方法[2]㊂中深1井中寒武统阿瓦塔格组凝析油是来源于寒武系的典型端元油[3];对塔中52等井奥陶系原油分析表明,特殊的三环萜烷分布与中上奥陶统烃源岩地化特征相近[4]㊂塔里木盆地台盆区大量原油样品的地球化学分析表明,整体上,无论是轻烃指纹㊁饱和烃特征(图1)㊁饱和烃色质甾㊁萜烷分布(图2),还是原油单体㊁原油组分碳同位素特征(图3),除顺西地区原油显示出差异外,塔河㊁塔中㊁顺北原油地球化学㊃2㊃㊀㊀㊀㊀㊀㊀石㊀油㊀实㊀验㊀地㊀质㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷㊀㊀图1㊀塔里木盆地台盆区原油轻烃nC7 MCH RCPC7和原油Pr/Ph (Ph/nC18-Pr/nC17)的相关性Fig.1㊀ nC7-MCH-RCPC7 lighthydrocarbontriangulardiagramandPr/Phand(Ph/nC18-Pr/nC17)correlationofcrudeoilinplatform⁃basinareaofTarimBasin图2㊀塔里木盆地台盆区典型海相原油甾烷㊁萜烷分布特征Fig.2㊀Distributioncharacteristicsofsteranesandterpenesintypicalmarinecrudeoilfromplatform⁃basinareaofTarimBasin图3㊀塔里木盆地台盆区原油㊁顺2井烃源岩模拟抽提物正构烷烃单体碳同位素(a)和原油饱 芳烃碳同位素分布(b)Fig.3㊀Distributionofn⁃alkanescompound⁃specificcarbonisotopeofcrudeoilandsimulatedwellShun2extracts(a),carbon⁃isotopedistributionofsaturated-aromatichydrocarbonsofcrudeoil(b),Tarimplatform⁃basinarea㊃3㊃㊀第1期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀顾忆,等.塔里木盆地海相油气成藏研究进展㊀特征均具相似性,表明其来源的一致性(原油受后生改造对碳同位素影响较大,后文另述)㊂同时,塔河油田及英买力英古2井奥陶系原油检出了丰富的芳基类异戊二烯烃,它是光合绿硫细菌的成岩转变产物,是强厌氧环境下有机质生油贡献的一个显著标志[5]㊂(2)上奥陶统烃源岩热解模拟实验,明确了台地相弱还原环境上奥陶统烃源岩地化特征㊂长期以来,对上奥陶统烃源岩的研究主要根据岩石抽提物地球化学特征开展[6]㊂上奥陶统良里塔格组主要为碳酸盐岩,具有既是烃源岩又是储层的双重特点,常规的油 岩对比可能成为实际意义上的油 油对比㊂前期通过对塔北44口钻遇上奥陶统钻井中的267块样品的分析,表明上奥陶统有机质丰度低,有机质类型偏腐殖型为主,不发育烃源岩,基本不具备形成规模油气的烃源条件;上奥陶统烃源岩直接抽提物的地球化学特征介于原油与岩心热解模拟产物之间[7]㊂前人研究认为[8],上奥陶统良里塔格组台地相烃源岩C24四环萜烷含量高;而盆地相中上奥陶统萨尔干组烃源岩㊁中下奥陶统黑土凹组烃源岩C24四环萜烷含量低,与寒武系烃源岩基本一致;塔中地区上奥陶统烃源岩的正构烷烃具明显的奇碳优势,Pr/Ph>1.0,也表明了塔中北斜坡台地相上奥陶统烃源岩以泥灰质沉积为主,母质类型偏腐殖型,具有碳同位素相对较重(-30ɢ左右)㊁易生气等特征[9]㊂HUANG等[10]也在塔中发现一类高C19三环萜烷㊁高C24四环萜烷㊁高Ts含量的原油,与顺西1井㊁顺西101井良里塔格组原油的异常特征相似(图4)㊂由此认为,以上奥陶统良里塔格组为代表的台地相偏腐殖型烃源岩是该类原油的主要贡献者㊂为了进一步明确上奥陶统烃源岩产物地球化学特征,选择顺2井上奥陶统桑塔木组6729.5m井段图4㊀塔里木盆地台盆区奥陶系原油和顺2井O3烃源岩热模拟产物萜烷参数对比塔中样品据参考文献[10]㊂Fig.4㊀ComparisononterpeneparametersofOrdoviciancrudeoilandthermalsimulationproductsofO3sourcerockinwellShun2,Tarimplatform⁃basinarea灰质泥岩(Ro为0.99%)开展了模拟地层压力(65MPa)下不加水的黄金管热模拟实验㊂实验在中科院广州地化所进行㊂由于样品TOC含量较低(0.25%),采用了干酪根富集后再实验模拟的方法㊂模拟结果表明,3个较低成熟度模拟样的饱和烃色谱整体表现为较高的Pr/Ph值(>1.2),显示出烃源岩沉积于弱还原性环境,与顺西奥陶系原油(图1)类似㊂模拟成熟度较低的样品,饱和烃萜烷C24Te/C26TT C19/C20TT参数(图4)㊁饱和烃单体碳同位素都显示出与顺西奥陶系原油可比,而区别于塔河㊁顺北㊁英买力等地区台盆区典型海相原油(图3)㊂因此,通过油气地球化学精细对比及上奥陶统烃源岩热模拟实验,表明塔里木盆地台盆区绝大部分原油来源于寒武系 中下奥陶统缓坡相源岩,顺西 塔中西北部地区奥陶系原油可能有上奥陶统台地相偏腐殖型烃源岩的贡献(表1)㊂表1㊀塔里木盆地台盆区海相原油成因分类Table1㊀GeneticclassificationofmarinecrudeoilinTarimplatform⁃basinarea参数塔河 顺北㊁中深1井原油顺西原油轻烃MCH<35%>35%Pr/Ph<11ʃ饱和烃碳同位素<-31ɢ>-30ɢ芳烃碳同位素<-29ɢ-28ɢʃ正构烷烃单体碳同位素-34ɢ -36ɢ-32ɢʃC19/C21TT<1.5>1.5C24Te/C29TT<1.5>1.5特殊化合物芳基类异戊二烯烃-来源与分布㊀寒武系 中下奥陶统缓坡相烃源岩,全区分布,为主要贡献者㊀台地相偏腐殖型烃源岩,分布于卡塔克隆起局部㊃4㊃㊀㊀㊀㊀㊀㊀石㊀油㊀实㊀验㊀地㊀质㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷㊀㊀2.1.2㊀海相油藏后生改造作用与程度一般来说,油藏后生改造包括深埋/岩浆烘烤引起的热裂解及构造抬升引起的油藏水洗氧化㊁生物降解等㊂塔河油田奥陶系油藏重质 超重质油中高浓度的25-降藿烷系列化合物的出现,是原油遭受生物降解的重要证据[11-12]㊂原油地球化学特征分析表明,塔河 塔中㊁顺北地区原油总体为高成熟度原油,古隆起分布受氧化降解改造的重质 超重质油藏[13],台盆区深层 超深层碳酸盐岩储层多处于高温㊁高压环境,总体为高成熟度的轻质 挥发油藏,可能经受热裂解㊁硫酸盐热化学还原(TSR)㊁运移分馏㊁气洗等后生改造㊂因此,塔里木盆地超深层油藏深埋后生改造作用类型与程度成为勘探关注的焦点问题之一㊂塔河油田重质㊁超重质油藏为氧化降解成因已成共识[13-15],本文仅讨论油藏后生热蚀变作用㊂(1)硫酸盐热化学还原(TSR)作用TSR是热动力驱动下烃类和硫酸盐之间的化学反应,烃类在高温下将硫酸盐矿物还原生成H2S与CO2等酸性气体,是高含H2S天然气形成的重要机制[16]㊂研究表明,TSR中硫化氢形成需要3个基本条件,即充足的烃类㊁大于120ħ的储层温度㊁含蒸发岩的碳酸盐岩储层[16]㊂TSR反应形成的硫化氢能够促进碳酸盐岩储层改造而形成优质储层[17]㊂中深1井在寒武系盐下阿瓦塔格㊁肖尔布拉克组2个层位发现了内幕油气藏[3,18-19]㊂中深1C井下寒武统肖尔布拉克组天然气以烃类气体为主,甲烷占62.7% 63.0%,CO2占24.1% 25%,H2S占7.22% 8.27%,属高含硫干气气藏[20];凝析油样品全油色谱以非链烷烃化合物分布为特征,正构烷烃化合物难以分辨,轻烃损失严重,轻烃中富含单芳化合物(苯㊁甲苯㊁二甲苯㊁三甲苯等)(图5b),区别于中深1井中寒武统阿瓦塔格组凝析油(图5a)及塔河奥陶系等海相主体原油㊂同时,原油饱和烃单体碳同位素值差异很大㊂虽然在正构烷烃分布上存在巨大差异,但中㊁下寒武统2个层位的原油在生标组成上并没有本质上的差异㊂萜类化合物的分布均具较丰富的长侧链三环萜烷及较高含量的C29藿烷和伽马蜡烷;甾类化合物具较高重排甾烷,代表油气来源于缺氧环境条件下沉积的海相页岩,具有同源性㊂低碳数三环萜烷的相对富集则与高演化程度有关㊂传统意义上,轻芳烃在海相原油中的富集主要是原油经受热蚀变导致的环化㊁芳构化所引起,TSR过程所诱发的芳构化反应比原油裂解诱发的环化优先㊂中深1C井凝析油异常富集苯系物,指示了强烈的TSR改造作用,而并非经受单纯的热裂解所致㊂中深1C井凝析油含硫非烃检测出完整的低聚硫代金刚烷系列[21]㊁高聚硫代金刚烷和金刚烷硫醇系列即可作为证据㊂中深1C井肖尔布拉克组油气藏温度大于160ħ,地层水中丰富的SO2-4㊁Mg2+为油气藏中的原油发生强烈TSR提供了地质条件[21]㊂因此,TSR作用对原油的改造有以下标志:①TSR优先诱发芳构化,芳构化远大于环化;②二苯并噻吩含量异常高[22];③原油碳同位素偏重5ɢ以上[19];④天然气含高含量H2S;⑤原油硫同位素偏轻15ɢ以上[23]㊂(2)原油热裂解作用原油裂解是最常见的后生改造作用,普遍特征是烃类发生环化与芳构化,最终成为终极产物 石墨和甲烷㊂塔东2油藏的高含量稠环芳烃及重碳同位素组成即为经历过高温裂解影响的重要证据[24],而并非寒武系烃源岩的基本特征㊂顺南1井原油是典型受热裂解改造的残余原油㊂顺南1井位于塔里木盆地顺托果勒低隆起南部,该区以干气㊁重甲烷碳同位素(-36ɢ -38ɢ)为特征,H2S图5㊀塔里木盆地中深1井寒武系阿瓦塔格组和中深1C井肖尔布拉克组储层原油全烃色谱图Fig.5㊀ChromatogramsofcrudeoilinCambrianAwatageFormationandmiddle-deep1CwellinXiaoerbulakFormation,TarimBasin㊃5㊃㊀第1期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀顾忆,等.塔里木盆地海相油气成藏研究进展㊀图6㊀塔里木盆地顺南1井原油全油色谱谱图特征(a)和稠环芳烃分布特征(b)Fig.6㊀Chromatographicanddistributioncharacteristicsofcondensed⁃ringaromatichydrocarbonsofcrudeoilfromwellShunnan1,TarimBasin含量不高,且钻遇焦沥青,仅顺南1井产有少量凝析油㊂该凝析油高碳数正构烷烃含量相对较低(图6a),正构烷烃半对数分布成非常好的线性关系,指示未受气侵㊁蒸发分馏或多期充注影响;生标组合特征与塔河奥陶系原油主体相似,表现为富含长侧链三环萜烷㊁高C29藿烷㊁高伽马蜡烷㊁富含重排甾烷等,揭示主要来源于寒武系烃源岩㊂然而,顺南1井凝析油富含轻芳烃及高丰度稠环芳烃(图6b),原油单体碳同位素也明显偏重(图3)㊂无论是芳构化还是环化程度,顺南1井原油均要明显强于台盆区正常下古生界海相原油,揭示其经历了较高的热演化;较低的Pr/nC17和Ph/nC18比值也从一个侧面反映了其高演化特征㊂TSR实质上是一个烃类被氧化的过程,并具有低碳数直链烃类优先被氧化,优先发生芳构化作用,同时伴随着无机硫的加入㊂因此,TSR过程中存在着硫同位素和碳同位素的动力学分馏㊂随着TSR作用加剧,残留轻烃分子碳同位素表现为富13C,含硫化合物硫同位素则倾向于无机硫同位素特征㊂而单纯的原油热裂解主要是链的断裂㊁环化与芳构化,残留分子中直链烃㊁环烷烃和芳香烃均表现为富集13C,含硫化合物硫同位素基本不变㊂基于该理论分析,利用轻烃同位素中环烷烃的稳定性,构建了甲基环己烷分子碳同位素与二苯并噻吩硫同位素的原油热蚀变判识图版(图7)㊂图7中将塔里木盆地台盆区深层 超深层油藏热蚀变分为三级,即未/轻度蚀变㊁中度蚀变以及重度蚀变㊂顺北深层油藏经历了轻微TSR改造,且主要出现在顺北1井区,与井口硫化氢测试结果相吻合;中深1C井肖尔布拉克组原油经历了严重的TSR作用,是经受重度TSR的典型代表;顺南1井则主要经受了中度的热裂解作用,这与生物标志化合物的检测结果一致,如稠环芳烃的检出㊂据此认为,顺南1井凝析油主要是经历了中度的热裂解图7㊀塔里木盆地台盆区深层 超深层油藏热蚀变判识图版Fig.7㊀Identificationplateforthermalalterationofdeep-ultradeepreservoirsinTarimplatform⁃basinarea作用㊂总之,塔里木盆地塔北(塔河 轮南㊁哈拉哈塘)㊁塔中㊁顺北乃至玉北奥陶系油气藏,除顺西 塔中西北部部分油气藏原油地球化学性质有较大差异外,整个台盆区原油均显示出地球化学生标的一致性,表明主要来源于一套相似沉积环境㊁相似成烃母质的烃源岩㊂中深1C井下寒武统㊁顺南1井凝析油以及塔东2井原油经历过不同程度的后生改造,从而显示出差异的正构烷烃分布㊁芳烃分布及不同的碳㊁硫同位素特征㊂2.2㊀玉尔吐斯组主力烃源岩的确认及其演化柯坪地表露头肖尔布拉克剖面下寒武统玉尔吐斯组(-C1y)实测地层厚度为9.2m,岩性为黑色碳质页岩,TOC纵向上具有下高上低特征,下部与含磷层伴生的烃源岩具特高有机质丰度,TOC最高达22.39%;星火1井玉尔吐斯组7件灰黑色碳质页岩TOC含量为1.00% 9.43%,TOC纵向上同㊃6㊃㊀㊀㊀㊀㊀㊀石㊀油㊀实㊀验㊀地㊀质㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷㊀㊀样也有下高上低的特征,与肖尔布拉克剖面类似[25]㊂据朱光有等[26]对柯坪地区10余个露头剖面点的综合分析,厚度分布稳定在10 15m,TOC分布于4% 16%㊂由于演化程度较高,沥青 A 含量较低,最高也仅1457.15ˑ10-6㊂孔雀河斜坡钻探的孔探1井钻遇了与玉尔吐斯组同时代的西山布拉克组地层,厚约16m,25件样品TOC分布于1.64% 33.1%,纵向上同样下高上低;上覆下寒武统西大山组,厚度50m,109件样品TOC分布于1.37% 14.93%,平均值为4.24%,均属于高有机质丰度的烃源岩㊂塔里木盆地寒武系沉积前的古构造格局对于寒武纪早期快速海侵形成的优质烃源岩的分布有显著控制作用㊂震旦纪末期的柯坪运动导致部分地区抬升,寒武系沉积前存在的东西向古隆起带,对寒武纪早期烃源岩的发育具重要影响[27-28]㊂中央隆起带方1㊁和4㊁同1㊁夏河1㊁巴探5㊁玛北1㊁中深1㊁塔参1等钻井均未发现该套烃源岩㊂中石油最近在中寒1井㊁沙雅隆起轮探1井㊁旗探1井均钻遇玉尔吐斯组,表明塔北地区玉尔吐斯组烃源岩的分布广泛㊂目前,勘探界一般已经公认塔里木盆地主力烃源岩为寒武系 中下奥陶统,但学术界仍有一些争议[29]㊂2.2.1㊀玉尔吐斯组烃源岩沉积环境与发育模式早寒武世是全球生物发展演化的重要时期,发生了包括寒武纪生命大爆发㊁第一次生物大灭绝㊁大洋缺氧事件等全球重要环境事件㊂这一时期,塔里木盆地和四川盆地均广泛沉积富有机质岩层,并构成了各自盆地的重要烃源岩[30]㊂塔里木盆地的下寒武统黑色岩系露头主要发育于阿克苏柯坪与塔东库鲁克塔格地区㊂柯坪地区下寒武统地层属玉尔吐斯组,库鲁克塔格地区则为西山布拉克组㊂2个地区黑色岩系主要岩性均为黑色页岩㊁硅质岩㊁磷块岩和白云岩,呈薄层状或透镜状分布,下部以磷块岩和硅质岩为主,上部则以白云岩为主,库鲁克塔格地区硅质岩变厚㊂多数研究认为,下寒武统黑色岩系形成于海底热水沉积环境,其中硅质岩的地球化学特征表现出与海底热水或火山活动有关,并与热液有关的上升洋流有关[31]㊂基于玉尔吐斯组烃源岩在露头剖面和钻井的特征㊁不同沉积微相生烃母质类型及其干酪根碳同位素特征,建立了玉尔吐斯组缓坡型烃源岩发育模式(图8)㊂早寒武世,随塔里木逐渐从裂谷盆地演化为被动大陆边缘盆地,玉尔吐斯组沉积期的快速海侵,热液流体随上升洋流将大量还原性气体㊁多金属元素(Ba㊁V㊁Fe㊁Cr㊁Ni㊁Cu㊁U等)以及生命营养元素(Si㊁P㊁N等)带入海洋,从而激发藻类的大量繁盛(主要成烃生物),而缺氧环境使得黑色岩系中的有机质得以大量保存,最终形成富有机质的黑色页岩㊂柯坪地区玉尔吐斯组底部含磷黑色页岩的TOC高达20%以上,与现代海相沉积磷质岩分布于中㊁低纬度(低于40ʎ)且一侧为深水大洋盆地的温暖气候带的大陆边缘环境相似[32]㊂2.2.2㊀玉尔吐斯组烃源岩分布预测从星火1井 柯坪露头 同1井 巴探5井 玛北1井 民参1井 铁克里克露头前寒武系剖面和同1井 方1井 和4井 塔参1井 塔东2井 尉犁1井前寒武系对比剖面[27]显示,寒武系沉积前盆地内存在东西向的古隆起带,环绕古隆起带的大部分地区为地势平坦的滨浅海碳酸盐岩台地,在晚震旦世末的柯坪运动中,全区抬升遭受不同程度的剥蚀,古地貌特征表现为从中央隆起带向南北两侧平缓降低㊂新近钻探的位于古隆图8㊀塔里木盆地下寒武统玉尔吐斯组发育模式Fig.8㊀DevelopmentmodeofLowerCambrianYuertusisourcerocksinTarimBasin㊃7㊃㊀第1期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀顾忆,等.塔里木盆地海相油气成藏研究进展㊀起边缘的舒探1井㊁夏河1井等井,玉尔吐斯组烃源岩基本不发育㊂同时,对塔里木盆地西缘新元古代研究认为,同样也经历了陆内断陷到初始被动大陆边缘的盆地演化序列,麦盖提斜坡南华系 震旦系厚度大㊁分布广,预测有寒武系玉尔吐斯组烃源岩的分布[28]㊂通过开展野外露头与盆地覆盖区钻井的前寒武 寒武纪初期地层厘定,在明确前寒武纪巴麦地区的古构造格局的基础上,依据T09界面上下地层接触类型和玉尔吐斯组缓坡型烃源岩发育模式,在井震标定㊁正演模拟和区域测线地震相解释的基础上,开展了测井烃源岩评价㊁TOC定量计算,并利用星火1井时深标定㊁地震反射特征㊁测井特征,开展了新和1井三维区玉尔吐斯组烃源岩的属性分析与地震反演,并预测了塔里木盆地玉尔吐斯组烃源岩的分布(图9)㊂2.2.3㊀玉尔吐斯组烃源岩演化下古生界以碳酸盐岩地层为主,缺乏镜质体,常用古温标恢复沉积盆地热历史的方法存在不确定性[33]㊂虽然对于塔里木盆地早期热盆㊁晚期冷盆的认识基本统一[34-35],但对塔里木盆地海西晚期以来烃源岩的热演化存在较大争议㊂顺北超深层奥陶系碳酸盐岩轻质 挥发油藏的发现[36],对烃源岩热演化研究提出了新的挑战㊂模拟实验研究表明,压力对于烃源岩的演化具重要影响[37-39]㊂通过对历年来塔里木盆地台盆区大量等效镜质体反射率数据分析,以及不同构造单元单井成熟度㊁剖面成熟度特征㊁地温梯度㊁大地热流值分析,以盆地模拟软件(PetroMod)为平台,建立了高压力对海相烃源岩生烃演化的抑制模型[40],重点分析了台盆区玉尔吐斯组主力烃源岩在不同地质时期的热演化过程㊂研究表明,满加尔坳陷区及塘古巴斯坳陷区,随着晚奥陶世一套巨厚的混积陆棚地层的快速沉积㊁志留纪巨厚的碎屑岩沉积覆盖,加里东晚期寒武系快速深埋,烃源岩进入生烃高峰,等效镜质体反射率分布于0.6% 1.2%,表现出东高西低的特征㊂海西期地层沉积较薄且受海西早期剥蚀的影响,主要受时间补偿效应使烃源岩进一步成熟,满加尔坳陷区及塘古巴斯坳陷进入高成熟阶段,围斜及顺托果勒地区等效镜质体反射率为1.2%,为成熟阶段,表现由东高西低变为南北向的两低两高㊂喜马拉雅期盆地表现为南北前陆盆地特征,盆地中心沉积较稳定,山前地带活动强烈,前陆坳陷快速充填补齐,使得烃源岩成熟度快速增加;满加尔㊁阿瓦提坳陷处于过成熟阶段,沙雅隆起及卡塔克隆起主体区受前期剥蚀影响,成熟度增加较少;顺托果勒地区处于高 过成熟阶段,以生成凝析油气为主;塔西南地区受前陆盆地沉积影响明显,烃源岩快速深埋,热演化快速达到过成熟阶段㊂2.3㊀台盆区海相油气分布特征塔里木盆地海相碳酸盐岩油气勘探已经历了三十余年,发现了一大批海相油气田(藏),明确已发现海相油气藏的分布特征,将为下步勘探部署提图9㊀塔里木盆地下寒武统玉尔吐斯组烃源岩厚度平面分布预测Fig.9㊀PredictiononplanarthicknessesofLowerCambrianYuertusisourcerocksinTarimBasin㊃8㊃㊀㊀㊀㊀㊀㊀石㊀油㊀实㊀验㊀地㊀质㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷㊀㊀。
塔里木盆地构造特征和油气成藏条件
塔里木盆地构造特征和油气成藏条件【摘要】塔里木中新生代前陆盆地十分发育,油气资源潜力大,目前已发现10多个油气田,前景广阔。
它的演化经历了早期前陆、晚期前陆及陆内统一盆地等3个阶段;按其动力学性质又可划分为单前陆、双前陆及走滑前陆等盆地;它的构造变形十分复杂,盆地构造样式为压性逆冲断裂;在平面上可划分为逆掩带、断褶带、坳陷带及斜坡带;其油气主要分布在断褶和斜坡带中。
【关键词】塔里木盆地;油气分布;构造特征;断褶带塔里木盆地是中国最大的内陆盆地。
在新疆维吾尔自治区境内,天山以南,昆仑山以北,阿尔金山以西。
大体呈长方形,海拔为800-2000米之间,一般为1000m,东部罗布泊800米,西部海拔较高,阿瓦特一带海拔能达到2000米左右。
盆地总面积约53万平方公里。
由于盆地深处大陆内部,四周均有高山挡住湿润气流进入,年降水量一般在50毫米以下,气候条件极为干旱且蒸发量非常大。
盆地中心慢慢形成了死亡之海-塔克拉玛干沙漠,面积约34万平方公里,罗布泊、台特马湖周围为大片盐漠。
发源于天山、昆仑山的河流到沙漠边缘就逐渐消失,只有少数较大河流如叶尔羌河、和田河、阿克苏河等能维持较长流程。
地质特点是:塔里木盆地是大型封闭性山间盆地,地质构造上是周围被许多深大断裂所限制的稳定地块,地块基底为古老结晶岩,基底上有厚约千米的古生代和元古代沉积覆盖层,上有也有较厚的中生代和新生代沉积层,第四纪沉积物的面积很大,构造上的塔里木盆地地块和地貌上的塔里木平原,范围并不一致。
拗陷内有巨厚的中生代和新生代陆相沉积,最大厚度达万米,是良好含水层。
盆地呈不规则菱形,四周为高山围绕。
边缘是与山地连接的砾石戈壁,中心是辽阔沙漠,边缘和沙漠间是冲积扇和冲积平原,并有绿洲分布。
盆地地势西高东低,微向北倾。
旧罗布泊湖面高程800米左右,盆地最低点塔里木河位置偏于盆地北缘,水向东流。
土壤特点是:盆地沿天山南麓和昆仑山北麓,主要是棕色荒漠土、龟裂性土和残余盐土。
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
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陶崇智;白国平;王大鹏;张明辉;牛新杰;郑妍;白建朴【期刊名称】《石油与天然气地质》【年(卷),期】2013(000)004【摘要】塔里木盆地和威利斯顿盆地均以古生界海相碳酸盐岩为主要勘探层系。
基于对构造沉积背景和油气成藏条件的对比分析,探讨了两个盆地古生界海相碳酸盐岩油气成藏的异同。
威利斯顿盆地所处的北美板块规模较大,构造相对稳定,沉积主要受海平面升降的控制。
塔里木盆地所处的塔里木板块规模较小,构造变动强烈,沉积受构造运动影响较大。
威利斯顿盆地发育了高丰度的烃源岩、良好的孔隙型储层和蒸发岩盖层。
而塔里木盆地古生界发育高-过成熟度烃源岩、岩溶型和白云岩储层及泥岩和蒸发岩主导的盖层。
二者均发育有多种类型圈闭的古隆起,可作为盆地油气富集的主要区带。
威利斯顿盆地发育的多套蒸发岩盖层使得含油气系统概念在该盆地能够得到有效的应用,而油气成藏体系则可以更有效地指导以塔里木盆地为代表的多源、多灶和多成藏期盆地的油气勘探。
白云岩-蒸发岩构成了威利斯顿盆地重要的储-盖组合类型。
以此类比,塔里木盆地巴楚和塔中地区的中、下寒武统白云岩-中寒武统膏盐岩储-盖组合是未来勘探的有利目标区。
【总页数】10页(P431-440)【作者】陶崇智;白国平;王大鹏;张明辉;牛新杰;郑妍;白建朴【作者单位】中国石油大学盆地与油藏研究中心,北京102249; 中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学盆地与油藏研究中心,北京102249; 中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学盆地与油藏研究中心,北京102249; 中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学盆地与油藏研究中心,北京102249; 中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学盆地与油藏研究中心,北京102249; 中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学盆地与油藏研究中心,北京102249; 中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学盆地与油藏研究中心,北京102249; 中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京102249【正文语种】中文【中图分类】TE121.1【相关文献】1.塔里木盆地下古生界碳酸盐岩油气成藏特征 [J], 黄太柱;蒋华山;马庆佑2.塔里木盆地海相古生界油气勘探的进展 [J], 康玉柱3.渤海湾盆地济阳坳陷孤岛下古生界碳酸盐岩潜山油气成藏特征 [J], 刘树根;时华星;徐国强;宋明水;覃建雄;徐春华;孙玮4.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5.塔里木盆地古生界海相油气勘探——访康玉柱院士 [J],因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
中国海相油气多期充注与成藏聚集模式研究——以塔里木盆地轮古东地区为例
中国海相油气多期充注与成藏聚集模式研究——以塔里木盆地轮古东地区为例赵文智;朱光有;苏劲;杨海军;朱永峰【摘要】Marine sedimentary basins in China have undergone three phases of important tectonic changes in the end of Early Paleozoic, Late Paleozoic-Early Mesozoic and Late Cenozoic. These tectonic changes have exerted strong impacts on the hydrocarbon generation, migration, accumulation and on the occurrence and distribution of hydrocarbon reservoirs. The marine basins in China generally developed midti source rocks. Due to the much difference of their developing age and position, the time of hydrocarbon generation and expulsion between these source rocks is not often synchronous. It is existed that the characteristic of the multi-stage hydrocarbon-charging. Therefore, multi-accumulation of petroleum is an important characteristic of the marine basin in China. Under the influence of multi-stage structural movements, multi-stage accumulation results from multi-stage maturity and expulsing hydrocarbon of multi source rocks. The eastern Lungu area of Tarim Basin is a typical example of multiphase hydrocarbon accumulations in a marine basin of China. At present, it has been determined that three main accumulation stages including Late Caledonian, Late Hercynian and late Himalayan period. The heterogeneity carbonate reservoir developed in eastern Lungu area, and forming trap-system of seam and holes. After the process of earlier and later structure actions, these traps did not experience bigchanges. Therefore, the charging-hydrocarbon of three stages has been retained. The three-stage process of hydrocarbon charging is also confirmed by the analysis of geochemical data. Through the geological analysis, the process of hydrocarbon accumulation reappears. And, the model of marine multi-stage hydrocarbon-charging and accumulation is established%中国海相盆地经历了早古生代末(加里东期)、晚古生代-早中生代(海西期)和晚新生代(喜山期)三期重大构造变动,深刻影响了海相油气生成、运移与聚集,使得油气分布规律变得非常复杂.中国海相盆地一般发育多套烃源岩,由于它们发育的时代和位置多不相同,生、排烃时间往往不同步,存在多源多期充注的特点.因此,多期油气成藏是海相盆地的一个重要特点.多期成藏是在多期构造运动的影响下,多套烃源层多期成熟排烃的结果.塔里木盆地塔北隆起轮古东地区是一个典型的多期充注型油气藏,目前已确定的主要成藏期包括晚加里东期、晚海西期和晚喜马拉雅期三期.轮古东碳酸盐岩非均质储层形成的缝洞圈闭体系,形成早,后期构造作用使圈闭没有发生大的变化,因此保留了这三期充注的油气;油气地球化学分析资料进一步证实了这三次油气充注成藏过程.通过地质分析,再现了油气充注成藏过程,建立了海相油气多期充注与成藏聚集模式.【期刊名称】《岩石学报》【年(卷),期】2012(028)003【总页数】13页(P709-721)【关键词】多期成藏;海相;凝析气藏;臭陶系;轮古东;塔里木盆地【作者】赵文智;朱光有;苏劲;杨海军;朱永峰【作者单位】中国石油勘探与生产公司,北京100007;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油塔里木油田勘探开发研究院,库尔勒841000;中国石油塔里木油田勘探开发研究院,库尔勒841000【正文语种】中文【中图分类】P618.131 引言油气通过运移而聚集成藏一直是石油地质学研究的核心(Levorsen,1956;Hunt,1979;Schowalter,1979;Allan,1989;Hao et al.,1995;Leythaeuser et al.,2000;Luo et al.,2007,2008;Zhu et al.,2008;Julien et al.,2010)。
要素匹配成藏模式在塔里木盆地的应用
要素匹配成藏模式在塔里木盆地的应用余秋华;王怀杰;庞雄奇【摘要】塔里木盆地志留系分布面积广,是主要的油气产层之一。
该目的层油气来源多样,油气藏经历多期成藏和调整改造,类型复杂,导致该层系油气藏分布预测十分困难。
根据国家973项目"中国典型叠合盆地油气形成富集与分布预测"中提出的叠合盆地多要素匹配成藏模式(T-CDMS),预测塔里木盆地志留系为有利成藏领域。
首先建立各主控因素与油气藏之间的数学模型,然后定量评价4大主控因素(区域盖层C,沉积相D,古隆起M,烃源岩S)单独作用时的控藏范围和概率,在此基础上,按照多地质要素匹配模式原理预测了四大要素综合作用下的油气成藏概率和成藏范围。
结果表明:志留系最有利区为孔雀河斜坡、英吉苏凹陷西部和满加尔凹陷周缘;有利区主要分布在塔北隆起英买力构造带和塔中隆起部分地区;巴楚隆起部分地区成藏可能性相对较小。
【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2012(033)001【总页数】4页(P31-34)【关键词】塔里木盆地;志留系;要素匹配成藏模式;有利成藏领域【作者】余秋华;王怀杰;庞雄奇【作者单位】中海石油深圳分公司研究院,广州510240/中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油煤层气有限责任公司,陕西韩城715400;中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京102249【正文语种】中文【中图分类】TE112.41前人对塔里木盆地志留系成藏主控因素的认识,多集中于静态分析,单地质因素简单的叠加组合,很少涉及定量研究[1-3]。
文献[3]研究了西部复杂叠合盆地油气藏形成和分布的主控因素,并提出“多要素匹配成藏模式(T-CDMS)”,本文将这一成藏模式理论,应用到塔里木盆地志留系中,分别定量评价4大主控因素(区域盖层C,沉积相D,古隆起M,烃源岩S)单独作用时的控藏范围和概率,并根据多地质要素匹配模式原理预测了4大要素综合作用下的油气成藏概率和成藏范围,预测塔里木志留系有利成藏领域。
塔里木盆地满东地区油气成藏特征分析
塔里木盆地满东地区油气成藏特征分析邵志兵;白森舒【摘要】塔里木盆地满东地区的成藏物质基础、成藏事件和成藏模式分析表明,该地区除发育寒武系-中下奥陶统高有机质丰度的干酪根型烃源岩外,还发育以古油藏形式为主的"再生烃源",油气藏的形成可分为3个发展阶段:1)中加里东期的古隆起发育、古油气藏形成阶段;2)晚加里东期-印支期的古隆起隆升剥蚀、古油藏破坏并调整阶段;3)晚燕山期-喜山期的上构造层褶皱断裂发育、圈闭形成、以古油藏裂解气充注为主的阶段.晚燕山期-喜山期可能是该区最具有效规模的成藏期,并以形成气藏为主.【期刊名称】《石油实验地质》【年(卷),期】2008(030)003【总页数】5页(P227-231)【关键词】烃源岩;再生烃源;成藏事件;成藏模式;满东地区;塔里木盆地【作者】邵志兵;白森舒【作者单位】中国石油化工股份有限公司,石油勘探开发研究院,西部分院,乌鲁木齐,830011;中国石油化工股份有限公司,石油勘探开发研究院,无锡石油地质研究所,江苏,无锡,214151;中国石油化工股份有限公司,石油勘探开发研究院,无锡石油地质研究所,江苏,无锡,214151【正文语种】中文【中图分类】TE122.3满东地区位于塔里木盆地东部,横跨满加尔坳陷、孔雀河斜坡、古城墟隆起3个三级构造单元的中东部。
该地区油气成藏地质条件比较复杂,笔者从油气成藏物质基础分析入手,并通过分析成藏事件和建立成藏模式,阐述了油气成藏的主要特征。
1 成藏物质基础成藏的物质基础是烃源岩。
满东地区除发育和分布以干酪根型为主的烃源岩外,还有以古油气藏形式分布的“再生烃源”。
1.1 干酪根型烃源岩满东地区干酪根型烃源岩主要发育和分布于下古生界的中下寒武统、上寒武—下奥陶统、中下奥陶统黑土凹组3套地层中。
中下寒武统烃源岩的岩性组合与沉积相之间呈有序分布,在欠补偿深水盆地亚相中,发育以塔东1、尉犁1井为代表的硅质泥岩、灰质泥岩、页岩夹薄层状泥质泥晶灰岩;在欠补偿浅水盆地亚相中,则发育以库南1井为代表的泥质泥晶灰岩夹暗色灰质泥岩、页岩。
塔里木盆地海相油藏具有高热稳定性的地球化学条件探讨
奥陶纪为 35 ℃ /km, 志留纪 -泥盆纪为 30 ℃ /km, 石 炭 纪 - 二 叠 纪 为 31~32 ℃ /km, 三 叠 纪 - 古 近 纪 为 25~30 ℃ /km, 新近纪以来为 17~22 ℃ /km, 目前具 有低地温和低大地热流值的特点[12]。油藏形成后盆地 低地温梯度使得目前塔里木海相油藏埋深在 5000 m 以上 , 其油藏储层温度主要分布在 140~160 ℃ 范围 内 , 这是塔里木盆地目前海相油藏稳定存在的一个 重要因素。 王飞宇等 [13] 针对不同地质时期塔里木盆地中下 寒武统顶界有机质成熟度平面变化开展了研究 , 结 果表明在晚加里东期寒武系烃源岩已达到较高成熟 度 , 这对应着塔里木台盆区海相油藏第 1 期大量成 藏。但自二叠纪末 (250 Ma) 以来平面上台盆区塔中 和塔北地区成熟度参数变化不大 [13], 这是塔里木盆 地后期抬升地温梯度变低的结果 ; 这也使得塔中和 塔北地区早期形成的油藏可以较好地保存至今 , 目 前海相油藏多富集在塔中和塔北区块上。 2.2 油藏后期调整复杂 -非稳态油藏广泛发育 塔里木盆地地质演化历史复杂 , 经历了多期次 的构造沉降、 隆升和多期次油气成藏、 调整过程 , 目 前一些油藏仍然处于非稳态油藏的动态调整演化过 图 2 例举了塔中 4 井区油藏非稳态调整的 程中 [7,14]。
LIAO Ze-wen et al.: Thermal stability of petroleum reservoirs in the Tarim Basin, China
190
2015 年
thus the constrained factors for thermal stability of the crude oils in the Tarim Basin will be probed by using the geological reservoir rocks, the formation water and the crude oils. This kind of work will be helpful to the further exploration studies targeted to the deep marine crude oil reservoirs in the Tarim Basin, NW China. Key words: thermal stability of crude oils; hydrocarbon-water-rock interaction; geochemical constraints; Tarim Basin 80 MPa 环境下发现了液态烃类 , 其正构烷烃分布完
塔里木盆地顺北地区东西部海相油气成藏差异
塔里木盆地顺北地区东西部海相油气成藏差异漆立新;丁勇【期刊名称】《石油实验地质》【年(卷),期】2023(45)1【摘要】塔里木盆地顺北地区东西部海相油气成藏差异明显,自东向西油气主要表现为由富到贫,勘探风险明显加大。
通过对满加尔坳陷西缘的顺北东部和阿瓦提坳陷东缘的顺北西部油气成藏的分析,对比海相油气成藏条件的差异性,明确二者成藏差异的原因。
以顺北1、4、8号断裂带东北段为代表的顺北东部近年来不断获得高产,油气多期成藏,油气富集特征明显;但阿瓦提坳陷东缘的顺北西部钻探结果不理想,表现为以早期成藏为主,且油气成藏规模不大。
顺北东西部存在烃源层分布条件、生烃演化史、烃源资源规模、成藏期及成藏模式等差异,主要表现为东部多源多期成藏和西部单源单期成藏。
顺北东部紧邻满加尔生烃坳陷区,长期处于四源供烃条件,属于多源多期成藏;而顺北西部要么是本地的寒武系玉尔吐斯组烃源岩早期成藏,要么是阿瓦提坳陷奥陶系烃源岩晚期成藏,属于单源单期成藏。
阿瓦提东缘英买力油田及近年来英西1井奥陶系的突破表明,阿瓦提海相油气以海西晚期成藏为主,喜马拉雅期成藏为辅。
阿瓦提坳陷周缘烃源岩发育相对较差,海相油气藏分布局限,油气资源规模也有限。
【总页数】9页(P20-28)【作者】漆立新;丁勇【作者单位】中国石化西北油田分公司【正文语种】中文【中图分类】TE122.3【相关文献】1.川东北地区海相碳酸盐岩油气成藏作用及其差异性——以普光、毛坝气藏为例2.塔里木盆地满西地区海相油气成藏规律3.塔里木盆地北部雅克拉地区海相油气成藏特征与运聚过程4.济阳坳陷花沟地区东西部天然气成藏差异5.塔里木盆地海相油气成藏年代与成藏特征因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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第35卷第4期地球科学———中国地质大学学报Vol.35 No.42 0 1 0年7月Earth Science—Journal of China University of Geosciences July 2 0 1 0doi:10.3799/dqkx.2010.081塔里木盆地海相油气源与混源成藏模式李素梅1,庞雄奇1,杨海军2,肖中尧2,顾乔元2,张宝收21.中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京1022492.中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院,新疆库尔勒841000摘要:塔里木盆地油气源长期争论不休.采用单体烃同位素、包裹体成分与年代指示生物标志物等途径,对塔里木盆地塔中、轮南典型油气藏进行了油气成因与混源成藏模式的研究.结果表明,塔中、轮南绝大部分原油生物标志物与中上奥陶统烃源岩相似,仅少部分原油显现与寒武系-下奥陶统烃源岩相近的特征,但正构烷烃单体烃碳同位素分析表明,原油绝大部分实质仍为混源油.塔中包裹烃成分分析进一步证实了原油的混源特性.利用同位素进行的混源定量结果表明,塔中原油中寒武系-下奥陶统成因原油的混入量约为11%~100%(均值45%);轮南地区约为11%~70%(均值36%),表明寒武系-下奥陶统、中上奥陶统均为塔里木盆地的主力烃源岩.油气运移地化指标与地质条件的综合研究认为,塔中地区断层是油气运移的重要通道,塔中I号断层与斜交的走滑断层的交汇点是油气的主要注入点;轮南地区侧向运移特征较明显.研究区存在调整型、多期充注型与原生型多种混源成藏模式.塔里木海相油气的普遍混源表明深层仍有油气勘探潜能.揭示海相混源油气成藏机制是指导塔里木海相油气勘探的关键.关键词:生物标志物;同位素;包裹体;混源成藏模式;石油地质.中图分类号:P618.13 文章编号:1000-2383(2010)04-0663-11 收稿日期:2009-12-08Generation,Migration and Accumulation Model for theMarine Oils in the Tarim BasinLI Su-mei1,PANG Xiong-qi 1,YANG Hai-jun2,XIAO Zhong-yao2,GU Qiao-yuan2,ZHANG Bao-shou21.State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting,China University of Petroleum,Beijing 102249,China2.PetroChina Tarim Oilfield Company,Kuerle 841000,ChinaAbstract:The origin and accumulation mechanism of the marine oils in the Tarim basin has long been a disputed issue.Com-pound specific isotope,fluid inclusion technique and age-indicating biomarkers have been used in investigating hydrocarbonsgeneration and migration in this study.It is observed that most of the oils in the Tazhong and Lunnan uplifts correspond wellwith the Middle-Upper Ordovician source rocks according to biomarkers,suggesting their good genetic relationship.However,the compound specific isotope of n-alkanes shows that the oils are primarily mixed oils from both the∈-O1and the O2+3stra-ta,which is further proved by chemical components in fluid inclusions.It is predicated byδ13 C of n-alkanes that,the∈-O1genetic affinity oils mixed in the Tazhong oils range in 11%-100%(average of 45%),and about 11%-70%(average of36%)in the Lunnan oils,which suggests that both the∈-O1and the O2+3are the main source intervals for the oils in the Ta-rim basin.A comprehensive study of migration fractionations of biomarkers and geological conditions shows that,No.1faultand the associated faults played an essential role in hydrocarbons migration with several main charging points observed wherestrike slip faults cutting across the No.1fault.However,lateral migration is an important pattern for the Lunnan oils.Severaloil-mixing models are concluded including adjusting type with oil mixing during hydrocarbons re-migration and re-accumulation,multiple-charging type with hydrocarbons from different episodes,and primary type with oil mixed during secondary migrationpathway even during primary migration.Our opinion of intensive oil mixing in the Tarim basin suggests great deep petroleum poten-tial in the basin,and unraveling hydrocarbons-accumulation mechanism is significant for further petroleum exploration.基金项目:国家重点基础研究与发展“973”项目(No.2006CB202308);国家自然科学基金项目(Nos.40973031,40772077/D0206);中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室基金(No.PRPJC2008-02).作者简介:李素梅(1968-),女,副教授,主要从事有机地球化学研究工作.E-mail:smli8888@yahoo.com.cn地球科学———中国地质大学学报第35卷Key words:biomarkers;compound specific isotope;fluid inclusion;oil mixing model;petroleum geology.图1 塔中中央隆起构造单元与部分油样位置Fig.1Tectonic units and location of oil samples in the Tazhong uplift①Ⅰ号断裂带;②TZ47-15井区;③TZ2井区;④TZ16井区;⑤TZ4井区;⑥TZ1-6井区0 引言作为中国西部最大、最具海相油气勘探潜力的叠合盆地———塔里木盆地,油气勘探虽历经20余年,但油气源研究进展与争议始终共存(Grahametal.,1990;梁狄刚等,2000;王招明和肖中尧,2004).争论的焦点是:寒武系-下奥陶统和中上奥陶统到底谁是主力烃源岩?依据生物标志物甲藻甾烷、24-降胆甾烷等,部分学者认为中上奥陶统烃源岩是主力烃源岩(Zhang et al.,2000a;张水昌等,2000b,2001,2002,2004a,2004b);另一部分学者认为寒武系-下奥陶统亦很重要.孙永革等(2004)、Sun et al.(2003)利用苯基类异戊二烯,认为寒武系是塔里木盆地原油的重要烃源岩;Cai et al.(2007)、陈利新等(2008)依据硫同位素等,提出塔里木盆地原油主要来自寒武系.综合分析认为,先前研究是从不同角度、采用不同的对比指标对不同含油气区原油进行对比,所得结论难免不一致.纵观国内外当前油源对比研究,笔者认为主要问题是:油气源对比与有利烃源岩认定多局限于定性研究,缺少定量研究;对比指标的选定存在随机性,缺少有效性评价标准;不重视或忽视成烃与成藏过程的研究.塔里木盆地海相油气源及其相对贡献的研究,对于指导油田下一步油气勘探方向至关重要.针对塔里木盆地油源研究中存在的问题,本研究在以往研究基础上,结合地质研究,采用单体烃同位素、包裹体成分等分析途径,对塔中、塔北典型油气藏进行精细油源调查与相对贡献定量预测,探讨466 第4期 李素梅等:塔里木盆地海相油气源与混源成藏模式油气成藏模式.1 样品与实验分别采集塔中、轮南地区原油样品114个、29个(图1)、烃源岩样品10个、储层包裹体样品10个.主要测试途径包括全油色谱、饱和烃与芳烃定量色谱-质谱、色谱-质谱-质谱和同位素质谱.GC/MS实验条件与化合物定量方法参见Jiang et al.(2001),选用标样包括nC24D50、(20R-5αH14αH17αH)d4-C27甾烷、d10-蒽.单体烃同位素分析采用HP6890气相色谱与同位素质谱相连.实验条件:色谱柱为苯基-甲基-硅酮固定相毛细管柱(60m×0.25mm i.d.×0.25μm),气相色谱的升温程序:50℃恒温1min,以3℃/min升到310℃,恒温30min.He载气,恒流模式,流量1.0mL/min.图2 塔中部分原油m/z=217质量色谱Fig.2Partial m/z=217mass fragmentograms for selected oils in the Tazhong uplift2 混源油识别与主力烃源岩确认2.1 地球化学证据———生物标志物大量研究表明,塔里木盆地寒武、中上奥陶统烃源岩及相关原油具有显著的差异(梁狄刚等,2000;Zhang et al.,2000a;张水昌等,2002,2004b;肖中尧等,2004,2005):寒武系(或∈-O1)烃源岩和相关原油生物标志物具有甲藻甾烷、三芳甲藻甾烷、4-甲基-24-乙基胆甾烷、24-降胆甾烷、伽马蜡烷丰度较高,重排甾烷丰度较低,C27、C28、C29-规则甾烷呈“斜线型”或“反L型”的特点;中上奥陶统烃源岩和相关原油一般具有相反的特征,规则甾烷呈“V”字型分布(C27>C28<C29).此外,较高丰度的苯基类异戊二烯烃被认为与寒武系烃源岩有关(Sunet al.,2003;孙永革等,2004).依据甾类化合物指纹,塔中绝大多数原油、几乎全部轮南原油与中上奥陶统烃源岩相关,规则甾烷呈“V”型分布(图2a),仅塔中10多个原油明显携带寒武系-下奥陶统烃源566地球科学———中国地质大学学报第35卷岩特征,如TZ452(O1+2)、TZ62(S,O)及TZ162(O),C27、C28、C29-规则甾烷呈线型或反“L”型,反映寒武系烃源岩的成烃贡献(图2a).在C27、C28、C29-规则甾烷相对丰度三角图中,寒武系-下奥陶统、中上奥陶统烃源岩各自聚类,前者C28甾烷丰度相对高于后者.观察到绝大部分塔中原油与O2+3烃源岩聚类相关,仅少数原油与∈-O1烃源岩聚类,似乎再次反映塔中原油主要来自中上奥陶统烃源岩.值得提出的是,TD2(∈-O1)自生自储原油、YM2(O1)内幂原油分别与∈-O1、O2+3烃源岩聚类,反映其间较好的成因联系.以往研究表明,TD2原油主要来自∈-O1烃源岩(肖中尧等,2004).图3 塔中原油、烃源岩生物标志物参数对比指示混源Fig.3Oil-oil and oil-source rock correlation showing mixed sources of the Tazhong oils 与以往研究相似(Zhang et al.,2000a;张水昌等,2000b),塔中部分原油中检测出了较丰富的甲藻甾烷和4α-甲基-24-乙基甾烷(C30),指示寒武系-下奥陶统烃源岩的成烃贡献,部分原油丰度较低,指示中上奥陶统烃源岩的成烃贡献.采用多馏分、多组分、多参数对比途径对研究区原油作了进一步的油-油、油-岩对比.与以往研究相似,除上文差异外,观察到寒武系-下奥陶统烃源岩还具有相对高伽玛蜡烷/C30藿烷、低C29-重排甾烷/C29-规则甾烷等特征(图3b,3c)(肖中尧等,2004;唐友军和王铁冠,2007).特别地,笔者发现相对较高丰度的C27甾烷ααα20R构型似乎是寒武系-下奥陶统烃源岩及相关原油的普遍特征,在TD1、TD2、ML1和H4等井寒武系烃源岩中,该异构体丰度均高于相同埋深的中上奥陶统烃源岩,该特征与∈-O1烃源岩相对较低的C29甾烷αββ/(ααα+αββ)值似乎吻合(图3d).寒武系-下奥陶统烃源岩及其相关原油较低甾烷异构化程度可能并不完全与热演化程度有关,而是体现了母源输入、源岩古沉积环境的差异.在东营凹陷咸水相、淡水相烃源岩中观察到类似的异构化差异现象(李素梅等,2002).C27/C29甾烷αββ20(R,S)、伽玛蜡烷/C30-藿烷、C29-重排甾烷/C29-规则甾烷和C29甾烷αββ/(ααα+αββ)等多馏分、多参数对比表明,塔中绝大部分原油与中上奥陶统具有较好的相关性(图3),只有少部分原油(图3b阴影部分)与寒武系-下奥陶统烃源岩有较好的相关性(图3b).轮南原油有类似的对比结果.生物标志物的对比结果对于塔中、轮南地区油源的识别意义是显而易见的,但并不能由此得出仅中上奥陶统是主力烃源岩的结论,理由如下:(1)甾萜类生物标志物在塔里木盆地这样的较高成熟度原油中的丰度很低(部分甚至缺失),油源对比结果不能充分反映原油主体成分的对比结果.甾萜类化合物的丰度明显受成熟度控制(Li et al.,2003).塔中原油中甾萜类生物标志物与原油主体成666 第4期 李素梅等:塔里木盆地海相油气源与混源成藏模式分———链烷烃有时相差两个数量级(李素梅等,2008a).利用生物标志物进行油源对比时,可能会强化甾萜生标浓度较高的端元油、削弱或疏漏生标浓度低或缺失的端元油.(2)原油是一种液态流体,密度驱动扩散混合时不可能是跳跃式局部性的,塔中寒武系-下奥陶统成因原油仅在局部少数井中零星分布(但几乎存在于各个构造带、各个层系)极可能只是一种假象,与非原地生成原油的油气充注模式与成藏机制并不太吻合(England and Mackenzie,1989).(3)寒武系-下奥陶统有一套公认的有利烃源岩(张水昌等,2004a),尽管目前成熟度较高,但并不能排除其在地史演化过程中曾大量生排烃并异地聚集成藏.通常情况下,原油在相对构造高部位的储层中聚集成藏后热成熟作用将会终止,在塔里木盆地,原油的热演化至少会滞后烃源岩.很难想象这部分原油已经全部裂解成气,特别是在TD2、TZ62井中已发现存在纯寒武系-下奥陶统成因原油的情形下(肖中尧等,2005;唐友军和王铁冠,2007).图4 塔中原油、烃源岩正构烷烃单体同位素指示原油混源Fig.4δ13C values of individual n-alkanes for oils and source rock in the Tazhong uplift and the peripheral zone indicating oil mixing2.2 地球化学证据———单体烃同位素单体烃同位素可反映母源岩沉积环境与生源输入特征,受成熟度及运移分馏等的影响相对较小(张文正等,1992).观察到东营凹陷未熟-低熟油/岩与相同成因的正常油/岩正构烷烃单体同位素差异很小(Li et al.,2010)、塔中相同成因凝析油与正常成熟度原油同位素相差不大,说明在一定成熟度范围内,成熟度对同位素的影响相对较小,一般小于3‰(赵孟军和黄第藩,1995).TD2(∈+O1)、TZ62(S)(透镜体岩性油气藏)原油被认为源自寒武系-下奥陶统烃源岩(肖中尧等,2005;唐友军和王铁冠,2007).本研究发现,不仅生物标志物特征与寒武系-下奥陶统烃源岩相似(图2,3),而且两井原油中正构烷烃单体烃同位素值与YD2井寒武系烃源岩也极其一致,并以δ13 C值相对较重为特征(一般为-26‰±)(图4).由此可确信,TD2(∈+O1)、TZ62(S)源自寒武系-下奥陶统烃源岩,可作为∈-O1成因原油的端元油(A).英买力地区YM2(O1)井原油与中上奥陶统烃源岩有统一的生物标志物特征,显示较好的亲缘关系(图2,3).特别地,观察到YM2井原油与∈-O1烃源岩及其相关原油有完全相反的单体烃同位素特征,走向了另一极端.鉴于以往研究中已发现∈-O1、O2+3烃源岩及相关原油存在族组分的同位素差异(王传刚等,2006;唐友军和王铁冠,2007),并且YM2井原油在分析的塔中、塔北40多个原油中正构烷烃单体同位素值最低,一般为-35‰左右(图4),依据生物标志物与单体烃同位素,本研究将YM2(O1)原油定为中上奥陶统成因原油的端元油(B).不足的是,本次分析的中上奥陶统烃源岩正构烷烃单体烃同位素值总体高于YM2原油(可能因中上奥陶统烃源岩主要取自塔中隆起,存在运移烃侵染现象),但这并不影响将YM2井定为中上奥陶统成因端元油.对塔中地区31个原油的分析表明,塔中原油正构烷烃单体烃同位素曲线介于上述两种成因端元油之间(图4),说明塔中原油几乎全部为混源油.轮南原油(12个样品)有类似塔中的单体烃同位素特征,δ13 C值偏小于塔中,反映轮南原油主体亦为混源油.分析还表明,塔河及其西部地区,原油正构烷烃单体烃同位素值有降低趋势,表明油源发生一定程度的变化.原油正构烷烃是原油的主体成分,相对于生物标志物,其受成熟度、油气运移等影响相对较小,因而在复杂油气区的油源对比中其可信度相对较高.本研究同位素与生物标志物油源对比结果有出入,主要与不同烃源岩在相同/不同时期所生烃的组成与分布有差异、导致混源油中不同组分可能继承了766地球科学———中国地质大学学报第35卷图5 塔中碳酸盐岩储层方解石脉包裹烃m/z=218质量色谱Fig.5Partial m/z=218mass fragmentograms of the fluid inclusion oils from Carbonate reservoir in the Tazhong uplift不同油源在相同/不同时期的母源特征有关.2.3 地球化学证据———包裹体成分叠合盆地烃源岩较高的热演化程度及深部油气可能的热裂解作用,常导致甾萜类生物标志物指标失去地球化学指示意义;叠合盆地多期构造抬升与演化导致的油气藏的调整、烃类改造与破坏,使油源调查复杂化;晚期气侵与有机-无机作用(如TSR)对油气的作用,使油源对比进一步复杂化.包裹体通常能真实地记录油气充注时的原始面貌,包裹烃受上述因素的影响往往相对较小.对塔中30个储层方解石包裹体进行了成分检测,多数样品中检测到了丰富的甾萜类生物标志物(李素梅等,2009a).包裹烃主要有两种甾类分布型式,一种为C28-甾烷丰度较高,C27、C28、C29-规则甾烷呈“直线”型或反“L”型(图5),如TZ45(O3)、TZ825(O3)、TZ4(O1-P)、TZ408(O1-P)等6个包裹体,C28-/C29-规则甾烷值明显高于其他样品,甾烷异构化参数值也相对偏低,TZ4(O1-P)、TZ408(O1-P)井C29甾烷ααα20S/(S+R)值分别为0.42、0.49(李素梅等,2009a).特别地,相当多的包裹体样品如TZ408、TZ11和TZ45等,显示较高丰度的C27ααα20R异构体特征(图5),该特征与寒武系烃源岩相似,表明此类包裹烃主要为寒武系-下奥陶统成因,并可能为早期生烃阶段的包裹产物.另一种包裹体为“V”型规则甾烷分布型式(图5),如TZ11(O)等,反映中上奥陶统成因特征.主要检测到两种类型的包裹烃同位素,一种为相对轻的正构烷烃单体同位素,如TZ825(O3,5 292.0m)井,同位素值分布范围一般为-34.04‰~-35.63‰,与中上奥陶系成因的英买2(YM2,O1)井原油相近.鉴于其生物标志物特征与中上奥陶统烃源岩也很相似,并且薄片观察显示为一期包裹体,认为TZ825井包裹体记录了较纯的中上奥陶统成因原油,弥补了本研究在塔中地区分析样品中未见纯中上奥陶统成因原油的不足.另有两个样品的包裹烃的δ13 C值(nC15~C23)分布范围为-31.45‰~-33.57‰,重于TZ825(O3,5292.0m),轻于塔东2(TD2,∈-O1),显示混源特征,指示烃类被包裹前油气已经发生混合作用.上述包裹体成分与同位素的分析表明,塔中地区存在多源充注现象,存在混源油.2.4 地质证据混源油气的形成是在多种油气形成地质条件与成藏地质要素耦合下、包含热动力学与化学动力学机制的一个复杂的过程.多套烃源岩、多期生烃是混源油形成的物质基础;多期构造活动与盆地内差异的流体势是混源油气形成的动力学基础;纵横交错的各类输导层,是混源油形成的必备条件.塔里木盆地寒武、奥陶统系烃源岩可进一步划分为下寒武统(∈1)、中寒武统(∈2)、黑土凹组(O1-2)、一间房组(包括却尔却克-萨尔干组)(O2)、良里塔格组(O3)多套烃源岩.寒武系深海-866 第4期 李素梅等:塔里木盆地海相油气源与混源成藏模式图6 塔中Ⅰ号构造带东西向原油基本地球化学参数指示油气运移特征Fig.6Geochemical parameters of the oils around the No.1fault indicating basic oil migration features纵坐标.样品代号,按地理位置从左向右排列;MNR.甲基萘指数;MPI-1.甲基菲指数I;4,9-/3,4-DAD.4,9-/3,4-二甲基金刚烷;黑箭头指示油气注入点,一般为转换断层发育附近浅海泥岩相烃源岩主要发现于满加尔凹陷、塔东和柯坪地区,有机碳(TOC)分布范围为1.2%~3.3%、最高达7.6%(Cai et al.,2009)、Ⅰ-Ⅱ干酪根类型、净厚度高达400m、面积为30×104 km2.寒武系烃源岩在晚加里东-早海西期进入生油高峰期(赵孟军等,2008),目前已达到较高的热成熟度.黑土凹组(O1-2)为欠补偿盆地相,岩性为碳质与硅质泥岩、笔石与放射虫页岩,在满东和塔东地区TD1、TD2井均钻遇.塔东1井黑土凹组烃源岩厚48m,TOC为0.5%~2.7%,折算Ro值为1.7%~2.2%(张水昌等,2004a).中、上奥陶统一间房烃源岩为LX1和GC4井钻遇,其生烃高峰为晚海西,二叠系达到过成熟(赵孟军等,2008).良里塔格组烃源岩(O3)发育于塔中、塔北和巴楚一带.在塔中地区,上奥陶统烃源岩为陆缘陆棚相至斜坡相,TOC值一般为0.49%~0.84%;有机质类型为I型和Ⅱ-Ⅲ型(Cai et al.,2009);折算镜质体反射率为0.81%~1.3%,在晚燕山-喜马拉雅期进入生油高峰期.上述烃源岩在空间分布上有上下叠置关系、在生烃时间上也有重叠时期,海西期为寒武系、奥陶系烃源岩重要的液态烃生成时期.塔里木盆地具有油气混源的物质条件.塔中、轮南地区深切油源断层、多个风化壳层不整合面,裂缝-孔洞体系极其发育,为油气成藏前后发生混源提供了充分条件,如塔中Ⅰ号断层切割基底至上奥陶统地层(图1b),活跃于加里东期并在此后的构造活动中再度活化,而横切Ⅰ号断层的多个北东-南西向转换断层(形成于晚奥陶世)及其相关的微断裂、裂缝体系已被证实是重要的油气垂向运移通道(图6),对混源油气的形成发挥了至关重要的作用.塔中Ⅰ号断裂等一些主干运移通道(与Ⅰ号断层斜交的NE-SW向走滑断层),显然承担了多期成藏阶段油气的输导角色.这种与多套源岩相沟通的多期有效的优势运移通道,为油气二次运移途中发生混源提供了有利条件.塔里木盆地至少有加里东、海西、喜马拉雅多期构造运动,其导致的油气藏的破坏、油气的调整与重新分配,是调整型混源油气形成的主要机制.在塔中绝大多数原油中,都检测到了降解油与未降解油混合的证据(另文阐述),表明其为混源油的主要类型之一.幕式构造运动、快速成藏可能也是碳酸盐岩区原生型混源油气藏形成的重要机制,否则似乎无法解释具有强非均质性的碳酸盐岩储层中油气的广泛混源现象.3 塔里木盆地海相油气混源相对贡献同位素受成熟度的影响相对较小,这对利用同位素进行塔中混源油相对贡献定量研究意义重大.塔中原油成熟度差异明显、具有次生改造与多期成藏特性,如果利用生物标志物进行混源定量,其校对程序应该比定量过程更为复杂,这将严重影响计算结果的可信度.塔中、轮南地区原油正构烷烃碳同位素分布较为稳定,特别是中间中等分子量正构烷烃(图4),本研究选用nC20的同位素值作为参照物进行混源定量计算.计算公式如下:m(%)=(ci×δCi-cEb×δCEb)/(cEa×δCEa-cEb×δCEb)×100,(1)其中,δCi为原油i的nC20碳同位素值;δCEa为端元油A(∈-O1成因)的nC20碳同位素值;δCEb为端元966地球科学———中国地质大学学报第35卷图7 塔中、轮南地区∈-O1成因原油混入量与埋深关系Fig.7Percent of∈-O1genetic affinity oils mixed versusoil burial depth油B(O2+3成因)的nC20碳同位素值;ci、cEa、cEb为原图8 塔中隆起油气运移模式示意图Fig.8Hydrocarbons migration patterns for the Tazhong oilsb,d标注参数分别为三环/五环萜、C21-22/C29-甾烷油i、端元油A、B的nC20浓度;m为测试原油中端元油A的混入比例.公式(1)右侧参数均为可实际测定值.计算结果如图7所示.结果表明,塔中原油中寒武系-下奥陶统成因原油的混入量约为11%~100%(均值45%),并有随油藏埋深增加而增加的趋势(图7a),表明相当的∈-O1原生油藏最初存在于深层,这与烃源岩的空间分布相吻合.因此,深层可能仍有寻找原生∈-O1成因油气的可能性.对轮南地区原油的混源定量计算结果表明,该区原油也普遍混有∈-O1成因原油,初步估算的∈-O1成因液态油的混入量分布范围为11%~70%(均值36%)(图7b),小于塔中地区.塔中、塔北等周边地带油源相对贡献的变化,表明源岩生烃中心的变迁和/或输导格架的差异.4 混源成藏模式塔中地区不同层系原油性质差异显著(李素梅等,2008b),因构造单元而异,反映油气成藏地质条件对原油性质具有控制作用.I号坡折带以轻质凝析油为主,成熟度相对较高(李素梅等,2008a).主要为奥陶系碳酸盐岩储层,连通性差,油气运移取决于断裂、裂缝和溶蚀孔洞等发育情况(图8a).Ⅰ号坡折带油质总体好于内侧(如TZ47-15井区及中央断叠带)(李素梅等,2008b),反映Ⅰ号构造带储层的强非均质性、Ⅰ号断裂对油气运移与聚集的控制作用.Ⅰ号构造带不同区块气油比与油气产量不尽相同,进一步反映储层的强非均质性.多项油气运移示踪显示,切割Ⅰ号断层的转换断层在油气运移中也发挥了重要作用,可充当多个油气垂向运移注入点(图8).TZ47-15井区主要为稠油、正常黑油,成熟度相对较低.奥陶系、石炭系和志留系原油性质极其相似,表明上下层系油气成因相同、为统一的成藏体系(李素梅等,2008b).该井区原油具有明显的从西076 第4期 李素梅等:塔里木盆地海相油气源与混源成藏模式向东的运移效应(图8b)(刘洛夫和康永尚,1998;陈元壮等,2004).包裹体成分分析显示,TZ47-15井区有多源、多期成藏特征(李素梅等,2009b),多期充注、调整混源机制明显.TZ4井区油气性质明显不同于邻区,具有高含硫芳烃特征(Li et al.,2009),表明其与周边地区至少当前并非同一运聚成藏体系,油区范围内油气以垂向运移为主(图8c),具有多期成藏、调整特征(杨楚鹏等,2008).TZ16井区原油性质较为复杂,上构造层石炭、志留系原油性质不同于下构造层奥陶系(图8d)(李素梅等,2008b),前者受晚期充注油气影响较明显.根据烃类及非烃的分子示踪、原油性质的分析,可总结出塔中油区范围内原油存在以下几种运移模式(图8):(1)Ⅰ号构造带分块垂向运移为主兼侧向运移模式;(2)塔中47-15井区长距离侧向运移兼垂向运移模式;(3)塔中4井区双向、垂向运移模式;(4)塔中16井区双层(O与C-S)分隔运移模式.按照油气混源时间,塔里木海相油气混源成藏模式至少有以下几种:早期成藏后期调整的“次生调整型”混源模式、边运移边混合的“原生型”混源模式、同一油藏多期充注的“异源多期充注型”混源模式等,这3种模式可能贯穿于几乎全部的油气成藏过程,受油气成藏年代、优势运移通道、储层连通性、烃源岩生排烃期、构造活动时间与强度等多种因素控制.5 结论单体同位素、包裹体成分等精细油-油、油-岩对比表明,塔里木盆地塔中、轮南地区为广泛的寒武系-下奥陶统、中上奥陶统成因原油的混源油,非先前认为的主要来自∈-O1或O2+3.油气混合量高低不等,塔中∈-O1成因原油的混入量(11%~100%,均值45%,31个样品)高于轮南,轮南(11%~70%,均值36%,12个样品)高于塔河地区.塔里木盆地油气高比例混源表明深层油气勘探潜力巨大.塔中中古7、8等下奥陶统工业凝析油气井的成功钻探,证实了这种可能性.从定量角度进行精细油源对比是主力烃源岩确定与油气资源评价的关键与依据.复杂油气区油源研究,必须建立在对油气成藏过程、烃类演化特征充分了解的基础上,采用多馏分、多参数综合研究途径.不同油源对比指标的不一致暗示油气的混源特征.塔里木盆地油气混源模式多样,包括“次生调整型”混源、“异源多期充注型”混源、发生于运移途径中“原生型”混源等多种形式.鉴于塔里木盆地储层较强的非均质性和油气的广泛混源,构造活动中的幕式充注、快速混源成藏可能是塔中碳酸盐岩油气藏混源油形成的主要机制.致谢:特别感谢澳大利亚CSIRO刘可禹博士帮助测试包裹体同位素;诚挚感谢中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院李梅、卢玉红、张海祖博士协助样品的采集;衷心感谢长江大学赵红、陈祖林协助完成大量实验工作.ReferencesCai,C.F.,Li,K.K.,Ma,A.L.,et al.,2009.DistinguishingCambrian from Upper Ordovician source rocks:evidencefrom sulfur isotopes and biomarkers in the Tarim ba-sin.Organic Geochemistry,40(7):755-768.doi:10.1016/j.orggeochem.2009.04.008Cai,C.F.,Li,K.K.,Wu,G.H.,et al.,2007.Sulfur isotopesas markers of oil-source correlation and thermochemicalsulphate reduction in central Tarim.In:Abstracts of In-ternational Meeting of Organic 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