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文檔簡介
1、復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的烴類流體模型(麥肯齊市盆地,加拿大)摘要位于加拿大西北北極的麥肯齊市盆地具有許多典型的陸相特征,是一個(gè)富天然氣的沉積盆地,但是,重要的油氣來源依然未知。這里用的三維盆地模型方法不僅已經(jīng)改進(jìn),而且也是現(xiàn)今復(fù)雜地層和構(gòu)造盆地結(jié)構(gòu)模型的再生流動(dòng)的潛在陷阱。特別是犁式斷層構(gòu)造仍然不能夠在大多數(shù)運(yùn)移模型中再造。通過合并單獨(dú)的變形類型和引進(jìn)層序地層方法來再現(xiàn)地層格架,我們能夠識(shí)別源和藏間的暫時(shí)的和空間的關(guān)系。根據(jù)這些考慮,提出盆地的三個(gè)原油成因組:第一組主要與古生代烴源巖有關(guān),第二組幾乎全部與早成熟的烴源巖有關(guān),和第三組與上白堊世Smoking Hills和BoundaryCreek組有關(guān)。與
2、原油聚集相反,天然氣聚集主要是由晚中生代的充填事件產(chǎn)生,這被認(rèn)為是晚中生代隆起和剝蝕事件期間的壓力下降有關(guān)。因此麥肯齊市盆地是一個(gè)可以展示成熟含油氣系統(tǒng)的天然氣傾向的很好的例子,特別是如果有機(jī)質(zhì)主要來自陸相,它主要是驅(qū)替效率和時(shí)間的函數(shù),因此直接與盆地構(gòu)造史有關(guān)。引言烴源巖-藏間的關(guān)系是油氣勘探的主要問題。在過去的幾十年間,在模擬粘性流和再現(xiàn)充填史上有了巨大的進(jìn)步(Hindle, 1997; Hantschel et al., 2000; Welte et al.,2000; Hantschel和Kauerauf, 2008)。然而由于不充分的計(jì)算機(jī)技術(shù)或者將局限的地質(zhì)要素轉(zhuǎn)變成模型上的困難性
3、,模型依然不能表征地質(zhì)上的復(fù)雜情況。除了空間復(fù)雜性,為了理解現(xiàn)今情況需要考慮另一個(gè)因素-時(shí)間。這些不僅要考慮到生烴的時(shí)間,而且也要考慮到影響油氣運(yùn)移和圈閉的構(gòu)造的形成的時(shí)間(Poelchau et al., 1997)。加拿大西北極的麥肯齊市盆地(圖1)是油氣生成和運(yùn)移期間發(fā)生同沉積的構(gòu)造變形的不同樣式的例子(Lane和Dietrich, 1995; Kroeger et al., 2008)。由于快速沉降和地層剝蝕,從潛在古新世烴源巖生成的主要油氣局限在晚始新世和早漸新世間的相對短的時(shí)間間隔,而從始新世烴源巖產(chǎn)生是在這個(gè)間隔后發(fā)生,終止于晚中新世隆起(Kroeger et al., 2008
4、)。本次研究局限在模型區(qū)到中始新世和更老時(shí)間潛在多產(chǎn)的地層間隔。然而此次觀察并不足以確定的確立烴源巖-儲(chǔ)層關(guān)系。不過,它顯示了油氣生成,運(yùn)移,和圈閉形成的時(shí)間的再現(xiàn)對理解麥肯齊市盆地的含油氣系統(tǒng)的理解必不可少。在研究中,我們企圖再現(xiàn)麥肯齊市盆地的運(yùn)移史和充填史和烴源巖-儲(chǔ)層關(guān)系。為了這個(gè)目的,我們利用了Kroeger et al. (2008)的熱模型的精確版本,這包括主要的斷層系統(tǒng)。另外,它考慮了由影響整個(gè)盆地的海平面變化引起的巖性的系統(tǒng)變化。對于油氣流模型,兩個(gè)不同的模型,結(jié)合達(dá)西流與射線追蹤的混合模型和滲流反演方法利用了Petromod 10版本。我們討論了在再現(xiàn)已知分布的這兩種模型的優(yōu)
5、點(diǎn)和不足,從而證明敏感模型是怎樣在復(fù)雜背景下創(chuàng)造的,特別是在犁式斷層體系中,這是該方法的應(yīng)用和烴源巖成熟時(shí)間。我們也探討了麥肯齊市盆地的第三紀(jì)沉積物中白堊紀(jì)烴源巖對油氣分布的潛在貢獻(xiàn),考慮了在這個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)的不確定性因素。結(jié)論提出了對來自陸上的比來自近海成熟烴源巖間的原油多而自相矛盾情況的一種解釋(Curiale, 1991)。這擴(kuò)大和延伸了對Poelchau et al.(1997)提出的盆地模型的一種深刻見解。地質(zhì)背景圖1 模型區(qū)域的地理概貌和框架。線AB指示了圖4中的橫剖面位置,線AA指示圖5中的橫剖面位置。麥肯齊市盆地的第三紀(jì)盆地充填(圖1)組成了高達(dá)9km厚的三角洲沉積序列,疊加在中
6、生代沉積物中(Young et al., 1976;Willumsen和Cote, 1982; Young和 McNeil, 1984; Dietrich et al., 1985; Dixon et al., 1992a, b)。三角洲序列細(xì)分為六個(gè)不整合邊界的不同組(Aklak, Taglu, Richards,Kugmallit, Mackenzie Bay, and Iperk formations,圖2),這可通過地震反射和井資料識(shí)別(Dietrich et al., 1985; Dixon和Dietrich,1988; Dixon et al., 1992a, b; Kroeger
7、 et al., 2008)。正如Kroeger et al. (2008),我們利用術(shù)語“Aklak段”和“Taglu段”,因?yàn)樵诓煌牡貙觽蓽y中,它們等同于該區(qū)域的其他第三紀(jì)三角洲序列,這也需要從段到組的Reindeer等級的改變(圖2)。這些單元將上白堊紀(jì)覆蓋在古新世Fish River組和上白堊紀(jì)Smoking Hills和Boundary Creek段以及朱羅和下白堊世m(xù)olassic沉積(Dixon et al., 1992a)。地層的時(shí)間框架是由McNeil和Birchard (1989)和McNeil(1997)確立的孔蟲區(qū)為依據(jù)。 圖2 地層概述圖3 漸新世庫格瑪利特地層頂部
8、包括模型方案的構(gòu)造元素圖在構(gòu)造上,麥肯齊市盆地可以分成4個(gè)單元(Lane和Dietrich, 1995)(圖3):1. 愛斯基摩湖區(qū)斷層帶,代表了大規(guī)模正斷層的剩余的中生代被動(dòng)邊緣特征2. 盆地西部的博福特褶皺帶,在始新世期間褶皺展開區(qū),東北的縮短響應(yīng)與布魯克斯山脈的Laramide變形相關(guān)3. 盆地的南部中心帶的Taglu斷裂帶(理查茲島區(qū)),始新世時(shí)期正斷層的轉(zhuǎn)換帶特征和中生代期間的反向斷層與走滑斷層4. 盆地北部近海的Tarsuit-Amuligak斷裂帶,中生代發(fā)展的犁式斷層帶沉積序列構(gòu)成了麥肯齊市盆地的第三紀(jì)地層,形成了與構(gòu)造抬升和海面升降變化的聯(lián)合影響有響應(yīng)。底部和Kugmalli
9、t組內(nèi)的大范圍的富泥質(zhì)間隔歸因于全球海平面上升(Morrell 和Schmidt, 1988)。然而在大多數(shù)情況下,構(gòu)造和海平面對麥肯齊市盆地的層序的形成的影響是很難區(qū)分的(Dixon, 1986)??梢娪兴膫€(gè)主要的抬升和剝蝕事件(Lane和Dietrich, 1995)。中始新世事件主要影響了盆地西南部,導(dǎo)致了Taglu組頂部的剝蝕。Richards組可能被影響整個(gè)盆地邊緣和盆地近海北部的晚始新世事件部分或是完全剝蝕。根據(jù)Kroeger et al. (2008)提出的剝蝕模型,剝蝕在西南Richards島達(dá)到最大,剝掉1400m(4593ft)厚的沉積物。影響盆地整個(gè)南部的晚漸新世事件,在
10、Kugmallit組頂部達(dá)到最大剝蝕厚度,這還是在西南的Richards島。最顯著的事件是晚中生代事件(Kerk沉積前,McNeil et al., 2001),影響了除最北面近海部的整個(gè)盆地。局部上就Taglu組沉積物被剝蝕,加起來剝蝕掉的總厚度為1300m(4265ft)(Kroeger et al., 2008)。晚中生代隆起的頂部的不整合被認(rèn)為是與Messinian全球海平面低水位和氣候降低一致(McNeil et al., 2001)。麥肯齊市盆地的含油氣系統(tǒng)-知識(shí)說明大的油氣聚集區(qū)主要在漸新世Kugmallit組與中始新世Taglu組的三角洲砂和砂巖中。據(jù)1998國家能源局報(bào)道,A
11、mauligak油田位于麥肯齊市盆地的東北部,是至今波弗特海-麥肯齊區(qū)最大的油田。油氣聚集區(qū)主要在Kugmallit組砂中(Dixon et al., 1994)。位于Richards 島的Taglu油田,Taglu組砂巖(Dixon et al., 1994)包含了麥肯齊市盆地區(qū)的所有全部發(fā)現(xiàn)的五分之一天然氣。第三紀(jì)盆地的南部邊緣的油氣大部分位于上白堊世儲(chǔ)層中,這是帕森斯油田最大的儲(chǔ)層(加拿大國家能源局,1998)。根據(jù)地球化學(xué)分析,麥肯齊市盆地的原油可分為若干個(gè)原油組。一般,麥肯齊市盆地中心(Richards島和近海的中心和北部)的第三紀(jì)的儲(chǔ)層中的油與在盆地邊緣的上白堊世和更老的儲(chǔ)層中發(fā)現(xiàn)
12、的有區(qū)別(南Richards島和圖克托亞圖克半島; Snowdon, 1979;Brooks, 1986; Curiale, 1991)。第三油族被進(jìn)一步分為位于上始新世和更高的儲(chǔ)層上以及中始新世和更低儲(chǔ)層上(Curiale, 1991)。除了近海的原油樣品中推斷的烴源巖成熟度降低(Curiale, 1991),McCaffrey et al. (1994)假定的油傾向近海增加。然而,原油族分的識(shí)別受到各種生物降解的程度限制。Snowdon(1979)和Lane和Jackson (1980)認(rèn)為單靠地球化學(xué)特征識(shí)別原油族分很困難。Li et al.(2006)發(fā)現(xiàn)麥肯齊市原油的變化不妨解釋為從
13、能生成但不足以排烴的第三紀(jì)烴源巖中挑選的生物標(biāo)識(shí)化合物的白堊紀(jì)烴源巖中生成的油。麥肯齊市盆地?zé)N源巖的識(shí)別更進(jìn)一步受到熱成熟度沉積物限制(Kroeger et al., 2008)。白堊紀(jì)潛在烴源巖識(shí)別是包含大量海相海藻來源的有機(jī)質(zhì)的森諾曼階到坎帕階Boundary Creek和Smoking Hills組(Young et al., 1976; Snowdon, 1979; Creaney, 1980)的含瀝青的海相頁巖(Creaney, 1980)。地震資料解釋說明這些單元只限于研究去東南部(Dixon et al.,1992a) 。主要包含陸相有機(jī)質(zhì)的潛在烴源巖位于基本的Taglu組(Sn
14、owdon et al., 2004)和Aklak組(A. Saison, 2007,個(gè)人通信)內(nèi)。熱模擬結(jié)果表明在中始新世以上的沉積物沒有達(dá)到成熟而不能生油(Kroeger et al., 2008)。有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)變被認(rèn)為是分布在由盆地的熱史定義的相對短的時(shí)間間隔和終止在晚中生代隆起和上新世-更新世平面冷卻。自漸新世Kugmallit組儲(chǔ)層形成以來盆地中心部位的上新世和更老的巖石顯示過成熟(Kroeger et al., 2008)。這些結(jié)論暗示了在漸新世油藏中的中始新世烴源巖生成油和潛在始新世油藏中的更老烴源巖生成油,但是不能充分的確定性的確立源-藏的關(guān)系。建立模型在建立一個(gè)盆地的計(jì)算機(jī)模型
15、中最大挑戰(zhàn)之一是能尋找現(xiàn)實(shí)的正確的代表性和大量需要管理和計(jì)算的數(shù)據(jù)間的一個(gè)折中。麥肯齊市盆地是地質(zhì)情況也就是巖性和反映變形的階段和樣式的構(gòu)造上的復(fù)雜性的快速變化要怎樣才能明顯的超過1:1模型表示的一個(gè)主要的例子。然而,對盆地范圍的流體運(yùn)移具有重要影響的構(gòu)造和沉積參數(shù)要存在于模型中。因此,我們僅僅考慮通過地震測線解釋出的最突出的構(gòu)造因素就可以了。為了再現(xiàn)三角洲層序的地層結(jié)構(gòu)和相變,我們選擇層序-地層方法來表征影響運(yùn)移的沉積物儲(chǔ)層屬性的巖性的系統(tǒng)變化。地層結(jié)構(gòu),相和巖石學(xué)第三紀(jì)進(jìn)積和退積單元的相分布基于地震測線和從Dixon et al. (1992a)相圖中得到的巖性的解釋 Kroeger et
16、 al. (2008)使用了三維時(shí)間面。盡管根據(jù)總的相單元所分配的巖性在熱模擬中是適當(dāng)?shù)?,但是流?dòng)模型必須包括相結(jié)構(gòu),限定運(yùn)載,儲(chǔ)層,和蓋層,以及在單元內(nèi)的進(jìn)積和退積和由海侵引起的頁巖單元的夾層。Kugmallit組的井?dāng)?shù)據(jù)是最好的記錄,因此可以作為第三紀(jì)三角洲單元沉積樣式的一個(gè)例子。Kugmallit組根據(jù)從南部Richards島(Taglu C-42井)到海上(KoakoakO-22井)的測井,重建沒有顯示出Kugmallit組純進(jìn)積(圖4)。更明顯的是三角洲平原和三角洲前緣相單元內(nèi)的巖性變化。三角洲平原相以垂直疊加的薄的(10140 m 33459 ft)泥質(zhì)單元與總厚度達(dá)1000-m(
17、3281-ft)的主砂體互層為特征。橫向連續(xù)的泥質(zhì)單元反映了與海平面上升有關(guān)的入海間隔和整個(gè)三角洲平原的淹沒。由于組沉積過程中連續(xù)的沉降,河道切割成為次要。這些現(xiàn)象與James and Baxter (1988)在Richards島北部Nipterk L-19 and L-19a井(圖1)中的發(fā)現(xiàn)一致,在那里他們識(shí)別出了六個(gè)進(jìn)積砂體單元,這六個(gè)進(jìn)積砂體單元具有解釋出的層序邊界與更細(xì)粒的巖性互層,而且Morrell和Schmidt(1988)指出三個(gè)側(cè)向連續(xù)的泥質(zhì)單元。與三角洲平原相相反,三角洲前緣相內(nèi)的疊加模式更不規(guī)則(圖4),這很可能是激烈改造后的結(jié)果和更細(xì)粒有機(jī)質(zhì)剝蝕和局部斜坡倒塌的結(jié)果。
18、這些過程導(dǎo)致了更強(qiáng)烈的砂體間的內(nèi)在聯(lián)系。具有砂巖夾層的橫向連續(xù)泥質(zhì)沉積物沉積在指狀斜坡扇中,在此之前被稱為位于海上的Kopanoar層序(Dixon et al., 1992a)。圖4.測井得到的通過第三紀(jì)盆地Kugmallit組重建的巖性和相帶的橫切面。Dixon et al. (1992a)定義的一般單元界限。圖1可見橫切面的位置。Reindeer 組(Aklak和Taglu組)Reindeer 組的兩個(gè)層序都是被明顯的不整合(Dixon et al., 1992a)和Aklak層頂部的側(cè)面連續(xù)的海相頁巖夾層(Ministicoog會(huì)員;Young, 1975)分開的進(jìn)積三角洲單元。Akl
19、ak組信息缺少,而且北部Richards島和近海的精確的三角洲沉積的相帶信息也是未知。有人認(rèn)為Taglu組是單一的海退事件的結(jié)果(Dixon,1981)。Taglu油田中作為儲(chǔ)集巖的單一的橫向連續(xù)砂巖體是三角洲前緣相的,而非三角洲平原相的(Dixon, 1981; Young和McNeil, 1984;Dixon et al., 1994)。Taglu組的三角洲平原相的頁巖體很薄,并且它要較在Kugmallit組的井更難追蹤,特別是因?yàn)橹挥泻苌倬虼┱麄€(gè)序列。另外,同沉積褶皺和伴隨的厚度的快速變化增加了情況的復(fù)雜性,特別是在南-西部Richards島地區(qū)(Kroeger et al., 200
20、8)。Iperk 組Iperk組是一個(gè)多達(dá)4000-m(13,123-ft) 厚的來自上新世三角洲進(jìn)積到現(xiàn)代陸架邊緣的碎屑巖楔。Iperk組大部分是由未固結(jié)砂巖和礫巖組成,逐漸變成Richards島西北部最細(xì)粒沉積物(Dixon et al., 1992b)。退積單元Richards組后退的Richards組的大部分沉積物是由有限范圍的頁巖和粉砂巖和砂巖以及礫巖體組成(Young和McNeil, 1984;Dixon et al., 1992b)。組的基部部分一般是由與主要海侵和與西部科迪勒拉變形相關(guān)的前緣地層的海相頁巖組成(Young和McNeil, 1984)。麥肯齊灣組麥肯齊灣組,主要是
21、由海相頁巖和粉砂巖組成,代表了一個(gè)三角洲體系的前三角洲和近海部分,而近端大多數(shù)被晚中生代隆起和剝蝕事件侵蝕(Young和McNeil, 1984; Dixon et al., 1992b; McNeil et al.,2001)。麥肯齊灣地層的基部頁巖部分和在地震測線中識(shí)別出的下覆Kugmallit組的砂巖之間形成鮮明對比,證明了單元的后退特征。然而,Richards島馬力克5L-38研究井的結(jié)論說明了麥肯齊灣地層是以粉砂為主要巖性,對于麥肯齊灣地層的近海部這可能會(huì)具更多特性(Medioli et al., 2005)。中生代沉積物為了模擬麥肯齊市盆地三疊紀(jì)沉積物中從上白堊紀(jì)烴源巖到儲(chǔ)層的油氣
22、的生成,模型夸大,包括中到上白堊紀(jì)沉積物。SmokingHills組的頁巖和次要的粉砂巖與下覆BoundaryCreek組類似,盡管可以用侵蝕不整合來分離這兩個(gè)單元,但它們在地震上沒有區(qū)別(Young et al., 1976; Dixon et al., 1992a)。除此,模型中還介紹了下覆侏羅紀(jì)到白堊紀(jì)的碎屑單元(見下面)。模型區(qū)的北部的地震數(shù)據(jù)庫信息可外推到盆地北部,麥肯齊市序列聚集厚度最大達(dá)1000 m (3281 ft)。砂質(zhì),粉砂質(zhì)和泥質(zhì)Fish River組,構(gòu)成Aklak組基礎(chǔ),擴(kuò)展到麥斯里希特階。流動(dòng)特性Kugmallit組的砂質(zhì)沉積物除了在稀有的碳酸鹽巖膠結(jié)間隔內(nèi)主要是細(xì)
23、粒和可滲透的(11000md和更大) (Nentwich和Yole, 1994; Katsube et al.,2005),而泥質(zhì)單元是有效的蓋層(Dixon et al., 1994)。因此,我們斷定三角洲平原相和前三角洲到近海相內(nèi)的油氣流動(dòng)主要是側(cè)向的。然而三角洲前緣相內(nèi)的凈流是垂直的,這是由于可滲透砂體的互相聯(lián)絡(luò)。Taglu組是個(gè)例外,因?yàn)槟噘|(zhì)體在三角洲前緣相中量更多。Taglu砂巖的孔隙度在1000-m(3281-ft)以下可達(dá)24%。由于空間上的復(fù)雜的成因改變,孔隙度和滲透率比在Kugmallit組中變化更大(Nentwich和Yole, 1982)。在模型中,只考慮機(jī)械壓實(shí)。因此,
24、所有單元的滲透率隨著深度增加成指數(shù)降低,根據(jù)阿泰定律它是孔隙度下降的函數(shù)(Hantschel 和Kauerauf, 2008),從大約1000m (3281 ft) 3000md到5000m (16,404 ft)為2.3md。Richards和Kugmallit組的孔隙度在5%到32% (Issler和Katsube, 1994;Nentwich和Yole, 1994)。Kugmallit組中大于1000md的極高的孔隙度和滲透率以及Reindeer D-27井中的倒轉(zhuǎn)的孔隙度趨勢是由于超壓引起的(Issler et al.,2002)。然而,超壓在局部規(guī)模上的變化,而且超出了模型的分辨率(
25、Issler和 Katsube, 1994)。巖性骨架模型沉積序列內(nèi)特別是Kugmallit和Taglu組的巖性的垂直變化是影響整個(gè)相帶和疊加了局部相變化,例如三角洲朵葉體的遷移和河道侵蝕的海平面相對變化的結(jié)果。韻律的巖性變化的本質(zhì)在層序內(nèi),正如從測井解釋中所推斷出的表明是海平面升降變化以及局部沉降或沉積供應(yīng)的變化的可容空間的變化的強(qiáng)烈影響。海平面變化導(dǎo)致了在三角洲平原的主要砂巖沉積上的入海體系的間歇形成和富泥質(zhì)沉積物的沉積。盆地的快速沉降導(dǎo)致單個(gè)循環(huán)的保存。為了表示巖性體系變化,是用了層序地層模型方法,通過洪水周期將Kugmallit和Taglu組細(xì)分。在一個(gè)地層內(nèi)代表所有單個(gè)洪水周期超過了
26、模型容量。因此,在模型中,根據(jù)Dixon et al. (1992a) 該地區(qū)存在三角洲平原相且此地區(qū)的Kugmallit組的垂直序列被分為三個(gè)海侵泥質(zhì)單元,每個(gè)都被砂巖覆蓋(圖5)。建造的三角洲前緣相包括具有次要的泥巖的砂巖。前三角洲沉積是泥巖和粉砂的混合物。近海表示了具有砂巖單元夾層的泥巖,代表了指狀扇(Kopanoar層序)。圖5 通過模型的斷面。位置見圖1。Taglu組,三角洲前緣相模型是由三個(gè)側(cè)向連續(xù)砂巖與泥巖單元夾層組成。三角洲平原相的更復(fù)雜的薄的泥巖單元和砂巖混合模型是砂巖和泥巖的混合。Kugmallit組的進(jìn)積作用很小但是在Taglu組中很明顯。退積單元是以基底厚的泥巖單元為特
27、征,被引入Richards和麥肯齊灣組的基本層。在麥肯齊灣組,底部粉砂單元是向陸區(qū)(圖5)。Richards組的殘余模型包括主要的泥巖和粉砂巖巖性。對于Aklak組,Kroeger et al. (2008)的帶狀配列未變,除了基本的富有機(jī)質(zhì)海侵頁巖和Ministicoog的引進(jìn),這被認(rèn)為是Aklak組頂部的側(cè)向連續(xù)泥巖層。構(gòu)造地質(zhì)最顯著的麥肯齊市盆地的四個(gè)構(gòu)造油區(qū)的構(gòu)造(圖3)可以從地震資料中成圖。只有那些被追蹤十幾公里以上的大量斷層構(gòu)造才能在模型中被識(shí)別。特別是在盆地中心部位(Taglu斷裂帶),復(fù)雜斷層鑲嵌是不可能的。因此也包括限制構(gòu)造高度和概述油藏潛力區(qū)的三個(gè)最大的構(gòu)造(圖3)。 追蹤
28、分別超過60km(37mi)和100 km (62 mi)的兩個(gè)斷層確定了愛斯基摩湖斷裂帶的界線。盆地北部的四個(gè)60100-km(3762-mi)長的斷層構(gòu)成了Tarsiut-Amauligak斷裂帶。所有模型中包含的斷層都是具有凈的正?;顒?dòng)的斷層。盡管它們中的很多都在中生代期間恢復(fù)為逆斷層(Lane 和Dietrich, 1995),在大多數(shù)大型斷裂構(gòu)造的上盤向下運(yùn)移幾百米到局部超過1000m(3281ft)。斷層一般具有高角度(6090°)以及輕微的向下彎曲。斷層是否延伸進(jìn)入Aklak組尚未知,因此忽略它。然而地震測線顯示大的正斷層是平坦的犁狀,而在下第三系沉積序列中變成底部水平
29、(圖5)。在模型中,斷層必須要與單元格邊界一致。因此,高角度正斷層模擬為垂直,而鏟狀斷層模擬為沿著單元格邊界的階梯狀。中生代期間受壓環(huán)境下的斷層的激活和犁狀平坦斷層表明斷層具有低的滲透率。不過在模型中我們試驗(yàn)了兩種可能性:(1)斷層與周圍沉積物具有相同的滲透率和(2)斷層具有低的滲透率和阻擋流體流動(dòng)。熱流和有機(jī)質(zhì)成熟度圖6 在所選的井的位置預(yù)測的溫度和鏡質(zhì)體反射率值與測量值的比較。實(shí)線指的是在存在放射性熱的情況下的預(yù)測值,虛線指的是沒有放射熱存在的情況下預(yù)測值。 Kroeger et al. (2008)提出的熱流模型的一個(gè)主要不足是當(dāng)時(shí)只有基部熱流可應(yīng)用,而不需要考慮從鈾,釷和鉀放射性衰變產(chǎn)
30、生的熱量,這是在一些井中測量的溫度和預(yù)測的溫度值之間的差別。利用Rybach (1973)提出的方法,研究中使用的版本10的綜合勘探系統(tǒng)石油模型方案需要考慮沉積物中的放射性熱,計(jì)算從主要的三個(gè)放射性元素鈾,釷和鉀的放射性衰變產(chǎn)生的巖石-雜基熱量。估計(jì)平均的1.3ppm(砂巖)和3.7ppm(頁巖)的鈾,和3.5ppm(砂巖)和12ppm(頁巖)釷,以及1.3ppm(鈾)和2.7%(頁巖)的鉀導(dǎo)致熱流平均增加10%。相應(yīng)的,我們將熱流從Kroeger et al. (2008)使用的50mW/m2降低到4450mW/m2。井中鏡質(zhì)體反射率預(yù)測和溫度測量的精度比2008模型中的相比明顯提高了(圖6
31、)。局部不一致顯示了主要巖性為砂巖,這在我們模型中會(huì)產(chǎn)生相對低放射熱以及在此處對流熱的傳送可能是一個(gè)很大原因(e.g., Adgo P-25 井, 圖6)。盆地西部的熱對流產(chǎn)生的相對高溫是后中新世的特點(diǎn)(Chen et al., 2008)。因?yàn)檫@些現(xiàn)象是疊加在一般的與晚中生代隆起事件有關(guān)的冷卻趨勢上的,它可能對成熟度史有輕微影響。烴源巖的定義為了評價(jià)麥肯齊市盆地油和氣的潛在烴源巖,需要考慮三個(gè)可能的具有烴源巖潛力的生烴單元:(1)上白堊紀(jì)烴源巖((Smoking Hills和Boundary Creek 組),(2) Aklak組底部的下古新世烴源巖,和(3)Aklak組底部頁巖(Crean
32、ey, 1980; Snowdon et al., 2004)。第三紀(jì)沉積物中的總有機(jī)碳數(shù)變化顯著,在富含有機(jī)質(zhì)間隔內(nèi)超過20%(Snowdon et al., 2004)。Taglu組底部的采樣間隔的氫指數(shù)大約在100mg HC /gTOC但是ZAI 100-m (328-ft)厚中超過300mg HC/gTOC,超過了大部分富有機(jī)質(zhì)間隔(Snowdon et al., 2004)。Aklak組的三角洲平原和三角洲前緣相的烴源巖屬性TOC變化更大,在幾個(gè)頁巖樣品中為1.3%和在含煤間隔內(nèi)40%,正如用巖石評價(jià)熱解確定的,氫指數(shù)在小于100到大于500 mg HC/g TOC (A. Sais
33、on,2007, 個(gè)人通信)之間??紤]到分析樣品之間有機(jī)相的變化,主要起源自近三角洲部分,我們應(yīng)用平均烴源巖性質(zhì)來替代從近端到三角洲遠(yuǎn)端推測的數(shù)據(jù),在這里我們可以見到成熟烴源巖。選擇3%TOC值來反映測量的有機(jī)質(zhì)含量的范圍,分布在模擬的烴源巖間隔內(nèi),以及測定了陸相烴源巖的平均氫指數(shù)300mgHC/g TOC (Taglu和Aklak 組)。盡管更具有海相特征的干酪根分布在海侵時(shí)間間隔和可能也在近海的三角洲體系中(A. Saison,2007,個(gè)人通信; McCaffrey et al.,1994),但是在具有好的烴源巖潛力的Taglu和Aklak組的所有沉積物主要是陸相蠟質(zhì)有機(jī)質(zhì)(Snowdo
34、n et al., 2004)。為了改進(jìn)與其他模型的比較,我們采用Pepper和Corvi(1995)的兩個(gè)組成模型IIIH動(dòng)力學(xué)模型,它是Taglu and Aklak組的烴源巖而不是從近端樣本提出的預(yù)測的動(dòng)力學(xué)。上白堊紀(jì)SmokingHills組的樣品的TOC值大于5%,氫指數(shù)大于450mgHC/g TOC(A. Saison, 2007, 個(gè)人通信)。這些潛力烴源巖的有機(jī)質(zhì)大部分是海相藻類有機(jī)質(zhì)(Creaney,1980)。因?yàn)镾mokingHills組的氧化間隔具有很低的烴源巖潛力(A. Saison, 2007, 個(gè)人通信),所以我們假定模型中的TOC和氫指數(shù)平均為3%和400 mg
35、 HC/g TOC。對于熱裂解模擬,我們應(yīng)用Pepper 和Corvi (1995)的 II型動(dòng)力學(xué)模型。在所有模擬中二次裂解應(yīng)用Pepper和Dodd (1995)模型。為了測試運(yùn)移預(yù)測的可靠性,模型假設(shè)所有烴源巖都能生油,而且結(jié)果與咋哎麥肯齊市井中檢測到的油和氣的分布相比較。第二步,單個(gè)烴源巖的分布用來檢測麥肯齊市盆地特殊油區(qū)的源-藏的關(guān)系。對于上白堊紀(jì),三個(gè)模型計(jì)算了變化范圍和烴源巖厚度以便來解釋有限的而且有用的地質(zhì)信息:(1)最低限度模型的上白堊紀(jì)烴源巖僅存在于Dixon et al. (1992a)提出的Smoking Hills組部分,(2)最高限度模型的薄的(達(dá)120m 394
36、ft厚)上白堊紀(jì)烴源巖存在整個(gè)盆地中,和(3)假定最厚的麥肯齊市盆地南部的Smoking Hills組以下的白堊紀(jì)烴源巖模型。流動(dòng)模擬方法達(dá)西流和射線追蹤結(jié)合(混合物)流體運(yùn)移模擬是根據(jù)應(yīng)用達(dá)西流方程來預(yù)測流動(dòng),達(dá)西流是假定流體流動(dòng)速度主要是沉積滲透率和流體粘度的函數(shù)。Petromod方案使用了有限的元素方法,它假定了單元內(nèi)的性能是常數(shù)。為了保持合理的計(jì)算時(shí)間,原始格子包括水平面長度500m(1640ft)的435×347單元,2km(1.24-mi)水平長度和最大厚度1000m(3281ft)的單元簇。為了避免過于簡單化和解釋流體沿著有利構(gòu)造集中流動(dòng),達(dá)西流方法與流動(dòng)路徑模型(射線
37、追蹤)結(jié)合,這可以在合理計(jì)算時(shí)間的原始分辨率計(jì)算。這個(gè)模型假定流動(dòng)立即發(fā)生在阻擋層內(nèi),受浮力驅(qū)使和受控于遮擋層的構(gòu)造。流量可以用來計(jì)算模型過程的每個(gè)時(shí)間段。盡管遮擋層內(nèi)的流動(dòng)發(fā)生在每個(gè)時(shí)間段的瞬間,它考慮了隨時(shí)間和溢出過程的構(gòu)造變化(Hantschel et al.,2000)。入侵滲透除了混合模型,我們測試了最新的落實(shí)到石油模型10的入侵滲透方法。這個(gè)模型很明顯降低了計(jì)算時(shí)間,因?yàn)樗鼉H僅能模仿完全的以達(dá)西為基礎(chǔ)方法。此模型源于無密封的觀察當(dāng)中,這主要出現(xiàn)在低的滲透率蓋層中。無蓋層出現(xiàn)在油和氣儲(chǔ)層的最高點(diǎn),這是超壓流體和蓋層所致。突破區(qū)的特點(diǎn)要小于模型的單元,但是通過這些位置的流動(dòng)可能比達(dá)西流
38、更快速和更有效,這是在模型格子分辨率中計(jì)算出來的(Hantschel和Kauerauf, 2008)。在入侵滲透模型方法中,我們假定通過集中的路徑的流動(dòng)可能發(fā)生在模型的所有相鄰的格子中。為了計(jì)算哪個(gè)單元是可流動(dòng)的,需要計(jì)算每一個(gè)單元的絕對滲透率和毛細(xì)管壓力。然而,模型的連通性分析是為了確定最低滲透率值,需要形成可流動(dòng)吼道的連通體系,必須橫過最小的構(gòu)造。根據(jù)滲透率值,最大粘性壓力可能發(fā)生在流體流動(dòng)期間,這是確定的。結(jié)果的壓力梯度可以用來估計(jì)模型體積的有效的門限壓力。時(shí)間因素是滲透比率的函數(shù),這決定哪個(gè)時(shí)間段哪個(gè)單元是入侵的(Carruthers和 vanWijngaarden, 2000)。烴分
39、布和數(shù)量的預(yù)測圖7 從模型中提取出來的烴類聚集預(yù)測圖。模型推測了(a-c)所有可能生油氣的烴源巖(上白堊紀(jì)最小范圍模型,基部的Aklak組和基部的Taglu組,(d)假設(shè)只有上白堊紀(jì)烴源巖可以生烴,(e)假定只有Aklak組底部的一套烴源巖可以生烴,和(f)假定只有Taglu組底部的一套烴源巖可以生烴。a,b,d,e中的流動(dòng)是由混合模型推測的,而c和f中的流動(dòng)是由入侵滲透模型推測的。除了b所有的模型都是在假定斷層是封閉情況下推測的。油(綠色)和氣(紅色)分布的預(yù)測是在Kugmallit組的頂部進(jìn)行的。表1 加拿大國家能源局報(bào)道的麥肯齊市盆地地區(qū)可采油和氣的均值估計(jì)模型應(yīng)用了具有所有的三個(gè)潛在烴
40、源巖生烴和封閉斷層的混合模型(基部的Taglu,基部的Aklak,和Smoking Hills/Boundary Creek)預(yù)測了烴分布在整個(gè)的盆地的大量聚集中心(Richards島),Richards島的近海西部,和Tarsuit A-25井北部的西北近海。模型結(jié)果和麥肯齊市盆地的成功油和氣井與干井的對比(圖7a),65%的準(zhǔn)確性。四個(gè)主要的油和氣田,Amauligak, Issugnak, Taglu, 和Parsons,只有一個(gè)油田Taglu油田聚集帶是根據(jù)模型預(yù)測的。運(yùn)用具有所有斷層的相同模型被認(rèn)為是具有與圍巖相同的滲透率(圖7b),進(jìn)一步降低了不成功和成功井到59%的預(yù)測的可靠性。
41、然而,入侵滲透模型的應(yīng)用,導(dǎo)致了干井和成功井70%的預(yù)測準(zhǔn)確性的增加(圖7c)。此外,這個(gè)方法預(yù)測了大的Amauligak聚集,如果假定高的TOC含量(在Taglu組中平均8%)也在Issugnak中分布。這個(gè)方法也預(yù)測了Tarsuit地區(qū)的聚集,在這個(gè)地區(qū)存在成功的油和氣井。與混合模型相反,它低估了一些大型氣田的分布,至少是一階巨大型,加拿大國家能源局報(bào)道中,根據(jù)入侵滲透模型的體積預(yù)測在重新估計(jì)可恢復(fù)的體積過程中顯得更為準(zhǔn)確(加拿大國家能源局,1998)。據(jù)TOC平均值為3%的入侵滲透模型中Amauligak油田的油量的預(yù)測,有326.5萬桶油(51,915 m31833.36 mmcf)和
42、76700萬立方米(2.71 tcf)氣。考慮到只有部分恢復(fù)與據(jù)井資料國家能源局報(bào)道所預(yù)測的可采值的中位數(shù)(230.5萬桶)接近(表1)。對與Taglu油田,入侵滲透模型預(yù)測有80093萬立方米(2.83tcf)氣存在與Taglu組的第二個(gè)砂體間隔的最大聚集區(qū)。就采收率0.7而言,根據(jù)國家能源局報(bào)道的相當(dāng)于可采57403萬立方米(2.03tcf)氣(表1)。此外,模型進(jìn)一步預(yù)測了Taglu組的下伏砂巖間隔的油氣聚集區(qū)。模型運(yùn)用了8%的TOC值模型,在底部的Taglu組,如果假定TOC平均為8%,將導(dǎo)致對Amauligak聚集過分預(yù)測為大于一階的巨大聚集區(qū),而在Taglu油田并沒有適當(dāng)?shù)脑黾?。?jù)
43、混合模型預(yù)測的麥肯齊市盆地總聚集量在表面狀況下油藏中的油在1.25 × 109m3(7862萬桶) 和 2 × 109m3(12,579萬桶)之間,這取決于模型在白堊紀(jì)烴源巖中的應(yīng)用,同時(shí)氣量在7.98 × 1011m3(28.18 tcf)和1.1 × 1012m3(38.85 tcf)之間。這些值與Dixon et al. (1992b)為較大麥肯齊市地區(qū)預(yù)測的很接近,他認(rèn)為可采油在1.1 × 109m3(6919 萬桶),可采氣在1.9 × 1012m3(67.1 tcf )。然而混合模型雖然是較準(zhǔn)確的推測模型,也不能預(yù)測麥肯齊
44、市盆地主要烴類聚集的較大部分,而入侵模型卻可以。原因主要是達(dá)西單元格操作的的必要的簡單化。為此,實(shí)質(zhì)上的復(fù)雜性,特別是在構(gòu)造復(fù)雜區(qū),更好的使用簡單的入侵滲透模型方法。具體上來說,以下四個(gè)主要的問題在混合流動(dòng)模擬過程中都曾出現(xiàn)。射線追蹤模型,浮力驅(qū)動(dòng)下的沿著優(yōu)勢構(gòu)造集中流動(dòng),不能再現(xiàn)沿著封閉斷層的集中流動(dòng)。如果沒有集中流動(dòng),低滲透沉積物中的達(dá)西流將不按比例減小,例如Tarsuit-Issungnak-Amauligak區(qū)域的Taglu組。斷層面看作是極小的薄面。為了推測其對鄰近單元的影響,需要將斷層面的性質(zhì)夸大到鄰近單元格中。這將會(huì)引起預(yù)期以外的影響,特別是如果模型的分辨率要因?yàn)檫_(dá)西計(jì)算降低時(shí)。
45、在流動(dòng)計(jì)算的分辨率上,混合模型對體積量估算過高,這個(gè)體積量必須在流動(dòng)或是從烴源巖中排出時(shí)已經(jīng)飽和。這些現(xiàn)象特別影響了Tarsuit-Amauligak地區(qū)的犁式斷層系統(tǒng)中的預(yù)測,而對更多的是垂直正斷層有關(guān)的Taglu地區(qū)影響程度較小。入侵滲透模型的簡單的計(jì)算不會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象,因?yàn)檫\(yùn)移的模擬具有較高的分辨率。帕森斯油田不能應(yīng)用這種方法是由于該區(qū)的含油氣系統(tǒng)完全不同,油來自侏羅紀(jì)Husky組(Langhus, 1980)。生烴時(shí)期和生烴位置模型每次只考慮了其中一套烴源巖生成,但是所有的三套烴源巖可能對麥肯齊市地區(qū)烴類分布都有影響(圖7d-f)。很明顯大部分的分布與單一的烴源巖沒有關(guān)系。從古新世Ak
46、lak組底部生成的烴類分布廣泛,但是混合模型和入侵滲透模型不能展示Amauligak區(qū)的分布。來自上白堊紀(jì)烴源巖的烴類具有相似的聚集程度,但只有假定烴源巖具有盆地范圍。模型中的烴源巖較有限,這使得烴類大部分聚集在向陸區(qū),而最小范圍的模型僅預(yù)測Richards島南部很少的石油聚集區(qū)(圖7d),主要聚集在白堊紀(jì)到古新世儲(chǔ)層中。與古新世和白堊紀(jì)生成的烴類相反,用入侵滲透模型得到的Taglu組底部生成的烴類分布在盆地北部向陸部分(Tarsuit-Amauligak地區(qū))和中心以及東部向陸部分。圖8 關(guān)鍵時(shí)刻間隔內(nèi)的三套潛力烴源巖的生成速率圖圖9 整個(gè)模型區(qū)從(a)Taglu組,(b)Aklak組,和(
47、c)Smoking Hills組(最小程度模型)主要油和氣的累積。實(shí)線代表油,虛線代表氣。Mtons=萬公噸。生成期和圈閉形成是麥肯齊市地區(qū)含油氣系統(tǒng)的一個(gè)重要因素。正如Kroeger et al.(2008)討論的,在潛力早古新世烴源巖中有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵時(shí)刻要比潛力Taglu組底部烴源巖中有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵時(shí)刻早,并且提早確定了漸新世儲(chǔ)集巖的形成。Kroeger et al. (2008)也預(yù)測了從Taglu組中生成的大量烴類在漸新世之前沒有開始,而從古新世Aklak組中的烴源巖生成的烴類出現(xiàn)在晚始新世Richards島和向陸的井位。然而,如果整個(gè)盆地被認(rèn)為是因?yàn)槌墒於群蛷膩喪夹率罒N源巖中
48、生成的烴類是從盆地中心到盆地邊緣的正在進(jìn)行埋藏期間(圖8,9)。這對于假定的上白堊紀(jì)烴源巖來說是最明顯的,它們在盆地中心晚始新世之前已經(jīng)生成而且在Richards島和Netserk地區(qū)仍在以高速率同時(shí)繼續(xù)生成。生成持續(xù)到漸新世,這個(gè)時(shí)期盆地邊緣的晚白堊紀(jì)沉積物已經(jīng)開始生成。整個(gè)生成過程對盆地規(guī)模有影響,知道晚中生代所有烴源巖都在進(jìn)行(圖9)。甚至在小規(guī)模到盆地設(shè)想下,晚白堊紀(jì)是麥肯齊市盆地中最多的烴源巖,盡管從這些來源中形成的儲(chǔ)層的分布是有限的(圖7d)。油和氣的生成典型烴源巖的主要生成剖面顯示海相干酪根生成的總潛力烴類中氣占12%到22%(Pepper and Corvi, 1995)。主要
49、來源于陸相的有機(jī)質(zhì)的烴源巖生成的氣比海相烴源巖多50%。然而,主要生成的總的氣量要比生成的油少。麥肯齊市盆地生成剖面顯示的百分比在7%到13%之間(圖9)。那些低值反映了烴源巖成熟度的平均程度,在Smoking Hills組中值最高,Taglu組中值最低,這是因?yàn)榇蟛糠謿馍傻臏囟雀哂谟?。氣生成的另外一個(gè)來源是主要生成成分的裂解:取決于氫指數(shù)和吸附潛力,生成的和未排出的油將會(huì)裂解為氣。隨著不能生烴的有機(jī)質(zhì)(死有機(jī)質(zhì))的數(shù)量排出能力降低而二次裂解潛力增加,正如烴源巖中的氫指數(shù)指示的。陸相烴源巖中二次裂解開始的溫度低于115°C,例如麥肯齊市盆地中的那些一樣(Pepper和Dodd, 1
50、995)。二次裂解最終導(dǎo)致不能排出的石油完全轉(zhuǎn)化成氣。運(yùn)移路徑和充填史為了更好的理解源-藏間的關(guān)系,需要進(jìn)一步了解單一油藏形成的時(shí)間和連接生烴位置和藏簡的運(yùn)移路徑。因此我們研究了晚白堊紀(jì)烴源巖中最低程度模型中Taglu組和Kugmallit組的油藏的充填史(圖10)。在圖10顯示中展示的并沒有顯示出在Amauligak J-44油田的Kugmallit組油氣聚集最多,因?yàn)橥ㄟ^混合流動(dòng)計(jì)算并沒有預(yù)測到,而通過入侵滲透方法得到的捕獲時(shí)間并沒顯示精確的定量史。處于相同的原因,圖10的定量預(yù)測并沒有所期望的準(zhǔn)確。圖10 選定的累計(jì)充填史。實(shí)線代表油(萬立方英尺M(jìn)MCF),虛線代表氣(萬立方米Mm3。大
51、多數(shù)情況下油氣注入始于蓋層頁巖沉積,儲(chǔ)層砂巖沉積后小于1m.y(圖10a)。存在兩種例外:盆地東北部漸新世Kugmallit組的儲(chǔ)層(如Nipterk P-32, Arnak K-06和Amerk O-09 地區(qū), 圖 7, 10c, d)在中中生代之前并沒有儲(chǔ)集任何石油,而且中心Richards島Taglu油田南部的晚始新世Taglu組中的儲(chǔ)層儲(chǔ)集石油更晚,在一個(gè)非常窄的時(shí)間間隔內(nèi)大約6Ma (如Unipkat N-12, Kumak J-06,圖7, 10e, f)。盡管模型清楚的過高預(yù)測了Mallik A-06的圈閉的規(guī)模和密閉性,這對于儲(chǔ)集的量還是未知,但是注入曲線顯示在這個(gè)地區(qū)若干時(shí)
52、間間隔期間的儲(chǔ)層充滿石油。圖11 模型中兩個(gè)最大聚集區(qū)的位置的橫斷面:(a)30Ma,關(guān)鍵時(shí)刻后的古生代含油氣系統(tǒng)短暫的時(shí)間間隔,關(guān)鍵Taglu聚集區(qū)的形成,和(b)14Ma,關(guān)鍵時(shí)刻后的始新世含油氣系統(tǒng)短暫的時(shí)間間隔,關(guān)鍵Amauligak聚集區(qū)的形成。箭頭代表運(yùn)移路徑。白色箭頭表示從晚白堊紀(jì)烴源巖中排出和運(yùn)移;黑色箭頭表示從基部Aklak組中生成的烴類,都是據(jù)混合模型預(yù)測的;藍(lán)色箭頭表示從Taglu組中生成和運(yùn)移,這是據(jù)入侵滲透模型預(yù)測的。虛線箭頭表示突破路徑,而實(shí)線箭頭表示主要的達(dá)西流。巖相分帶(1)遠(yuǎn)端沉積,(2)前三角洲,(3)三角洲前緣,和(4)三角洲平原。紫色表示烴源巖間距。為了
53、解釋不同的充填史,我們以兩種特別的相關(guān)時(shí)間步長來研究流動(dòng)路徑?;旌夏P秃腿肭譂B透模型綜合結(jié)果顯示一系列流動(dòng)路徑。在烴類排出和運(yùn)移的早期階段,通過Aklak組上部具有孔隙的沉積物內(nèi)的達(dá)西流從Aklak組底部的潛力烴源巖中生成的大多數(shù)油橫向分布有效(圖11a)。導(dǎo)致上覆Ministicoog段頁巖不能作為蓋層的背斜構(gòu)造中壓力增加,烴類的垂直運(yùn)移和新的側(cè)向分布,以及也是為了Taglu三角洲前緣相砂巖層內(nèi)的油氣聚集。Aklak組內(nèi)側(cè)向流動(dòng)受到向陸相的頁巖沉積限制。Aklak組頂部形成的大多數(shù)圈閉都是暫時(shí)的,因?yàn)樵S多斷層由于埋藏過程中傾斜導(dǎo)致開啟。從晚白堊紀(jì)烴源巖中生成的烴類主要向下排入到具有孔隙的晚白
54、堊紀(jì)復(fù)理層沉積物中,這些流體運(yùn)移到盆地邊緣,對盆地中心的烴類的聚集沒有貢獻(xiàn)。如果假定盆地內(nèi)晚白堊紀(jì)處于較寬范圍,那么情況就改變了。在這種情況下,高產(chǎn)海相烴源巖可能生成大量烴類,盡管烴類主要是向下排可能進(jìn)入到盆地中心的儲(chǔ)層構(gòu)造中,占據(jù)類似運(yùn)移路徑,正如在基部Aklak組形成的石油。Taglu組的整個(gè)近海部分的頁巖特征阻礙了烴類從Taglu組底部的烴源巖中的運(yùn)移。漸新世Taglu組底部生成的油的時(shí)期和運(yùn)移的延遲都可能使得Taglu組生成的油作為中中生代儲(chǔ)層中油的來源。另外,鏟式斷層構(gòu)造具有高的潛力,不僅是體現(xiàn)在對Tarsuit-Amauligak斷裂帶油藏的封堵上,而且也增加了始新世地層剖面生成的
55、烴類聚集(圖11b)。這很清楚的說明了根據(jù)滲流載體正如圖11b中顯示的我們可以清楚的看到:Tarsuit-Amauligak斷裂體系北部,很少發(fā)生垂直運(yùn)移,而在鏟式系統(tǒng)中具有集中運(yùn)移。從老的單元的烴源巖中生成的烴類的側(cè)向分布和緊隨的運(yùn)移路徑與圖11a中的類似,造成了Richard島地區(qū)連續(xù)的注入。與油的分布不同,氣的分布在晚中生代之前還不到現(xiàn)代值的50%,此時(shí)氣的注入在大多數(shù)儲(chǔ)層中達(dá)到峰值(圖10)。最大數(shù)量的氣涌入儲(chǔ)層是發(fā)生在9Ma和5Ma之間。在許多情況下,這與下降的液體量一致。因此氣灌入是在盆地最重要的區(qū)域抬升剝蝕時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生的。所以我們提出了以下一系列事件。剝蝕導(dǎo)致壓力釋放,這對烴源
56、巖和儲(chǔ)層都有影響。隨著剝蝕的開始,保持在頁巖烴源巖中的或者通過二次裂解形成的氣都釋放出來進(jìn)而運(yùn)移到儲(chǔ)層中。連同已經(jīng)存在儲(chǔ)層中的輕烴膨脹一起,氣的匯聚導(dǎo)致了油的部分或是全部的膨脹。這時(shí)油或者運(yùn)移到更高的儲(chǔ)層中或進(jìn)入盆地邊緣儲(chǔ)層中,例如Unipkat和Kumak地區(qū),還可能溢出地面。區(qū)域性整合麥肯齊市石油的分析顯示重要的非均質(zhì)性,導(dǎo)致早期作者認(rèn)為具有多種多樣的烴源巖和烴源巖相(Snowdon, 1979; Brooks, 1986;Curiale, 1991;McCaffrey et al., 1994)。由于他們的化學(xué)性質(zhì),麥肯齊市盆地地區(qū)的油一般被認(rèn)為來自于第三紀(jì)三角洲序列(Snowdon,
57、1979, 1981;Brooks, 1986;Curiale, 1991)。后來解釋了混合少量從第三紀(jì)序列產(chǎn)生的石油的的陸相生物標(biāo)識(shí)化合物,而由于麥肯齊市油中的海相特征晚白堊紀(jì)被認(rèn)為是整個(gè)麥肯齊市盆地中主要的烴源巖(Li et al., 2006)。乙基膽甾烷分布表明離岸越遠(yuǎn)烴源巖成熟度越低(Curiale, 1991),這已被相同的過程所解釋(Li et al.,2006)。這種解釋與McCaffrey et al. (1994)的解釋相反,他認(rèn)為這種原因是由于向海的第三紀(jì)烴源巖漸增的海相特征導(dǎo)致的。盡管已經(jīng)識(shí)別出Taglu組底部,Aklak組內(nèi)部和晚白堊紀(jì)的潛力烴源巖(Creaney,1
58、980; Snowdon et al., 2004; Li et al., 2006),它們在盆地中的范圍和位置是未知的。由于成熟烴源巖很難達(dá)到,石油的來源很難單獨(dú)根據(jù)地球化學(xué)特征確立。然而我們的結(jié)論證實(shí)了成熟史,運(yùn)移模式和充填史在整個(gè)盆地中相差太大而不能看成是一個(gè)簡單的含油氣系統(tǒng)的推論。模型中預(yù)測的可采油和氣的定量估算的相關(guān)協(xié)議,都是對于單獨(dú)分布和整個(gè)麥肯齊市盆地地區(qū),看來是支持我們烴源巖的假設(shè)。在我們的模型中,Aklak組底部的一套潛力烴源巖可能是麥肯齊市盆地大部分分布的來源。這是由大的盆地地區(qū)在圈閉后生成時(shí)間短暫導(dǎo)致的,大多數(shù)是在Taglu組。流動(dòng)路徑分析表明從這些烴源巖中生成的石油側(cè)向
59、有效分布,假定存在可以識(shí)別的橫向廣泛障礙。因此,模型中Aklak組內(nèi)的烴源巖精確的位置對于運(yùn)移模式不是關(guān)鍵。模型結(jié)果顯示盆地東北部Kugmallit組的大部分分布可以很好的解釋從下Taglu組生成的油。這種假設(shè)是由東北部油藏充注晚于盆地其他位置支持的。同時(shí)也受到Tarsuit-Amauligak斷裂體系內(nèi)的額外熱對流支持的(Chen et al.,2008),這在我們模型中沒有給予考慮,這也可能導(dǎo)致石油的生成是在晚中生代隆起事件之后發(fā)生的。Tarsuit Amauligak和其他斷裂體系對流體運(yùn)移和石油的運(yùn)移的影響是由于該區(qū)溫度異常導(dǎo)致的(Chen et al., 2008)。提出的Taglu含油氣系統(tǒng)很可能與Curiale (1991)鑒定的Kugmallit/Richards石油組分相關(guān),這與模型中同Taglu和Aklak組的石油聚集相一致的Reindeer/Moose河道組分不同。許多圈閉中的復(fù)雜
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