鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)及侏羅系烴源巖生烴潛力分析

鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)及侏羅系烴源巖生烴潛力分析

在這項(xiàng)工作中，使用盆地模擬軟件baims4.5，建立了一個隨時間變化而變化的地質(zhì)模型。在模型中,取全取準(zhǔn)眾多的參數(shù)至關(guān)重要。文中的重要參數(shù)都是根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況選取的。根據(jù)模擬結(jié)果研究生烴史。一、成巖剝蝕和生排烴川西坳陷碎屑巖領(lǐng)域近5.06×104km2內(nèi),各區(qū)帶的地質(zhì)特征不一樣,平面上以構(gòu)造區(qū)帶將川西坳陷劃分為8個模擬區(qū)塊:其中區(qū)塊1~6大致于川西坳陷中段,模擬區(qū)1為綿竹—綿陽低褶帶;模擬區(qū)2為孝泉—豐谷構(gòu)造帶;模擬區(qū)3為成都凹陷;模擬區(qū)4為知新場—龍寶梁斷褶帶;模擬區(qū)5為安縣—鴨子河—大邑?cái)囫迬?模擬區(qū)6為龍門山前緣推覆帶;模擬區(qū)7為川西坳陷北段;模擬區(qū)8為川西坳陷南段,包括27口深井,來計(jì)算地史時期各模擬區(qū)塊的生烴史特征。川西坳陷晚三疊世至全新世地層包含有20多個組段,其間受隆升作用影響遭受數(shù)次剝蝕或沉積間斷。根據(jù)對油氣生成影響的主次關(guān)系,合并后的模擬層共有11個,4個階段遭受剝蝕。模擬層厚度、烴源巖厚度、砂泥比通過鉆井資料統(tǒng)計(jì)獲取。剝蝕厚度和剝蝕起始時間關(guān)系到地史過程中沉降幅度、隆升起始時間以及生排烴過程。4次剝蝕事件分別為T3x3—T3x4、T3x5—J1、J3p—K1,K2—現(xiàn)今。前三次剝蝕量較小,一般小于200m,只有個別地層其剝蝕厚度才略大。白堊系以來的剝蝕則是整個川西坳陷重要的地質(zhì)事件,用區(qū)域地質(zhì)類比法確定剝蝕量。霧中山地區(qū)整個侏羅系及其以上地層皆被剝蝕掉,各地層的剝蝕量則通過區(qū)域地層展布趨勢來分配。熱史參數(shù)中,取16.5℃作為川西坳陷的現(xiàn)今平均地表溫度。整個中新生代的古氣溫平均取值為20℃。川西是邊緣盆地轉(zhuǎn)化的前陸盆地,地溫由古至今差別較大,由高到低,熱史模型用分段地溫梯度法,取值為:219Ma(T3x3沉積末):4.0℃/100m;210Ma(T3x5沉積末):3.0℃/100m;131Ma(T3p沉積末):2.5℃/100m;131~0Ma:1.5~2.5℃/100m。生烴史參數(shù)中馬鞍塘—小塘子組和下侏羅統(tǒng)—千佛崖組烴源巖干酪根以Ⅱ型為主,次為Ⅰ型;須家河組、沙溪廟組及蓬萊鎮(zhèn)組烴源巖干酪根以Ⅲ型為主。烴源巖產(chǎn)氣率、有機(jī)碳恢復(fù)系數(shù)根據(jù)李汶國的物質(zhì)平衡法得出。川西地區(qū)熱演化程度相對較高,油大多裂解成氣,生烴模型根據(jù)產(chǎn)烴率曲線計(jì)算生氣量。二、上三疊統(tǒng)烴源巖川西坳陷中段6個構(gòu)造區(qū)帶(14286km2)8個烴源巖層累積生氣量達(dá)2175780×108m3(見表1、表2),須三段生氣量最大,達(dá)780380×108m3,占川西坳陷中段總生氣量的35.87%,其他由多到少依次為馬鞍塘—小塘子組、須二段、須四段、須五段、下侏羅統(tǒng)—千佛崖組、沙溪廟組、蓬萊鎮(zhèn)組?？傮w上,川西坳陷中段上三疊統(tǒng)烴源巖具有殘余有機(jī)質(zhì)豐度較高,生烴時間較早、源巖成熟度較高、總生氣量大的特點(diǎn),占川西中段的98.2%。侏羅系特定的沉積環(huán)境決定了在大套紅層中形成的暗色泥質(zhì)巖夾層有機(jī)碳含量普遍不高,而且不同地區(qū)、不同層位有機(jī)碳值變化幅度較大,生氣量少。三疊紀(jì)地層的生氣強(qiáng)度中心主要集中在溫江,其次在孝新合地區(qū)。侏羅系的生氣強(qiáng)度中心在川西坳陷中段外的川北地區(qū)?？傮w而言,上三疊統(tǒng)的成烴貢獻(xiàn)極大,達(dá)95%以上,下侏羅統(tǒng)—千佛崖組貢獻(xiàn)4.28%,沙溪廟組及蓬萊鎮(zhèn)組只占0.06%?？梢?侏羅系氣藏主要為遠(yuǎn)源氣藏,侏羅系暗色泥巖生成的烴類只夠飽和儲層巖石的吸附量,為下伏主力氣源在輸導(dǎo)層中的運(yùn)移或在儲層中的聚集中起到一種鋪墊作用,提高主力烴源巖的聚集能力。三、不同構(gòu)造帶的內(nèi)生烴聚集和形成時代川西坳陷的烴源巖地層生烴期較長,從須二段沉積開始(224Ma)至第三紀(jì),總體而言上三疊統(tǒng)烴源巖層從須二段沉積(224Ma)起開始產(chǎn)生少量油氣,至侏羅紀(jì)末生烴高峰期;侏羅系烴源巖層生烴期從侏羅紀(jì)至第三紀(jì)。不同烴源巖層有不同的生烴高峰期,馬鞍塘—小塘子組烴源巖有3個生烴高峰期,主要在須三段沉積末(219Ma)達(dá)到生油高峰,沙溪廟組沉積末(163Ma)是油大量裂解成氣的高峰,在蓬萊鎮(zhèn)組沉積末(131Ma)達(dá)到生氣高峰。須家河組烴源巖有兩個生烴高峰期,主要在晚三疊世和晚侏羅世,但自西向東有逐次變晚的趨勢,并且在東邊只有一個生烴高峰期—晚侏羅世。如西部霧1井、川綿39井和川孝94井,其第一個生烴高峰在三疊紀(jì)末就可出現(xiàn)。中部的川合100井、川豐125井和平落1井,其生烴高峰已漸至J3—K1期間。川西坳陷東坡乃至川中地區(qū)的川11井和磨1井,生烴高峰更推遲到早白堊世。侏羅系千佛巖組—下侏羅統(tǒng)烴源巖地層生烴高峰期在131Ma到白堊世末,沙溪廟組烴源巖生烴高峰期在白堊紀(jì)末,而蓬萊鎮(zhèn)組烴源巖生烴高峰期在N—E間。多年來,不同研究者對川西地區(qū)上三疊統(tǒng)主力烴源巖的成熟期,已有相當(dāng)一致的看法,主要從中侏羅世起,到晚侏羅世達(dá)到生烴高峰。此次模擬結(jié)果與之相當(dāng)吻合,并且在定量化上更加細(xì)致,也說明侏羅紀(jì)為主要生烴高峰期之一。因此,燕山中晚期(生氣高峰期)構(gòu)造具有最佳的油氣聚集效果。川西不同構(gòu)造帶其生氣高峰期也不完全相同,綿竹—綿陽低褶帶在距今131Ma(蓬萊鎮(zhèn)沉積末)達(dá)到生氣高峰期,在210Ma(須五段沉積末)有一個次生氣高峰期;孝泉—豐谷構(gòu)造帶在163Ma(沙溪廟組沉積末)—67Ma(白堊系沉積末)間處于持續(xù)生氣高峰期,在210Ma有一個次生氣高峰期;成都凹陷在131Ma達(dá)到生氣高峰期,在210Ma有一個次生氣高峰期;知新場—龍寶梁斷褶帶在163Ma達(dá)到生氣高峰期,其后到67Ma處于相對持續(xù)生氣高峰期;安縣—鴨子河—大邑?cái)囫迬г?31Ma達(dá)到生氣高峰期,在219Ma(須三段沉積末)~210Ma有一個持續(xù)的次生氣高峰時期;龍門山前緣推覆帶與安縣—鴨子河—大邑?cái)囫迬Щ鞠嗨?在131Ma達(dá)到生氣高峰期,在219Ma、210Ma有兩個次生氣高峰時期。這些都從另一個角度表明,生氣高峰時期的成藏條件研究有利于油氣資源富集區(qū)的發(fā)現(xiàn)。四、不同生烴源巖圈閉和形成時代對盆地的控制作用王允誠等(1990年)對川西致密砂巖大量實(shí)驗(yàn)資料表明:川西致密儲層孔小喉窄,天然氣滲濾運(yùn)移比常規(guī)儲層運(yùn)移阻力增大了783倍。因此致密化作用在降低儲層孔滲性的同時,也鎖定了燕山期的油氣聚集,后期構(gòu)造改造只是使早期的聚集復(fù)雜化和隱匿化,這造就了川西地區(qū)古構(gòu)造、地層、成巖等一系列非背斜圈閉形成的大環(huán)境。本次盆地模擬結(jié)果得出:川西坳陷須家河組儲層致密化的最后時刻是燕山晚期,侏羅系儲層完成致密化的最后時刻為白堊紀(jì)末,由此推論:除了斷裂系統(tǒng)直接參與,川西坳陷的油氣規(guī)模運(yùn)移在喜山期已不可能發(fā)生了,燕山中晚期(生烴高峰期)所形成的油氣聚集,便可大體上被保留下來。勘探實(shí)踐也表明,古隆起及其斜坡地帶的鉆井成功率最高。盆地模擬結(jié)果表明川西不同構(gòu)造區(qū)帶、不同烴源巖層(三疊系、侏羅系)各自有不同的生烴高峰期、生氣量,對應(yīng)的古構(gòu)造形態(tài)也不一樣,決定了不同油氣聚集期及其生氣量以及聚集位置上的古構(gòu)造差異,利用盆地模擬技術(shù)經(jīng)過剝蝕厚度的恢復(fù)和去壓實(shí)校正,較好地研究了復(fù)合隱匿的古構(gòu)造及其圈閉的問題,就能有目的地開展具有最大資源量的遠(yuǎn)景地區(qū)的勘探工作。川西坳陷陸相烴源巖蘊(yùn)藏著豐富的天然氣資源,烴源巖形成時間從晚三疊世到J3p時期,從源巖到圈閉歷經(jīng)了晚三疊世到第三紀(jì)末,保存時間從晚侏羅世至今,成藏關(guān)鍵時期是晚三疊世晚期和晚侏羅世,有利勘探目標(biāo)是燕山期生烴中心附近的古構(gòu)造(儲層未致密化)圈閉或古斜坡的巖性圈閉?？梢杂么ㄎ髹晗莺蜌庀到y(tǒng)事件綜合組合圖(見圖1)來表明油氣的生、排、聚等重要事件。五、不同生烴時代地質(zhì)特征(1)利用盆地模擬技術(shù)(BASIMS4.5軟件)計(jì)算了川西坳陷8個構(gòu)造區(qū)帶的生烴量。上三疊統(tǒng)的成烴貢獻(xiàn)極大,下侏羅統(tǒng)—千佛崖組成烴貢獻(xiàn)較少,沙溪廟組及蓬萊鎮(zhèn)組極小。(2)通過熱史和生烴史的研究,川西主力烴源巖上三疊統(tǒng)大體存在兩個生烴高峰,即三疊紀(jì)末和侏羅紀(jì)末,存在西早東遲的趨勢,并且在東邊只有一個生烴高峰期——晚侏羅世。(3)川西坳陷須家河組儲層致密化的最后時刻是燕山晚期,白堊紀(jì)末為侏羅系儲層完成致密化的最后時刻