柴达木盆地地温场分布特征及控制因素

含油气盆地的地温场在油气的生成、运聚及盆地演化过程中起着十分重要的作用。柴达木盆地是中国西部重要的含油气盆地,位于喜马拉雅构造域的东北部,盆地现今地温场特征研究不仅为柴达木盆地及周缘陆内或板内大陆动力学及盆地动力学研究提供了科学依据,同时也是油气成烃、成藏及资源评价等工作的研究基础。柴达木盆地现今地温场研究的前期工作主要集中在盆地西部,盆地的北缘、东部开展的工作很少,所用研究数据多取自20世纪之前,盆地现今地温场特征的系统研究尚比较缺乏,亟须开展相关研究工作。文中采用先进的钻孔温度连续采集系统,实现了深井稳态测温工作的大规模化、高精度化,使用光学扫描法测试岩石热导率,获得了批量的、高精度的岩石热导率数据,新增了17口钻井的测温剖面。研究表明：柴达木盆地现今地温梯度平均为(28.6±4.6) ℃/km,地温梯度分布具有西部高,中、东部低的特点。柴达木盆地现今大地热流值平均(55.1±7.9) mW/m2,盆地不同构造单元大地热流分布存在差异。大地热流分布特征表明：柴达木盆地总体属于温盆,热流值低于我国大陆地区大地热流平均值,但高于西部的塔里木、准噶尔盆地。柴达木盆地现今地温场分布特征受地壳深部结构、岩石热导率性质及盆地构造等因素的控制。     

柴达木盆地东部古生代以来构造-热演化

柴达木盆地是我国西部三大含油气盆地之一,经历了多期叠加与改造。盆地构造-热演化史研究一方面对分析柴达木盆地的构造成因,揭示青藏高原的形成机制和隆升历史有重要的意义,另一方面为盆地进行油气资源评价提供科学依据。采用平衡剖面技术、磷灰石裂变径迹年龄分布特征定性分析与径迹长度分布数据定量模拟相结合的方法,分析了柴达木盆地东部古生代以来的构造演化过程,研究表明:柴达木盆地东部在侏罗纪早期构造活动强烈,导致了石炭系抬升、剥蚀;白垩纪末期构造运动相对较弱,表现为早期的弱伸展与晚期北东-南西向的挤压;喜山运动在该区域多期发育,主要为喜山运动早期(41.1~33.6Ma)、喜山运动晚期(9.6~7.1 Ma,2.9~1.8 Ma),其中晚喜山运动造成了先存断裂的再次活化。在埋藏史重建的基础上,对柴达木盆地东部热历史进行了恢复,结果表明柴达木盆地东部热历史总体变现为缓慢降低的特征,古生代末期柴达木盆地东部古地温梯度为38~41.5℃/km,地温梯度平均值为39℃/km;古近纪早期地温梯度降为29~35.2℃/km,平均值为约33.0℃/km,古近纪末地温梯度有所变大,新近纪末趋于现今的热状态。柴达木盆地东部古生代以来构造-热演化特征主要受控于研究区岩浆热事件发育与构造活动的特征。     

中国海及邻区盆地现今地温场特征及其影响因素

现今地温场是构造活动、岩石圈热状态的综合反应,对研究盆地的区域构造演化、深部岩石圈结构和评估油气潜力具有重要意义。地温梯度和大地热流是表征沉积盆地热状况的两个基本参数。虽然我国大陆地区地热数据较丰富,并已经过四次系统汇编,但中国海及邻区盆地地热数据报道较少,且未经过系统整理。本文基于近年来新增的钻井温度数据,新增计算研究区810个地温梯度数据,并收集了国内外数据库、期刊的地热数据,在此基础上,首次系统整理了中国海及邻区盆地地温梯度数据和大地热流数据,绘制了其等值线图,分析了研究区现今地温场特征并讨论了其影响因素。研究结果表明,中国海及邻区盆地平均地温梯度43.2±25.7℃/km,平均大地热流74.4±26.6 mW/m²,多数盆地平均大地热流高于65 mW/m²,属于“热盆”;地温场分布总体呈现较为明显的“两带性”,其中近岸带较冷,远岸带较热;研究区现今地温场特征直接或间接地受控于其所处的构造环境,整体上是太平洋板块等多板块作用下岩石圈伸展减薄的结果,局部地区的热异常可能与断裂活动、岩浆活动、泥-热流底辟活动等因素有关。     

江汉盆地钻井地温测量和大地热流分布

盆地的稳态温度是分析地温场和大地热流的基础,是盆地构造热演化的必要前提。本文根据最新获得的9口钻井的稳态温度数据和124块岩石热导率,结合已有资料对江汉盆地地温梯度和大地热流进行了系统分析。结果显示江汉盆地热流41.9～60.9 mW/m~2,平均52.3mW/m~2,盆地总体表现为较低的大地热流,反映了中新生代以来构造活动逐渐减弱,盆地不断冷却的结果;从盆地内热流分布看,热流分布南高北低,反映了江汉盆地构造活动的不均一性。     

渤海湾盆地济阳坳陷热历史及构造—热演化特征

根据镜质组反射率和磷灰石裂变径迹古温标方法模拟的济阳坳陷地温演化情况表明,地温梯度在坳陷的演化过程中是逐渐降低的。在孔店组-沙河街组沉积期间地温梯度是较高的,最高可达5.5～6.0℃/100m,但在此期间地温梯度下降较快,在东营组沉积时期降为3.5～4.5℃/100m;在馆陶组沉积时期地温梯度变化很小,至第三纪末地温梯度已降至目前的3.5℃/100m左右。济阳坳陷的构造沉降特征表现为孔店组至沙四段沉积期间(65～43Ma)的快速构造沉降阶段和沙三段沉积(43Ma)以后的热沉降阶段,盆地的地热史模拟结果和构造沉降所揭示的坳陷演化阶段具有很好的对应关系。坳陷热历史研究为渤海湾盆地的构造-热演化提供了重要的认识。     

镜质体反射率在重建盆地古地温中的应用──中国东部、西部中、新生代沉积盆地古地温特征

在总结前人关于镜质体反射率重建盆地古地温方法的基础上,讨论了各方法的理论基础、应用效果及其局限性。选择理论上与实际应用效果较好的EasyR0方法,重建了东部苏北盆地、辽河盆地和西部柴达木盆地、三塘湖盆地典型探井的古地温演化模式。结果表明我国东部中、新代大陆架谷型盆地,具有比酉部中、新生代前陆型盆地更高的古地温梯度。中生代末至第三纪早期,东部盆地的古地温梯度大于4．0℃/100m,而西部盆地的在3．0～2．5℃/100m。我国中、新生代沉积盆地古地温普遍具有从高到低的演化趋势,而柴达木盆地则相反,古地温梯度自早第三纪的2．5℃/100m升高到现今的3．0℃/100m。这几个盆地古地温的成功恢复,证实EasyR0方法对热演化各异的不同类型盆地古地温恢复具有广泛的适应性,而且,准确性高。过去常用的TTI－R0方法过高地计算了有机质的成熟度,使重建的古地温偏低。     

准噶尔盆地构造—热演化特征

根据镜质体反射率动力学模型结合磷灰石裂变径迹参数,对准噶尔盆地各构造单元进行热演化模拟,结果表明:该盆地随地质历史的演化地温梯度逐渐减小,且各构造单元的地温演化不同.古生代时地温梯度较高,石炭纪时地温梯度达43.3～50℃/km,二叠纪末减小为36.3℃/km;中生代地温梯度减小,到三叠纪末为33.8℃/km,侏罗纪末为28.4℃/km,白垩纪末为24.8℃/km;第三纪以后地温梯度已接近于现今状况.盆地的这种地温演化与盆地3期大的构造运动密切相关.     

镜质体反射率在重建盆地古地温中的应用──中国东部、西部中、新生代沉积盆地古地温特征

在总结前人关于镜质体反射率重建盆地古地温方法的基础上,讨论了各方法的理论基础、应用效果及其局限性。选择理论上与实际应用效果较好的EasyR0方法,重建了东部苏北盆地、辽河盆地和西部柴达木盆地、三塘湖盆地典型探井的古地温演化模式。结果表明我国东部中、新代大陆架谷型盆地,具有比酉部中、新生代前陆型盆地更高的古地温梯度。中生代末至第三纪早期,东部盆地的古地温梯度大于4．0℃／100m,而西部盆地的在3．0～2．5℃／100m。我国中、新生代沉积盆地古地温普遍具有从高到低的演化趋势,而柴达木盆地则相反,古地温梯度自早第三纪的2．5℃／100m升高到现今的3．0℃／100m。这几个盆地古地温的成功恢复,证实EasyR0方法对热演化各异的不同类型盆地古地温恢复具有广泛的适应性,而且,准确性高。过去常用的TTI－R0方法过高地计算了有机质的成熟度,使重建的古地温偏低。     

准噶尔盆地热史恢复及其对早—中二叠世时期盆地构造属性的约束

大地热流是盆地动力学成因及构造演化过程的客观反映,不同时代、不同动力学背景形成的盆地,大地热流差异极大,因此盆地构造—热演化研究不仅能够揭示盆地不同演化阶段的地温场特点,而且能够有效地约束盆地在特定地质演化历史时期的动力学机制和构造属性。本文针对准噶尔盆地深层多期复杂热史的特点,在盆地现今地温场研究的基础上,采用镜质体反射率和裂变径迹等古温标,结合古地温梯度法和古热流法定量恢复了准噶尔盆地二叠纪以来的热历史,进而分析了早—中二叠世期间盆地构造属性。研究表明,准噶尔盆地从早二叠世开始呈现出热流持续降低的热流演化特征,二叠纪期间,盆地热流值很高,多数钻井的古热流在75~85m W/m~2之间,少数钻井揭示的古热流更高,超过了100mW/m~2;中—新生代,热流持续、逐渐降低,直至现今的42.5mW/m~2。早—中二叠世,盆地的最高热流地区在中央坳陷和南部坳陷。以早—中二叠世期间高古热流为切入点,结合区域地质、地球物理和地球化学等资料,论证了准噶尔盆地早—中二叠世期间的裂谷构造属性。这一认识不仅是重新认识准噶尔地区晚古生代碰撞造山和陆内盆山体制转换的基础,而且对于准噶尔盆地深层石炭系、二叠系烃源岩油气进一步勘探具有重要意义。     

渤海盆地现今岩石圈热结构及新生代构造-热演化史

依据236口井共2 706组的静温数据以及25口井的系统测温数据,分析计算了渤海盆地地温梯度及大地热流;建立地壳分层结构模型,利用回剥法计算现今地幔热流、深部温度以及岩石圈厚度;在此基础上,利用地球动力学方法恢复本区热流演化史。结果表明：渤海盆地背景地温梯度为322 ℃/km,热流值为648 mW/m2;盆地现今热岩石圈厚度在61~69 km之间,地幔热流占地表热流的比例在60%左右,属于“热幔冷壳”型岩石圈热结构,盆地地壳底部或莫霍面温度变动在548~749 ℃之间;热流演化的特征与盆地的构造演化背景吻合,新生代以来盆地经历了3期岩石圈减薄并加热的过程,在东营组沉积末期热流达到最高(70~83 mW/m2）,这期间盆地内产出多期碱性玄武岩,表明盆地经历了波及地幔的裂谷过程,随后进入热沉降期,热流逐渐降低,盆地向坳陷型转变。     

Thermal History since the Paleozoic in the Eastern Qaidam Basin,Northwest China

The Qaidam Basin is the one of the three major petroliferous basins in northeastern Tibetan Plateau, which has experienced multiphase superimposition and transformation. The study of thermal history not only plays an important role on revealing the tectonic origin of the Qaidam Basin and the forming mechanism and uplift history of the Tibetan Plateau,but also can provide scientific evidence for the assessment of oil and gas resources. This work used balanced cross-section technique and apatite fission track ages with modeling of fission track length distribution to infer that the eastern Qaidam Basin has experienced significant tectonic movement in the Early Jurassic movement(～200 Ma), which caused the carboniferous uplift and denudation, the geological movement in the Late Cretaceous, characterized by early stretching and late northeast-southwest extrusion; the Himalayan movement in multi-stage development in eastern Qaidam Basin, which can be divided into the early Himalayan movement(41.1–33.6 Ma) and the late Himalayan movement(9.6–7.1 Ma, 2.9–1.8 Ma), and large-scale orogeny caused pre-existing faults reactivated in late Himalayan movement. On the basis of burial history reconstruction, the thermal history of eastern Qaidam Basin was restored. The result shows that the thermal history in eastern Qaidam Basin shows slow cooling characteristics; the paleo-geothermal gradient of eastern Qaidam Basin was 38–41.5℃/km, with an average value of 39.0℃/km in the Late Paleozoic, 29–35.2℃/km, with an average value of 33.0℃/km in the Early Paleogene; the geothermal gradient of the Qaidam Basin increased in the Late Paleogene, which was similar to the present geothermal gradient in the Late Neogene. The characteristics of the tectono-thermal evolution since Paleozoic in the eastern Qaidam Basin are mainly controlled by magmatic thermal events in the study area.     

柴达木盆地北缘西段第三系构造基本样式及石油地质意义

上新世晚期以前 ,柴达木盆地北缘地区西段一直处于较稳定的沉降阶段 ,以河湖相沉积为主 ,没有发生较大的构造运动。地震反射原理和地质分析表明 ,冷湖—鄂博梁构造带为上新世中期 (N22 )之后一次性形成 ,在此前第三系不存在明显的构造变形。柴达木盆地北缘地区油气藏均为上新世晚期开始形成的原生油气藏 ,区内侏罗系油藏研究及油气资源评价应结合上覆地层的构造演化进行。初步分析认为 ,柴达木盆地新生界构造单一 ,北缘西段构造样式在盆地内具有代表性。     

柴达木盆地石炭系油气调查最新进展

柴达木盆地石炭系是海相油气勘探的新领域,通过对柴达木盆地石炭系油气地质条件进行调查,评价其资源潜力,为该区寻找油气战略接替区提供科学依据。以柴达木盆地石炭系为主要目标,通过调查和研究,首次获得柴达木盆地石炭系油气流,在柴达木盆地古生界海相新层系油气方面取得重要发现;综合区域调查、平衡剖面反演及镜质体反射率等分析,获取柴达木盆地主要构造运动期次;结合盆地模拟技术,重建了石炭系埋藏史,分析了柴达木盆地德令哈坳陷石炭系烃源岩油气地化指标,研究了烃源岩生烃演化史。研究表明:柴达木盆地德令哈坳陷石炭系烃源岩广泛发育,有机质丰度较高,埋深较大,但未发生变质,处于成熟-高成熟阶段;德令哈坳陷石炭系埋藏史主要表现为快速埋藏期、稳定期与强烈抬升剥蚀期,新生代以来沉降史与抬升剥蚀史存在着差异;石炭系烃源岩热演化史主要表现为“存在二次生烃,晚期生烃为主”的特点,主要受该区构造运动控制;柴达木盆地热演化总体表现为缓慢降低的趋势,主要受控于柴达木盆地岩浆热事件与构造活动。调查分析表明,新层系石炭系油气条件良好,资源前景广阔,是柴达木盆地下一步勘探的接替层系。     

柴达木盆地石炭系油气调查最新进展

柴达木盆地石炭系是海相油气勘探的新领域,通过对柴达木盆地石炭系油气地质条件进行调查,评价其资源潜力,为该区寻找油气战略接替区提供科学依据。以柴达木盆地石炭系为主要目标,通过调查和研究,首次获得柴达木盆地石炭系油气流,在柴达木盆地古生界海相新层系油气方面取得重要发现; 综合区域调查、平衡剖面反演及镜质体反射率等分析,获取柴达木盆地主要构造运动期次; 结合盆地模拟技术,重建了石炭系埋藏史,分析了柴达木盆地德令哈坳陷石炭系烃源岩油气地化指标,研究了烃源岩生烃演化史。研究表明: 柴达木盆地德令哈坳陷石炭系烃源岩广泛发育,有机质丰度较高,埋深较大,但未发生变质,处于成熟—高成熟阶段; 德令哈坳陷石炭系埋藏史主要表现为快速埋藏期、稳定期与强烈抬升剥蚀期,新生代以来沉降史与抬升剥蚀史存在着差异; 石炭系烃源岩热演化史主要表现为“存在二次生烃,晚期生烃为主”的特点,主要受该区构造运动控制; 柴达木盆地热演化总体表现为缓慢降低的趋势,主要受控于柴达木盆地岩浆热事件与构造活动。调查分析表明,新层系石炭系油气条件良好,资源前景广阔,是柴达木盆地下一步勘探的接替层系。     

江汉盆地当阳复向斜当深3井热史恢复及其油气勘探意义

江汉盆地当阳复向斜当深3井实测地温剖面和样品热导率测试结果表明:其现今地温梯度为20～24℃/km,热流值为56mW/m²,体现了盆地发育于扬子稳定陆块的大地构造属性。基于7个磷灰石裂变径迹样品和大量镜质体反射率古温标数据进行的热史恢复表明,盆地构造—热演化经历了前印支期的低热流(50～60mW/m²)和小剥蚀量(50～200m),印支期的高热流(约80mW/m²)及燕山期与喜马拉雅期的低热流(50～60mW/m²)与大剥蚀量(1100～2400m)的不同演化阶段,反映了盆地和区域构造演化过程的阶段性。受沉积剥蚀及盆地构造—热演化的控制,生油岩系的生烃阶段与过程具有多期次的特征。     

柴达木盆地西南区第三纪地层对比与划分

柴达木盆地西南区是青海油田的主要产油区,该区第三纪地层对比划分一直没有统一,从而导致区域性勘探难度增加,影响该区的勘探进程和生产工作。在前人研究的基础上,以层序地层学为指导综合运用岩性、电性、古生物和地震等资料,通过对研究区单井资料的分析和对区域地层特征的研究,得出了柴西南区各地层层序内部特征与层序界面特征,从而建立了柴西南区统一的地层对比与划分标准。     

酒东盆地热演化史与油气关系研究

酒东盆地是由两期不同性质、不同世代盆地叠合而成。早、中侏罗世-早白垩世为拉张盆地,第三纪以来为挤压坳陷盆地。酒东盆地现今地温梯度及大地热流值较低,分别为300℃/100m及51mW/m2。营尔凹陷中生代晚期地温梯度高于现今地温梯度,可达350～420℃/100m;新生代以来大幅沉降,地温梯度降低,烃源岩的热演化程度受现今地温场控制。盆地热演化史与油气关系研究表明营尔凹陷下白垩统赤金堡组烃源岩主生油期有两期,分别在早白垩世晚期及第三纪以来。下白垩统下沟组和中沟组烃源岩主生油期仅有一次,主要为上新世以来。营尔凹陷有良好的找油前景。     

柴达木盆地北缘第三纪的盆地原型与动力学分析

柴达木盆地经历了复杂的形成演化过程。以往各种观点都认为柴北缘盆地属于叠合盆地。本研究从沉积构造和沉积岩相的角度对盆地演化的叠合特征进行了解析。研究结果表明,柴北缘盆地在古近纪由三条北西向凹陷带组成,具有多个沉积中心,平面上呈现左行雁列;在新近纪总体上呈北西-南东向宽槽状展布,附有局部小型凹陷。因此,认为柴北缘盆地在古近纪为非对称走滑拉分盆地,在新近纪为挤压坳陷盆地。