鄂尔多斯盆地渭北隆起烃源岩成熟度分布特征与热演化史恢复

渭北隆起发育多套烃源岩,是寻找油气的重要战略区。对渭北隆起不同层位烃源岩的热演化程度变化规律及热演化历史缺乏深入研究。本文利用大量反射率测试资料及裂变径迹分析资料,确定了研究区不同层位热演化程度及变化规律,在恢复剥蚀厚度及埋藏史的基础上,恢复了渭北隆起的构造热—演化史及生烃史。研究结果表明：渭北隆起上三叠统延长组处于生油阶段、石炭—二叠系、奥陶系处于生气阶段,不同层位热演化程度总体上具有北高南低、西高东低的特点。渭北隆起不同层位镜质体反射率与深度关系为似线型,镜质体反射率随深度增加而增加。渭北隆起自早白垩世末以来经历了大规模抬升冷却,具有南早北晚的特点,40 Ma以来,研究区整体快速抬升冷却。热演化史研究表明渭北隆起不同层位最高热演化程度是在早白垩世达到的,从寒武纪到侏罗纪,地温梯度总体较低;中生代晚期早白垩世,受构造热事件影响,古地温梯度最高可达46.0 ℃/km;晚白垩世以来,由于地温梯度降低及地层大规模抬升剥蚀,地层温度明显降低。渭北隆起奥陶系、石炭—二叠系烃源岩天然气生气高峰期、上三叠统延长组烃源岩生油高峰期均在早白垩世,生油、生气高峰期受中生代晚期高地温梯度、构造热事件的控制。新生代以来渭北隆起大规模抬升剥蚀,地层快速抬升冷却,地层温度明显降低,烃源岩生烃过程停止。     

鄂尔多斯盆地渭北隆起奥陶系构造-热演化史恢复

鄂尔多斯盆地渭北隆起区构造位置独特,演化历史复杂.该区下古生界奥陶系碳酸盐岩有机质丰度较高,是寻找天然气的有利地区.奥陶系碳酸盐岩由于缺乏有效的古温标,热演化程度的确定及热演化历史的恢复一直是研究的难题.本文利用渭北隆起奥陶系碳酸盐岩大量的沥青反射率测试资料,结合上覆晚古生代、中生代地层的镜质组反射率资料及磷灰石和锆石裂变径迹等古温标,恢复了渭北隆起的构造热-演化史.研究结果表明古生界奥陶系热演化程度具有北高南低的特点.奥陶系等效镜质组反射率普遍大于2.00％,处于过成熟干气阶段.磷灰石裂变径迹资料表明渭北隆起抬升冷却具有南早北晚的特点.南部奥陶系-下二叠统抬升早,约为102～107 Ma,北部自65 Ma以来抬升,主要抬升时期为40 Ma以来.渭北隆起自早白垩世晚期(102～107 Ma)以来开始隆升,40 Ma以来具有整体快速隆升的特点.热演化史研究表明奥陶系经历的最大古地温是在早白垩世达到的,早白垩世发生过一期构造热事件,古地温梯度可达4.60℃/100 m,早白垩世是奥陶系烃源岩的主要生气期,生气期主要受构造热事件控制.奥陶系热演化程度及热演化史的研究对渭北隆起奥陶系天然气成藏条件研究及天然气勘探有重要意义.     

鄂尔多斯盆地热演化程度异常分布区及形成时期探讨

鄂尔多斯盆地在中生代晚期存在一期构造热事件,本文在对大量的镜质体反射率、火成岩年龄、磷灰石裂变径迹等资料分析的基础上,对构造热事件发生的时间、存在的地区及形成机理进行了深入的研究。鄂尔多斯盆地中生代晚期地热异常区主要分布在盆地南部的吴旗—庆阳—富县一带,构造热事件主要发生在中生代晚期早白垩世约140～100Ma,构造热事件持续时间约在10～40Ma之间。鄂尔多斯盆地中生代晚期构造热事件发生的根本原因在于中生代晚期岩石圈深部的热活动增强,盆地南部岩石圈深部热活动性更强,早白垩世鄂尔多斯盆地处于一种弱拉张的构造环境,地幔发生底侵作用,岩石圈减薄,发生岩浆侵入和喷发。异常地温场形成可能与秦岭造山带燕山晚期强烈的构造活动导致鄂尔多斯盆地岩石圈深部活动有密切的关系。     

吐哈盆地西南部热演化史

根据镜质体反射率、抱粉色变指数、自生粘土矿物等地温指标的研究，表明从晚古生代至新生代吐哈盆地西南部的古地温梯度是逐渐降低的，地温场是逐渐变冷的。二叠纪至三叠纪时，托克逊凹陷的古地温梯度为6．18～6．58℃／100m，都南凹陷为4．07℃／100m。诛罗纪时前者仍高于后者，但其值不会高于3℃／100m，鲁酉凸起略低。今地温梯度具有东高西低的特点，且随深度的变化具不均一性，这可能与古地温及岩性有关。根据温度欠补偿原理计算出来的地层补偿厚度并不完全等同于地层剥蚀厚度。据分析，三叠纪末二者大致相当，地层剥蚀厚度可达千余米。     

渤海湾盆地青东凹陷古近纪烃源岩热演化史研究

以地震、测井、录井及地球化学资料为基础,本文采用Easy-R o 方法对渤海湾盆地青东凹陷进行了古地温反演,计算 了该地区的古地温梯度,并进一步利用人工取井和盆地模拟方法,确定了沙四上亚段和沙三下亚段烃源岩的成熟度和展布 特征,预测了有利生烃区带的分布。结果表明,青东地区的古地温梯度为3.8℃ /100 m;沙四上亚段烃源岩的成熟度较高, 进入成熟- 高成熟阶段;沙三下亚段的烃源岩成熟度相对较小,为成熟- 低成熟阶段;纵向上,沙四上亚段较沙三上亚段生 烃范围大、烃源岩成熟度高;横向上,主要的生烃区带集中在青东凹陷主体洼陷地区（北部断阶带、北次洼、南次洼、中 次洼）以及青南洼陷,青东凹陷西斜坡地区未进入生烃门限。     

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。     

鄂尔多斯盆地渭北隆起下古生界热演化史恢复

通过收集前人研究和钻井资料,利用镜质体反射率恢复鄂尔多斯盆地渭北隆起的不同时期的剥蚀厚度。在埋藏史的基础上,利用basinmod软件拟合得到其各个时期的古地温梯度,进行热演化史恢复。热演化史模拟表明：渭北隆起下古生界的烃源岩在晚石炭世末期241.5 Ma达到成熟阶段,在晚三叠世205Ma进入高成熟阶段,在中晚侏罗世后达到过成熟阶段。     

海拉尔盆地热演化史研究

海拉尔盆地现今为中地温场,中低大地热流特征,镜质体反射率随埋深增大而逐渐增大.不同层位、不同凹陷烃源岩热演化程度不同,乌尔逊、贝尔凹陷镜质体反射率值最大,热演化程度高.应用镜质体反射率法恢复了古地温及古地温梯度.海拉尔盆地古地温高于今地温,南屯组沉积前具有较高的地温梯度,可达(4.0～5.8)×10-2℃/m.乌尔逊、贝尔凹陷古地温梯度高,生油门限浅,有利于油气的生成.而另外一些凹陷生油门限较深,不利于油气的生成.     

合肥盆地烃源岩有机质热演化历史分析

利用镜质体反射率资料及其定量恢复的合肥盆地的古地温结合伊利石结晶度测定系统研究了盆地石炭-二叠系以来的热演化史,在此基础上分析了石炭-二叠系、下侏罗系、中上侏罗系、白垩系、古近系的烃源岩有机质的热演化程度及热演化史,结果表明合肥盆地C-P系呈现为高成熟阶段,并在下侏罗统沉积之后开始进入生油门限,在上侏罗统沉积后地温曾达245℃,而在白垩纪中期(朱巷组沉积后)最大古地温度达到过305℃指示进入了过成熟阶段。下侏罗统防虎山组Ro值和伊利石结晶度也显示了较高的热演化程度,在中侏罗统沉积后开始进入生油门限,在早白垩世朱巷组沉积后达到了最高的热演化程度,最大古地温达260℃。中-上侏罗统随着下白垩统朱巷组的沉积而进入生油门限,在下白垩统沉积之后达到了最大的古地温度,分别为225℃、230℃,指示开始进入过成熟阶段,朱巷组最大埋藏温度出现在早白垩世末,达到了110～120℃,指示进入了成熟期。在上覆古近系沉积后曾达到最大古地温(110～160℃),显示进入了成熟阶段。古近系定远组未进入成熟阶段,最大古地温出现在定远组沉积之后,但小于50℃。     

非洲G盆地南部凹陷热演化史恢复及成藏期次判断

非洲G盆地是受中非剪切带影响而发育形成的典型被动裂谷盆地,其南部凹陷带为盆地主要油源区。为进一步明确G盆地油气勘探方向,需开展盆地南部凹陷热演化史及油气成藏方面的研究。油层测温表明,南部凹陷现今平均地温梯度为3.9 ℃/100 m,属于中温型地温场。根据镜质体反射率、包裹体测温恢复了G盆地凹陷带古地温演化史,研究表明G盆地凹陷白垩纪古地温梯度为2.4～3.77 ℃/100 m,古地温梯度低于现今地温梯度。古地温恢复及热史模拟表明最高地温是在现今达到的,下白垩统烃源岩热演化程度主要受现今地温场控制。包裹体均一温度分析表明G盆地南部凹陷存在两次流体作用事件,分别发生在晚白垩世早期(96.0～87.0 Ma)及第四纪(3.0～0 Ma)。下白垩统油气的主要成藏期在晚白垩世早期。     

鄂尔多斯盆地南部侏罗系油砂的发现与成藏模式

本次工作新发现的油砂矿藏位于陕西省铜川市庙湾地区。地层特征和孢粉组合分析表明含油砂地层为侏罗系。野外调查和钻探工作证实渭北隆起的北部单斜构造地表出露大量的侏罗系延安组和直罗组油砂,累计厚度可达29.85 m;钻井油砂累计厚度达11.89 m,最大单层厚度达7.9 m,埋深在70m以浅。油砂主要赋存于中下侏罗统延安组和直罗组河流相辫状河道沉积砂岩孔隙和裂隙之中。该油砂矿藏是在渭北隆起演化的基础上,经燕山晚期构造运动抬升形成,属于抬升运移型成藏模式。经初步资源量估算,研究区油砂油地质资源量为3 232.72万t。     

鄂尔多斯盆地中南部三叠系延长组8油层组成岩作用及其对储层物性的控制

鄂尔多斯盆地中南部延长组8油层组主要成岩作用包括压实作用、石英次生加大、自生绿泥石膜生长、次生高岭石化、连晶方解石交代、长石溶蚀。根据铸体薄片,碳氧同位素分析,确定了各种主要成岩产物的空间分布和成因,分析了成岩产物分布与现今总面孔率的关系,从而确定8油层组的物性主要受石英次生加大、连晶方解石、长石溶孔、剩余原生孔隙分布的控制。石英次生加大和连晶方解石发育的地方,储层物性差;具自生绿泥石膜的剩余原生孔隙和长石溶孔发育的地方,储层物性好。     

鄂尔多斯盆地早白垩世构造热事件形成动力学背景及其对油气等多种矿产成藏（矿）期的控制作用

华北克拉通中西部中生代晚期早白垩世是否存在岩石圈减薄是地学界普遍关注的重大地质问题。本文在作者多年来对鄂尔多斯盆地构造热演化史研究的基础上,充分收集了近年来前人研究的成果及进展,对鄂尔多斯盆地现今地温场、地壳结构、构造热事件、深部热岩石圈厚度、早白垩世火成岩活动期次、构造热事件形成机理及构造热事件与多种矿产成藏成矿关系方面进行探讨。鄂尔多斯盆地现今地温梯度及大地热流中等,属中温型盆地,现今地温场受现今地壳、岩石圈厚度较厚控制。通过对构造背景、古地温恢复、火成岩活动及热岩石圈厚度恢复等资料分析发现早白垩世太行山以西的山西地块及鄂尔多斯盆地处于拉张背景,早白垩世地温梯度高,存在古地温异常及热事件。早白垩世鄂尔多斯盆地热岩石圈厚度明显较现今岩石圈厚度薄,表明华北克拉通中生代晚期以来岩石圈减薄的西界可推到鄂尔多斯盆地。华北克拉通中西部鄂尔多斯盆地周缘、华北克拉通中部山西地块、华北克拉通中西部南缘早白垩世火成岩形成时间相同,岩浆侵入和喷出的时代主要集中在138～108Ma,反映在燕山晚期早白垩世华北克拉通中西部存在一期较为强烈的热事件。火成岩地球化学分析表明火成岩来源为地幔,反映岩石圈处于拉张背景。早白垩世热事件发生的时间与华北克拉通岩石圈减薄的峰期年龄相一致,表明华北克拉通岩石圈减薄作用在华北克拉通中西部广泛存在。早白垩世构造热事件发生的根本原因在于鄂尔多斯盆地岩石圈深部热活动增强,深部软流圈物质上涌,岩石圈厚度减薄。通过对油气、煤、铀等金属矿产成矿(藏)时代与热事件的对应关系分析发现鄂尔多斯盆地油气、煤、铀矿产及华北克拉通中西部金属矿产的形成受控于早白垩世构造热事件及岩石圈拉张减薄的深部热背景,主要成藏(矿)期均为早白垩世,成藏、成矿具有爆发式及同时性特点。     

鄂尔多斯盆地海陆过渡相富有机质泥页岩特征及页岩气意义

以鄂尔多斯盆地石炭系-二叠系海陆过渡相富有机质泥页岩为研究对象,通过岩石热解分析、岩石抽提和族组分分析、有机元素分析以及煤岩光学分析等方法,对泥页岩中有机质丰度、类型、热成熟度、生烃潜力等地球化学特征参数进行测试;利用扫描电镜、X射线衍射、物性测试等手段,对泥页岩中矿物组成、孔渗特征等储层评价参数进行分析。研究结果表明：鄂尔多斯盆地海陆过渡相地层中泥页岩分布广泛,埋藏偏深,单层厚度较薄,但累计厚度大;泥页岩中有机碳(TOC)含量平均为2.5%,丰度较大;有机质母质中干酪根类型主要为Ⅲ型;镜质体反射率(Ro)平均为1.2%,热演化程度达到中高成熟阶段;具有较大的生烃潜力(S1+S2);同时,石英、长石等脆性矿物含量较高;发育多种孔、缝类型;保存条件良好,为页岩气提供有利的成藏环境。     

鄂尔多斯盆地陆相页岩微观孔隙类型及对页岩气储渗的影响

为深入研究鄂尔多斯陆相页岩储层微观孔隙特征及成藏地质意义,特选取了延长矿区本溪组、山西组、延长组长7、长9段的页岩钻井岩心进行了氩离子抛光扫描电镜实验、压汞实验、氦气吸脱附实验以及相关的地化等实验,实现了对孔隙特征从电镜下直观观察到吸脱附实验间接定性反映,以及对孔隙结构从宏孔到微孔的定量测试。研究结果表明,鄂尔多斯陆相页岩存在粒间孔、粒内孔、晶间孔、溶蚀孔、有机孔及微裂缝共6种微观孔隙类型。其中粒间孔、粒内孔普遍存在,且以黏土矿物聚合体粒间孔和层间粒内孔最为发育,粒间孔孔径多在微纳米级,粒内孔多在几十个纳米内;晶间孔和溶蚀孔仅少量存在于某些特定矿物中,孔径多为纳米级;有机孔相对不发育,以赋存于黏附结合态有机质中且呈凹坑状、片麻状有机孔为特征,孔径多在20nm以内;微裂缝少量存在,多为脆性矿物裂开缝或大型贯通式裂缝。另外,分析得出黏土矿物集合体粒间孔和层间粒内孔对研究区页岩气的赋存和运移贡献最大且是储层各向异性(渗透性)的主要控制因素,晶间孔及溶蚀孔次之;有机孔因相对不发育,可能贡献较小。同时微裂缝的影响不容忽视,是沟通宏孔与中孔的主要微通道。     

鄂尔多斯盆地东胜富氦气田成藏特征及其大地构造背景*

近年来,在鄂尔多斯盆地北缘东胜气田上古生界天然气中发现伴生的氦气,含量分布在0.045%~0.487%范围内,具有工业价值,其三级储量约为8.3亿立方米,为一特大型含氦—富氦天然气田。东胜气田氦气属于典型的壳源氦,来源于基底的太古界—元古界变质岩—花岗岩系,富集与燕山期以来的岩浆侵入、断裂活动有关。东胜气田具备有利的氦气成藏地质条件,伴生氦气与烃类气具有异源同储成藏特征,剖析其成藏主控因素为: 基底富U、Th岩石发育是基础,断裂活动是核心,储盖圈保条件是必备,时空配置是关键,其中早白垩世是最重要的一期构造—岩浆热事件,深源岩浆活动导致的深部物质和热能的大规模上涌是中生代流体成藏(矿)的有利地球动力学背景,控制了鄂尔多斯盆地石炭系—二叠系煤系烃源岩大规模生气。断裂活动和圈闭形成与上古生界天然气、氦气聚集成藏具有良好的时空配置关系,与华北克拉通破坏过程耦合。鄂尔多斯地块在早白垩世至中新世深部热流体对盆地发生的多期岩浆活动、基底断裂活化及浅部断裂活动具有明显的控制作用,同时也对石炭系—二叠系煤系烃源岩成烃成藏具有重要的控制作用。     

鄂尔多斯盆地东胜富氦气田成藏特征及其大地构造背景*

近年来,在鄂尔多斯盆地北缘东胜气田上古生界天然气中发现伴生的氦气,含量分布在0.045%~0.487%范围内,具有工业价值,其三级储量约为8.3亿立方米,为一特大型含氦—富氦天然气田。东胜气田氦气属于典型的壳源氦,来源于基底的太古界—元古界变质岩—花岗岩系,富集与燕山期以来的岩浆侵入、断裂活动有关。东胜气田具备有利的氦气成藏地质条件,伴生氦气与烃类气具有异源同储成藏特征,剖析其成藏主控因素为: 基底富U、Th岩石发育是基础,断裂活动是核心,储盖圈保条件是必备,时空配置是关键,其中早白垩世是最重要的一期构造—岩浆热事件,深源岩浆活动导致的深部物质和热能的大规模上涌是中生代流体成藏(矿)的有利地球动力学背景,控制了鄂尔多斯盆地石炭系—二叠系煤系烃源岩大规模生气。断裂活动和圈闭形成与上古生界天然气、氦气聚集成藏具有良好的时空配置关系,与华北克拉通破坏过程耦合。鄂尔多斯地块在早白垩世至中新世深部热流体对盆地发生的多期岩浆活动、基底断裂活化及浅部断裂活动具有明显的控制作用,同时也对石炭系—二叠系煤系烃源岩成烃成藏具有重要的控制作用。     

松辽盆地北部热史恢复及烃源岩生烃史

根据镜质体反射率、粘土矿物分析和包裹体测试数据对松辽盆地北部齐家-古龙凹陷、三肇凹陷、黑鱼泡凹陷和双城向斜的古地温进行了研究并恢复了其热历史.它们都是在明水组沉积末期达到最高古地温,从古近纪到现今古地温持续降低.各个凹陷经历的古地温高低顺序依次为：古龙凹陷 >双城向斜 >三肇凹陷 >黑鱼泡凹陷,对应最高古地温为160℃至120℃不等.成烃史研究表明：松辽盆地中-浅层主力烃源岩青山口组-段泥岩随着嫩江组的快速沉积迅速进入生烃阶段,但各地所处成烃阶段不同;齐家-古龙凹陷烃源岩在嫩江组沉积初期进入生油门限,在嫩江组-明水组沉积期为快速生烃期,现为成熟-高熟阶段;双城向斜和三肇凹陷烃源岩在嫩江组沉积中期进入生油门限,于嫩江组-明水组沉积末期为快速生烃期,现为成熟阶段;黑鱼泡凹陷烃源岩在嫩江组沉积期末进入生油门限,于四方台组-明水组沉积期为快速生烃期,现为低熟-成熟阶段.