塔里木盆地台盆区超深层热演化及对储层的影响

温度场是制约有效储层发育的关键因素之一,然而关于塔里木盆地超深层储层热演化及其对储层有效性的影响研究还很少。本文选取塔里木盆地台盆区近几年新钻井作为研究对象,通过实测等效镜质体反射率参数热史模拟揭示了台盆区显生宙时期以来的古热流演化史。台盆区大地热流从早古生代的45～65 mW/m²逐渐降至现今的32～45 mW/m²,仅局部地区在早二叠世受岩浆活动影响出现短暂的热流高峰,为46～62 mW/m²。在此基础上,结合沉积埋藏史明确了超深层碳酸盐岩储层古温度史和关键变革时期古温度平面分布特征,并对比分析了不同构造单元碳酸盐岩储层温度场差异演化特征及主控因素。奥陶系储层受控于大地热流和地层埋深影响,经历了早期缓慢升温和晚期快速升温的过程,除局部地区在早二叠世存在高异常外,塔里木盆地奥陶系储层在关键构造时期均表现出由中部向南北两侧降温的平面展布特征,与现今油气相态特征匹配。通过建立温度场与储层孔隙演化模式,深入讨论了台盆区有效储层发育的温度场条件。超深层碳酸盐岩储层的溶蚀-沉淀作用和油气相态与温压密切相关,温度不仅可以通过改善储...     

房山岩体构造-热演化:来自(U-Th)/He年龄的约束

房山岩体位于华北克拉通北缘,明确其中-新生代的隆升剥露过程及构造演化史可以为华北克拉通的构造演化提供有力证据.运用锆石裂变径迹、磷灰石（U-Th）/He及锆石（U-Th）/He等构造热年代学研究方法,综合房山岩体高、中、低温热年代学资料,重建了房山岩体的构造-热演化历史,并根据不同矿物的封闭温度差（ΔT）和与之对应冷却年龄差（Δt）的关系,计算侵入岩体在不同构造热演化阶段的抬升冷却速率,分析了岩体隆升速率的变化特征,结合前人研究成果进一步探讨了房山岩体隆升过程的基本特点.研究表明,房山侵入岩体构造热演化分为4个阶段:（1）130.0~123.5 Ma,侵位岩浆结晶-固结阶段,岩体平均冷却速率高达88.46 ℃/Ma;（2）123.5~56.0 Ma,岩体相对缓慢冷却阶段,平均冷却速率为0.74 ℃/Ma,平均隆升速率为29.6 m/Ma;（3）56~35 Ma,岩体相对快速冷却阶段,平均冷却速率为6.90 ℃/Ma,隆升速率为276.0 m/Ma;（4）35 Ma以来,岩体相对缓慢冷却阶段,平均冷却速率为1.0 ℃/Ma,隆升速率为40.0 m/Ma,构造趋于稳定.结合区域构造动力学环境的研究,分析了房山岩体构造热演化可能的动力学成因,认为房山岩体阶段性抬升冷却可能与华北克拉通东部太平洋板块的俯冲作用、南北两侧陆内俯冲造山作用和西南部印度-欧亚大陆碰撞、青藏高原隆升等远程构造挤压有关.房山岩体的形成及相对快速抬升冷却阶段分别对应于华北克拉通两期重要的破坏高峰.      

深层-古老海相层系温压场与油气成藏

深层海相碳酸盐岩层系尚处于勘探初期,对于海相盆地深层温压场的演化特征及主控因素认识还不够清晰.本文总结了适用于深层海相层系的温压场研究方法,并以川中古隆起震旦系气藏和塔中隆起奥陶系凝析气藏为例,展示温压场恢复的结果.川中古隆起震旦系灯影组的温度演化经历了升温-降温-快速升温-快速降温的过程,主要受大地热流与沉积埋藏史的控制;而塔中隆起奥陶系则经历了持续缓慢增温的过程,现今为最高温度.川中震旦系和塔中奥陶系现今地层压力都表现为常压,但前者经历了常压-弱超压-强超压-卸压的演化过程,而塔中隆起奥陶系在3次主要的油气成藏期没有明显的超压.对温压场的系统研究,有助于解释塔中隆起和川中古隆起现今油气相态的差异,还可以为碳酸盐岩储层高温高压模拟实验提供参数,为海相大气田进一步勘探提供理论指导.      

在芒特·艾萨矿区预测金刚石钻孔偏斜量

引言金刚石钻进是矿床评价过程中的一个主要阶段.虽然它是验证深部矿床量便宜的方法,但费用仍很大.所以,要精心设计,以最少投资取得最佳效果.好的钻孔设计,意味着对地质情况及其对金刚石钻孔偏斜的影响都有正确的认识.解决偏斜问题的途径有三种,休斯在1965年已做了概述.这三种途径是: 1.估计可能出现的偏斜量,并据此设计钻孔. 2.采用不同钻进技术使钻孔偏斜量最小. 3.如有必要,采用造斜方法矫正钻孔的方向.     

川北米仓山隆起构造－热演化特征

本文基于实测锆石(U-Th)/He和磷灰石裂变径迹年龄的联合热史模拟明确了米仓山隆起自新元古代以来的构造-热演化史。米仓山隆起前寒武系样品锆石(U-Th)/He年龄和磷灰石裂变径迹年龄分别为190~138 Ma和106.1~120.6 Ma,均小于地层年龄或成岩结晶年龄,有效地记录了早期热信息。热史模拟结果表明米仓山隆起自新元古代以来主要经历了早侏罗世—早白垩世和晚中新世至今两期快速冷却事件,分别与扬子-华北板块碰撞和印度-欧亚板块碰撞的东扩作用有关,而白垩纪—早中新世的缓慢冷却过程则与当时的古夷平面发育有关。本文不仅丰富完善了川北地区构造-热演化成果,而且对于该地区下一步油气勘探具有重要的指导意义。     

塔里木柯坪塔格地区构造抬升的新证据——来自(U-Th)/He年龄的约束

柯坪塔格地区位于西南天山与塔里木盆地之间, 是塔里木地台的一部分, 其构造隆升与天山和塔里木盆地的演化密切相关. 本文首次将(U-Th)/He热定年技术应用于该地区构造抬升的研究, 对该区震旦系露头样品的磷灰石和锆石的(U-Th)/He进行了年龄测定和热史模拟, 结果表明柯坪塔格地区主要经历了4期构造抬升事件, 导致震旦系抬升至地表, 其中磷灰石(U-Th)/He年龄揭示了晚白垩世和中新世两期的构造抬升事件. 在早石炭世, 震旦系温度达到最大, 介于133~150°C之间, 结合沉积埋藏史得到当时的最大埋深是3400~3900 m. 在渐新世—中新世, 受印度—欧亚板块碰撞远程效应的影响, 柯坪塔格地区沿柯坪塔格—沙井子断裂向巴楚隆起上逆冲, 地层快速抬升遭受剥蚀. 在15~10 Ma时, 柯坪塔格地区震旦系已抬升至地表. 自早石炭世至今, 柯坪塔格地区总剥蚀量达6170 m. 柯坪塔格地区自中生代以来的构造-热演化史与塔里木盆地北缘是一致的, 但与天山及处于塔里木盆地内部的巴楚隆起的构造抬升过程存在差异. 中新世以后, 受喜山运动远程效应影响, 柯坪塔格和天山才同处于抬升状态; 而巴楚隆起在古近纪早期仍处于抬升剥蚀状态, 与柯坪塔格地区接受沉积相反. 本文利用(U-Th)/He热定年技术成功地揭示了柯坪塔格地区自震旦纪以来的构造-热演化史, 这些结果有利于人们对这一地区构造抬升的正确认识. 同时, 本研究对塔里木盆地的油气勘探及天山地区的构造研究具有指导意义.     

碳酸盐团簇同位素约束下塔中隆起奥陶系热历史

碳酸盐团簇同位素是近年来兴起的一种新型古温标, 其有效地解决了碳酸盐岩沉积盆地缺乏常用古温标的现状, 对于沉积盆地热史恢复具有重要意义.本文采集了塔中地区奥陶系碳酸盐岩钻井取芯样品, 利用一阶近似模型模拟了塔中隆起碳酸盐团簇同位素温度(T_Δ47)热演化路径, 并结合等效镜质体反射率约束了塔中隆起的热历史.塔中隆起大地热流自奥陶纪到现今总体呈降低趋势, 自60~70 mW·m^-2降低至40~50 mW·m^-2, 二叠纪由于火成岩入侵造成热流短暂升高至60~70 mW·m^-2.模拟结果认为, 北部斜坡带及潜山构造带受火成岩影响显著, 北部斜坡带及潜山构造带在二叠纪最高温度分别达到160~170 ℃及180~190 ℃; 而塔中南缘未受影响, 中生代或者现今为最高温度130~140 ℃.总的来说, 碳酸盐团簇同位素在热史领域的研究目前还处于探索阶段, 未来有望在重排规律、T_Δ47影响因素以及模型理论方面有待进一步完善, 团簇同位素也将在热史领域的研究中产生愈加重大的影响力.

     

锆石He扩散模型与中国典型克拉通盆地古老层系热史重建

沉积盆地古老层系已成为我国油气勘探的重要领域,但由于缺乏有效古温标,其热史研究一直很薄弱.本文在系统综述锆石He扩散动力学模型及差异性基础上,探讨了锆石(U-Th)/He热定年技术在我国克拉通盆地古老层系热史恢复中的适用性.目前常用的锆石He扩散动力学模型包括简单模型、锆石辐射损伤积累和退火模型及扇形-线性模型.基于不同温度路径模拟发现,锆石辐射损伤积累和退火模型和扇形-线性模型在约束低温热史时具有较强的一致性,而在约束高温热史(＞200℃)时,则具有明显的差异性.塔里木盆地、四川盆地和华北克拉通盆地的前寒武系样品单颗粒锆石(U-Th)/He年龄均小于地层年龄,且与有效铀浓度呈负相关性,反映了辐射损伤是锆石He年龄分散的主因.基于正、反演热史模拟明确了三大盆地前寒武系样品自沉积以来的古温度史,并揭示出它们曾经历过160~185℃的高温热历史,这对深层、古老层系烃源岩成熟演化和资源评价具有重要的科学意义.

     

华北克拉通北缘中—新元古界构造-热演化:来自锆石(U-Th)/He年龄的约束

由于复杂的构造沉积史和缺乏有效古温标,华北克拉通北缘燕辽裂陷带中—新元古界热史研究很薄弱,造成古老烃源岩成熟演化过程一直存在争议.研究利用锆石(U-Th)/He热定年技术探讨了燕辽裂陷带自中元古代以来的构造-热演化史,并分析了中元古界两套烃源岩成熟演化期次.燕辽裂陷带中—新元古界单颗粒锆石(U-Th)/He年龄均小于地...     

塔北—阿满北部地区超深层现今地温场特征

勘探表明塔里木盆地塔北—阿满北部地区超深层仍富含液态烃,但由于与油气相态和保存有关的地温场研究很薄弱,进而制约了该地区的下一步油气勘探.本文结合多种测温数据和一维稳态热传导方程系统,研究了塔北—阿满北部地区现今地温梯度、大地热流、定深（6000~10000 m）及重点层系温度平面分布特征.塔北—阿满北部地区0~5000 m统一深度现今地温梯度介于16.2~25.3℃·km-1之间,平均值为21.0±1.4℃·km-1;现今大地热流介于27.4~44.5 mW·m-2之间,平均值为35.4±2.5 mW·m-2,表明其现今地温场整体表现为冷的热背景.6000~10000 m超深层地层温度随着埋深增加而逐渐增大,平面上具有由北向南先减小后增大,由东向西逐渐减小的展布特征,这主要与岩石圈热结构、基底起伏和岩石热物性参数等因素有关.塔北—阿满北部地区奥陶系底界温度介于107.0~171.0℃之间,平均值为145.1℃,表明上部奥陶系储层普遍有利于液态烃保存;寒武系底界玉尔吐斯组烃源岩现今温度介于120.8~184.7℃之间,平均值为155.9℃,平面上表现为由西北向东南方向逐渐增大的特征.这种分布特征与奥陶系原油密度呈负相关性,而与气油比和天然气干燥系数呈正相关性.本文不仅阐明了塔北—阿满北部地区超深层现今地温场特征,而且探讨了超深层地温场与下古生界油气地球化学性质之间的关系,对超深层海相碳酸盐岩下一步油气勘探具有重要的指导意义.