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第三系残留型盆地油气成藏动力学研究

作　者: 蔡勋育
导　师: 沈忠民
学　校: 成都理工大学
专　业: 矿产普查与勘探
关键词: 百色盆地残留型盆地第三系成藏动力学成烃模式成藏模式模拟实验异常低压古流体势
分类号: P618.130.2
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

本文针对第三系残留型盆地的油气成藏动力学理论与方法研究中存在的有关主要问题,以广西百色盆地例,从盆地区域地质资料入手,在百色盆地石油地质条件综合研究的基础上,采用现代有机地球化学研究方法与盆地模拟方法以及油气生成与运聚的实验模拟新技术手段相结合,对百色第三系残留型盆地的油气成藏动力学基本特征进行了深入系统研究。应用有机地球方法系统地分析了百色第三系残留型盆地不同地区烃源岩和原油的地球化学特征,划分原油的成因类型,并且通过生物标志化合物的油-油对比、油-岩对比,明确指出百色盆地已发现的原油主要来源于那读组湖相暗色泥岩,而煤层与碳质泥岩的贡献较小,确认盆地内东部与西部地区油源有所差异,即东部坳陷原油主要来源于那二段和那一段源岩,西部坳陷原油则来源于那三段源岩。采用分步连续加热方式,在温压釜内对盆地主力烃源岩的未成熟样品生烃特征进行热压模拟实验研究。通过各模拟温度点的气相产物和液态烃产物系统分析,首次建立了盆地主力烃源岩有机质的生烃演化模式。结合盆地的地质条件,指出那读组高效烃源岩有机质在低成熟、成熟阶段具有油源岩的生烃特征,并且在低成熟阶段有机质具有较强的成烃能力。在盆地现今地温场、流体压力场和水化学场分布特征研究基础上,系统地分析了异常低压形成机制,提出了异常低压的形成是限流因素和降压因素共同作用结果的认识。以盆地东部坳陷仑16块那读组油藏为例,对油水体系的异常低压形成演化进行深入研究,认为无气顶异常低压油藏的形成不仅与晚期地层抬升-剥蚀作用有关,并且砂体受到限制而失去与地表水的静水柱压力作用也有重要影响。通过油气运聚模拟实验的研究,发现砂体输导体系的储层物性、砂体与断层的组合方式以及烃源岩向输导体系充注油气的强度,对油气运聚成藏方式具有重要影响。在层间非均质砂层输导体系中,从源岩中排驱出来的烃类进入砂岩储集体以后,首先充注层间非均质砂层中孔隙度和渗透率较高的砂层,随着油气充注强度的不断增加,油气才能进入储层物性较差的砂层中运移和聚集。在砂体与断层的不同组合方式中,由断层和非均质砂体组成的油气输导网络导致油气运移的复杂性和多样性。应用盆地模拟技术对百岗组和那读组古流体势进行模拟计算。百色盆地百岗组和那读组的古流体势的高势区分布坳陷中心南侧,在区域大断层两盘等势线不相连,表现为两个相对独立的流体系统。在百色盆地油气成藏动力学特征的研究基础上,综合分析了油气成藏的主要控制因素,指出百色盆地油气成藏的相态主要受到烃源岩有机质类型和古地温场控制,古、今流体流动样式控制油气运聚方向,并且在盆地东部坳陷归纳总结出四种成藏模式。这不仅对百色盆地的油气勘探具有重要指导意义,我国其它第三系残留型盆地的油气成藏研究也有重要借鉴意义。

全文目录

中文摘要  2-3
英文摘要  3-8
0 前言  8-13
  0.1 研究目的与意义  8
  0.2 论文选题依据和研究内容  8
    0.2.1 选题依据  8
    0.2.2 研究内容及方法  8
  0.3 主要研究内容量  8-9
  0.4 研究方法及技术路线  9-10
  0.5 完成主要工作量  10-11
  0.6 论文取得的创新点  11-13
1 残余盆地油气成藏动力学研究概况  13-24
  1.1 残余盆地的国内外研究现状  13-14
  1.2 油气成藏动力学的研究概况  14-18
    1.2.1 含油气系统与油气成藏动力学的概念  14-16
    1.2.2 油气成藏动力学研究的特点  16
    1.2.3 油气成藏动力学研究内容  16-18
  1.3 油气成藏动力学研究的主要方法  18-20
    1.3.1 实验模拟法  18
    1.3.2 盆地数值模拟法  18-20
  1.4 油气成藏动力学研究进展及发展趋势  20-24
    1.4.1 油气成藏动力学的研究进展  20-23
    1.4.2 气成藏动力学发展趋势  23-24
2 百色盆地区域地质特征  24-34
  2.1 盆地位置及勘探简况  24-25
  2.2 地层分布  25-28
    2.1.1 盆地基底  25
    2.1.2 下第三系地层  25-27
    2.1.3 上第三系和第三系地层  27-28
  2.3 构造演化特征  28-31
    2.3.1 盆地形成构造背景  28-29
    2.3.2 百色盆地的形成与演化  29-31
  2.4 构造区划及断裂特征  31-34
    2.4.1 盆地构造单元划分  31-32
    2.4.2 断裂的空间展布  32-34
3 烃源岩地化特征与油—源对比研究  34-62
  3.1 烃源岩地球化学特征  34-41
    3.1.1 有机质丰度  34-36
    3.1.2 烃源岩的有机质类型  36-38
    3.1.3 烃源岩的热演化程度  38-39
    3.1.4 烃源岩的生物标志化合物特征  39-41
  3.2 高效烃源岩的分布  41-48
    3.2.1 烃源岩的概念  41-42
    3.2.2 高效烃源岩的纵向分布特征  42-44
    3.2.3 高效烃源岩的平面分布特征  44-48
  3.3 原油地球化学特征与油-油对比  48-56
    3.3.1 原油物性与族组成特征  48
    3.3.2 原油正构烷烃和异戊二烯烷烃分布特征  48-50
    3.3.3 原油萜类化合物特征对比  50-52
    3.3.4 原油甾类化合物特征对比  52-54
    3.3.5 原油碳同位素特征对比  54
    3.3.6 原油成因类型划分  54-56
  3.4 油—岩对比  56-62
    3.4.1 链烷烃分布对比  56
    3.4.2 异戊二烯分布对比  56-57
    3.4.3 生物标志物组成特征对比  57-62
4 烃源岩生烃特征及生烃演化史研究  62-82
  4.1 烃源岩生烃热压模拟实验研究  62-70
    4.1.1 模拟样品背景和基本性质  62
    4.1.2 实验方法简介  62-63
    4.1.3 热模拟产物产率变化特征及其演化特征  63-69
    4.1.4 热烃源岩生排烃模式  69-70
  4.2 烃源岩埋藏史、热演化史模拟恢复  70-82
    4.2.1 基本原理  71-73
    4.2.2 主要参数  73-75
    4.2.3 计算结果  75-82
5 二次运移输导系统类型与油气运聚关系研究  82-100
  5.1 油气的输导类型与空间展布  82-88
    5.1.1 盆地不整合面  82-83
    5.1.2 砂岩输导层  83-86
    5.1.3 断层运移通道  86-88
  5.2 层间非均质砂层输导系统中油气运聚模拟实验研究  88-92
    5.2.1 实验模型与实验方法  88-89
    5.2.2 实验结果与讨论  89-92
  5.3 断裂-砂体组合输导系统中油气运聚模拟实验研究  92-100
    5.3.1 实验模型  92-94
    5.3.2 实验条件和实验参数  94-95
    5.3.3 实验步骤  95-96
    5.3.4 实验结果与分析  96-100
6 油气运聚成藏的流体场研究  100-136
  6.1 地温场特征  100-102
  6.2 地层水化学特征及其演化  102-108
    6.2.1 不同层位地层水化学组成特征  102-105
    6.2.2 百色盆地与松辽等盆地地层水化学特征的对比  105-107
    6.2.3 百色盆地古流体化学特征  107-108
  6.3 现今流体压力场特征  108-113
    6.3.1 地层流体压力纵向分布特征  108-110
    6.3.2 地层流体压力平面分布特征  110-113
  6.4 异常低压形成机制分析  113-123
    6.4.1 异常低压成因  113-115
    6.4.2 百色盆地异常低压形成机制探讨  115-123
  6.5 古流体势恢复及分布特征  123-136
    6.5.1 古流体势数值模拟恢复  123-128
    6.5.2 古流体势分布特征  128-133
    6.5.3 流体流动样式演化特征  133-136
7 油气成藏控制因素及成藏模式分析  136-148
  7.1 油气藏类型与分布特征  136-141
    7.1.1 油藏类型  136-137
    7.1.2 油藏分布特征  137-140
    7.1.3 气藏地质特征  140-141
  7.2 油气成藏与分布的主控因素  141-143
  7.3 油气成藏模式  143-148
    7.3.1 北部断阶带油气成藏模式  143-144
    7.3.2 南部斜坡带油气成藏模式  144-146
    7.3.3 那笔凸起带油气成藏模式  146-147
    7.3.4 中央断凹带油气成藏模式  147-148
8 结论与认识  148-150
致谢  150-151
参考文献  151-157

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