四川盆地中西部海相地层热演化研究

发布时间：2020-06-13 02:31

【摘要】：四川盆地是我国主要的天然气产区,尤其是深层海相层系是当前天然气增储上产的关键。但震旦系~古生界海相地层时代古老、后期演化复杂,油气勘探还不成熟。海相地层的热演化对油气成藏和优质储层的形成起着至关重要的作用。本文以四川盆地川中古隆起和川西北地区为主要研究区,依据现有的各种温度测试数据分析研究区的现今地温场特征;以现今地温特征为约束,通过对岩心和露头样品古温标的分析测试,结合不同古温标的热动力学模型,重建川中古隆起震旦纪以来与川西北地区晚古生代以来的热历史;以恢复的热历史为基础,探索碳酸盐岩团簇同位素古温标的有效性;最后,在恢复沉积埋藏史和热史的基础上分析四川盆地中西部深层海相地层热演化对油气成藏的影响。研究表明,四川盆地中西部现今热体制主要受到基底埋深的控制,川中古隆起基底埋深浅,大地热流值较高,约为60 mW/m~2~65 mW/m~2,川西北地区基底埋藏较深,大地热流值在48 mW/m~2~57 mW/m~2。四川盆地中西部地区热流演化可以划分为三个阶段:(1)寒武纪~早二叠世稳定低热流阶段,这一时期热流值较低且比较稳定(约为55 mW/m~2);(2)早二叠世~早三叠世热流迅速升高阶段,这一时期热流值快速升高,最高可达100 mW/m~2,其中位于西南部威远构造热流值最高;(3)早三叠世~现今热流衰退阶段。川中古隆起灯影组与龙王庙组储层经历了升温(80℃~110℃)-降温-快速升温(180℃~220℃)-快速降温的过程。在晚侏罗世气藏成藏时期灯影组地层温度超过160℃,为原油裂解产气高峰。川西地区栖霞组与茅口组储层经历了快速升温(130℃~150℃)-缓慢升温(160℃~210℃)-降温过程,晚三叠世地层温度普遍超过了140℃,晚侏罗世地层温度进一步升高,并且具有从坳陷内部向造山带温度逐渐降低的特征。此外,依据四川盆地与塔里木盆地系列碳酸盐岩样品,对不同岩性的碳酸盐团簇同位素技术恢复沉积盆地热历史进行了探索。结果表明自然演化方解石团簇同位素~(13)C-~(18)O键固态重排的“封闭温度”不高于120℃,热力学“平衡温度”不低于160℃,对高温热历史(120℃)有较好的敏感性,在碳酸盐地层热历史恢复方面展现出了较大潜力。总之,受到地层热演化的控制,四川盆地中西部大气田虽然烃源岩与储集层年代古老,但油气生成与聚集的时间较晚,有利于大气田的保存。
【图文】：

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（1）根据川中古隆起与川西北地区系统测温、试油等温度测试数据，厘清四川盆地中西部现今地温场分布特征；（2）利用等效镜质体反射率、低温热年代学等多种古温标联合重建川中古隆起震旦纪以来、川西北地区晚古生代以来的热历史；（3）根据研究得到的热历史，利用盆地模拟软件，明确川中古隆起与川西北地区主要海相地层的温度演化特征；（4）在热史恢复的基础上，采集不同构造背景下的系列碳酸岩样品进行团簇同位素测试，探讨其与温度的关系，分析团簇同位素古温标的有效性；（5）基于前人研究四川盆地中西部油气成藏特征，结合上述分析结果，分析四川盆地中西部主要大气田的烃源岩成熟度演化过程、生排烃历史、原油裂解过程以及优质储层的形成与演化。具体技术路线如图 1.1 所示。

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第 2 章研究区地质概况四川盆地位于我国四川省东部以及重庆市，为一个菱形的沉积盆地，面积约为1.9×105km2，西以松潘-甘孜褶皱带和龙门山冲断带为界，北至米仓山-大巴山，东侧以齐岳山断裂为界，南到大凉山-大娄山。四川盆地是在中上扬子板块基础上发展起来的叠合盆地[47-49]，现今面貌是在印支运动奠定的构造格架基础上经燕山期继承发展和喜马拉雅期强烈改造而成的[50]。与国外大型克拉通不同，上扬子板块长期处于冈瓦那大陆与劳亚大陆之间的转换部位[51, 52]，表现出强烈的构造活动性，，发育有多个区域不整合面，板块边缘在后期卷入造山变形中遭受强烈改造，盆地形成、演化和改造过程相当复杂[49]。以四川盆地的现今构造展布特征为依据，可以将其划为五个次一级构造单元（图 2.1）：川东陡坡构造带、川南低缓构造带、川中隆起构造带、川北低缓构造带和川西坳陷。本次论文的主要对象川中古隆起与川西北地区主要位于川中隆起构造带和川西坳陷北部。
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P618.13

【参考文献】