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伊通盆地伊丹凸起双阳组成藏期研究

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摘要: 为了确定伊丹凸起主要目的层双阳组的成藏期次,本文利用伊69井双阳组流体包裹体测试结果,在埋藏史热史恢复的基础上,根据化学动力学理论恢复双阳组的生烃史,从烃源岩生烃史以及包裹体均一温度等方面,对伊丹凸起双阳组成藏期加以判断,为下一步勘探部署提供依据。

Abstract: In order to determine hydrocarbon accumulation period of Shuangyang formation the target layer of Yidan Swell in Yitong Basin, we use the method of using the fluid inclusion test results of the Shuangyang Formation in Yi 69 Wells, the thermal history of the area was reconstructed.The hydrocarbons accumulation periods of the Yidan swell are further analyzed based on chemical kinetics,hydrocarbon generation histories and inclusion homogenization temperature, it will provide a basis for the next exploration and deploration.

关键词: 伊通盆地;伊丹凸起;成藏期;流体包裹体;有机质生烃史

Key words: Yitong Basin;Yidan Swell;reservoir forming period;fluid inclusion;hydrocarbon generating history

中图分类号:TE1 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)34-0110-02

0 引言

伊丹凸起是伊通盆地勘探研究的一个盲区,对于该低勘探领域的早期评价,只有弄清油气成藏期次和把握油气充注的关键时刻,才能准确认识油气成藏过程,因此该地区成藏期的确定对于成藏规律研究及下一步勘探部署具有重要意义。传统油气成藏期的研究方法主要有圈闭形成时间法、饱和压力-漏点压力法以及油气水界面追溯法等[2];这类方法虽然简单易行,但每种方法均有一定的局限性。笔者认为,众多方法中,同时运用生烃史分析和流体包裹体分析确定油气成藏期次,是应用效果最好的分析手段,因为生烃史分析的依据是只有油气大量的生成并排出烃源岩,油气藏才可能形成。而流体包裹体分析的优点在于可以判别储层中是否来过油气,什么时候来的,来的时候的成分以及规模等一系列成藏问题,笔者通过确定圈闭形成时间,结合化学动力学法计算有机质生烃史,并通过流体包裹体均一温度等多种方法对伊丹凸起双阳组的成藏期进行综合研究,把生油岩生烃和储集层注烃两个油气成藏过程有机的联系一起,两种方法的分析结果可以相互佐证,增强油气成藏研究的准确性,是准确分析成藏期次的有效手段。

1 区域地质背景

伊丹凸起位于伊通盆地西南,北临鹿乡断陷、南接莫里青断陷。由于该地区基底隆起遭受剥蚀,局部存在重力异常高现象。伊通盆地演化可分为四个阶段,始新世早中期为盆地形成和扩张期,发育双阳组、奢岭组地层,此时断陷格局基本形成;始新世晚期盆地主要以热沉降为主,全盆地处于较稳定的半深湖环境,沉积了一套全盆地可对比的泥岩地层—永吉组;而从渐新世开始,盆地的格架发生强烈变化,伊丹凸起快速发育;晚第三世开始后,伊丹凸起强烈抬升并向西北推挤,地层处于强烈剥蚀状态。

2 应用化学动力学研究源岩生烃史与成藏期

本次对生排烃史的研究采用的是具有坚实理论基础的化学动力学法。通过建立和标定有机质成油、成气和油成气的动力学模型,结合源岩所经历的热史,从化学动力学的角度对油气的生成过程进行定量评价。

2.1 样品与实验

此次实验选取了松辽盆地南部的榆深1井营城组(658m)的暗色泥岩样品进行热模拟实验,该样品具有高有机质丰度和低演化成熟度,是适合于进行各类热模拟实验的理想样品。为了获取标定有机质成油、成气的化学动力学模型所必需的温度-产油率(产气率)关系曲线,设计分别开展了如下实验。实验采用Rock-Eval-II型热解仪,分别以10、20、30、40、50℃/min的升温速率将样品从200℃恒速升温至600℃。实时记录产物量与加热时间的关系,后经累加并做归一化处理即可得到产烃率一温度关系曲线,用于标定有机质生烃的化学动力学模型。

为分别标定有机质成油、成气的动力学参数,在相同的加热温度范围和升温速率条件下,以30℃的温度间隔收集热解产物并进行气相—色谱分析(即PY-GC分析),从气相色谱图上定出各温度段气体(C1-C5)和液体(C6+)组分的相对含量,结合前一实验结果,即可得出不同升温速率条件下各温度点的生油量和生气量,进而可以得出产油率-温度和产气率-温度的关系,供标定有机质成油、成气的化学动力学参数之用。

2.2 模型选取及标定

化学动力学模型选取及标定是生烃史分析的关键,模型的优劣直接影响计算结果。本次研究选用更接近地下有机质生烃过程的平行一级反应模型。

2.3 生烃史与油气成藏期

利用上述标定所得有机质成烃的化学动力学参数,结合伊69井沉积埋藏史和热史,定量计算源岩在任一时刻生油量和生气量,并绘制了双阳组源岩干酪根成油转化率(KTO)、干酪根成油后再二次裂解成气率(KOG)、干酪根直接成气率(KTG)及净生油率(NOO=KTO-KOG)和总生气率(NGG=KTG+KOG)的关系曲线。从关系曲线得出,双阳组源岩的生油高峰集中在48Ma-35Ma之间,对应的地质时期是奢岭组早期至万昌组早期。

3 应用流体包裹体确定油气成藏期

由于油气运移和成藏是发生在地史时期的地质过程,这些过程已无法重现;然而,伴随油气运移和成藏过程所形成的流体包裹体记录了当时的温度、压力、盐度等方面的地质信息等,因此,通过对热史的恢复,结合流体包裹体的均一温度,即可较为准确地推算出油气的成藏期,为油气勘探指明方向。

伊丹凸起共采集4个样品进行了包裹体测试,所检测到的烃类包裹体伴生的盐水溶液包裹体主要宿存于石英加大边和方解石胶结物中,气相颜色为深灰色,液相颜色为无色或黑褐色。

本次研究应用包裹体均一温度结合埋藏史来确定油气运移期。流体包裹体显微测温是划分油气充注期次和确定古地温的主要依据。将与各期次烃类包裹体同期盐水包裹体均一温度投影到代表井的埋藏史图上,就可以获得各个测点各期次的充注年龄值,从而确定其成藏期。

伊69井包裹体均一温度系统分析表明,伊丹凸起油气主要运聚时期为53.2~35.8Ma,对应于奢岭组末期—永吉组早期。

包裹体均一温度显示90~145℃均有烃类流体活动,说明油气成藏是连续过程。相对来说主要有两个温度段:第一个温度段是95~105℃,包裹体主要沿石英次生加大边内侧呈带状分布或沿切及(未切穿)石英次生加大边的微裂隙呈带状分布,均为呈深褐色的液态烃包裹体。这期流体活动的时间较早,为距今53.2~43Ma,对应于奢岭组早期;第二个温度段为115~145℃,主峰为120~130℃,包裹体主要沿切穿石英颗粒的微裂隙(面)呈线状或带状分布,或成群分布于石英胶结物中,或零星分布于方解石胶结物中,均为无色、灰色的气态烃包裹体,形成时间为距今41~35.8Ma,对应于永吉组早期。

通过包裹体资料分析,伊丹凸起油气在53.2-35.8Ma聚集成藏,通过化学动力学法计算出双阳组生烃期为48-35Ma,因为排烃期、运聚期要略滞后于生烃期,所以结合两种方法的分析结果认为,奢岭组早期至永吉组早期为主成藏期。

伊69井包裹体均一温度系统分析表明,伊丹凸起油气主要运聚时期为53.2~35.8Ma,对应于奢岭组末期—永吉组早期(图1)。

4 结论

根据包裹体分析结果,结合本区成藏条件及地质综合分析,对伊通盆地伊丹凸起得出如下认识:

①同时运用生烃史分析和流体包裹体分析确定油气成藏期次,可以把生油岩生烃和储集岩注烃两个有必然联系的油气成藏过程有机的联系一起,二者分析结果可以相互佐证,增强油气成藏研究的准确性,是准确分析成藏期次的有效手段。

②伊丹凸起双阳组生烃史表明双阳组主要生烃期为48Ma~35Ma,对应地质时期为奢岭组早期—万昌组早期。

③伊丹凸起流体包裹体均一温度主要分布在90~145℃,通过对热史恢复发现,伊丹凸起油气主要运聚时期为53.2~35.8Ma,对应于奢岭组末期—永吉组早期。结合生烃史认为,奢岭组早期——永吉组早期是伊丹凸起双阳组的主要成藏期。

参考文献:

[1]张厚福,张万选.石油地质学[M].北京:石油工业出版社,1990:187-199.

[2]陶士振.包裹体应用于油气地质研究的前提条件和关键问题[J].地质科学,2004,39.

[3]卢双舫.有机质成烃动力学理论及其应用[M].北京:石油工业出版社,1996.54-121.

[4]黄文彪,卢双舫,江涛等.长岭断陷深层天然气成藏期研究[J].吉林大学学报.