四川盆地震旦系—下古生界油气成藏机理 ——以川东南丁山构造和川中安平店—高石梯构造为例

论文摘要

本论文为国家重点基础研究发展计划（973）课题《中国海相碳酸盐岩层系油气富集机理与分布预测》（课题编号:2005CB422100）06子课题—中国海相碳酸盐岩层系深层油气成藏机理（课题编号:2005CB422106）的部分研究成果。论文主要研究了川东南丁山构造及川中地区安平店-高石梯构造震旦系储层的成岩作用及其控制因素,刻画了孔隙演化过程。利用现今震旦系储层沥青生物标志物地球化学确定了震旦系储层沥青的主要源岩。利用磷灰石裂变径迹技术和Easy%Ro化学动力学模型模拟计算了震旦系—下古生界的地温场演变,利用包裹体分析及PVTX热动力学模拟技术恢复了包裹体被捕获时的古压力,指出在特定的温度和压力背景下,震旦系古气藏中的天然气主要为水溶气。根据震旦系-下古生界储层孔、洞、缝充填物的相对关系,结合流体包裹体特征及锶、碳、氧稳定同位素特征确定了流体充注序列及充注期次。重点研究了震旦系气藏的成藏机理,揭示了油气生成、运移、聚集、散失、储层孔隙演化、圈闭形成（改造）过程在时间上和空间上的动态匹配关系,建立了油气的多期成藏及其演化模式,系统的总结了四川盆地震旦系成藏机理和成藏特征,论文取得的主要成果如下。（1）震旦系储层的成岩作用主要为白云岩化、重结晶作用、硅化、膏化及溶蚀充填作用等,可以识别出34种成岩作用。白云岩化作用对灯影组储集物性影响有限,晚期硅化胶结作用对孔隙度影响较大。震旦纪末的桐湾运动使灯影组受岩溶改造强烈;构造岩溶与有机酸深埋岩溶可使储层的孔隙度增加,与之相伴生的重结晶作用可抵制成岩阶段的部分胶结作用所导致的孔隙减少,是震旦系储层孔隙保持的主要原因。由于震旦系储层埋藏历史长,众多的成岩作用改造致使其孔隙演化过程复杂,成岩作用与流体充注的相似性使不同构造带孔隙演化过程具有一定相似性。（2）震旦系主要发育有三期破裂作用:第一期为大、中低角度裂缝,形成于中—深埋藏环境;第二期形成于深埋藏过程,区域有机质成熟后—喜马拉雅期前;第三期为构造松弛形成的张裂缝,形成于干气阶段或更早的构造阶段。破裂作用在早期溶蚀孔洞基本被充填的情况上,可增加储层的“孔隙度”,并极大地改善储层的渗透性。（3）震旦系—下古生界储层沥青及源岩的生物标志物研究表明,川中地区安平店—高石梯构造带寒武系源岩的沉积环境为具有一定盐度的还原环境,生物主要来自于低等水生生物的菌藻类;奥陶系、寒武系及震旦系储层沥青的各种生标指纹均可以与寒武系泥岩对比,他们主要来自寒武系泥质烃源岩。合川12井二叠系储层沥青的源岩应可能主要为志留系泥岩,寒武系洗象池群储层沥青的源岩应主要为寒武系泥岩。川东南地区丁山构造震旦系储层沥青均来自寒武系泥岩。寒武系石冷水组岩屑中软沥青样品的源岩与寒武系泥岩不具明显的亲缘关系,可能主要来自上覆志留系龙马溪组烃源岩,因此,寒武系储层沥青表现出混源的特征。（4）对于过、高成熟阶段的沥青样品,甾烷异构化参数发生了“倒转”,已经失去了表征成熟度的意义。经研究发现,Ts/（Ts+Tm）或Ts/Tm生标参数能够区分不同成熟度及沉积环境所形成的沥青;该比值所反应的相对的成熟度的大小与Pr/nC17-Ph/nC18关系所反应的成熟度及所测定的沥青反射率基本一致,能够反应样品的相对成熟度的高低。（5）利用磷灰石裂变径迹技术和Easy%Ro化学动力学模型计算了川东南丁山1井和川中地区安平1井的古地温演变,震旦系和寒武系古地温梯度是变化的,大致都经历了降低—升高—降低的过程。恢复了川东南与川中地区地层埋藏史与烃源岩热演化史。经川东南丁山1井寒武系和川中安平1井震旦系储层中的流体包裹体激光拉曼分析表明,储层中的甲烷有一部分为溶解态甲烷,它们以水溶气的形式赋存于盐水流体中。利用包裹体的均一温度和模拟的包裹体压力,确定了水对甲烷的溶解能力。结合地层隆升—沉降史及地温场、古压力的变化,根据岩心孔洞缝中矿物的充填顺序,刻画了水溶气的形成及捕获过程。（6）根据储层孔、洞、缝中的矿物充填顺序及锶、碳、氧稳定同位素地球化学研究,川中地区和川东南地区震旦系—下古生界储层至少存在6期流体充注。从第一世代的矿物到第四世代的矿物,记录的是岩层被逐渐深埋的过程,第五世代矿物→第六世代矿物,则记录了隆升过程中溶解于水中的天然气发生气水分离→盐水流体与沥青分离沉淀的过程。这一系列的流体充注序列上代表了从深埋到隆升过程中,流体充注的全过程。（7）震旦系—下古生界围岩和孔、洞、缝充填物的锶、碳、氧稳定同位素地球化学揭示,所充注的盐水流体不是来自于围岩自身,均是外源的。震旦系储层中具有多期油气充注,上覆寒武系、奥陶系储层中可能只有一期石油充注。不同层位均有相同来源的油藏流体和盐水流体充注,暗示着断裂和裂缝可能是导致流体穿层运移的主要垂向输导体系。（8）川东南丁山构造震旦系天然气藏的演化主要经历了以下几个阶段:①志留纪末期古油藏的形成阶段;②加里东运动造成的地层抬升剥蚀期的古油藏破坏阶段;③早二叠纪—早中三叠纪寒武系源岩二次生烃油气再充注阶段;③中、晚三叠纪—中、晚侏罗纪,油裂解气及水溶气形成阶段;④晚白垩纪末,天然气脱溶,古气藏的破坏阶段。川中安平店—高石梯构造带震旦系油气成藏的演化与丁山构造震旦系相似,与丁山构造所不同的是晚白垩纪以来的地层隆升主要为天然气出水脱溶和古气藏的调整阶段,仅仅是天然气的散失、转移和再分配过程,致使安平店—高石梯构造带震旦系气藏形成现今的残留气藏。（9）四川盆地震旦系-下古生界天然气的成藏过程是一个古油藏→古气藏→现今（调整改造型）气藏的演化过程,其主要特征有:①源岩的早期生排烃,为古油藏形成和破坏阶段;②源岩的二次生烃,发生于二叠纪—三叠纪的有机质成熟生烃和排烃过程,油气早期多期成藏,表现为生排烃差异、多期油气运聚;③发生于中侏罗世及以前的原油热裂解产生天然气和沥青的过程,导致天然气中期成藏,表现为深埋高温、油气转化;④发生于喜马拉雅期构造圈闭的形成和隆升剥蚀过程,致使天然气晚期成藏,表现为隆升剥蚀、能量场调整、天然气出水脱溶、晚期破坏或重新分配成藏。

论文目录

摘要

ABSTRACT

第1章引言

1.1 研究目的及意义

1.2 勘探研究现状及前人主要成果认识

1.2.1 油气成藏机理研究现状

1.2.2 油气成藏机理研究进展

1.2.3 四川盆地震旦系—下古生界勘探现状

1.2.4 前人研究主要成果认识及存在问题

1.3 技术路线和关键技术

1.3.1 技术路线

1.3.2 关键技术

1.4 完成的主要工作量

1.5 主要创新性成果

第2章四川盆地震旦系—下古生界储层特征

2.1 震旦系—下古生界储层特征

2.1.1 川东南丁山构造带震旦系—下古生界储层特征

2.1.2 川东南丁山构造和川中地区震旦系—下古生界储层特征对比

2.2 震旦系—下古生界储层发育的控制因素

2.2.1 沉积相对储层物性的控制作用

2.2.2 成岩作用对储层物性的影响

2.3 本章小结

第3章四川盆地震旦系—下古生界储层沥青/源岩对比

3.1 丁山1井震旦系—下古生界储层沥青/源岩对比

3.1.1 源岩与储层沥青的饱和烃色谱特征

3.1.2 源岩与储层沥青的萜烷和甾烷生物标志物特征

3.2 川中地区震旦系—下古生界储层沥青/源岩对比

3.2.1 沥青及泥岩的饱和烃色谱特征

3.2.2 沥青及泥岩的萜烷、甾烷生物标志物特征

3.3 川中与川东南地区震旦系—下古生界储层沥青和源岩的地球化学特征对比

3.3.1 烃源岩及储层沥青的饱和烃色谱特征对比

3.3.2 烃源岩及储层沥青的萜烷及甾烷生物标志物特征对比

3.4 本章小节

第4章四川盆地震旦系—下古生界地温场演变及水溶气的形成

4.1 川中和川东南地区震旦系—下古生界的古地温场演变

4.1.1 川东南构造丁山1井古地溫场演变

4.1.2 川中地区安平店—高石梯构造带古地温演变

4.2 四川盆地震旦系—下古生界水溶气的形成

4.2.1 川东南地区丁山1井寒武系水溶气的形成

4.2.2 川中地区震旦系—下古生界水溶气的确定

4.2.3 水溶气的形成过程

4.3 本章小结

第5章四川盆地震旦系—下古生界多期次流体充注

5.1 川东南地区丁山1井震旦系—下古生界多期流体充注

5.1.1 孔洞矿物充填特征

5.1.2 碳氧同位素地球化学特征

5.1.3 锶同位素地球化学特征

5.2 川中地区下组合多期次流体充注

5.2.1 合12井震旦系—下古生界多期次流体充注

5.2.2 安平1井震旦系—下古生界多期次流体充注

5.2.3 高科1井震旦系—下古生界多期次流体充注

5.2.4 川中地区震旦系—下古生界流体充注特征

5.3 川东南地区与川中地区震旦系—下古生界流体充注序列

5.4 本章小结

第6章四川盆地震旦系—下古生界油气成藏机理

6.1 川东南丁山构造震旦系—下古生界油气成藏机理

6.1.1 丁山构造震旦系—下古生界成藏地质条件

6.1.2 川东南丁山构造发展演化史

6.1.3 丁山构造震旦系天然气成藏（破坏）过程

6.2 川中安平店—高石梯构造震旦系油气成藏机理

6.2.1 安平店—高石梯震旦系油气成藏的烃源条件

6.2.2 安平店—高石梯震旦系油气成藏的圈闭条件

6.2.3 安平店—高石梯构造发展演化史

6.2.4 安平店—高石梯构造震旦系油气成藏（破坏）过程

6.2.5 川中地区油气成藏的有利和不利条件分析

6.3 四川盆地震旦系—下古生界天然气成藏机理和成藏特征

6.3.1 威远地区与安平店—高石梯构造带和丁山构造带震旦系天然气成藏比较

6.3.2 原油热裂解产生天然气和沥青过程引起的天然气成藏特征

6.3.3 喜马拉雅期构造圈闭形成和隆升剥蚀产生的天然气成藏特征

6.4 本章小结

结论

致谢

参考文献

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