塔里木盆地哈得逊油田成藏机理研究

论文摘要

经过十年的勘探实践证明，塔里木台盆区哈得逊油田已成为中国第一个探明储量上亿吨级的大型海相砂岩油藏。在充分了解塔里木台盆区基础石油地质具有叠合特征的前提下，运用油气系统理论和地球化学原理以及构造动态演化手段，提出要把油气藏生成到油田枯竭作为在时间域内一个连续的、统一的系统单元研究，认为这一过程是阶段性和连续性的对立统一。油气成藏全过程可以分为前油藏阶段、油藏阶段、后油藏阶段三个阶段。油藏消亡过程的动态油气聚集单元称为“后油藏”。实际上后油藏阶段作为一个极其重要的成藏阶段，它促使油气运动的动力机制、油气聚集形式及其特征与前面两个阶段都有很大的差异。前油藏和油藏主要是传统的源控论控制，形成具有单一的油水界面，普遍以背斜圈闭为油气聚集场所，而后油藏是油藏破坏过程的动态聚集，受古油藏调整控制。哈得逊油田的形成过程就充分展现了全油藏过程。 经钻探证实，哈得逊油田石炭系东河砂岩油藏为一个东河砂岩顶部的层状油藏通过一个钙质砂岩和泥质砂岩隔层与其下的底水块状油藏叠合的岩性—背斜复合油藏，中泥岩段薄砂层油藏叠合于东河砂岩油藏之上，构成了储量上亿吨的哈得逊油田，主力油藏为东河砂岩块状油藏，其次为油层厚度小于1.5m的层状油藏和油层厚度小于0.75m的中泥岩段薄砂层油藏，在油田西北部乡3井和油田中哈得173井石炭系地层里见到大量的沥青砂岩，是古油藏消失的残存证据。通过确定哈得逊油田的油藏类型和组成单元，并分析每个油藏单元的油水界面分布状态、烃类生物标志化合物来源和原油运移地球化学特征，识别出哈得逊油田古油柱和古油藏，同时根据地震资料解释本区构造具有多旋回叠合的演化特点，在此基础上确定出哈得逊油田的前油藏和油藏为晚海西期之前。受古地貌、古岛屿填平补齐作用的影响，石炭系东河砂岩主要为披复背斜-岩性尖灭复合型的圈闭。受区域构造背景的制约，海西期之前石炭系顶面构造层向南倾斜，来自寒武系-下奥陶统烃源岩的油气通过羊屋2井古断裂（晚海西期停止活动）或者海西期火成岩断裂垂直运移，向局部构造高点聚集，形成哈得逊石炭系古油藏。 哈得逊油田后油藏聚集过程为喜山期动态调整阶段。受喜山期运动影响，以哈得1—2

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 引言
• 1.1 问题提出
• 1.2 研究项目的来源
• 1.3 研究难点及技术思路
• 1.4 研究内容
• 1.5 预期目标
• 1.6 关键技术
• 1.7 主要技术路线
• 1.8 技术思路
• 1.9 进度安排
• 1.10 塔里木台盆区成藏理论应用新进展
• 1.10.1 叠合盆地成藏理论
• 1.10.2 隐蔽油气藏成因机理
• 1.10.3 后油藏理论
• 1.11 取得的主要新认识
• 2 石油地质概况
• 2.1 区域地质概况
• 2.2 勘探开发简况
• 2.3 地层
• 2.3.1 石炭系地层
• 2.3.2 志留系沥青砂
• 2.4 局部构造特征
• 2.5 储层物性特征
• 2.6 储层成岩作用
• 2.7 东河砂岩厚度横向分布特征
• 2.8 油藏流体性质
• 2.8.1 油藏高压物性
• 2.8.2 油气水常规物性
• 2.8.3 油藏的温度与压力
• 2.9 油藏类型
• 2.9.1 油水界面的确定
• 2.9.2 顶底板条件与储盖组合特征
• 2.9.3 油藏类型确定
• 2.10 哈得逊油田基本特征
• 2.10.1 哈得逊构造地层含油性简介
• 2.10.2 哈得油田石炭系东河砂岩和中泥岩段油藏基本特征
• 2.10.3 储量规模产生质的飞跃
• 2.10.4 哈得逊局部构造高点和储层非均质性对含油性有一定的影响
• 2.10.5 区域古隆起发育史
• 3 哈得逊油田地球化学特征
• 3.1 哈得逊油田烃类物理特征
• 3.1.1 原油物性特征
• 3.1.2 原油族组成特征
• 3.1.3 原油伴生气性质
• 3.2 原油轻烃馏分组成
• 3.3 哈得逊油田全油和饱和烃色谱分析
• 3.3.1 全油和饱和烃特征
• 3.3.2 气相色谱反映出的地质意义
• 3.4 甾萜生物标志化合物
• 3.4.1 哈得逊原油各类生物标志化合物的浓度
• 3.4.2 甾萜生物标志物特征
• 3.5 哈得逊原油芳烃化合物特征
• 3.6 原油及族组成碳位素特征
• 3.7 哈得逊油田原油成熟度
• 3.7.1 原油轻烃成熟度参数
• 3.7.2 甾烷成熟度参数
• 3.7.3 萜烷成熟度参数
• 3.7.4 芳烃成熟度参数
• 3.7.5 金刚烷参数
• 3.8 哈得逊油田原油降解程度分析
• 4 储集层地球化学特征
• 4.1 储集层沥青薄片观察
• 4.2 储层沥青地球化学性质
• 4.2.1 储层沥青丰度
• 4.2.2 储层沥青碳同位素分析
• 4.2.3 储层沥青常规生物标志化合物特征
• 4.2.4 储层沥青常规生物标志化合物运移示踪分析
• 4.3 原油和储层沥青成熟度与降解度比较
• 4.4 问题讨论：塔里木台盆区25-降藿烷相对浓度及其地质意义
• 5 哈得逊油田混源以及主力油源分析
• 5.1 生物标志化合物应用的局限性
• 5.2 一种能指示沉积环境的化合物—芳基类异戊二烯烃发现的意义
• 5.2.1 强还原环境下形成芳基类异戊二烯烃
• 5.2.2 典型寒武系和中上奥陶统烃源岩剖面的地化特征
• 5.2.3 强还原环境的烃源岩生成的原油富含芳基类异戊二烯烃
• 5.3 塔里木台盆区两次油气聚集和以寒武系烃源岩为主的特征分析
• 5.3.1 原油轻烃量少与中上奥陶统生油特点不相符合
• 5.3.2 台盆区天然气性质揭示了寒武系烃源岩是主要的供给者
• 5.3.3 全油色谱指纹图具有两期油的注入特征
• 5.3.4 原油和储层沥青生标具有明显的两期油来源特点
• 5.3.5 代表沉积环境的芳构化类异戊二烯烃指示出油来源于寒武系-下奥陶统
• 5.3.6 原油族组成碳同位素曲线发生反转
• 5.3.7 有效运移通道的活动规律支持寒武系源岩
• 5.4 哈德逊油田不同油藏原油主体上是来源于寒武系-下奥陶统烃源岩
• 6 哈得逊油田原油充注过程的示踪研究
• 6.1 哈得逊油藏的复杂性
• 6.2 油田现今运移趋势格局
• 6.2.1 古地貌对东河砂岩地层—构造圈闭的影响
• 6.2.2 构造运动对油气运移的影响
• 6.2.3 哈得逊油田压力和含油饱和度格局
• 6.3 古断裂对成藏的影响
• 6.3.1 在印支期之前长期继承性古隆起拥有丰富的油源断层
• 6.3.2 火成岩岩脉或断层
• 6.4 原油物性—溶解气参数示踪原油充注过程的研究
• 6.5 中性含氮化合物运移指示
• 6.6 问题讨论：哈得逊油田石炭系油藏复杂油水界面控制因素分析
• 6.6.1 问题的提出
• 6.6.2 油水界面研究历程
• 6.6.3 现今油水界面特点
• 7 哈得逊油田原油成藏期分析
• 7.1 古油藏调整依据
• 7.1.1 油水共存的关系
• 7.1.2 识别古油柱
• 7.1.3 乡3和哈得173井石炭系沥青砂的地化意义
• 7.2 哈得油田油气和储层地化性质说明具有两期油的注入的特征
• 7.2.1 寒武系烃源岩是哈得油田原油的主力源岩层
• 7.2.2 哈得逊古油藏主要油聚集期为晚海西
• 7.3 利用包裹体特征研究成藏期
• 7.3.1 包裹体特征
• 7.3.2 成岩过程与包裹体的关系
• 7.3.3 包裹体烃类成份特征
• 7.4 储层自生伊利石年龄
• 7.5 成藏过程
• 8 哈得逊油田成藏模式建立
• 8.1 圈闭形成时间
• 8.2 油藏模式建立
• 8.3 哈得逊油田成藏的主控因素
• 8.3.1 在晚西期长期继承性古隆起拥有丰富的油源断层
• 8.3.2 两套砂体具有大型不规则席状和带状分布特点
• 8.3.3 多种因素造成油气运移趋势复杂化
• 8.3.4 哈得逊构造带具备了形成大型黑油油田的成藏地质条件
• 8.4 哈得逊地区石炭系后油藏过程数值模拟研究
• 8.5 哈得逊地区油气分布规律
• 8.6 勘探建议
• 9 结论与创新
• 9.1 结论
• 9.2 创新
• 9.3 叠合盆地中后油藏理论对动态油藏的指导意义
• 图版照片说明
• 参考文献
• 攻读博士学位期间已（待）发表的论文
• 致谢
• 后记