柴西地区古近系—新近系盐湖相烃源岩特征及生烃模式

作者:陈哲;张春生;王中鹏; 刊名:矿产勘查 上传者:王东

【摘要】为进一步了解柴西地区古近系—新近系盐湖相烃源岩特征及其生烃模式,选取柴西地区下干柴沟组、上干柴沟组以及上油砂山组泥质烃源岩样品进行了岩石热解、可溶组分分析以及生排烃模拟等实验研究。通过实验结果分析认为,所选样品有机质属于低熟—未成熟阶段,均显示出较好的生烃能力;氯仿沥青"A"、适度的含盐量和碳酸盐含量与累积液态烃产量之间均表现出一定的正相关性。柴西地区古近系—新近系盐湖相烃源岩的成烃高峰与传统模式相比明显提前,该结果明确了柴西地区古近系—新近系盐湖相烃源岩的生烃模式,对于指导柴西地区的油气勘探具有重要作用。

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0 前言碎屑湖泊相具有油气生成与储集的良好条件,就生油条件而论,深湖、半深湖亚相水体深,地处还原或弱还原环境,适于有机质的保存和向烃类转化,为良好的生油环境,而湖泊相中发育的各类砂体也是油气的良好储集体(金强等,2006,2008;施辉等,2013)。柴达木盆地西部地区(简称“柴西地区”)主要发育古近系—新近系E13-N12盐湖相烃源岩,此套烃源岩在纵向分布上有明显变化,横向上不同阶段有不同的沉积中心。柴西地区古近系—新近系烃源岩既不同于海相泻湖或一般的淡水湖相生油岩(彭德华,2004),其生烃母质特殊,沉积于盐度较高环境,且灰质含量较高,有机质丰度总体上不是太高,但生排烃效率较高(付锁堂等,2016)。目前的勘探研究表明,针对这套在国内外少见,并形成于特殊环境下的烃源岩(胡译文,2012),其生排烃效率、生烃潜力及生烃模式方面的研究还不够深入,从而制约了柴西地区古近系—新近系盐湖相烃源岩及富烃凹陷的认识和评价。围绕柴西地区古近系—新近系盐湖相烃源岩开展研究,通过高温高压生烃模拟实验,探讨柴西地区盐湖相烃源岩特征及其生烃模式,为柴达木盆地西部地区油气勘探提供技术支撑。1 区域地质背景柴西地区位于柴达木盆地西部(图1),主要包括柴西南断陷、芒涯凹陷以及大风山隆起等构造单元,面积约3×104km2。柴达木盆地在第三纪位于北纬干燥气候带,水源仅来自于短暂性洪水型河流,被昆仑山、阿尔金山、祁连山等山脉环绕,蒸发量大于补给量导致湖水咸化,形成内陆封闭型咸水湖盆(叶爱娟等,2006;付锁堂,2016)。前人研究表明,盆地西部茫崖凹陷区构造运动导致其整体持续下降,渐新世—中新世时期湖盆面积最大,古盐度为图1 柴西地区位置与地层发育特征图15‰~16‰。渐新世晚期印度板块向欧亚板块不断挤压,导致青藏高原不断抬升,引起柴达木盆地沉积中心持续东移,最终与海洋潮湿型气候隔绝,引起湖水持续咸化,古盐度逐渐升高(何金先等,2011)。何金先等,2011)。新生界地层自下而上主要为路乐河组(E1+2)、下干柴沟组下段(E13)、下干柴沟组上段(E23)、上干柴沟组(N1)、下油砂山组(N12)、上油砂山组(N22)、狮了沟组(N12)和七个泉组(Q1+2)(江小青等,2009;陈能贵等,2015)。2 样品选取及实验方法实验样品的选取主要考虑了两个因素:①烃源岩样品需具有代表性,即烃源岩层位的代表性和烃源岩中有机质类型的代表性,所选烃源岩样品不但要能够代表所研究地区烃源岩的层位,同时又要使实验结果能代表性质不同的烃源岩在生烃行为、生烃过程及生烃产物上存在的差异;②烃源岩样品有机质成熟度,即要求所选的烃源岩必须没有经历明显的生排烃作用,保证所选烃源岩的有机质成熟度目前仍处于未成熟或低成熟阶段,确保模拟实验结果涵盖有机质热演化的整个过程,进而进行不同层位、不同性质烃源岩中有机质的成烃演化特征和所生烃性质的研究。因此从柴西地区的柴西南断陷和芒涯凹陷分别采集了梁3井、红地107井、绿参1井和油14井岩芯样,层位覆盖了下古近系—新近系下干柴沟组和上古近系—新近系的上干柴沟组和上油砂山组。此次实验采用加水条件下的封闭式体系,实验过程如下:热模拟实验是在全封闭的环境下进行,加热方式为水浴,加温方式为逐步升温,共选取了6个温度点,分别为200、250、300、350、400以及450℃,每个设定恒温点均进行72 h的热模拟。具体实验操作过程如下:首先挑选磨碎的烃源岩约100目左右放置于高温反应釜中,并用氦气不断置换至真空;然后开始对密封的高温反应釜进行升温加热。本次热模拟选取的6个恒温点覆

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