基于原位方解石U-Pb定年与包裹体分析技术恢复储集层成岩-成藏过程——以准噶尔盆地南缘高泉地区白垩系清水河组为例.pdf
《基于原位方解石U-Pb定年与包裹体分析技术恢复储集层成岩-成藏过程——以准噶尔盆地南缘高泉地区白垩系清水河组为例.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于原位方解石U-Pb定年与包裹体分析技术恢复储集层成岩-成藏过程——以准噶尔盆地南缘高泉地区白垩系清水河组为例.pdf(12页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 石 油 勘 探 与 开 发 2023 年 12 月 PETROLEUM EXPLORATION AND DEVELOPMENT Vol.50 No.6 1209 文章编号:1000-0747(2023)06-1209-12 DOI:10.11698/PED.20230363 基于原位方解石 U-Pb 定年与包裹体分析技术 恢复储集层成岩-成藏过程 以准噶尔盆地南缘高泉地区白垩系清水河组为例 桂丽黎1,2,卓勤功1,2,鲁雪松1,2,杨文霞1,2,陈玮岩1,2,吴海1,2,范俊佳1,2,贺银军3,曹日洲4,余小庆1,2(1.中国石油勘探开发研究院,北京 100083;2.中国石油天然气集团有限
2、公司盆地构造与油气成藏重点实验室,北京 100083;3.中国海油能源发展股份有限公司工程技术分公司中国海油实验中心,天津 300452;4.中国石化石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所,江苏无锡 214126)基金项目:国家自然科学基金委企业创新发展联合基金(U22B6002);中国石油天然气股份有限公司科技开发项目(2023ZZ0206,2021DJ0303,2021DJ0105,2021DJ0203)摘要:准噶尔盆地南缘深层成岩-成藏复杂性制约了其下组合油气勘探的进程。以准噶尔盆地南缘四棵树凹陷高泉构造油气藏为例,在白垩系清水河组储集层岩相及成岩作用分析的基础上,通过原位方解石 U-P
3、b 定年和流体包裹体分析技术,标定盆地热演化史,刻画高泉构造下组合油气成藏过程。研究表明,储集层中发育两期方解石胶结和 3 期油气充注,方解石形成年龄分别为(122.16.4),(14.20.3)(14.41.0)Ma,油气充注事件为距今 14.230.0 Ma低熟油充注,距今 14.2 Ma 以来成熟原油充注和距今 2 Ma 以来高熟天然气充注,油气藏以成熟油和高熟天然气充注贡献为主。距今 2 Ma 以来受喜马拉雅晚期南北向挤压冲断构造活动的影响,高泉构造圈闭发生了调整,主要成藏期有效圈闭规模明显减小,导致构造中低部位油气显示相对较弱,说明关键成藏期的圈闭有效性控制该区下组合的油气富集与分布
4、。储集层方解石 U-Pb 定年技术和流体包裹体分析技术耦合,为精细刻画中国中西部复杂构造带的复杂成岩-成藏过程提供了有效方法。关键词:流体包裹体;原位方解石 U-Pb 定年;成岩序列;成藏时间;四棵树凹陷;准噶尔盆地南缘;白垩系;清水河组 中图分类号:TE319 文献标识码:A Restoration of reservoir diagenesis and hydrocarbon accumulation process by calcite in-situ U-Pb dating and fluid inclusion analysis:A case study on Cretaceous
5、Qingshuihe Formation in Gaoquan,southern Junggar Basin,NW China GUI Lili1,2,ZHUO Qingong1,2,LU Xuesong1,2,YANG Wenxia1,2,CHEN Weiyan1,2,WU Hai1,2,FAN Junjia1,2,HE Yinjun3,CAO Rizhou4,YU Xiaoqing1,2(1.PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration and Development,Beijing 100083,China;2.CNPC K
6、ey Laboratory of Basin Structure and Hydrocarbon Accumulation,Beijing 100083,China;3.CNOOC Experimental Center,Engineering Technology Branch,CNOOC Energy Development Co.,Ltd.,Tianjin 300452,China;4.Wuxi Institute of Petroleum Geology,SINOPEC Petroleum Exploration and Production Research Institute,Wu
7、xi 214126,China)Abstract:The complexity of diagenesis and hydrocarbon accumulation in the deep reservoirs in southern Junggar Basin restricts the process of hydrocarbon exploration in the lower reservoir assemblage.The lithofacies and diagenesis of reservoirs in the Cretaceous Qingshuihe Formation i
8、n the Gaoquan structure of the Sikeshu Sag,southern Junggar Basin were analyzed.On this basis,the thermal evolution history of the basin was calibrated using calcite in-situ U-Pb dating and fluid inclusion analysis to depict the hydrocarbon accumulation process of the lower reservoir assemblage in t
9、he Gaoquan structure.The Qingshuihe Formation reservoirs experienced two phases of calcite cementation and three phases of hydrocarbon charging.The calcites are dated to be 122.16.4 Ma,14.41.0 Ma,and 14.20.3 Ma.The hydrocarbon charging events occurred at around 14.230.0 Ma(low-mature oil),14.2 Ma(ma
10、ture oil),and 2 Ma(high-mature gas).The latter two phases of hydrocarbon charging contributed dominantly to the formation of reservoirs.Due to the tectonic activity of S-N compressive thrust in the late Himalayan since 2 Ma,the traps in the Gaoquan structure were reworked,especially the effective tr
11、aps which developed in the main reservoir-forming period decreased significantly in scale,resulting in weak hydrocarbon shows in the 1210 石油勘探与开发油气勘探 Vol.50 No.6 middle-lower part of the structure.This indicates that the effective traps in key reservoir-forming period controlled hydrocarbon enrichme
12、nt and distribution in the lower reservoir assemblage.Calcite U-Pb dating combined with fluid inclusion analysis can help effectively describe the complex diagenesis and hydrocarbon accumulation process of structural zones in the central-west part of the basin.Key words:fluid inclusion;calcite in-si
13、tu U-Pb dating;diagenetic sequence;hydrocarbon accumulation timing;Sikeshu Sag;southern Junggar Basin;Cretaceous;Qingshuihe Formation 引用:桂丽黎,卓勤功,鲁雪松,等.基于原位方解石 U-Pb 定年与包裹体分析技术恢复储集层成岩-成藏过程:以准噶尔盆地南缘高泉地区白垩系清水河组为例J.石油勘探与开发,2023,50(6):1209-1220.GUI Lili,ZHUO Qingong,LU Xuesong,et al.Restoration of reservo
14、ir diagenesis and hydrocarbon accumulation process by calcite in-situ U-Pb dating and fluid inclusion analysis:A case study on Cretaceous Qingshuihe Formation in Gaoquan,southern Junggar Basin,NW ChinaJ.Petroleum Exploration and Development,2023,50(6):1209-1220.0 引言 成藏年代的厘定是当代油气地质学研究的一个重要领域,精确判定成藏的过
15、程及时间是油气成藏年代学研究的重要内容1-2。流体包裹体可以记录捕获时的物质成分3、压力4和温度5等信息,可以为成岩演化及油气运移过程研究提供最直接的证据6。但是包裹体分析结果会受保存条件6、测试分析7、热流体活动8等条件的影响,导致油气成藏演化过程的分析结果存在争议。随着油藏地球化学9、流体包裹体方法10、同位素测年法11、油气水界面追溯法12等多种新方法或新技术的引入,间接研究与直接研究相结合、定性与定量(或定期与定年)研究相结合,已成为现代成藏年代学研究发展的重要趋势13-14。其他常用的油气成藏年代学方法有地质分析法15、自生伊利石 K-Ar测年法16、原油储集层沥青 Re-Os 测年
16、法17等,但这些方法都存在着各自的局限性,因此恢复油藏的形成时序仍然是目前极具挑战性的问题。放射性同位素地球化学的直接测年、激光微区剥蚀系统和高精度质谱仪的应用,代表了油气成藏年代学的发展方向18-19。碳酸盐矿物在不同的环境中形成,贯穿了油气地质研究中的成岩、成储及成藏各个阶段18。方解石U-Pb 定年结果可作为地质事件的计时器19,为不同地质问题的研究提供年代学约束18-19,很好地用于约束油气成藏时间,提升油气成藏定年的精度,为深层-超深层复杂油气藏的成岩-成藏过程恢复提供更为可靠的研究方法20。方解石年代学在碳酸盐岩层段综合热年代学研究方面也展现出极大潜力,在生烃史、油气成藏史和流体流
17、动史恢复中发挥重要作用19-20。同时,古老叠合盆地经历了复杂演化过程,传统的盆地模拟和流体包裹体分析在某些情况下无法确定成藏时间,如剥蚀量恢复误差、古热流值的不确定性等,通过耦合同位素测年和流体包裹体均一温度能够有效排除多解性,使盆地演化史更加准确,可有效用来解释油气成藏过程13。油气包裹体是成岩过程中捕获的少量油气,其生长和发育受寄主矿物的影响,油气包裹体的岩相学观察是描述和分析包裹体的基础4-6。方解石期次和流体包裹体的发育都与成岩作用密切相关19-21。所以,对于沉积盆地流体演化史及成藏年代学的分析,首先要进行岩石矿物学或岩相学及成岩作用研究,基于微观鉴定和成岩观察,分析研究区流体特征
18、及其演化历史20。准噶尔盆地南缘(简称“准南”)油气勘探现状复杂,油气成藏过程认识不清制约准南下组合油气勘探进程。本文围绕高泉构造白垩系清水河组储集层成藏过程及条件复杂这一关键问题,在岩相学观察的基础上,采用流体包裹体定年技术和基于激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)的微区原位方解石 U-Pb定年技术相结合,精细刻画储集层成岩与油气充注的动态匹配关系,分析高泉构造油气成藏过程,以期为准南下组合油气勘探提供理论依据。1 地质背景 准南位于新疆北天山山前,东到博格达山山前的吉木萨尔凹陷,西起于精河,南邻伊林黑比尔根山,北接车排子凸起,东西长为 650 km,南北宽 4090 km2
19、2-23。四棵树凹陷是重要的油气富集区24,位于准南西段(见图 1a)25。四棵树凹陷由南向北依次为高泉南(高泉5 井)背斜、高泉背斜(高探 1 井)、独山子背斜、西湖背斜、卡因迪克背斜25。本次的研究区主要是位于准南四棵树凹陷的高泉构造区,主要包括高泉南(高泉 5 井)背斜、高泉背斜(高探 1 井)(见图 1b)。准南发育在前寒武纪结晶基底和古生代褶皱的基础上,沉积地层自晚石炭世二叠纪晚期褶皱回返,其沉积具有旋回性,发育上、中、下 3 套成藏组合(见图 1c)23:上组合为新近系的沙湾组塔西河组储集层及塔西河组的盖层;中组合为古近系的安集海河组紫泥泉子组和白垩系东沟组储集层及古近系安集海河
20、2023 年 12 月 桂丽黎 等:基于原位方解石 U-Pb 定年与包裹体分析技术恢复储集层成岩-成藏过程 1211 图 1 准南四棵树凹陷位置(a)、高泉背斜构造清水河组顶面构造(b)及准南西段地层综合柱状图(c)(据文献22-23修改)的泥岩盖层;下组合为白垩系的清水河组底部和侏罗系的头屯河组储集层及白垩系吐谷鲁群泥岩盖层。其中,白垩系清水河组(K1q)岩性粒度自上而下逐渐变粗,上部岩性以深灰色泥岩为主,夹灰色泥质粉砂岩薄层,下部以灰色灰质粉砂岩、粉细砂岩为主,夹灰色粉砂质泥岩,底部为薄层绿灰色含砾细砂岩、细砂岩。上部厚层泥岩为盖层,油气显示集中在底部,为下组合主要储集层段之一。随着近几年
21、勘探的不断突破,对四棵树凹陷烃源岩的生烃潜力、资源评价和油气成藏认识不断提升22,25。四棵树凹陷主要发育下二叠统、中下侏罗统两套烃源岩26,烃源岩厚度大、分布广24-25,且中下侏罗煤系烃源岩生烃潜力巨大,长期浅埋,距今 30 Ma 以来开始生成低熟油27-28。高泉地区构造演化复杂,从晚侏罗世到现今,其构造演化总体上经历了 4 个阶段29:晚侏罗世末期,受燕山构造运动的影响,四棵树凹陷地层整体抬升,导致中上侏罗统的头屯河组和齐古组、喀拉扎组在凹陷内大部分缺失;白垩纪,构造相对稳定,四棵树地区沉降形成了广泛湖泊环境;晚白垩世,受到燕山构造的影响,区域地层整体抬升,盆地边缘局部缺失上白垩统;新
22、近纪,受喜马拉雅期的构造运动控制,研究区大幅度发育挤压推覆构造,并定型于喜马拉雅末期30。1212 石油勘探与开发油气勘探 Vol.50 No.6 清水河组是高泉地区下组合最重要的勘探层位31。高探 1 和高 101 井等位于西段四棵树凹陷高泉构造,其清水河组储集层钻遇 2531 m,为辫状河(扇)三角洲前缘河道砂体沉积,岩性以砂砾岩为主,受早期长期浅埋后期快速深埋的埋藏方式控制易形成优质储集层,且溶蚀孔发育,测井孔隙度为 2.07%10.15%,取心孔隙度为 2.1%8.7%,渗透率为(0.03412.200)103 m2。高探 1 井于 2019 年在清水河组试油获日产超千方的油气流24-
23、25,该井的重大突破夯实了对准南下组合大油气区的地质认识,油气资源潜力显著提升,有效推动准南加快勘探部署。但在下组合勘探获重大突破后,钻探的高 102 井清水河组试油为含油水层,高 101 井侏罗系三工河组试油出水,表明准南气成藏十分复杂。2 实验样品及方法 本文选取了准南四棵树凹陷高泉构造高 101 井、高 102 井、GHW001 井、高泉 5 井清水河组 166 块储集层岩心样品。首先进行了 166 块样品的薄片鉴定、铸体薄片观察,并挑选 36 个典型样品进行了扫描电镜(SEM、背散射)观察、阴极发光等工作,分析储集层骨架碎屑含量和自生矿物特征,在上述工作基础上挑选 20 块样品,对其油
24、气包裹体及储集层胶结物中发育的原生包裹体进行岩相学、成分及均一温度分析测试。储集层薄片鉴定、铸体薄片观察、扫描电镜观察、阴极发光、流体包裹体观察测试等实验均在中国石油勘探开发研究院石油地质实验研究中心重点实验室完成。背散射电子显微镜(BSE)和扫描电子显微镜(SEM)分析了砂岩的成岩矿物结构和形态(仪器型号JSM6700F)。显微观察所用多功能显微镜和阴极发光的型号分别为 Axio Imager 和 CF-2 冷阴极;使用光学USB4000 微型光纤光谱仪测量了单个油包裹体的荧光光谱;使用 LabRAM HR800 研究级激光拉曼显微光谱仪对盐水及气烃包裹体进行分析,该光谱仪配备632.81
25、nm YAG 激光器。包裹体均一温度和冰点测量实验在 Linkam MDSG600 冷热台上进行。在上述工作基础上,选取 6 块典型样品,通过微区原位碳氧同位素组成分析、Rb-Sr 同位素和微量元素分析,进一步确定方解石发育特征及期次。其中,激光微区碳、氧同位素实验在中国海油能源发展股份有限公司工程技术分公司中国海油实验中心完成,系统主要由 CETAC 激光 CO2熔融系统、Delta 同位素质谱在线分析仪组成。碳酸盐矿物的原位微量元素测试分析在北京科荟测试技术有限公司完成,所用仪器为AnalytikJena PQMS Elite 型 ICP-MS 及与之配套的RESOlution 193 n
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 原位 方解石 Pb 包裹 分析 技术 恢复 储集层成岩 过程 准噶尔盆地 南缘高泉 地区 白垩 清水河
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。
链接地址:https://www.zixin.com.cn/doc/2413368.html