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        利用盆地?zé)崾坊謴?fù)方法研究東營凹陷古地溫特征

        2014-06-07 06:01:56李星澎王樹慧
        地下水 2014年2期
        關(guān)鍵詞:質(zhì)體東營新生代

        李星澎,王樹慧

        (1.西安石油大學(xué),陜西 西安 710065;2.中國石油長慶油田分公司第二采氣廠采氣工藝研究所,陜西 榆林 719000)

        濟(jì)陽坳陷南部就是東營凹陷所處的地理位置,是渤海灣盆地濟(jì)陽坳陷的一個(gè)中新生代斷陷下。在它的周圍,東面為青坨子凸起,西面為魯西凸起,南面有魯西隆起,北面為陳家莊凸起。東西方向跨度為100 km,南北之間跨度為60 km,整個(gè)的面積為5 700 km2,根據(jù)鉆井解釋,該區(qū)域發(fā)育有太古界、古生界、中生界和新生界,缺失元古界、下古生界奧陶系上統(tǒng)、志留系、泥盆系石炭系下統(tǒng)、二疊系上統(tǒng)、以及三疊系和新生界古生統(tǒng)。

        研究東營凹陷的古地溫特征時(shí),研究者分別采用鏡質(zhì)體反射率法、磷灰石裂變徑跡法、包裹體測溫法對(duì)東營凹陷進(jìn)行了熱史恢復(fù)[1-4]。

        1 東營凹陷鏡質(zhì)體反射率測定

        為了完成熱史反演研究,同時(shí)研究東營凹陷5口典型井,即坨762井、王35井、東風(fēng)5井、博2井、牛5井,根據(jù)分布在井中36個(gè)鏡質(zhì)體反射率數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。井中鏡質(zhì)體反射率數(shù)據(jù)所在層位,基本上都是以沙四段和沙三段為主,還有個(gè)別屬于東營組,井深基本上都在2 000~3 500m。收集相關(guān)數(shù)據(jù)后進(jìn)行整理,如表1。

        依據(jù)坨762井、王35井、東風(fēng)5井、牛5井等5口典型井中鏡質(zhì)體反射率數(shù)據(jù),然后利用各井中實(shí)際地層分層數(shù)據(jù),采用應(yīng)用廣泛的EASY%Ro模型,軟件上采用了1999年中科院地質(zhì)所開發(fā)的Thermod熱史模擬軟件,對(duì)各井進(jìn)行熱史反演。經(jīng)過熱史反演,得到了表3中新生代單井及東營凹陷平均古地溫梯度。根據(jù)以上鏡質(zhì)體反射率數(shù)據(jù),結(jié)合取樣井的實(shí)際地層分層數(shù)據(jù),對(duì)坨762井、王35井、東風(fēng)5井、牛5井等5口典型井進(jìn)行了熱史反演,反演時(shí)采用的是應(yīng)用廣泛的EASY%Ro模型,用中科院地質(zhì)所1999年開發(fā)的Thermod熱史模擬軟件進(jìn)行了熱史反演,反演得到的新生代單井及東營凹陷平均古地溫梯度見表3,計(jì)算反演出的5口單井的古地溫梯度,就可以得到東營凹陷平均古地溫梯度。如圖1,就是將以上反演出的5口井古地溫梯度數(shù)據(jù)及得到的東營凹陷各時(shí)代平均古地溫梯度值。

        圖1 東風(fēng)5井(A)、博2井(B)、東營凹陷(C)、牛5井(D)、王35井(E)、坨762井(F)地溫梯度演化史圖

        表1 東營凹陷鏡質(zhì)體反射率數(shù)據(jù)

        由圖1可以看出,根據(jù)單井來看,東風(fēng)5井、博2井、牛5井、王35井、坨762井的古地溫梯度演化是由古到今逐步降低,與東部中新生代盆地低溫梯度演化的一般規(guī)律相符合。東風(fēng)5井在孔一后期演化到現(xiàn)今是由6.15℃/100m降低到3.98℃/100m,牛5井在孔一早期演化到現(xiàn)今是由5.41℃/100m降低到3.71℃/100m,王35井在沙三初期演化到現(xiàn)今是由5.05℃/100m降低到3.68℃/100m,坨762井在沙三初期演化到現(xiàn)今是由5.20℃/100m降低到3.42℃/100m。東營凹陷的古地溫梯度演化也有此特點(diǎn):在孔一早期演化到現(xiàn)今是由5.41℃/100m降低到3.61℃/100m。其中博2井、坨762井、王35井、牛5井的古地溫梯度在新生代早期較高,中期持續(xù)降低,晚期雖然也有所下降,但是降低幅度很小,呈現(xiàn)明顯的弧線形演化趨勢;東風(fēng)5井的這一演化特點(diǎn)不如以上4口井明顯。東營凹陷新生代古地溫梯度演化也具有這一規(guī)律。得出的東營凹陷現(xiàn)今平均地溫梯度為3.61℃/100m。

        東營凹陷新生代平均古地溫梯度變化為:孔一早期為5.41 ℃ /100m,沙四初期為 5.44 ℃ /100m,沙三初期為 5.29℃/100m,沙二初期 4.96℃/100m,沙一初期為 4.76℃/100m,東營初期為 4.68℃/100m,館陶初期為 4.29℃/100m,明化鎮(zhèn)初期為3.93℃/100m,平原初期為3.46℃/100m,現(xiàn)今為3.61℃/100m,由此可見,東營凹陷自新生代以來時(shí)代越老,則總的說來地溫梯度值越高[5-6]。

        2 東營凹陷磷灰石樣品測定

        沉積巖中分布廣泛的磷灰石,其自發(fā)徑跡對(duì)溫度敏感,徑跡退火溫度范圍與生油窗(70~125℃)溫度范圍基本一致。通過裂變徑跡測試,可標(biāo)定出較精確的古溫度,獲得沉積盆地?zé)釟v史信息,同時(shí)討論可能的物源、部分地層的時(shí)代、沉積速率、抬升速率及剝蝕及剝蝕厚度等[7]。

        我們對(duì)濟(jì)陽坳陷東營凹陷的12口井32塊樣品做了分析測試,見表2。

        表2 東營凹陷磷灰石古地溫測試結(jié)果表

        結(jié)果表明:東營凹陷及周邊地層經(jīng)歷的古地溫變化較復(fù)雜,分中央凹陷型,沙河街組地層埋深2 000~2 500m時(shí),經(jīng)歷的古地溫為80℃ ~110℃之間?;希喔咝?,該區(qū)沙河街和中生界地層經(jīng)歷的最大溫度為埋深1 200~1 500m時(shí),地溫90℃ ~116℃。東南斜坡型,該帶由于斷階較多,各區(qū)塊經(jīng)歷的古地溫分布,同時(shí)C-P地層曾達(dá)到118℃的高溫,而林樊家地區(qū)要達(dá)到相同的溫度,則埋深為2 500~3 500m的分布范圍。南邊凸起型,該帶雖然現(xiàn)今埋深淺,沙河街組和中生界地層經(jīng)歷的溫度已達(dá)到近100℃ ~120℃分布(表2)。

        3 濟(jì)陽坳陷包裹體測溫

        流體包裹體分析有兩個(gè)用途,一是確定巖石成巖時(shí)的溫度,對(duì)研究熱演化提供一個(gè)輔助性分析,另一個(gè)用途是對(duì)于C-P和奧陶系中若有烴類流體包裹體則可以確定烴類形成時(shí)間及期次。

        包裹體測溫和地下流體的侵入期次分析實(shí)驗(yàn),基本上達(dá)到了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)目的,樣品測溫?cái)?shù)據(jù)是下一步模擬計(jì)算的重要參數(shù);地下流體侵入期次分析綜合認(rèn)為,該系列實(shí)驗(yàn)樣品的流體侵入大體上有四期,分別為84℃ ~87℃;95℃ ~100℃;110℃ ~117℃;140℃ ~145℃左右(表 3、表 4、表 5)[8-9]。

        表3 樣品16流體包裹體檢測結(jié)果

        表4 樣品15流體包裹體檢測結(jié)果

        表5 樣品14流體包裹體檢測結(jié)果

        4 結(jié)語

        (1)東營凹陷新生代平均古地溫梯度值,整體呈現(xiàn)的是一個(gè)在早期高,然后持續(xù)下降,然后晚期略有下降的弧線變化。

        (2)自新生代以來,東營凹陷新生代平均古地溫梯度值基本上都是呈現(xiàn)的一個(gè)下降趨勢,和古代相比,溫梯度相差明顯。

        表6 砂巖包裹體性質(zhì)及均一溫度統(tǒng)計(jì)表

        [1]任戰(zhàn)利.中國北方沉積盆地構(gòu)造熱演化史研究[M].石油工業(yè)出版社.1999.

        [2]周中毅,潘長春.沉積盆地古地溫測定方法及其應(yīng)用[J].廣州:廣東科技出版社.1992.

        [3]陳剛,趙重遠(yuǎn).Ro反演的盆地?zé)崾坊謴?fù)方法與相關(guān)問題[J].石油與天然氣地質(zhì).2002,23(4):343 -347.

        [4]邱楠生,汪集旸.干酪根自由基濃度作為古溫度計(jì)的應(yīng)用[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì).1988,20(1):92 -94.

        [5]藤井敬三.關(guān)于鏡質(zhì)體反射率的測值偏差[C].應(yīng)用煤巖學(xué)國際會(huì)議論文集.1994,70 -73.

        [6]蔣國豪 胡瑞忠等.鏡質(zhì)體反射率(Ro)推算古地溫研究進(jìn)展[J].地質(zhì)地球化學(xué).2001,29(4):40 -45.

        [7]常遠(yuǎn),劉銳,楊嘉.磷灰石裂變徑跡技術(shù)與地學(xué)應(yīng)用綜述[J].上海地質(zhì).2004(1):47-53.

        [8]盧煥章,范宏瑞,倪培等.流體包裹體[M].北京:科學(xué)技術(shù)出版社.2004.

        [9]劉德漢.油氣包裹體及其在石油勘探和開發(fā)中的應(yīng)用[M].廣州:廣東科技出版社.2007.

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