趙 慧

(西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系/大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069)

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二連盆地阿拉達(dá)布斯凹陷南洼槽地區(qū)資源量預(yù)測(cè)

趙 慧

(西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系/大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069)

資源量預(yù)測(cè)是石油勘探工作的重點(diǎn)之一，是地質(zhì)工程成果的重要體現(xiàn)，更將成為石油勘探?jīng)Q策者實(shí)施鉆前分析以及勘探部署的重要依據(jù)。另一方面，資源量預(yù)測(cè)也是石油勘探工作一直以來的難點(diǎn)之一，石油作為可流動(dòng)性礦床，成藏因素復(fù)雜，預(yù)測(cè)方法及計(jì)算參數(shù)的不確定性，都增加了資源量預(yù)測(cè)的難度。本文運(yùn)用烴源巖熱模擬法對(duì)二連盆地阿拉達(dá)布斯凹陷南洼槽地區(qū)石油資源量進(jìn)行了預(yù)測(cè)，對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了綜合評(píng)估，為以后的勘探開發(fā)工作奠定了基礎(chǔ)。

二連盆地；阿拉達(dá)布斯凹陷；資源量預(yù)測(cè)；熱模擬法

二連盆地是我國陸上大型中新生代沉積盆地，位于內(nèi)蒙古中北部，東起大興安嶺，西至烏拉特中后聯(lián)合旗，南臨陰山山脈，北到中蒙邊界，由馬尼特、烏蘭察布、川井、烏尼特及騰格爾等五個(gè)坳陷和蘇尼特隆起組成[1-3](圖1)。烏尼特坳陷位于二連盆地的東部，其東屆為大興安嶺隆起區(qū)，南為錫林浩特復(fù)背斜，北西以蘇尼特隆起為界[4]。呈北東走向，長(zhǎng)約430 km，寬20～70 km，坳陷區(qū)總面積約17 000 km2。沉積蓋層由下白堊統(tǒng)阿爾善組、騰格爾組、賽漢塔拉組、新近系寶格達(dá)烏拉組及第四系組成，其中下白堊統(tǒng)最為發(fā)育，是坳陷的沉積主體，為一 套含油、煤碎屑巖建造[4-5]。阿拉達(dá)布斯凹陷位于烏尼特坳陷中部，地面海拔830～1 050 m，地形起伏較平緩，相對(duì)高差不大，分為南、北二個(gè)洼槽[6]。南洼槽面積約300 km2，騰一段地層底界埋深大于1 500 m的面積約180 km2，阿爾善組地層底界埋深大于2 000 m的面積約150 km2。而北洼槽面積不到200 km2，騰一段地層底界埋深大于1 500 m的面積約100 km2，阿爾善組地層底界埋深大于2 000 m的面積約80 km2。研究得出南洼槽面積及可能的烴源巖面積均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于北洼槽[4]。根據(jù)對(duì)本區(qū)勘探資料與成果的研究，筆者團(tuán)隊(duì)計(jì)算并預(yù)測(cè)了阿拉達(dá)布斯凹陷南洼槽地區(qū)下白堊統(tǒng)資源量。研究區(qū)下白堊統(tǒng)地層組成、巖性特征、沉積特征見表1。

圖1 研究區(qū)位置及構(gòu)造地質(zhì)圖

1 資源量預(yù)測(cè)方法

采用烴源巖熱模擬法預(yù)測(cè)二連盆地阿拉達(dá)布斯凹陷南洼槽地區(qū)石油資源量。

1.1 基本原理

選用未成熟烴源巖，在實(shí)驗(yàn)室模擬地層埋藏加熱狀態(tài)下烴源巖產(chǎn)烴過程[7]，制作了烴源巖的產(chǎn)烴率曲線(圖2)，并應(yīng)用烴源巖的累計(jì)產(chǎn)烴率與殘留烴轉(zhuǎn)化率兩項(xiàng)參數(shù)，計(jì)算出烴源巖的排烴率(K排)，結(jié)合評(píng)價(jià)區(qū)烴源巖體積，有機(jī)碳等參數(shù)預(yù)測(cè)資源量。

1.2 計(jì)算公式

Q=S·H·D·C·K產(chǎn)·K排·K聚

式中：Q為預(yù)測(cè)資源量，單位為億噸(108t)；S為烴源巖分布面積，單位為平方千米(km2)；H為烴源巖厚度均值，單位為千米(km)；D為烴源巖密度，單位為噸/立方米(t/m3)；C為烴源巖有機(jī)碳含量(%)；K產(chǎn)為烴源巖產(chǎn)烴率,單位為千克/噸(kg/t)；K排為烴源巖排烴率(%)，系指油源巖排出的烴量占累計(jì)生烴量的百分比。油源巖排出的烴量等于累計(jì)生烴量與殘留烴量的差值；K聚為聚集系數(shù)(%)，系指聚集成藏的資源量與排烴量的百分比。通常從勘探開發(fā)程度較高的油區(qū)求取(具有經(jīng)驗(yàn)性取值)。

表1 二連盆地阿拉達(dá)布斯凹陷南洼槽地區(qū)地層簡(jiǎn)表

2 參數(shù)取值

從計(jì)算公式可以看出，應(yīng)用烴源巖熱模擬法預(yù)測(cè)石油資源量所需參數(shù)包括烴源巖面積(S)、烴源巖厚度(H)、烴源巖密度(D)、烴源巖有機(jī)碳含量(C)、烴源巖產(chǎn)烴率(K產(chǎn))、烴源巖排烴率(K排)以及聚集系數(shù)(K聚)。各參數(shù)具體取值描述如下：

烴源巖面積S值：由于阿拉達(dá)布斯凹陷目前僅鉆有一口參數(shù)井，且烴源巖發(fā)育不是很好，因此，該區(qū)烴源巖面積的取值取南洼槽面積的20%(一般取20%～30%)。

烴源巖厚度H值：以有機(jī)碳含量大于1的深色泥巖層為準(zhǔn)，賽漢塔拉組由于深色泥巖厚度較大，取厚度大于3 m之后求和，騰格爾組和阿爾善組由于深色泥巖較薄，取厚度大于等于2 m之后求和。

烴源巖D值：按2.3 t/m3取值。

烴源巖C值：取各層段烴源巖有機(jī)碳含量平均值。

烴源巖產(chǎn)烴率K產(chǎn)值：依據(jù)二連盆地?zé)N源巖產(chǎn)烴率曲線(圖2)取烴源巖熱模擬值150 kg/t。

烴源巖排烴率K排值：按72%取值[7]。

聚集系數(shù)K聚值：該值屬經(jīng)驗(yàn)數(shù)字，依盆地類型不同，按經(jīng)驗(yàn)(包括勘探開發(fā)成果)求取一個(gè)數(shù)值。排聚系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值一般取20%[8]。

3 資源量預(yù)測(cè)成果

資源量預(yù)測(cè)成果包括采用烴源巖熱模擬法計(jì)算的資源量以及對(duì)資源量計(jì)算結(jié)果進(jìn)行評(píng)估兩個(gè)方面內(nèi)容。

3.1 資源量計(jì)算結(jié)果

通過上述所取參數(shù)值和計(jì)算公式運(yùn)算預(yù)測(cè)二連盆地阿拉達(dá)布斯凹陷南洼槽賽罕塔拉組資源量為0.493×108t，騰二段資源量為0.018×108t，騰一段資源量為0.01×108t，阿爾善組資源量為0.01×108t，總計(jì)資源量為0.531×108t(表2)。

上述預(yù)測(cè)成果，若按全國平均31.02%資源轉(zhuǎn)換儲(chǔ)量計(jì)算，預(yù)計(jì)阿拉達(dá)布斯凹陷南洼槽可發(fā)現(xiàn)約1 646×104t石油儲(chǔ)量。

3.2 資源量預(yù)測(cè)結(jié)果評(píng)估

3.2.1預(yù)測(cè)方法評(píng)估

勘探程度較低的盆地(或坳陷)開展油氣資源預(yù)測(cè)通常采用的方法有盆地類型類比法、氯仿瀝青“A”、蒙特卡羅法等[9-11]。上述方法中，有關(guān)烴源巖的排烴系數(shù)，產(chǎn)烴率通常都是采用類比的方法取值，其弊端顯而易見。烴源巖熱模擬法采用的是同一盆地未成熟烴源巖(其有機(jī)質(zhì)豐度，有機(jī)質(zhì)類型與盆地?zé)N源巖十分相似)，在實(shí)驗(yàn)室條件下，模擬地層埋深條件受熱過程而求得其產(chǎn)烴率，并應(yīng)用烴源巖累計(jì)產(chǎn)烴率與殘留烴轉(zhuǎn)化率兩項(xiàng)參數(shù)計(jì)算出烴源巖的排烴率。應(yīng)該指出，用實(shí)驗(yàn)的方法(短時(shí)間內(nèi))模擬地史時(shí)期(長(zhǎng)時(shí)間)的加熱過程，其兩個(gè)結(jié)果之間必須存在著偏差，這是其一；其二單純的實(shí)驗(yàn)條件與復(fù)雜的地史環(huán)境對(duì)結(jié)果的影響也是存在的。盡管如此，采用熱模擬法求得烴源巖產(chǎn)烴率、烴源巖排烴率參數(shù)較之傳統(tǒng)的類比法求得的參數(shù)是一個(gè)明顯的進(jìn)步，對(duì)資源量預(yù)測(cè)定量化精度的提高具有明顯的推動(dòng)作用。因此認(rèn)為，在目前技術(shù)層面上評(píng)估以烴源巖熱模擬法預(yù)測(cè)的資源量的可信度是較高的。

表2 二連盆地阿拉達(dá)布斯凹陷南洼槽石油資源量預(yù)測(cè)成果表

圖2 二連盆地?zé)N源巖產(chǎn)烴率曲線

3.2.2 相關(guān)地質(zhì)背景

鑒于阿拉達(dá)布斯凹陷只是二連盆地沉積坳陷中的一個(gè)區(qū)塊，如前所述，該區(qū)塊所處沉積環(huán)境以及其構(gòu)造背景直接影響其資源量預(yù)測(cè)成果的可信度。

(1)沉積環(huán)境。阿拉達(dá)布斯凹陷南洼槽在賽漢塔拉期發(fā)育濱淺湖亞相，在騰格爾期和阿爾善期均發(fā)育三角洲前緣亞相環(huán)境，灘壩砂、分流河道砂體呈由西向東展布縱向上，分流間灣所在的泥巖形成較好的蓋層，為油氣聚集提供了有利的條件[4,12]。

(2)構(gòu)造背景。烏尼特坳陷在構(gòu)造上位于二連盆地—巨型斷陷盆地的中部，基底來自古生代柔性褶皺，在其之上形成的中、小型坳陷湖盆組合，根據(jù)構(gòu)造形成原因、發(fā)育演化、沉積特征和構(gòu)造形態(tài)復(fù)合規(guī)律，烏尼特坳陷劃分為8個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，多呈NNE、NE、SN向展布，以胡熱圖、巴彥呼舒、巴其、白音胡碩凸起相隔，由東(北)而西(南)有迪彥廟、巴彥花、高力罕、阿拉達(dá)布斯、布日敦、包爾果吉、吉爾嘎朗圖和洪浩爾舒特凹陷[4-6,13]。

阿拉達(dá)布斯凹陷南洼槽垂向上均表現(xiàn)為雙斷單超式、深而窄、地塹式洼槽結(jié)構(gòu)，即洼槽東、西兩側(cè)(短軸NW向展布)均被Ⅱ級(jí)控盆對(duì)傾式、基底張性正斷層所圍限，沿洼槽長(zhǎng)軸(NE、NEE延伸)向北東方向超覆[14]。在成盆期間，洼槽盆邊斷裂的裂陷強(qiáng)度、重力滑動(dòng)與擴(kuò)展、發(fā)育規(guī)模和均衡性完全控制著洼槽的結(jié)構(gòu)形態(tài)、內(nèi)部二級(jí)構(gòu)造帶分布的特點(diǎn)[5]。斷裂和構(gòu)造為油氣運(yùn)移提供了良好的通道。

從上述沉積與構(gòu)造背景兩個(gè)方面分析不難看出，阿拉達(dá)布斯凹陷對(duì)油氣生成、聚集成藏有利，因此，采用烴源巖熱模擬法預(yù)測(cè)的資源量成果與地質(zhì)背景相應(yīng)，具有較高的可信度。

4 結(jié)語

(1)運(yùn)用烴源巖熱模擬法預(yù)測(cè)二連盆地阿拉達(dá)布斯凹陷南洼槽地區(qū)石油資源量是可信的，預(yù)計(jì)阿拉達(dá)布斯凹陷南洼槽地區(qū)可發(fā)現(xiàn)約1 646×104t石油儲(chǔ)量，具有一定的勘探潛力。

(2)就評(píng)估方法而言，“烴源巖熱模擬法”采用模擬實(shí)驗(yàn)得出烴源巖產(chǎn)烴率、烴源巖排烴率參數(shù)，較傳統(tǒng)的類比法更具有科學(xué)性和進(jìn)步性；就地質(zhì)背景而言，阿拉達(dá)布斯凹陷南洼槽在賽漢塔拉期發(fā)育濱淺湖亞相，在騰格爾期和阿爾善期均發(fā)育三角洲前緣亞相環(huán)境，灘壩砂、分流河道砂體呈由西向東展布縱向上，分流間灣所在的泥巖形成較好的蓋層，為油氣聚集提供了有利的條件，垂向發(fā)育的斷裂構(gòu)造為也油氣運(yùn)移提供了良好的通道，因而是很好的尤其成藏區(qū)。綜之，本石油儲(chǔ)量預(yù)測(cè)在方法方面是突破嘗試，其結(jié)果可信度高，具重要地質(zhì)工程意義。

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Resource prediction of the south subsags of aladabusi depression in Erlian basin

ZHAO Hui

(Department of Geology, Northwest University / State Key Laboratory of Continental Dynamics, Xi’an 710069, China)

Resource prediction is one of the key points of the petroleum exploration and an important reflection of the geological project, and its results will serve as an important basis of the pre-drilling analysis and exploration deployment for the petroleum-exploration engineers. However, resource prediction is also regarded as a difficult point. The movable feature with complicated reservoir formation factors of the petroleum, the uncertainty of the prediction method as well as the calculation parameters, all of which make the resource prediction more difficult and complex. The method of hydrocarbon source rock thermal simulation was applied here with the materials in the south sub-sag of Aladabusi Sag in Erlian Basin to predict and comprehensively-assess the quantity of resources, which laid a foundation for the future exploration and development works.

Erlian Basin；Aladabusi Sag；Resource prediction；Thermal?simulation

2016-10-10

趙慧(1991-)，女，陜西延安人，在讀碩士研究生，主攻方向：礦物學(xué)、巖石學(xué)和礦床學(xué)。

P618.13

B

1004-1184(2017)02-0190-03