地学前缘 ›› 2021, Vol. 28 ›› Issue (1): 295-307.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.5.27
刘成林1,2(), 张禹1,2,3, 杨晟颢1,2, 李宗星4, 田继先5, 彭博4, 马寅生4, 杨元元4, 孔骅5
收稿日期:
2019-12-05
修回日期:
2020-05-19
出版日期:
2021-01-25
发布日期:
2021-01-28
作者简介:
刘成林(1970—),男,教授,博士生导师,主要研究方向为油气地球化学与资源评价、非常规油气地质。E-mail: liucl@cup.edu.cn
基金资助:
LIU Chenglin1,2(), ZHANG Yu1,2,3, YANG Shenghao1,2, LI Zongxing4, TIAN Jixian5, PENG Bo4, MA Yinsheng4, YANG Yuanyuan4, KONG Hua5
Received:
2019-12-05
Revised:
2020-05-19
Online:
2021-01-25
Published:
2021-01-28
摘要:
海相低勘探程度地区油气资源评价的难点是资料少、地质认识程度低、主要参数获取难度大,影响评价结果可信性。以柴达木盆地德令哈坳陷石炭系为例,系统评价德令哈坳陷石炭系生储盖条件,油气资源评价选用盆地模拟法与类比法相结合方法,关键参数的确定采用了地球物理、地球化学与石油地质学等多种方法,利用油气运移聚集模拟和不同运聚单元资源量计算结果划分有利勘探区带,充分发挥不同方法的特点。评价结果表明:柴达木盆地德令哈坳陷上石炭统发育有泥岩、碳质泥岩、煤和泥灰岩等4类烃源岩,下石炭统发育泥岩和泥灰岩等2类烃源岩;上石炭统烃源岩有机质丰度较高,克鲁克组多数泥岩、碳质泥岩、煤和泥灰岩TOC含量分别为大于1.0%、6.0%~10.0%、大于60%、大于0.3%,有机质类型主要为Ⅱ和Ⅲ型,少量的Ⅰ型,成熟度均已达到成熟,具有较好的生烃潜力;石炭系发育碎屑岩储层和碳酸盐岩储层,并发育有多套盖层,生储盖组合类型有自生自储自盖式、下生上储上盖式和上生下储上盖式,石油地质条件总体较好;石炭系主要生烃时期为石炭纪晚期—三叠纪中期,生烃高峰时期为二叠纪中期—三叠纪中期;德令哈坳陷石炭系的油气资源量达到3.83×108 t(油当量),石油资源量为1.63×108 t,天然气资源量为2 760.21×108 m3,油气主要分布于欧南凹陷和欧龙布鲁克凸起两个构造单元。
中图分类号:
刘成林, 张禹, 杨晟颢, 李宗星, 田继先, 彭博, 马寅生, 杨元元, 孔骅. 海相低勘探程度地区油气资源评价:以柴达木盆地德令哈坳陷石炭系为例[J]. 地学前缘, 2021, 28(1): 295-307.
LIU Chenglin, ZHANG Yu, YANG Shenghao, LI Zongxing, TIAN Jixian, PENG Bo, MA Yinsheng, YANG Yuanyuan, KONG Hua. Marine frontier basin petroleum resources assessment: A case study of the Carboniferous of the Delingha Depression, Qaidam Basin[J]. Earth Science Frontiers, 2021, 28(1): 295-307.
图2 柴达木盆地德令哈坳陷地层综合柱状和油气生储盖组合图(据文献[17]修改)
Fig.2 Comprehensive stratigraphic column of and oil and gas source-reservoir-cap assemblages in the Delingha Depression, Qaidam Basin. Modified from [17].
地层 | 岩性 | 烃源岩厚度/m |
---|---|---|
扎布萨尕秀组 | 泥灰岩 | 62 |
泥岩 | 24 | |
碳质泥岩 | 14 | |
煤 | 3 | |
克鲁克组 | 泥灰岩 | 51 |
泥岩 | 125 | |
碳质泥岩 | 17 | |
煤 | 2.8 | |
怀头他拉组 | 泥灰岩 | 84 |
泥岩 | 44 | |
城墙沟组 | 泥灰岩 | 14 |
泥岩 | 17 |
表1 柴达木盆地德令哈坳陷石炭系烃源岩厚度统计表
Table 1 Thickness statistics for the Carboniferous hydrocarbon source rocks in the Delingha Depression, Qaidam Basin
地层 | 岩性 | 烃源岩厚度/m |
---|---|---|
扎布萨尕秀组 | 泥灰岩 | 62 |
泥岩 | 24 | |
碳质泥岩 | 14 | |
煤 | 3 | |
克鲁克组 | 泥灰岩 | 51 |
泥岩 | 125 | |
碳质泥岩 | 17 | |
煤 | 2.8 | |
怀头他拉组 | 泥灰岩 | 84 |
泥岩 | 44 | |
城墙沟组 | 泥灰岩 | 14 |
泥岩 | 17 |
层位 | 岩性 | TOC含量/% | (S1+S2)/(mg·g-1) | 氯仿沥青“A”含量/% | 综合评价 |
---|---|---|---|---|---|
C2zh | 灰岩 | 0.06~2.05 0.5(6) | 0.03~0.56 0.2(6) | 0.002 1~0.003 3 0.002 4(6) | 中等-差 |
泥岩 | 0.026~5.78 1.35(114) | 0.02~5.19 0.627 4(114) | 0.001 4~0.021 4 0.004 9(23) | 好-很好 | |
碳质 泥岩 | 6.29~25.67 14.69(5) | 0.72~70.25 30.55(5) | 好-很好 | ||
煤 | 45.79~52.59 47.218(5) | 11.61~169.43 46.57(5) | 0.119 8~0.306 4 0.213 1(2) | 差-中等 | |
C2k | 灰岩 | 0.01~5.13 0.68(67) | 0.02~3.75 0.36(80) | 0.001 6~0.017 3 0.006 7(12) | 中等-好 |
泥岩 | 0.003 7~5.98 1.85(356) | 0.02~9.45 0.67(403) | 0.000 9~0.157 1 0.015 8(158) | 很好-极好 | |
碳质 泥岩 | 6.105~39.32 12.37(41) | 0.174 8~50.99 7.82(43) | 0.002 7~0.104 7 0.024 3(23) | 中等-好 | |
煤 | 42.2~98.34 76.12(18) | 2.31~159.14 90.01(19) | 0.004 1~1.234 1 0.8371(2) | 中等-好 | |
C1h | 灰岩 | 0.01~0.39 0.09(25) | 0.02~0.7 0.037(30) | 0.000 8~0.010 1 0.003 9(12) | 差-中等 |
泥岩 | 0.06~4 0.76(99) | 0.02~0.55 0.075(99) | 0.000 85~0.005 3 0.002 56(30) | 差-中等 | |
C1c | 灰岩 | 0.01~0.49 0.15(23) | 0.01~0.08 0.037(23) | 0.001 4~0.005 1 0.002 4(9) | 差-中等 |
泥岩 | 0.01~1.42 0.48(16) | 0.01~0.56 0.099(16) | 0.000 9~0.003 8 0.002 6(9) | 差-中等 |
表2 柴达木盆地德令哈坳陷石炭系烃源岩评价表
Table 2 Evaluation of Carboniferous hydrocarbon source rocks in the Delingha Depression, Qaidam Basin
层位 | 岩性 | TOC含量/% | (S1+S2)/(mg·g-1) | 氯仿沥青“A”含量/% | 综合评价 |
---|---|---|---|---|---|
C2zh | 灰岩 | 0.06~2.05 0.5(6) | 0.03~0.56 0.2(6) | 0.002 1~0.003 3 0.002 4(6) | 中等-差 |
泥岩 | 0.026~5.78 1.35(114) | 0.02~5.19 0.627 4(114) | 0.001 4~0.021 4 0.004 9(23) | 好-很好 | |
碳质 泥岩 | 6.29~25.67 14.69(5) | 0.72~70.25 30.55(5) | 好-很好 | ||
煤 | 45.79~52.59 47.218(5) | 11.61~169.43 46.57(5) | 0.119 8~0.306 4 0.213 1(2) | 差-中等 | |
C2k | 灰岩 | 0.01~5.13 0.68(67) | 0.02~3.75 0.36(80) | 0.001 6~0.017 3 0.006 7(12) | 中等-好 |
泥岩 | 0.003 7~5.98 1.85(356) | 0.02~9.45 0.67(403) | 0.000 9~0.157 1 0.015 8(158) | 很好-极好 | |
碳质 泥岩 | 6.105~39.32 12.37(41) | 0.174 8~50.99 7.82(43) | 0.002 7~0.104 7 0.024 3(23) | 中等-好 | |
煤 | 42.2~98.34 76.12(18) | 2.31~159.14 90.01(19) | 0.004 1~1.234 1 0.8371(2) | 中等-好 | |
C1h | 灰岩 | 0.01~0.39 0.09(25) | 0.02~0.7 0.037(30) | 0.000 8~0.010 1 0.003 9(12) | 差-中等 |
泥岩 | 0.06~4 0.76(99) | 0.02~0.55 0.075(99) | 0.000 85~0.005 3 0.002 56(30) | 差-中等 | |
C1c | 灰岩 | 0.01~0.49 0.15(23) | 0.01~0.08 0.037(23) | 0.001 4~0.005 1 0.002 4(9) | 差-中等 |
泥岩 | 0.01~1.42 0.48(16) | 0.01~0.56 0.099(16) | 0.000 9~0.003 8 0.002 6(9) | 差-中等 |
图4 柴达木盆地德令哈坳陷石炭系各层位不同岩性烃源岩有机质丰度评价图 a—灰岩;b—泥岩;c—碳质泥岩;d—煤。
Fig.4 Cross-plots of organic matter richness for Carboniferous hydrocarbon source rocks of various lithologies and formations in the Delingha Depression, Qaidam Basin. (a) Limestone; (b) Mudstone; (c) Carbonaceous mudstone; and (d) Coal.
图5 柴达木盆地德令哈坳陷石炭系克鲁克组烃源岩有机质类型
Fig.5 Classification of organic matter types in the Carboniferous hydrocarbon source rocks from the Keluke Formation, Delingha Depression, Qaidam Basin
图6 柴达木盆地德令哈坳陷石炭系烃源岩镜质组反射率
Fig.6 Vitrinite reflectance properties of hydrocarbon source rocks of the Carboniferous of the Delingha Depression, Qaidam Basin
层位 | Ro/% |
---|---|
C2zh | 0.77~1.4 1.03(54) |
C2k | 0.68~1.75 1.35(54) |
C1h | 1.04~1.39 1.18(16) |
C1c | 1.08~1.24 1.16(6) |
表3 柴达木盆地德令哈坳陷烃源岩镜质体反射率统计表
Table 3 Statistics of vitrinite reflectance of Carboniferous hydrocarbon source rocks in the Delingha Depression, Qaidam Basin
层位 | Ro/% |
---|---|
C2zh | 0.77~1.4 1.03(54) |
C2k | 0.68~1.75 1.35(54) |
C1h | 1.04~1.39 1.18(16) |
C1c | 1.08~1.24 1.16(6) |
图7 柴达木盆地德令哈坳陷石炭系储层孔渗交会图(左为碎屑岩,右为碳酸盐岩)
Fig.7 Cross-plots of reservoir porosity and permeability for the Carboniferous of the Delingha Depression, Qaidam Basin (Left: Clastic reservoir; Right: Carbonate reservoir)
图12 过青德地1井地震剖面地层趋势延伸法恢复剥蚀厚度
Fig.12 Erosion thickness recovery through the seismic section of Well Qingdedi-1 by using the stratigraphic trend extension method
构造运动 | 剥蚀时间/Ma | 剥蚀厚度/m | 剥蚀地层 |
---|---|---|---|
印支运动 | 226~195 | 2 850 | 上石炭统、二叠系、 三叠系 |
燕山早期运动 | 168~145 | 1 550 | 中下侏罗统 |
燕山晚期运动 | 86~48 | 1 360 | 下白垩统 |
喜马拉雅早期 | 30~22 | 140 | 古近系 |
喜马拉雅晚期 | 5~1.3 | 380 | 新近系 |
表4 青德地1井剥蚀量恢复结果表
Table 4 Erosion thickness recovery results for Well Qingdedi-1
构造运动 | 剥蚀时间/Ma | 剥蚀厚度/m | 剥蚀地层 |
---|---|---|---|
印支运动 | 226~195 | 2 850 | 上石炭统、二叠系、 三叠系 |
燕山早期运动 | 168~145 | 1 550 | 中下侏罗统 |
燕山晚期运动 | 86~48 | 1 360 | 下白垩统 |
喜马拉雅早期 | 30~22 | 140 | 古近系 |
喜马拉雅晚期 | 5~1.3 | 380 | 新近系 |
图14 青德地1井克鲁克组烃源岩累积生油气强度 C2kN—泥岩;C2kH—泥灰岩;C2kT—碳质泥岩;C2kM—煤。
Fig.14 History of source rock oil and gas generation in the Keluke Formation of Well Qingdedi-1 (C2kN: Mudstone; C2kH: Marl; C2kT: Carbonaceous mudstone; C2kM: Coal)
图15 柴达木盆地德令哈坳陷克鲁克组烃源岩生油气强度图
Fig.15 Intensity contours for source rock oil and gas generation in the Keluke Formation of the Delingha Depression, Qaidam Basin
图16 柴达木盆地德令哈坳陷石炭系油气运聚模拟
Fig.16 Results of oil and gas migration and accumulation modeling for the Carboniferous of the Delingha Depression in the Qaidam Basin
构造单元 | 资源量/(108 t) | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
扎布萨尕秀组 | 克鲁克组 | 怀头他拉组 | 城墙沟组 | 合计 | ||||||
石油 | 天然气 | 石油 | 天然气 | 石油 | 天然气 | 石油 | 天然气 | 石油 | 天然气 | |
德令哈凹陷 | 0.052 | 0.050 | 0.043 | 0.066 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.097 | 0.118 |
欧龙布鲁克凸起 | 0.199 | 0.193 | 0.329 | 0.528 | 0.014 | 0.011 | 0.541 | 0.732 | ||
欧南凹陷 | 0.168 | 0.166 | 0.722 | 1.116 | 0.031 | 0.021 | 0.003 | 0.003 | 0.924 | 1.306 |
埃姆尼克凸起 | 0.006 | 0.007 | 0.022 | 0.014 | 0.001 | 0.001 | 0.029 | 0.023 | ||
霍布逊凹陷 | 0.027 | 0.021 | 0.006 | 0.008 | 0.034 | 0.029 | ||||
合计 | 0.418 | 0.409 | 1.099 | 1.717 | 0.097 | 0.067 | 0.011 | 0.015 | 1.63 | 2.21 |
表5 柴达木盆地德令哈坳陷石炭系资源分布表
Table 5 Petroleum resources distribution in the Carboniferous of the Delingha Depression in the Qaidam Basin
构造单元 | 资源量/(108 t) | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
扎布萨尕秀组 | 克鲁克组 | 怀头他拉组 | 城墙沟组 | 合计 | ||||||
石油 | 天然气 | 石油 | 天然气 | 石油 | 天然气 | 石油 | 天然气 | 石油 | 天然气 | |
德令哈凹陷 | 0.052 | 0.050 | 0.043 | 0.066 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.097 | 0.118 |
欧龙布鲁克凸起 | 0.199 | 0.193 | 0.329 | 0.528 | 0.014 | 0.011 | 0.541 | 0.732 | ||
欧南凹陷 | 0.168 | 0.166 | 0.722 | 1.116 | 0.031 | 0.021 | 0.003 | 0.003 | 0.924 | 1.306 |
埃姆尼克凸起 | 0.006 | 0.007 | 0.022 | 0.014 | 0.001 | 0.001 | 0.029 | 0.023 | ||
霍布逊凹陷 | 0.027 | 0.021 | 0.006 | 0.008 | 0.034 | 0.029 | ||||
合计 | 0.418 | 0.409 | 1.099 | 1.717 | 0.097 | 0.067 | 0.011 | 0.015 | 1.63 | 2.21 |
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