【摘要】：油氣生成、運(yùn)移、聚集等油氣演化過程中關(guān)鍵時(shí)刻的定量約束對(duì)我們了解整個(gè)油氣演化過程以及提高油氣勘探的成功率都起著至關(guān)重要的作用。對(duì)于那些經(jīng)歷過復(fù)雜構(gòu)造改造作用的古生代乃至更早期的油氣系統(tǒng),這些關(guān)鍵時(shí)刻對(duì)于油氣勘探顯得更為重要。幾十年來,包括普通地質(zhì)分析,盆地模擬,儲(chǔ)層流體包裹體分析以及多種同位素測(cè)試技術(shù)被用來嘗試解決這一重要的科學(xué)問題。目前研究呈現(xiàn)出由定性到定量,由宏觀到微觀,由間接到直接的發(fā)展趨勢(shì),但是現(xiàn)今無論是在學(xué)術(shù)領(lǐng)域還是在油氣勘探中,精確厘定石油及天然氣的演化過程仍然需要進(jìn)一步探索。我國(guó)南方揚(yáng)子板塊以及西北的含油氣盆地中,地表露頭和鉆井中油氣顯示異常豐富,油氣資源評(píng)價(jià)認(rèn)為在這些盆地里,油氣資源量可以達(dá)到數(shù)十億桶原油。近十多年來,隨著勘探技術(shù)的提高,在四川盆地內(nèi)部相繼發(fā)現(xiàn)了普光、安岳大氣田,在西北部塔里木盆地也相繼發(fā)現(xiàn)了哈拉哈塘以及富源等大型油田,這些海相油氣突破進(jìn)一步證實(shí)了我國(guó)海相碳酸鹽巖良好的油氣勘探前景。然而,與國(guó)外海相盆地和國(guó)內(nèi)陸相盆地相比,中國(guó)海相層系具有形成時(shí)間早、埋藏深度大、含油層系多、演化程度高、成烴過程長(zhǎng)、成藏歷史復(fù)雜與多期構(gòu)造改造變動(dòng)等特點(diǎn)。長(zhǎng)時(shí)間的油氣演化過程以及復(fù)雜多樣的構(gòu)造作用導(dǎo)致了多期的生排烴,油氣成藏呈現(xiàn)多期次復(fù)合和多過程改造的特征。為了嘗試解決并精確定量約束油氣演化過程以及油氣演化和構(gòu)造演化關(guān)系等科學(xué)問題,本論文選擇塔里木盆地哈拉哈塘油藏以及揚(yáng)子板塊內(nèi)部三個(gè)典型古油藏(礦山梁、麻江-萬山、米倉(cāng)山)作為研究對(duì)象,在前人對(duì)這些地區(qū)烴類演化和構(gòu)造作用研究的基礎(chǔ)上,開展原油及古油藏瀝青的Re-Os同位素分析,有機(jī)地球化學(xué)分析,儲(chǔ)層流體包裹體分析以及儲(chǔ)層伊利石K-Ar同位素分析,并結(jié)合磷灰石裂變徑跡分析,以及其它一些相關(guān)的測(cè)試(如瀝青反射率,烴類物理性質(zhì)等),探討了Re-Os同位素年代學(xué)在我國(guó)海相油氣成藏改造過程中的適用性,并提供了相關(guān)的研究實(shí)例。通過研究,論主要取得了如下結(jié)論與認(rèn)識(shí):1)結(jié)合烴類的有機(jī)地球化學(xué)分析,儲(chǔ)層伊利石K-Ar同位素測(cè)試,儲(chǔ)層流體包裹體分析以及原油的Re-Os同位素分析,定量分析了塔里木盆地北部哈拉哈塘凹陷石油生成運(yùn)移過程。原油樣品相似的生物標(biāo)志化合物特征顯示烴類來自同一套烴源巖,具有較低的成熟度,曾經(jīng)經(jīng)歷過生物降解作用,屬于同一套油氣系統(tǒng)。原油的Re-Os同位素年齡(ca.285 Ma)以及儲(chǔ)層伊利石的K-Ar同位素年齡(ca.280-230 Ma)與傳統(tǒng)的儲(chǔ)層流體包裹體分析(Th:100 110oC)以及盆地模擬結(jié)果表現(xiàn)出良好的吻合性,綜合表明哈拉哈塘油田原油主要生成于早二疊世,運(yùn)移聚集則發(fā)生在晚二疊世至早三疊世。2)對(duì)龍門山北部礦山梁地區(qū)低熟瀝青及油苗Re-Os同位素和生物標(biāo)志化合物進(jìn)行了分析,結(jié)合前人對(duì)龍門山地區(qū)構(gòu)造演化的認(rèn)識(shí),探討了了龍門山北部礦山梁地區(qū)多期次油氣生成演化過程。生物標(biāo)志物分析結(jié)果顯示無論是來自脈體抑或是斷層中的瀝青都顯示出相近的特征并且與元古代-早古生代源巖具有較好吻合性。相反,現(xiàn)今油苗的地球化學(xué)分析結(jié)果與瀝青相比表現(xiàn)出較大的差異,呈現(xiàn)出二疊系烴源巖的特征。瀝青的Re-Os同位素分析呈現(xiàn)出兩個(gè)不同的趨勢(shì),取樣自一號(hào)和三號(hào)瀝青脈體的瀝青得到ca.485 Ma等時(shí)線年齡,而二號(hào)瀝青脈體和斷層瀝青獲得了更為年輕的年齡(ca.165 Ma)。測(cè)試的原油樣品由于極其相似的Re、Os特征而未能獲得有意義的同位素年齡。較老的瀝青Re-Os同位素年齡與前人在該地區(qū)進(jìn)行的埋藏史模擬結(jié)果以及烴源巖成熟史模擬過程表現(xiàn)出較好的一致性,表明元古代-早古生代烴源巖在奧陶紀(jì)時(shí)期首次進(jìn)入石油窗并開始生油。年輕的瀝青Re-Os等時(shí)線年齡與揚(yáng)子地區(qū)中生代印支-燕山期劇烈的構(gòu)造活動(dòng)控制的中古生代地層的二次埋藏作用,以及鄰區(qū)四川盆地的構(gòu)造沉積演化特征相吻合,揭示了古老烴源巖第二次進(jìn)入生烴門限,二次生烴的特征。Re-Os同位素分析定量的揭示了龍門山北部礦山梁地區(qū)奧陶紀(jì)(ca.485 Ma)和侏羅紀(jì)(ca.165 Ma)兩期油氣生成過程。3)在雪峰山北緣地區(qū),結(jié)合不同類型瀝青的Re-Os同位素分析以及磷灰石裂變徑跡(AFT)分析,揭示了雪峰山地區(qū)石油及天然氣的演化歷程以及油氣演化與構(gòu)造活動(dòng)的相互關(guān)系。ca.430 Ma的低熟瀝青Re-Os同位素年齡與早期的盆地模擬結(jié)果以及瀝青的Rb-Sr同位素年齡(ca.405 Ma)表現(xiàn)出良好的吻合性,進(jìn)一步證實(shí)了低成熟度瀝青的Re-Os同位素定年代表了原油的生成時(shí)間。磷灰石裂變徑跡結(jié)果較好的揭示了雪峰山地區(qū)燕山期的構(gòu)造活動(dòng)。位于雪峰隆起西緣的麻江-萬山古油藏內(nèi)部廣泛出露的焦瀝青(高熟瀝青)的Re-Os同位素分析得到一組~70 Ma等時(shí)線年齡,除了與AFT結(jié)果表現(xiàn)出相關(guān)性以外,這一晚白堊世年齡與前期麻江古油藏地區(qū)的流體包裹體分析結(jié)果,盆地埋藏歷史以及原油組成數(shù)值模擬結(jié)果近于一致,共同指示了原油裂解生成干氣以及焦瀝青形成的時(shí)間。研究揭示了不同類型瀝青Re-Os同位素結(jié)果具有不同的地質(zhì)意義,低熟瀝青Re-Os年齡指示了原油的形成時(shí)間,而高熟焦瀝青年齡結(jié)果與原油裂解、天然氣生成時(shí)間相關(guān)。4)對(duì)米倉(cāng)山地區(qū)瀝青進(jìn)行了反射率、鏡下熒光、Re-Os同位素以及磷灰石裂變徑跡分析,探討了米倉(cāng)山地區(qū)烴類演化過程以及其與中新生代構(gòu)造活動(dòng)的關(guān)系。該地區(qū)高瀝青反射率(BRo:3.25-4.08),高Tmax值(~540oC),無熒光以及不溶于氯仿的特征表明所有瀝青為原油裂解形成的高成熟焦瀝青。該瀝青的Re-Os同位素分析得到一組ca.185 Ma的等時(shí)線結(jié)果,這一年齡與前人在四川盆地進(jìn)行的盆地模擬以及該時(shí)期較高的流體包裹體溫度(~160oC)近于一致,表明該時(shí)期原油經(jīng)歷高溫裂解作用。裂變徑跡分析顯示該地區(qū)的剝蝕抬升構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)生白堊紀(jì)期間(ca.140 Ma到ca.60 Ma),即原油熱裂解作用以后,~5000m的劇烈抬升剝蝕作用導(dǎo)致米倉(cāng)山地區(qū)氣藏遭受破壞,含瀝青元古代-早古生代地層暴露地表。結(jié)合焦瀝青的Re-Os定年,AFT分析以及前人的認(rèn)識(shí),論文定量解析了川北米倉(cāng)山地區(qū)油氣演化過程,認(rèn)為原油裂解及天然氣藏形成于早侏羅世,而白堊紀(jì)的抬升剝蝕作用對(duì)氣藏起到破化作用�？傮w而言,本論文選取我國(guó)不同的研究區(qū)域,綜合不同的油氣成藏相關(guān)的研究方法,通過對(duì)油氣演化過程中不同類型的烴類(原油、瀝青、焦瀝青)的Re-Os同位素分析,不僅進(jìn)一步證實(shí)了前人提出的原油及瀝青質(zhì)瀝青的Re-Os同位素定年代表原油初始生成時(shí)間的觀點(diǎn),并且提出了高成熟度焦瀝青的Re-Os同位素年齡與原油裂解天然氣形成的時(shí)間相關(guān)。由于瀝青或者焦瀝青在加拿大阿爾伯塔盆地、尼日利亞達(dá)霍邁盆地、西班牙巴斯克-坎塔布里亞盆地等地廣泛存在,結(jié)合原油、瀝青的Re-Os同位素定年與其它分析測(cè)試,可以幫助石油地質(zhì)工作者更好的理解世界各處含油氣系統(tǒng)的時(shí)空演化關(guān)系,具有重要的理論及實(shí)踐意義。本論文也證實(shí)了Re-Os同位素年代學(xué)在我國(guó)海相油氣多期成藏改造過程中具有適用性,將具有廣泛的應(yīng)用前景。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P618.13
，

本文編號(hào)：2360105