【摘要】：珠Ⅰ坳陷是珠江口盆地的次一級構(gòu)造單元,位于北部坳陷帶的東部,呈NE-SW向展布,面積約4.2×104 km2。白堊紀(jì)晚期,珠Ⅰ坳陷構(gòu)造背景由安第斯型大陸邊緣轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓘堧x散的被動大陸邊緣。新生代以來,珠Ⅰ坳陷經(jīng)歷了神狐運(yùn)動、珠瓊運(yùn)動、南海運(yùn)動、白云運(yùn)動和東沙運(yùn)動等構(gòu)造運(yùn)動,這些構(gòu)造運(yùn)動以珠海組沉積期為界劃分為古近紀(jì)張裂階段和新近紀(jì)裂后階段。始新世-早漸新世,珠Ⅰ坳陷發(fā)育裂陷湖盆沉積,形成兩套烴源巖層系,即始新統(tǒng)文昌組烴源巖和始新統(tǒng)-漸新統(tǒng)恩平組烴源巖。晚漸新世開始,珠Ⅰ坳陷接受裂后沉積,該期珠海組、珠江組地層砂泥互層,生、儲、蓋匹配良好。論文以研究區(qū)兩套烴源巖和典型原油為研究對象,在詳細(xì)對比、評價(jià)烴源巖地化特征和分布規(guī)律的基礎(chǔ)上,研究了古氣候條件、構(gòu)造沉降和沉積速率、有機(jī)質(zhì)來源和保存條件等烴源巖發(fā)育的控制因素,提出了兩類優(yōu)質(zhì)烴源巖的形成模式；結(jié)合原油地化特征、油-油和油-源對比研究,厘清了研究區(qū)三類原油與兩套烴源巖的親緣關(guān)系；篩選了代表文昌組、恩平組烴源巖的端元油,利用端元油配比實(shí)驗(yàn)研究了單井油樣中文昌組、恩平組烴源巖的相對貢獻(xiàn),并分析了原油差異揮發(fā)對計(jì)算結(jié)果的影響；最后討論了單井油樣與地質(zhì)儲量的關(guān)系,指出了兩套烴源巖的相對貢獻(xiàn),并針對性地探討了恩平凹陷中恩平組烴源巖的貢獻(xiàn)。論文在烴源巖地化特征和分布規(guī)律等4個(gè)方面取得的主要成果和認(rèn)識概括如下：1、文昌組、恩平組烴源巖地化特征與分布規(guī)律(1)有機(jī)質(zhì)豐度不同,文昌組烴源巖的有機(jī)碳含量(TOC)、吸附烴和熱解烴含量(S1+S2)和氯仿瀝青“A”含量介于1.07-4.74%、1.18-21.42mg/g和0,32～0.67%之間,平均值為2.58%、12.76mg/g和0.55%；恩平組烴源巖中上述參數(shù)介于1.78～4.53%、3.92-10.32mg/g和0.26～0.40%之間,平均值為2.81%、6.45mg/g和0.30%。恩平組烴源巖的TOC高于文昌組,但是前者的S1+S2和氯仿瀝青“A”低于后者。按照湖相烴源巖和煤系烴源巖評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),兩類烴源巖均為“優(yōu)質(zhì)烴源巖”。有機(jī)質(zhì)類型不同,文昌組烴源巖有機(jī)質(zhì)類型為Ⅱ1～Ⅰ型,部分為Ⅱ 2型,沉積相為淡水中深湖相,有機(jī)相為“A”相,Ro介于1.3～1.8%之間,達(dá)到“高成熟”階段；恩平組烴源巖有機(jī)質(zhì)類型為Ⅱ 2-Ⅲ型,少部分為Ⅱ1型,沉積相為湖沼相,有機(jī)相為“C”相,Ro介于0.7-1.5%之間,達(dá)到“成熟”階段。兩類烴源巖的生標(biāo)組成特征不同,文昌組烴源巖中Pr/Ph、C19～C22/C23～C26-三環(huán)萜烷、雙杜松烷/C30-藿烷、聯(lián)苯相對含量、氧芴/硫芴等參數(shù)介于0.91～5.48、0.64～1.91、0.01～0.99、0.60-2.51%和0.08～4.95之間,平均值為2.29、1.22、0.21、1.49%和0.54：恩平組烴源巖介于0.58～10.20、0.60～6.83、0.15～9.75、3.24～6.23%和1.24～15.23之間,平均值為4.99、2.55、0.99、4.73%和2.70。顯然,恩平組烴源巖參數(shù)值均高于文昌組。但是,恩平組烴源巖中C30-4-甲基甾烷/C29-規(guī)則甾烷(0.08～0.21,平均值0.14)低于文昌組烴源巖(0.11～0.26,平均值為0.18)。生標(biāo)組成及沉積相特征指示,文昌組烴源巖形成于還原性較好的中深湖相沉積環(huán)境,有機(jī)質(zhì)來源以藻類和低等水生生物為主,兼有陸源高等植物的輸入；恩平組烴源巖形成于弱氧化的湖沼相沉積環(huán)境,有機(jī)質(zhì)來源中陸源高等植物占絕對優(yōu)勢。(2)文昌組、恩平組地層厚度的分布具有以下特征：第一,地層厚度受沉積洼陷的控制,文昌組地層在LF13N洼、HZ26洼、西江主洼和EP17洼等洼陷中的厚度較大;恩平組地層在HZ5洼、XJ24洼、HZ8洼、西江主洼和EP17洼中的厚度較大,且其側(cè)向連續(xù)性好于文昌組。第二,由文昌期至恩平期,沉降、沉積中心發(fā)生遷移,文昌組地層的沉降、沉積中心位于坳陷西南部,恩平組沉積期則向坳陷東北部遷移至惠州凹陷,大部分文昌期洼陷在恩平期發(fā)育程度減弱。第三,恩平沉積期,坳陷西南部部分文昌期洼陷繼承性發(fā)育,如EP17洼和西江主洼等。根據(jù)沉積相分布特征,文昌組中深湖相烴源巖主要分布于LF13N洼、HZ26洼、西江主洼和EP17洼等；恩平組湖沼相煤系烴源巖主要分布在HZ8S洼、XJ24洼和EP17洼等。2、文昌組、恩平組優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)育背景、控制因素和形成模式(1)文昌組中深湖相烴源巖文昌組沉積期對應(yīng)珠Ⅰ坳陷湖盆裂陷的鼎盛期,NE～NEE和NWW向斷裂發(fā)育,形成“半地塹”或“地塹”構(gòu)造,負(fù)向構(gòu)造單元內(nèi)文昌組沉積發(fā)育,構(gòu)造高部位不發(fā)育。泥巖孢粉組成指示,該期古氣候?yàn)闈駶�、半濕潤的亞熱�?溫帶氣候。構(gòu)造沉降和沉積速率較大,主體介于100-150m/Ma和200-400m/Ma之間。較高的構(gòu)造沉降速率提供了充足的可容納空間,并為湖盆形成溫度分層提供足夠的水深條件。沉積速率與TOC的對比指示,大于200m/Ma的沉積速率有利于湖相優(yōu)質(zhì)烴源巖的形成。微體化石含量表明,文昌組烴源巖有機(jī)質(zhì)來源以湖生低等藻類為主,含量約為30～50%,其中盤星藻和球藻等淡水藻類占絕大多數(shù)；規(guī)則甾烷中C27-規(guī)則甾烷約占25.22～-44.34%,C29-規(guī)則甾烷約占35.19～51.99%,C27～C29-ααα20R-規(guī)則甾烷呈“V”型分布。微體化石含量和規(guī)則甾烷組成指示,文昌組烴源巖有機(jī)質(zhì)來源以藻類和低等水生生物為主,兼有陸源高等植物。Pr/Ph介于0.85～5.45之間,平均為2.29；芴、硫芴和氧芴相對含量為22.99%、49.92%和27.09%,硫芴為主要組成,芴含量略低于氧芴。姥植比和“三芴”組成指示文昌烴源巖形成于淡水中-深湖相偏還原的沉積環(huán)境,有機(jī)質(zhì)保存條件較好。(2)恩平組湖沼相煤系烴源巖恩平組沉積期對應(yīng)珠Ⅰ坳陷湖盆裂陷的衰退期,斷裂活動減弱,沉積不再局限于斷層下降盤,構(gòu)造高部位也開始出現(xiàn)。泥巖孢粉組成指示,該期古氣候?yàn)闈駶櫋霛駶櫟臒釒?亞熱帶氣候。構(gòu)造沉降和沉積速率相對文昌期顯著減小,主體介于50～100m/Ma和50～300m/Ma之間,不同凹陷差別增大。沉積速率與TOC的對比指示,100-300m/Ma的沉積速率有利于煤系烴源巖的形成。烴源巖微體化石含量中,木本花粉約占50～70%,蕨類植物約為30～40%,淡水藻類的貢獻(xiàn)很少：規(guī)則甾烷中C27-規(guī)則甾烷約占12.03～35.26%,C29-規(guī)則甾烷約占46.23～79.52%,C27～C29-ααα20R-規(guī)則甾烷呈反“L”型分布；聯(lián)苯系列占芳烴總量的4.73%,遠(yuǎn)高于文昌組的1.49%。微體化石、規(guī)則甾烷和聯(lián)苯組成特征指示恩平組烴源巖有機(jī)質(zhì)來源以陸源高等植物為主。Pr/Ph介于1.05～10.15之間,平均為4.99;芴、硫芴和氧芴相對含量為11.54%、23.89%和64.57%,氧芴占有絕對優(yōu)勢,芴最低,硫芴居中。這指示恩平期烴源巖形成于湖泊沼澤相的沉積環(huán)境,充足的有機(jī)質(zhì)供給彌補(bǔ)了保存條件的不足。(3)根據(jù)構(gòu)造背景、古氣候條件、構(gòu)造沉降和沉積速率、有機(jī)質(zhì)來源和保存條件等,將文昌組、恩平組優(yōu)質(zhì)烴源巖的形成模式總結(jié)為“高沉降速率濕潤氣候中深湖相欠補(bǔ)償模式”和“中等沉降速率濕潤氣候湖沼相平衡補(bǔ)償模式”。3、原油地化特征、分類及其與烴源巖的親緣關(guān)系(1)不同地區(qū)原油地化特征相似珠Ⅰ坳陷不同地區(qū)原油(惠州凹陷及南緣、番禺4洼、惠陸低凸起和恩平凹陷)的密度、粘度、全油碳同位素和族組成等具有相似特征,可作為一個(gè)整體研究。(2)三類地化特征差別明顯的原油根據(jù)生標(biāo)化合物組成特征,將珠Ⅰ坳陷原油分為三類,第一類原油分布在惠陸低凸起、番禺4洼和流花凸起,包括HZ33-1-1、LF13-1-1和PY10-2-1等油樣：第二類原油分布在惠州凹陷中部,如HZ9-2-1油樣；第三類原油分布在惠州凹陷及南緣和恩平凹陷,包括HZ26-1-1、XJ23-1-4和EP24-2-1等油樣組成。第一類原油中C 19-C22/C23～C26-三環(huán)萜烷、C19/C23-三環(huán)萜烷、雙杜松烷/C30-藿烷、三環(huán)萜烷/五環(huán)萜烷、三環(huán)萜烷/C30-藿烷和Pr/Ph值平均為0.54、0.39、0.14、0.17、0.45和2.12,低于第二類原油的10.79、21.76、0.71、0.30、1.18和4.83,但第二類原油中C30-4-甲基甾烷/C29-規(guī)則甾烷僅為0.08,遠(yuǎn)低于第一類的1.02。第三類原油各項(xiàng)參數(shù)介于前兩類之間。物性和碳同位素組成上,第一類原油的密度和粘度平均為0.86g/cm3和18.85mPa·s,高于第二類原油的0.77g/cm3和2.17mPa·s；全油碳同位素組成中,除惠陸低凸起原油偏輕1‰外,第一類原油介于-26.6～-25.5‰之間,平均為-26.03‰,重于第二類原油的-28.4‰,第三類原油居于前兩類之間(-28.4‰～-25.0‰,平均為-26.49‰)。正構(gòu)烷烴組成上,第一類原油以“雙峰型”為主,前鋒碳為C15和C17,后峰碳為C27；第二類原油為“前峰型”,主峰碳為C14;第三類原油為“弱雙峰型”,三類原油輕重正構(gòu)烷烴組成差別明顯。第一類原油中∑nC21/∑nC22+和(nC21+nC22)/(nC28+nC29)平均為0.94和0.98,遠(yuǎn)低于第二類原油的2.35和1.64,第三類原油平均為1.56和1.39,介于前兩類原油之間。生標(biāo)絕對含量同樣存在較大差別,第一類原油中甾萜類、倍半萜烷、三環(huán)萜烷和C30-4-甲基甾烷平均為10.25、2.85、0.69和0.29mg/g,高于第二類原油的1.08、1.62、0.18和0.003mg/g,第二類原油中雙杜松烷含量為0.013mg/g,第一類原油為0.031mg/g。第三類原油的生標(biāo)絕對含量介于前兩類原油之間,上述5類生標(biāo)分別為2.98、2.68、0.29、0.14和0.054mg/g。芳烴及“三芴”組成具有以下特征：第一類原油中菲系列和屈系列約占芳烴總量的29.35%和9.44%,明顯高于第二類原油的15.54%和1.32%；第一類原油的萘系列、聯(lián)苯系列和“三芴”平均為30.53%、0.90%和0.93%,低于第二類原油的66.79%、4.73%和2.09%。第三類原油中萘、菲、聯(lián)苯、“三芴”和屈系列的相對含量平均為44.47%、27.77%、3.18%、1.52%、6.03%和0.21%,全部介于第一、二類原油之間。(3)三類原油與兩類烴源巖的親緣關(guān)系利用C19～C22/C23～C26-三環(huán)萜烷等7個(gè)指標(biāo)組成的多參數(shù)柱狀圖、(C19-三環(huán)萜烷+C20-三環(huán)萜烷+C24-四環(huán)萜烷)/C26-三環(huán)萜烷與補(bǔ)身烷系列/M/Z：123等二維交匯圖、C27-C29-規(guī)則甾烷三角圖、Pr/Ph、Pr/C17和Ph/C18三角圖、芴、硫芴和氧芴三角圖、萘、菲和聯(lián)苯三角圖等對比珠Ⅰ坳陷三類原油和兩套烴源巖的親緣關(guān)系,結(jié)果指示第一類原油產(chǎn)自文昌組中深湖相烴源巖,第二類原油產(chǎn)自恩平組湖沼相煤系烴源巖,第三類原油既有文昌組的貢獻(xiàn),又有恩平組的貢獻(xiàn),為混源油。4、文昌組、恩平組烴源巖對油氣成藏的相對貢獻(xiàn)(1)珠Ⅰ坳陷油氣主成藏期為10.5Ma至今,具有地質(zhì)年代新、成藏時(shí)間短的特征,文昌組、恩平組烴源巖的主排烴期相同,研究區(qū)混源油為不同烴源巖相同排烴期生成的混源油。物性、生標(biāo)組成特征、生標(biāo)絕對含量和典型油藏形成過程分析表明,HZ33-1-1(1990-2025m,珠江組)和HZ9-2-1(DST3)兩個(gè)油樣可以作為文昌組中深湖相烴源巖和恩平組湖沼相煤系烴源巖生成的端元油。(2)基于端元油配比實(shí)驗(yàn),利用甾萜類絕對含量、C30-4-甲基甾烷絕對含量、補(bǔ)身烷絕對含量、補(bǔ)身烷/五甲基十氫化萘、氧芴/硫芴、C30-4-甲基甾烷/C29-規(guī)則甾烷和nC21-/nC22+等7個(gè)參數(shù)繪制混源比例圖版,這些參數(shù)可以有效地指示原油中兩類烴源巖的相對貢獻(xiàn)。使用生標(biāo)絕對含量參數(shù)計(jì)算混源比例時(shí),需對混源圖版進(jìn)行校正以消除原油“差異揮發(fā)”帶來的影響。差異揮發(fā)為20%時(shí),恩平組烴源巖的貢獻(xiàn)會被高估5%。根據(jù)校正后圖版的計(jì)算結(jié)果,研究區(qū)絕大部分單井油樣中只有文昌組烴源巖的貢獻(xiàn),如惠陸低凸起、番禺4洼和流花凸起等地區(qū)的原油樣品,僅惠州凹陷南部和恩平凹陷的部分油樣中存在恩平組的貢獻(xiàn)�；葜莅枷菽喜坑蜆又�,文昌組烴源巖的貢獻(xiàn)約為31～67%,恩平組的貢獻(xiàn)約為33～69%恩平凹陷油樣中,文昌組烴源巖的貢獻(xiàn)約為57-80%,恩平組貢獻(xiàn)約為20～43%。(3)兩類烴源巖對單井油樣和地質(zhì)儲量的相對貢獻(xiàn)是不同的,因?yàn)椴煌瑯?gòu)造帶儲量相差懸殊。LH11生物礁灘構(gòu)造帶等5個(gè)構(gòu)造帶的儲量約占珠Ⅰ坳陷總儲量的90%。根據(jù)不同二級構(gòu)造帶中文昌組、恩平組烴源巖的相對貢獻(xiàn),珠Ⅰ坳陷中文昌組中深湖相烴源巖對地質(zhì)儲量的貢獻(xiàn)約為86%,具有絕對優(yōu)勢；恩平組湖沼相煤系烴源巖的貢獻(xiàn)約為14%,居次要地位。
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P618.13

【引證文獻(xiàn)】

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1 侯讀杰;肖建新;程順國;張海全;張林曄;張善文;;濟(jì)陽坳陷優(yōu)質(zhì)烴源巖與隱蔽油氣藏的成藏關(guān)系分析[A];第二屆中國石油地質(zhì)年會——中國油氣勘探潛力及可持續(xù)發(fā)展論文集[C];2006年

本文編號：2756781