珠江口盆地白云凹陷地温场特征及烃源岩热演化

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.174

摘要/Abstract

摘要：

通过对珠江口盆地白云凹陷108口钻井的地温数据(BHT、MDT、DST)进行校正、分析,以点到面重构白云凹陷的现今地温场,再结合地质与地球化学资料,正演恢复白云凹陷烃源岩的热演化史及生烃史。研究结果显示:(1)白云凹陷具有变地温场,地温梯度分布在35~60 ℃/km之间,呈现出南高北低的分布特征。(2)受控于白云凹陷变地温场作用,白云凹陷不同洼陷烃源岩热史不同,主洼文昌组烃源岩处于高成熟至过成熟阶段,东洼、西洼和南洼文昌组烃源岩处于成熟至高成熟阶段。(3)在垂向上,白云凹陷高变地温场导致烃源岩具有高热快熟的演化特征,随地温梯度升高,烃源岩成熟门限快速变浅、生烃窗口变窄。(4)白云凹陷不同洼陷具有差异生烃特征,主洼文昌组烃源岩干酪根生油气早,生油阶段主要在23.03 Ma以前,生气阶段在33.9~10.0 Ma;东洼、西洼、南洼烃源岩埋藏浅,生烃较晚(23.03 Ma以来),油气共生。

关键词: 白云凹陷, 温度校正, 地温梯度, 大地热流, 热演化史

Abstract:

By correcting and analyzing the geothermal data (BHT, MDT and DST) from 108 wells in the Baiyun Sag, Pearl River Estuary Basing we reconstructed the current geothermal field of the sag from spots to planes. Combined with geological and geochemical data, we forward simulated and restored the thermal evolution and hydrocarbon generation history of source rocks in the sag. The results show that: (1)the Baiyun Sag shows characteristics of varying geothermal field, and the geothermal gradient is distributed in 35-60 ℃/km, decreasing from south to north; (2)Controlled by the varying geothermal fields in the Baiyun Sag, the source rock thermal history of different depressions in the sag is different. The Wenchang Formation source rocks in the main depression are highly mature to over mature, and those in the east, west and south depressions are mature to highly mature; (3)The high varying geothermal field in the Baiyun Sag likely leads to the evolution characteristics of high heat and rapid maturity of source rocks. With increasing geothermal gradient, the maturity threshold of source rocks quickly becomes shallow, and the hydrocarbon generation window becomes narrow; (4)Different depressions in the Baiyun Sag have different hydrocarbon generation characteristics: Kerogen oil and gas generation in the Wenchang Formation source rocks in the main depression was early. The oil generation occurred mainly before 23.03 Ma, and the gas generation occurred in 33.9-10.0 Ma; Source rocks in the east, west and south depressions are buried shallow, and the hydrocarbon generation there was relatively late (since 23.03 Ma). The oil and gas are cogenetic.

Key words: Baiyun sag, temperature correction, geothermal gradient, heat flow, thermal evolution history

中图分类号:

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图/表 11

图1 珠江口盆地区域构造图

Fig.1 Tectonic location of the Pearl River Estuary Basin

图2 珠江口盆地钻井各类温度数据统计分析图 (a) MDT与DST温度数据对比;(b) PYA典型井不同类型温度数据对比

Fig.2 Statistical data plots of drilling temperature data in the Pearl River Estuary Basin

表1 白云凹陷不同区域108口钻井地温梯度数据分布

Table 1 Distribution of geothermal gradient data of 108 wells from different parts of the Baiyun Sag

区域	地温梯度分布范围 (均值)/( ℃/km)	埋深/m
西洼	34~39/35	1 900~3 800
主洼中心	45~51/46	1 700~3 600
主洼中东部	39~58/48	700~3 600
主洼北坡	33~39/37	1 100~4 400
东洼	39~45/43	1 300~2 400
南洼	48~54/50	1 000~2 900

图3 白云凹陷地温梯度分布图

Fig.3 Geothermal gradient distribution in the Baiyun Sag

图4 BY-A井温度剖面(a)与地温梯度剖面(b)(点为MDT数据,线为计算数据)

Fig.4 Temperature (a) and geothermal gradient (b) profiles of well BY-A (spots and lines denoting MDT data and calculated data, respectively)

图5 珠江口盆地岩石热导率统计直方图

Fig.5 Histogram of rock thermal conductivity in the Pearl River Estuary Basin

图6 白云凹陷大地热流等值线图

Fig.6 Contour map of heat flow in the Baiyun Sag

表2 珠江口盆地岩石热导率柱

Table 2 Thermal conductivity column of rocks in the Pearl River Estuary Basin

层位	岩性	样品数	深度范围 /m	热导率/ (W/(m·K))	均值±标准偏差 /(W/(m·K))	层位	岩性	样品数	深度范围 /m	热导率/ (W/(m·K))	均值±标准偏差 /(W/(m·K))
韩江组	砂岩	14	1 332~2 112	1.05~2.92	1.83±0.52	恩平组	砂岩	7	3 905~3 970	2.97~3.77	3.47±0.18
韩江组	泥岩	02	1 394~1 414	1.19~1.47	1.33±0.09	恩平组	砾岩	9	3 977~5 097	2.62~4.16	3.39±0.37
韩江组	粉砂岩	02	1 402~1 405	1.15~1.37	1.26±0.04	恩平组	泥岩	3	3 974~4 630	2.58~3.26	3.06±0.33
珠江组	砂岩	77	1 598~3 817	1.05~3.98	2.62±0.61	恩平组	粉砂岩	1	4 627	2.08	2.08
珠江组	砾岩	09	1 756~3 436	1.65~3.59	2.22±0.54	文昌组	砂岩	6	3 754~4 173	2.37~4.11	3.17±0.32
珠江组	泥岩	07	2 612~3 445	2.10~3.11	2.53±0.43	文昌组	砾岩	5	3 754~3 758	2.37~3.40	3.14±0.11
珠江组	灰岩	08	1 617~2 636	1.49~4.10	2.69±0.79	文昌组	泥岩	5	3 760~4 163	2.46~4.18	3.03±0.39
珠江组	粉砂岩	09	2 008~3 817	1.93~3.71	2.64±0.41	文昌组	粉砂岩	4	3 765~4 171	2.96~4.11	3.24±0.37
珠海组	砂岩	12	1 638~3 691	1.64~3.93	2.91±0.62	前古近系	闪长岩	2	4 414~4 415	2.66~2.68	2.67±0.08
珠海组	泥岩	03	1 631~1 649	1.56~1.99	2.01±0.09	前古近系	角山岩	1	4 416	3.11	3.11

图7 白云凹陷文昌组烃源岩Ro等值线图

Fig.7 Ro contour map for source rocks of the Wenchang Formation in the Baiyun Sag

图8 白云凹陷不同洼陷烃源岩生烃门限(a)及文昌组烃源岩熟化率分布(b)

Fig.8 Distribution of hydrocarbon generation threshold and maturation rate of source rocks from Wenchang Formation in different depressions of the Baiyun Sag

图9 白云凹陷不同洼陷文昌组烃源岩生烃史图

Fig.9 Hydrocarbon generation history of source rocks from Wenchang Formation in different depressions of the Baiyun Sag

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