塔里木盆地玉北地区埋藏史及热史分析

现代地质 ›› 2017, Vol. 31 ›› Issue (02): 357-366.

塔里木盆地玉北地区埋藏史及热史分析

倪斌¹^,²(), 汤良杰¹^,²(), 郭颖¹^,²^,³, 余腾孝⁴, 岳勇⁴

1.中国石油大学(北京) 油气资源与探测国家重点实验室,北京 102249
2.中国石油大学(北京) 盆地与油藏研究中心,北京 102249
3.临沂大学地质与古生物研究所,山东临沂 276000
4.中国石化西北油田分公司,新疆乌鲁木齐 830011

收稿日期:2016-10-10 修回日期:2016-11-17 出版日期:2017-04-10 发布日期:2017-04-25
通讯作者: 汤良杰,男,教授,博士生导师,1957年出生,构造地质学专业,主要从事构造地质学研究工作。Email:tanglj@cup.edu.cn。
作者简介:倪斌,男,硕士研究生,1989年出生,地质工程专业,主要从事油区构造解析工作。Email:nibin0538@163.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目(41572105);国家自然科学基金项目(41172125);国家重点基础研究发展计划项目(2012CB214804);国家科技重大专项(2011ZX05002-003-001);中国石油化工股份有限公司项目(P14131);中国石油化工股份有限公司项目(P11086)

Analysis of Burial History and Thermal History in Yubei Area, Tarim Basin

NI Bin¹^,²(), TANG Liangjie¹^,²(), GUO Ying¹^,²^,³, YU Tengxiao⁴, YUE Yong⁴

1. State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting, China University of Petroleum, Beijing 102249,China
2. Basin and Reservoir Research Center,China University of Petroleum,Beijing 102249,China
3. Institute of Geology and Paleontology, Linyi University, Linyi,Shandong 276000,China
4. Northwest Oilfield Company,SINOPEC,Urumqi,Xinjiang 830011,China

Received:2016-10-10 Revised:2016-11-17 Online:2017-04-10 Published:2017-04-25

摘要/Abstract

摘要：

根据地层分层数据和古热流分析,对塔里木盆地玉北地区的5口代表性钻井进行了埋藏史、热史的模拟与分析,探讨了研究区烃源岩的热演化成熟过程,初步划分了烃源岩的成熟阶段和生烃期次。研究结果认为:玉北地区寒武系-泥盆系沉积时期,具有多次沉积埋藏和隆升剥蚀的交替;泥盆系沉积之后,石炭-二叠系呈现沉积埋藏的特征;中生代在玉北地区东部少量沉积三叠系,随后被剥蚀,而在中西部发生沉积间断;进入新生代,地层持续沉积,且沉积速率呈现增大趋势。研究区寒武系烃源岩自沉积以来成熟度演化相对连续,奥陶纪时进入生烃门限,成熟时期较早;志留-泥盆纪,受海西早期运动的影响,发生隆升剥蚀作用,烃源岩演化变缓;石炭-二叠纪受控于区域上持续稳定的地层沉积与广泛发育的火山活动,研究区寒武系烃源岩进入中高成熟阶段;由于喜马拉雅造山运动的远程效应,新生代研究区持续沉降,形成巨厚沉积,烃源岩成熟度达到高-过成熟,为天然气生成阶段。

关键词: 玉北地区, 烃源岩, 埋藏史, 热史, R_o, 盆地模拟

Abstract:

According to strata division data and the palaeo heat flow analysis, the authors simulated and analyzed the burial and thermal histories of 5 representative drillings in Yubei area, Tarim Basin. In this way, the thermal evolution and maturation processes of source rock are discussed and the mature stages of hydrocarbon source rock and hydrocarbon generation period are pointed out preliminarily in the study area. The research results show that the study area experienced several cycles of sedimentary burial, uplift and erosion during the deposition of Cambrian to Devonian. After the sedimentation of Devonian, Carboniferous-Permian layers show characteristics of sedimentary burial.In the Mesozoic, a few Triassic layers, having been eroded in the eastern of Yubei area, appeared sedimentary discontinuity in the central and western regions. In the Cenozoic, the strata deposited continuously and the deposition rate presented an increasing trend. In the study area, after the Cambrian hydrocarbon source rock had deposited, the maturity evolution appears relatively successive. Cambrian source rock came into the oil-generating window in the Ordovician, and the time of the hydrocarbon generation is early. In the Silurian-Devonian, influenced by the Early Hercynian, the strata underwent the uplift and erosion, and the evolution of the source rock was slow. With the stable sedimentary and the active volcano widely in Carboniferous-Permian, the source rock entered into the high mature stage. Because of the remote effect of the Himalaya Orogeny, with the area subsiding and very thick sediments deposited in the Cenozoic, the source rock reached the over-mature stage, where the gas gets generated.

Key words: Yubei area, source rock, burial history, thermal history, R_o, basin modeling

中图分类号:

TE122.1

倪斌, 汤良杰, 郭颖, 余腾孝, 岳勇. 塔里木盆地玉北地区埋藏史及热史分析[J]. 现代地质, 2017, 31(02): 357-366.

NI Bin, TANG Liangjie, GUO Ying, YU Tengxiao, YUE Yong. Analysis of Burial History and Thermal History in Yubei Area, Tarim Basin[J]. Geoscience, 2017, 31(02): 357-366.

图/表 9

图1 塔里木盆地玉北地区构造位置示意图

Fig.1 Tectonic setting of Yubei area,Tarim Basin

图2 玉北地区地层柱状剖面

Fig.2 Stratigraphic column of Yubei area

表1 玉北地区部分井各关键构造变革期地层剥蚀量统计(单位:m)

Table 1 The stratum denudation statistics of the key tectonic change periods of some wells in Yubei area(m)

井名	加里东中期早幕	加里东中期Ⅰ幕	加里东中期Ⅲ幕	海西早期	海西晚期
玉北1	65.6	80.75	367	607	480
玉北5	67.3	75	354	540	450
玉北8	81.2	104.5	447	480	0
玉北9	65.0	73	346	560	465
皮山北2	74.1	93.5	439	395	0

表2 塔里木盆地麦盖提地区古水深与古热流值

Table 2 The palaeo water depth and the heat flow values of Markit area in Tarim Basin

地层单元	年代/Ma	古水深/m	热流值/(mW/m²)
现今	0	0	43.5
Q	2.59	100	43.7
N	23.03	120	44.5
E	65.5	30	45.3
M	251	10	46.9
P₃	260.4	10	48.5
P₂	270.6	10	50.5
P₁	299	20	51.6
C₂	318.1	30	52.2
C₁	359.2	50	54.6
S-D	443.7	30	55.2
O₃	460.9	50	60.1
O₂	471.8	30	57.8
O₁y	478.6	30	56.5
O₁p	488.3	30	56.8
∈₃	501	50	57.2
∈₁	542	30	58.6

图3 玉北地区关键钻井温度理论模拟值与实测值的吻合关系 (a)玉北1井;(b)玉北5井;(c)玉北8井

Fig.3 The temperature of the theoretical values consistent with the measured in the key drillings,Yubei area

图4 玉北地区关键钻井Ro的理论模拟值与实测值吻合关系 (a)玉北1井;(b)玉北5井;(c)玉北9井

Fig.4 The Ro of the theoretical values consistent with the measured in the key wells,Yubei area

图5 塔里木盆地玉北东部地区3口代表性钻井热史及成熟度史演化 (a)、(a')玉北1井;(b)、(b')玉北5井;(c)、(c')玉北9井

Fig.5 Thermal evolution and maturity evolution of 3 representative wells in the eastern Yubei area, Tarim Basin

图6 塔里木盆地玉北中部地区玉北8井热史及成熟度史演化

Fig.6 Thermal evolution and maturity evolution of well Yubei 8 in the central Yubei area, Tarim Basin

图7 塔里木盆地玉北西部地区皮山北2井热史及成熟度史演化

Fig.7 Thermal evolution and maturity evolution of well Pishan-bei 2 in the western Yubei area, Tarim Basin

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