Coal source rock conditions and hydrocarbon generation model of Pinghu Formation in Xihu Depression, East China Sea Basin
-
摘要: 西湖凹陷是中国近海最重要的煤成油气凹陷。近年来，油气勘探证实平湖组煤系烃源岩为西湖凹陷提供了丰富的油气资源。与陆上其他中生代煤成油气盆地不同，近海新生代海陆过渡相平湖组煤系烃源岩在母质来源、生烃条件和演化特征上都有其独特性。研究表明，平湖组煤和炭质泥岩具有富含树脂体、高IH指数、Ⅱ1-Ⅱ2型干酪根、广覆式分布特点；煤系烃源岩富含三环二萜异海松烷、四环二萜β-扁植烷和五环三萜奥利烷，指示了针叶类裸子植物、蕨类植物和被子植物多植被母质来源；有机质组成差异、"内热外冷"地温和差异的沉积沉降速率造成了煤和泥岩在不同构造带成烃演化具有明显不同。这种差异决定了煤成油气资源具有"油气并举、东气西油"的分布格局，烃源岩成烃演化表现为"早期有利生油，晚期持续生气"模式。Abstract: Xihu Depression is the most important coal-forming oil and gas depression in the offshore of China. In recent years, oil and gas exploration has confirmed that the Pinghu Formation coal-series source rocks provide abundant oil and gas resources for Xihu Depression. Different from the Mesozoic coal-forming oil and gas basins in the Terrestrial, the offshore Cenozoic transitional phase of the Cenozoic sea-continental coal source rocks is unique in terms of parent material source, hydrocarbon generation conditions and evolution characteristics. Studies have shown that the source rocks of Pinghu Formation coal-bearing source are rich in tricyclic diiso-isoaspam, beta-flatane and pentacyclic triterpenoids, indicating conifers, ferns and angiosperms. Coal source rock and carbonaceous mudstones are rich in resin, high IH, Ⅱ1-Ⅱ2 type kerogen, and wide-spread distribution characteristics; coal source rocks are rich in tricyclic diterpene iso-seapine, tetracyclic diterpenoid β-phytoplantans and pentacyclic triterpenoids orienes, indicating the source of multi-vegetative parent material of gymnosperms, ferns, and angiosperms; differences in organic matter composition, "internal heat and external cold" geothermal differences in sediment deposition velocity caused significant differences in the evolution of coal and mudstones in different tectonic zones. This difference determines that the coal-derived oil and gas resources have a distribution pattern of "simultaneous oil and gas and east-west oil", and the hydrocarbon-forming evolution of source rocks shows a pattern of "favorable oil production in the early stage and continued gas generation in the late stage".
-
图 1 西湖凹陷构造-地层划分
Figure 1. Division of tectonic and stratigraphic units in Xihu Depression
图 2 平湖组烃源岩有机质丰度判别(a)与占比图(b)
Figure 2. Identification (a) and ratio (b) of organic matter abundance of source rocks in Pinghu Formation
图 3 平湖组泥岩和煤IH-Tmax有机质类型判识图
Figure 3. Polts of IH vs Tmax showing the kerogen types of mudstones in Pinghu Formation from different tectonic units
图 4 平湖组烃源岩不同构造带显微组分占比分布图
a.煤显微组分占比分布；b.煤富氢亚显微组分占比分布；c.泥岩显微组分分布
Figure 4. Distribution of micro-components in different tectonic zones of source rocks in Pinghu Formation
图 5 煤显微组分照片
a.树脂体，C井，3 072 m，平湖组上段(油浸反射光)；b.均质镜质体，C井，3 818 m，平湖组中段(油浸反射光)；c.渗出沥青质体，B井，3 455~3 455.5 m，平湖组上段(油浸反射光)；d.藻类体，B井，3 538 m，平湖组上段(油浸反射光)；e.基质镜质体，A井, 4 783 m，平湖组上段(油浸反射光)；f.渗出沥青质体，B井，3 455~3 455.5 m，平湖组上段(油浸反射光)
Figure 5. Photographs showing different macerals of coals
图 6 平湖组泥岩显微组照片
a.腐殖无定形，A井，4 203 m，平湖组中段(透射光); b.结构镜质体，A井，4 203 m，平湖组中段(透射光); c.基质镜质体，B井，3 455~3 455.5 m，平湖组上段(油浸反射光)
Figure 6. Photographs showing different macerals of mudstones in Pinghu Formation
图 7 平湖组不同构造带烃源岩生标对比图
Figure 7. Compositional comparison of the biomarkers in source rocks of Pinghu Formaiton from different tectonic belts
图 8 西湖凹陷实测地层温度和现今地温梯度分布图
a.西湖凹陷钻井地温模拟曲线(数据点为实测数据); b.西湖凹陷现今地温梯度
Figure 8. Measured formation temperature and current geothermal gradient distribution of Xihu Depression
图 9 西湖凹陷平湖组烃源岩成熟度分布图
Figure 9. Maturity distribution of source rocks in Pinghu Formation, Xihu Depression
图 10 西湖凹陷平湖组煤系烃源岩埋藏史及热演化史图
a.西部斜坡带; b.中央反转带
Figure 10. Buried history and thermal evolution history of coal source rocks in Pinghu Formation, Xihu Depression
图 11 西湖凹陷平湖组煤产率曲线与活化能分布图
Figure 11. Coal generation rate curve and activation energy distribution of Pinghu Formation, Xihu Depression
图 12 西湖凹陷平湖组泥岩产率曲线与活化能分布图
Figure 12. Generation rate curve and activation energy distribution of mudstone in Pinghu Formation, Xihu Depression
图 13 西湖凹陷平湖组烃源岩成烃演化过程图
a.西部斜坡带；b.中央反转带
Figure 13. Hydrocarbon evolution model of the source rocks in Pinghu Formation, Xihu Depression
图 14 西湖凹陷平湖组烃源岩生烃模式图
Figure 14. Model of hydrocarbon generation of source rocks in Pinghu Formation, Xihu Depression
表 1 国内主要含煤盆地煤显微组分特征
Table 1. Characteristics of coal micro-components in major coal-bearing basins in China
盆地 地层 煤系烃源岩显微特征 镜质组 惰质组 壳质组 东海西湖凹陷 古近系平湖组 64.3%~94.8%，平均87.69% 0~24.5%，平均1.52% 0.5%~33.1%，平均10.79%，体积分数较高且以树脂体为主 珠江口盆地 古近系恩平组 约86.9% 小于1% 约3.6% 琼东南盆地 古近系陵水组 大于95% 小于1% 小于1% 塔里木盆地 中、下侏罗统及三叠系 25%~70% 在5%~58% 16%~65%，藻类组占15%~65% 吐哈盆地 下、中侏罗统 0.7%~99.4%，半镜质组和半惰质组体积分数为0~79%和0~83.9% 0~76.8% 0~38%，以角质0~28.6%、孢子体0~25%、壳屑0~11.6%为主 鄂尔多斯盆地 上石炭统太原组 60%~70%，东北部和东部为50%左右，东南部为70%~80% 18%~23%，其中火焚丝质体常见 壳质组体积分数在东北部和南部较高，常大于4% 奥陶系山西组 50%~85%，以均质镜质体为主 20%~30% < 5% 柴达木盆地 侏罗系 10.1%~84.7%，平均32%，以结构镜质体和基质镜质体为主 2.2%~79.8%，平均57.7% 0.8%~9.4%。平均3.6%，以孢子体(7.8%)和角质体(1.1%)为主 四川盆地 上二叠统龙潭组 61.2%~88.2% 0%~32% 2.8%~24.8% 
下载: 导出CSV
表 2 平湖组烃源岩实验样品地化指标
Table 2. Geochemical index of experimental samples of source rocks in Pinghu Formation
井号 岩性 构造带 Ro/% w(TOC)/ % S1+S2/ (mg·g-1) A井 煤 平湖斜坡带 0.85 42.27 103.7 D井 泥岩 杭州斜坡带 0.73 1.21 1.67
下载: 导出CSV
-
[1] 戴金星.中国煤成气研究30年来勘探的重大进展[J].石油勘探与开发, 2009, 36(3):264-279. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=syktykf200903002 [2] 胡社荣, 潘响亮, 方家虎.中国煤成油研究进展与展望[J].地球科学进展, 1996, 11(3):265-269. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dqkxjz199603006 [3] 刘道燕.东海陆架盆地烃源岩及其烃类特点[M]//姜亮.东海陆架盆地油气资源勘探论文集.北京: 石油工业出版社, 2004: 181-187. [4] 李贤庆, 钟宁宁, 王铁冠, 等.东海西湖凹陷早第三纪烃源岩生烃组分剖析[J].煤田地质与勘探, 1995, 23(6):24-31. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-MDKT506.005.htm [5] 熊斌辉, 王春红, 张锦伟, 等.西湖凹陷古近系平湖组煤层分布及油气意义[J].海洋石油, 2007, 27(3):27-33. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hysy200703004 [6] 傅宁.东海盆地西湖凹陷煤系烃源岩及凝析油中的二萜化合物[J].中国海上油气:地质, 1994, 8(1):21-28. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK199400608672 [7] 朱杨明, 周洁, 顾圣啸, 等.西湖凹陷始新统平湖组煤系烃源岩分子地球化学特征[J].石油学报, 2012, 33(1):32-39. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=syxb201201004 [8] 王铁冠, 钟宁宁.树脂成烃的地球化学研究:兼论我国第三系未成熟-低成熟煤成烃资源[M].武汉:中国地质大学出版社, 1990:114-124. [9] 周心怀, 蒋一鸣, 唐贤君.西湖凹陷成盆背景、原型盆地演化及勘探启示[J].中国海上油气, 2019, 31(3):1-10. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zghsyq-gc201903001 [10] 张国华, 张建培.东海陆架盆地构造反转特征及成因机制探讨[J].地学前缘, 2015, 22(1):260-270. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dxqy201501022 [11] 叶加仁, 顾惠荣, 贾健谊.东海西湖凹陷油气地质条件及其勘探潜力[J].海洋地质与第四纪地质, 2008, 28(4):111-116. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hydzydsjdz200804014 [12] 张建培, 张涛, 刘景彦, 等.西湖凹陷反转构造分布与样式[J].海洋石油, 2008, 28(4):14-20. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hysy200804003 [13] 苏奥, 陈红汉, 王存武, 等.东海盆地西湖凹陷天然气来源探讨[J].地质科技情报, 2014, 33(1):157-162. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dzkjqb201401024 [14] 苏奥, 陈红汉, 胡飞, 等.西湖凹陷中央构造带中南部油气成藏条件、特征及富集规律[J].地质科技情报, 2015, 34(2):123-129. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dzkjqb201502017 [15] 黄志超, 叶加仁.东海海域油气资源与选区评价[J].地质科技情报, 2010, 29(5):51-55. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dzkjqb201005008 [16] 唐贤君, 蒋一鸣, 张绍亮.平湖斜坡带火山岩层发育构造环境及油气地质意义[J].地质科技情报, 2018, 37(1):27-36. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dzkjqb201801004 [17] 刘金水, 曹冰, 徐志星, 等.西湖凹陷某构造花港组沉积相及致密砂岩储层特征[J].成都理工大学学报:自然科学版, 2012, 39(2):130-136. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=cdlgxyxb201202003 [18] 陈志勇, 葛和平.西湖凹陷反转构造与油气聚集[J].中国海上油气:地质, 2013, 17(1):20-24. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/zghsyq-dz200301004 [19] 蒋一鸣, 周倩羽, 李帅, 等.西湖凹陷西部斜坡带平湖组含煤岩系沉积环境再思[J].中国煤炭地质, 2016, 28(8):18-25. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zgmtdz201608004 [20] 周倩羽, 沈文超, 张信, 等.西湖凹陷古近系平湖组聚煤环境特征及模式[J].河北工程大学学报:自然科学版, 2016, 33(1):105-107. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hbjzkjxyxb201601023 [21] 朱俊章, 施和生, 舒誉, 等.珠江口盆地烃源岩有机显微组分特征与生烃潜力分析[J].石油实验地质, 2007, 29(3):301-306. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=sysydz200703015 [22] 王元.莺琼盆地烃源岩生源构成、生烃潜力及其控藏作用研究[D].北京: 中国矿业大学(北京), 2018: 45-53. [23] 肖贤明, 刘德汉, 傅家谟.我国聚煤盆地煤系烃源岩生烃评价与成烃模式[J].沉积学报, 1996, 14(增刊1):10-17. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK199600006130 [24] 黄第藩, 华阿新, 王铁冠, 等.煤成油地球化学新进展[M].北京:石油工业出版社, 1992:78-86. [25] 戴金星, 戚厚发, 王少昌.我国煤系的气油地球化学特征、煤成气藏形成条件及资源评价[M].北京:石油工业出版社, 2001:4-36. [26] 王铁冠, 钟宁宁, 侯读杰, 等.中国低熟油的几种成因机制[J].沉积学报, 1997, 15(2):1-12. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK199700005854 [27] Wilkins R W T, George S C.Coal as a source rock for oil:A review[J].International Journal of Coal Geology, 2000, 50(1/4):317-361. [28] K.E.彼得斯, J.M.莫尔多万.生物标记化合物指南: 古代沉积物和石油中分子化石的解释[M].姜乃煌, 张水昌, 林永汉.北京: 石油工业出版社, 1995: 120-124. [29] 许婷, 侯读杰, 曹冰.东海盆地西湖凹陷凝析油和轻质油生源母质剖析[J].地球化学, 2015, 44(3):289-300. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dqhx201503008 [30] 姜玉涵, 侯读杰, 刁慧, 等.西湖凹陷不同构造带原油陆源生物标志化合物特征及其指示意义[J].地质科技通报, 2020, 39(3):89-98. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dzkjqb202003010 [31] 朱夏, 陈焕疆.中国大陆边缘构造和盆地演化[J].石油实验地质, 1982, 4(3):153-160, 219. [32] 赵金海.东海中、新生代盆地成因机制和演化:上[J].海洋石油, 2004, 24(4):6-14. http://www.cqvip.com/Main/Detail.aspx?id=15270203 [33] 万天丰.中国大地构造学纲要[M].北京:地质出版社, 2007:1-387. [34] 仝志刚, 贺清, 何仕斌, 等.东海西湖凹陷地温场及其对烃源岩的作用[J].石油实验地质, 2009, 31(5):466-471. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=sysydz200905006 [35] 何将启.东海西湖凹陷构造-热历史分析[D].上海: 同济大学, 2004: 92. [36] 周心怀, 高顺莉, 高伟中, 等.东海陆架盆地西湖凹陷平北斜坡带海陆过渡型岩性油气藏形成与分布预测[J].中国石油勘探, 2019, 24(2):153-163. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zgsykt201902003 -
下载:
点击查看大图
计量
- 文章访问数: 499
- PDF下载量: 512
- 被引次数: 0
