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珠江口盆地CO2分布特征与成藏机制浅析

高中亮 王艳飞 雷胜兰 王文勇 江宁 姜大朋 刘军 李克成

高中亮, 王艳飞, 雷胜兰, 王文勇, 江宁, 姜大朋, 刘军, 李克成. 珠江口盆地CO2分布特征与成藏机制浅析[J]. 地质科技通报, 2022, 41(4): 57-68. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2022.0204
引用本文: 高中亮, 王艳飞, 雷胜兰, 王文勇, 江宁, 姜大朋, 刘军, 李克成. 珠江口盆地CO2分布特征与成藏机制浅析[J]. 地质科技通报, 2022, 41(4): 57-68. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2022.0204
Gao Zhongliang, Wang Yanfei, Lei Shenglan, Wang Wenyong, Jiang Ning, Jiang Dapeng, Liu Jun, Li Kecheng. Distribution characteristics and accumulation mechanism of carbon dioxide gas reservoirs in the Pearl River Mouth Basin[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2022, 41(4): 57-68. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2022.0204
Citation: Gao Zhongliang, Wang Yanfei, Lei Shenglan, Wang Wenyong, Jiang Ning, Jiang Dapeng, Liu Jun, Li Kecheng. Distribution characteristics and accumulation mechanism of carbon dioxide gas reservoirs in the Pearl River Mouth Basin[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2022, 41(4): 57-68. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2022.0204

珠江口盆地CO2分布特征与成藏机制浅析

doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2022.0204
详细信息
    作者简介:

    高中亮(1986-), 男, 工程师, 主要从事石油地质方面的研究工作。E-mail: gaozhl3@cnooc.com.cn

  • 中图分类号: P618.13

Distribution characteristics and accumulation mechanism of carbon dioxide gas reservoirs in the Pearl River Mouth Basin

  • 摘要:

    珠江口盆地多个凹陷均有钻井钻遇CO2气体, 个别井钻遇的CO2体积分数高达90%以上, 这些CO2气体直接驱替了早期油藏或影响了油气充注规模, 增加了勘探风险。运用钻井数据、地球化学分析数据、重磁研究结果, 通过分析CO2分布特征, 总结CO2分布与断裂、火成岩的关系, 明确CO2分布的主控因素, 预测珠江口盆地高CO2风险带的分布。研究表明: 珠江口盆地对油气成藏有影响的CO2主要为无机幔源成因, 受区域盖层和储层的控制, CO2主要分布在上渐新统到下中新统地层及以下地层, 向上CO2逐渐减少, 同时无机幔源CO2分布明显受控于断裂体系, 与基底断裂和火成岩体具有较好的对应关系。无机CO2气源主要为幔源岩浆的脱气作用, 垂向运移主要受不同级别断裂控制, 尤其该区深大断裂和基底长期活动断裂起到了很大作用, 因此幔源岩浆活动与断裂体系是CO2汇聚的主控因素。由于珠江口盆地不同凹陷结构差异的影响, 幔源CO2运聚成藏机制可概括为两类: 一是在北部坳陷带, 地壳厚度大, CO2沿着深大断裂逐级向中上地壳运移形成"中转站", 然后在基底断裂的沟通下向浅层运移成藏; 二是在珠二坳陷, 由于地壳减薄作用, 并且发育拆离体系, 幔源岩浆首先到达拆离面, 脱出的CO2沿着拆离面运移, 当遇到深切至拆离面的断裂后继续向浅层运移成藏。基于以上分析并结合运聚条件预测出珠江口盆地分布着7个高CO2风险带, 这7个高CO2风险带均位于深大断裂带附近, 并且周边火成岩较为发育。

     

  • 图 1  珠江口盆地结构图

    Figure 1.  Structure diagram of the Pearl River Mouth Basin

    图 2  珠江口盆地钻遇CO2井平面分布图

    Figure 2.  Plane distribution map of CO2-bearing wells drilled in the Pearl River Mouth Basin

    图 3  珠江口盆地东部CO2体积分数和δ13CCO2关系图

    Figure 3.  Relationship between CO2 content and δ13CCO2 of natural gas in the eastern Pearl River Mouth Basin

    图 4  无机成因CO2分布图

    Figure 4.  Distribution of inorganic CO2

    图 5  CO2来源及运移过程模式图

    Figure 5.  Model diagram showing the original source and migration process of the CO2 reservoirs

    图 6  基底通气断裂分布图

    Figure 6.  Distribution map of foundational faults

    图 7  南海北部揭示新生界火成岩位置

    Figure 7.  Locations of Cenozoic igneous rocks in the northern South China Sea

    图 8  CO2、油和烃气充注年龄统计直方图

    Figure 8.  Histogram showing the charging ages of CO2, oil and gas

    图 9  北部坳陷带CO2运聚模式图

    Figure 9.  CO2 migration and accumulation pattern of the northern depression belt

    图 10  北部坳陷带CO2运聚模式图

    Figure 10.  CO2 migration and accumulation pattern of the northern depression belt

    图 11  珠江口盆地高含CO2风险区带识别

    Figure 11.  Identification of high CO2-bearing risk zones in the Pearl River Mouth Basin

    表  1  珠江口盆地新生代岩浆活动情况表[16]

    Table  1.   Cenozoic magmatic activities in the Pearl River Mouth Basin

    岩浆活动 主要喷发岩类 主要分布区
    期次 时代 构造运动
    第1期 E12~E22(Tg~T9) 神狐运动 中酸性岩及基性岩 东沙隆起和海南隆起北部
    第2期 E22~E32(T9~T8) 珠琼运动 中酸性岩及基性火山碎屑岩 东沙隆起、惠州凹陷和番禺低隆起南部
    第3期 N1(T7~T4) 南海运动 中酸性岩及基性火山碎屑岩 西江凹陷、开平凹陷、恩平凹陷、白云凹陷、阳江凹陷
    第4期 N12~Q1(T2~T1) 东沙运动 基性岩 神狐隆起东部恩平凹陷、阳江凹陷
    第5期 Q2~Q4(TN) 流花运动 基性岩 韩江凹陷、东沙隆起、海丰隆起、开平凹陷
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    表  2  不同地区CO2气、油和烃气充注期次及时期结果比较[20]

    Table  2.   Comparison of charging periods and periods of CO2, oil and gas in different areas

    地区 CO2充注 油充注 烃气充注 CO2驱替影响
    期次 时限/Ma 期次 时限/Ma 期次 时限/Ma
    惠陆低凸起 1 ①12.7~7.8 1 ①16.6~8.8 存在
    惠南披覆断阶带 3 ①17.8~14.1
    ②10.3
    ③7.1~4.2
    2 ①16.5~14.5
    ②9.4~4.9
    3 ①17.8~12.7
    ②10.3~4.8
    ③3.9~2.2
    存在
    番禺低隆起 3 ①18.4~13.2
    ②11.1~6.0
    ③5.3~0.2
    2 ①16.1~11.1
    ②6.5~4.6
    3 ①20.3~10.1
    ②8.1~4.3
    ③1.5~1.0
    抑制
    恩平地区 3 ①11.6
    ②6.1~5.9
    ③4.5~1.7
    2 ①13.8~9.1
    ②3.9~0
    3 ①11.9~11.7
    ②10.5~6.7
    ③5.3~1.1
    存在
    白云-荔湾地区 3 ①18.9~12.7
    ②11.1~6.3
    ③4.8~1.9
    2 ①10.7~6.9
    ②5.3~3.1
    3 ①17.3~14.2
    ②8.2
    ③5.1~0.1
    抑制
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  • 收稿日期:  2021-01-08
  • 网络出版日期:  2022-09-07

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