成藏期温压场精细刻画

如题所述

(一)温压场分析方法

恢复和研究古地温的途径和方法有多种,本书采用镜质体反射率(Ro)作为主要的反演指标,同时结合其他资料综合分析,对不同凹陷开展热史研究,开展包括Ro资料的选取和研究井的确立、受热史特征分析,从而建立Ro-T关系式,最终求取古地温梯度和古地温等。

运用同期盐水包裹体和含烃或烃类包裹体化学体系在P-T空间投影的等容线单值变化和不同组成流体包裹体等容线在此P-T空间只相交一次的物理特性,即可确定烃类流体包裹体最小的捕获压力,如图3-39,ABC线为烃类包裹体或含烃盐水包裹体等容线,AB段为气液两相共存,到B点均一为液相;ThB为含烃盐水或烃类流体包裹体均一温度,ThC为同期盐水包裹体均一温度。利用ThC近似于该期次流体包裹体的捕获温度这一假设条件,与烃类包裹体或含烃盐水包裹体等容线对应的压力,即为最小捕获压力。

根据流体包裹体化学组成、同期盐水和含烃包裹体均一温度和室内温压条件下的气/液比等参数,美国CALSEP公司发展了运用流体包裹体模拟其捕获最小压力的方法——“共生盐水包裹体均一温度与(含)烃类流体包裹体等容线交汇法”,以及相应的PVT模拟软件——VTFLINC将各期次盐水包裹体的均一温度及其共生的同期含烃盐水包裹体或烃类包裹体的均一温度、气/液比和化学组成输入VTFLINC软件,通过运行VTFLINC软件,即可获得热动力学模拟结果,各期次流体包裹体的最小捕获压力。

(二)温压场演化特征

1.温度场演化特征

以东营凹陷为例,新生代早期地温梯度较高,中期稍有下降,晚期复又回升,至明化镇时期古地温梯度达到最高,之后下降,呈现明显的“马鞍形”演变趋势。具体而言,新生代各时期的古地温梯度为:沙四初期4.54℃/100m,沙三初期3.68℃/100m,沙二初期2.49℃/100m,沙一初期3.23℃/100m,东营初期3.68℃/100m,馆陶初期3.81℃/100m,明化镇初期4.67℃/100m,现今3.60℃/100m。

利用古地温恢复方法确定沙三下亚段在明化镇末期、馆陶末期、东营末期及东营初期的古地温,表明沙三下亚段在东营末期整个凹陷处于90℃以下温度区域,仅东风2井达到90℃;到馆陶末期凹陷中部及西南部大部分面积处于90℃以上;到明化镇末期整个凹陷都处于90℃以上的温度区域。

图3-39 东营凹陷流体包裹体方法确定的油气充注期次和成藏时期事件图

2.压力场演化特征

根据上述古流体压力模拟原理、方法和技术,对东营凹陷所采集样品开展了PVT热动力学模拟。

1)流体压力系数演化

将模拟获得的古流体压力除以其古埋深(由精细埋藏史投影法获得)所对应的古静水压力,即可得到古流体压力系数和捕获年龄。将古压力系数对地质年龄做图,可得到古流体压力系数随时间轴演化。

东营凹陷古流体压力系数随时间轴演化趋势(图3-40)表明:东营凹陷中深层,尤其是牛庄洼陷、利津洼陷沙三段,是自10Ma左右才开始发育异常超压(压力系数大于1.2)的,且一直持续至今;压力系数呈现三个旋回性,对应于三期油气充注,即第一期34~24Ma油气充注以常压系统为特征,第二期13.8~8.0Ma油气充注开始出现低幅异常超压,第三期8.0~0.0Ma油气充注发育中等-较强的异常超压;东营凹陷深层沙四-孔店组与中深层不一样,早期38~26Ma油气充注既发育低幅超压,也有常压,晚期10~2Ma油气充注以常压为主。

图3-40 东营凹陷古流体压力系数演化趋势图

与东营凹陷不同的是,惠民凹陷中深层沙三段古压力系数随时间轴演化趋势(图3-41)表明,在发生第一期油气充注的36~25.5Ma期间就形成常压-超压系统;25.5~12Ma同样为成藏间歇期;第二期油气充注的12~5.8Ma阶段为常压-超压系统;第三期油气充注的5.8~0Ma阶段为超压系统,但出现压力下降趋势。沾化+车镇凹陷,仅根据少量的样品测试结果做出的中深层沙三段古压力系数随时间轴演化如图3-42所示。总体趋势与东营凹陷相似,压力系数呈现三个旋回性,对应于三期油气充注,即第一期34~24Ma油气充注以常压系统为特征,第二期13.8~8.0Ma油气充注开始出现低幅异常超压,第三期8.0~0.0Ma油气充注发育中等-较强的异常超压。

图3-41 惠民凹陷古流体压力系数随时间轴演化趋势图

图3-42 沾化+车镇凹陷古流体压力系数随时间轴演化趋势图

2)测试数据约束下的温压场数值模拟

在地质分析和一维单井压力模拟的基础上,本书根据分层数据和各个地层的岩性组合数据等建立地质模型,应用IES软件系统对东营凹陷压力演化史进行了模拟重建(图3-43)。模拟结果表明凹陷超压系统演化整体上经历了早期形成—下降调整—晚期再次增大三个阶段。在流体压力模拟过程中应用流体包裹体测试获得的古流体压力数据对各地质历史时期模拟成果进行约束,结果证明,调整后使实测值与模拟值误差绝大部分保持在10%以内,大幅提高了数值模拟精度。

应用上述方法开展了东部不同凹陷的压力恢复研究。高邮凹陷地压场演化表明,苏北盆地成藏期古压力系数为1.03~1.53,普遍略高于现今压力系数。同地区、不同层系的古压力特征存在明显的差异和不同的演化过程。一般情况下,同一地区早期成藏的古压力系数较小,随着成藏时间的不断推移,压力系数逐渐变大,如沙19井,早期成藏的古压力最小为1.08,随着地层的不断埋深,油气的不断生成,地层压力系数依次增大到1.17、1.40,直到三垛运动地层抬升之前,压力系数达到最大。此外,不同凹陷以及凹陷的不同油田成藏时期对应的古压力具有不同的变化规律。

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
相似回答