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早白垩世裂谷型断陷盆地与油气分布

1.断陷盆地控制着烃源岩的分布和性质。

世界范围内伸展作用造成的陆内裂谷往往是烃源岩分布的有利地带。中国东北早白垩世裂谷系属于这类盆地。而东北地区早白垩世伸展强度中等偏低,但伸展幅度较大,主要与低角度俯冲和造山带塌陷有关,以至于该区的陆内裂谷是一个受中小型半地堑控制的湖盆,烃源岩的分布以小型但分布广泛的单断陷为特征。单一断陷湖盆中沉积物和烃源岩的分布具有以下特征。

(1)断层的斜向运动造成了下盘地表的不对称下沉。在被正断层分割的孤立断陷盆地中,有一个内部有水系的封闭陆相盆地。

(2)主断层一侧的坡度较陡,下盘供给小冲积扇的物源,小冲积扇分布在陡下盘的山脚下,缓坡上分布冲积扇和水系。

(3)在盆地中心,根据气候条件形成常年湖泊或干盐湖,湖泊中心的位置取决于冲积扇,从而形成三位一体的体系(扇-湖-扇或河)。

(4)断层活动和掀斜作用的沉降以及碎屑物质供应的丰富程度对扇体的分布影响很大,形成一系列逆掩和逆掩地层。

东北早白垩世裂谷系沉积模式基本属于这一类,如徐家围子断陷、德惠断陷分布有悬崖冲积扇-常年湖或湖沼-冲积扇或河流体系,冲积扇入湖形成扇三角洲。湖相沉积分布有暗色泥岩和煤源岩,以天然气为主,河流扇三角洲相是有利的储集相带。

东北早白垩世裂谷系的断陷范围和湖盆面积较小,分散孤立。但也有一些大型断陷,如松辽盆地的林迪安-常家围子断陷群、徐家围子断陷群、德惠-梨树断陷群等,沉积速率相对较高,往往是暗色泥岩烃源岩相对发育的地区。

在中国东北早白垩世裂谷系中,不同地区的烃源岩干酪根类型不同。其中,中部带松辽盆地北部和德惠-梨树断陷,母质多为ⅲ型,其次为ⅱb型。梨树断陷松南18井烃源岩的显微组分分析也表明,显微组分以镜质体为主,其次为惰性组分和壳质组分,属于生气源岩。

东部带的勃利盆地也发育腐殖型烃源岩和腐泥腐殖型烃源岩,鸡西盆地的干酪根也是腐殖型。

而在西部带的海拉尔和二连断陷盆地,以及中部带的南部和开鲁盆地断陷盆地,腐泥型干酪根或混有部分腐泥的干酪根是主要的油源。如二连盆地阿北-阿南凹陷阿尔山组干酪根元素分析统计表明,有机质类型以混合型为主,占50%以上,湖盆发育时期主要烃源岩段为ⅱ a。其他断层如巴音都兰-赛汉塔拉、二连浩尔、吉尔嘎朗图、白音查干和乌力亚斯台的巴彦花组中段烃源岩为腐泥型和变质腐泥型的混合烃源岩。塔北、塔南、朝克乌拉、呼格格勒图、义和乌苏、布图莫吉和赛罕乌力吉等断层的烃源岩为腐殖型干酪根。海拉尔盆地北部乌尔逊断陷、红旗断陷和贝尔断陷南屯组暗色泥质岩的干酪根类型以ⅱA为主,有少量ⅰ和ⅱb,干酪根元素H/C原子比以红旗断陷最高(1.10~1.27),贝尔断陷次之(1.10贝尔湖断陷东西两侧的呼伦湖、赫尔洪德、乌古诺尔生油凹陷南屯组暗色泥岩属于干酪根ⅰ-ⅱ型,乌古诺尔断陷优于呼伦湖、赫尔洪德断陷(ⅱb-ⅲ型)。呼和呼及查干诺尔断陷南屯组暗色泥岩干酪根主要为ⅱB型和ⅲ型。

在中央带南部的开鲁、陆家铺等断陷群中,九佛堂组烃源岩混有腐泥。东部延吉盆地大砬子组干酪根基本属于ⅱ类混合型(根据沈雁1井资料)。

综上所述,不同地区干酪根类型和生烃潜力差异很大。由于获得的信息不够系统,很难确定其规律和影响差异的主要原因。但根据一些研究较好的盆地资料分析,伸展程度高、面积相对较大、沉降速率相对较大、沉降速率高于堆积速率的断陷湖盆相对有利于发育好的烃源岩,尤其是ⅰ-ⅱ A干酪根烃源岩。因此,这类盆地应优先进行石油勘探,其他具有ⅲ型干酪根的盆地应优先进行天然气勘探。

2.断陷盆地控制着含油气系统的形成和特征。

早白垩世裂谷盆地是由几个独立的沉积发育史和构造演化史相似的半地堑式和地堑式断陷盆地组成,它们往往以断陷盆地为单元形成独立的油气系统。由于构成各含油气系统的地质要素发育程度不同,地质作用以及地质要素与地质作用的时空配置关系不同,各含油气系统的油气富集程度差异很大。同一裂谷期断陷湖盆的分布范围和沉降幅度直接控制烃源岩的发育程度、有机质类型和丰度,而裂谷期后的构造抬升幅度和持续沉降幅度直接影响烃源岩的成熟度和油气保存条件。断陷内成熟烃源岩的发育程度和生烃能力是决定含油气系统形成和油气富集程度的关键。因此,断陷盆地型含油气系统可以根据沉降幅度、烃源岩的发育和成熟程度以及有机质丰度进行分类。以二连断陷盆地群为例,大致可分为三类含油气系统(附图6-1)。

(1)持续断陷时间长、断陷幅度大、深湖相发育的断陷:同一裂谷期断陷幅度大,一般在2500m ~ 3000m以上,构造层序发育充分,大于深湖区。成熟烃源岩面积大,从300 km2到700 km2,厚度650m到1300m。烃源岩相对成熟和丰富,有机碳平均含量为1.3%~2.8%,氯仿沥青“A”平均含量为1.20 ‰ ~ 2.35。一般来说,有两套烃源岩:阿尔山组和伊藤组。如阿南(见图6-1a)、阿北、吉尔嘎朗图、二连浩尔、乌里雅斯台、洪浩尔舒特、白音查干、巴音都兰,构成了二连盆地区的主要油气系统。

(2)持续断陷时间长、断陷幅度中等、湖相相对发育的断层:同一裂谷期断陷幅度一般为1500m~2500m,构造层序发育良好,发育半深湖相烃源岩,但沉积环境不稳定。烃源岩埋深仅1300m~2000m,成熟度低。烃源岩富含有机质,有机碳含量0.62%~2.36%,氯仿沥青“A”含量0.134‰~0.710‰,总烃含量0.27 ‰。如呼格吉勒图(见图6-1b)、准彭、脑木根、包尔果吉、赛罕乌力吉、高力汉、阿其图乌拉、布图莫吉。这类断陷有油气显示,但勘探程度低。

(3)持续断陷时间短、断陷幅度小、后期隆升强烈的断层:同一裂谷期断陷幅度小,一般小于1500m,构造层序不充分发育,浅湖相、沼泽相沉积发育,暗色泥岩发育较差。由于烃源岩浅且未成熟,有机质丰度低,有机碳含量小于0.5%,生烃潜力小于2 kg/t,目前钻井未发现油气显示,如哈邦(见图6-1c)、义和、乌苏等断层。

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