用演变热动力学分析镜质组反射率梯度与古地温梯度的关系

文章将煤变质热动力学方程演变成有机质演化热动力学方程并用于准确描述古地温、镜质体反射率和岩层绝对年龄三者之间的关系。进而推导出用镜质组反射率梯度计算古地温梯度的数学方程,并用以求解埋深。对于古近系构造层,计算埋深与参考埋深的平均相对误差为8.28%,对于古生界构造层,计算埋深与参考埋深的平均相对误差为3.94%,均远大于计算温度时的平均相对误差。研究表明,要想更好地诠释不整合面上、下构造层中镜质体反射率随深度的“跳跃”无法耦合的情况,既要考虑不整合面地层的剥蚀(沉降)–反剥蚀(隆升)的影响,同时还得考虑古地温梯度变化的影响。

渤海湾盆地中原地区古地温梯度恢复研究

渤海湾盆地中新生代具有叠合盆地多期叠加演化的特点,不同地质时期地温场的恢复具有多解性和不确定性。应用包裹体测温、磷灰石裂变径迹分析、Barker温度函数法、EASY%Ro模拟等方法,通过不同构造单元的最高古地温的恢复,进行不同地质时期的地温梯度恢复。研究表明:(1)包裹体测温、磷灰石裂变径迹分析、Barker温度函数等方法仅适用于欠补偿沉积区古地温及古地温梯度恢复;(2)Barker法计算的地温梯度偏高;(3)而EASY%Ro热史模拟方法是补偿-近补偿沉积区古地温梯度恢复的有效方法;(4)三叠纪、侏罗—白垩纪、古近纪是影响上古生界烃源岩演化的关键时期,地温梯度分别为3.3℃/100 m、4.5℃/100 m和4.0℃/100 m。

用镜质体反射率法确定吐鲁番-哈密盆地的古地温梯度和估算地层剥蚀厚度

使用镜质体反射率法，首次系统地对吐鲁番－哈密盆地进行了古地温梯度的求取和剥蚀厚度的恢复。在此方法使用中应注意：①选择各地区标准Ｒｏ－深度曲线；②建立本区的镜煤反射率与最大埋藏温度的回归方程；③判断地层补偿和温度补偿状况；④与包体测温等其他热指标相对比。计算出在侏罗纪末期燕山运动期间，台北凹陷西部和托克逊凹陷古地温梯度平均为２．９℃／１００ｍ，台北凹陷中部为３．３℃／１００ｍ，台北凹陷东部和哈密凹陷介于４．５～４．９℃／１００ｍ。盆地中部广大地区地层为补偿和超补偿状态，盆地两边山前带现仍处在欠补偿状态。

华北盆地济源凹陷古地温梯度的研究——磷灰石裂变径迹的应用

济源凹陷是勘探的前沿地区,许多油气基础地质问题(如古地温)需要解决。由于它的中生代和第三纪具有不同性质的构造和沉积发育史,可能导致古地温和油气地质的差异性。作者通过对中生界和第三系岩心和岩屑样品的磷灰石裂变径迹测定和模拟等工作,认为济源凹陷中生代和第三纪的古地温梯度分别为2.9℃/100m和3.1℃/100m,阐明了该凹陷自中生代以来经历了两次热事件,且与该地区大地构造活动的性质变化一致,也说明磷灰石裂变径迹恢复古地温是可信的。

准噶尔盆地北部燕山中期古地温梯度恢复

运用磷灰石裂变径迹（AFT）法和镜质体反射率（Ro）法恢复了准噶尔盆地北部燕山中期的古地温梯度。研究结果显示,磷灰石裂变径迹（AFT）恢复的古地温梯度分布在3.5~3.9℃/hm;镜质体反射率（Ro）恢复的古地温梯度接近4.0℃/hm;平均接近3.7℃/hm,明显高于2.3℃/hm的现今地温梯度。准噶尔盆地北部燕山中期较高古地温场背景不仅对烃源岩热演化研究具有重要意义,同时也指示了准噶尔盆地北部存在一次燕山中期构造热事件。

四川盆地东北地区古地温梯度模拟

四川盆地东北地区古地温梯度一直缺乏研究。以普光气田已有的实测反射率数据为依据,应用EasyRo模拟计算方法,研究了该区主要生烃期的古地温梯度。结果表明,对川东北地区主要埋藏与生烃期(三叠纪—早白垩世)进行的成熟度模拟计算,应用古地温梯度为3.0℃/100m的古地温模式计算所得的结果与实测结果非常吻合。进一步提出了该区的简化古地温模式为[3.0℃/100m(>96Ma)—2.8℃/100m(65Ma)—2.2℃/100m(0Ma)]。

利用流体包裹体确定古地温梯度的探讨——以苏北盆地为例

碎屑岩(岩石)沉积、成岩过程中,会发生结晶、颗粒次生加大等作用。在这种矿物的结晶、生长过程中,碎屑岩孔隙中的液体会被捕获在矿物的晶体缺陷、空穴、晶格空位、位错及微裂隙之中,成为流体包裹体。利用包裹体测温资料,可以确定沉积盆地各地质时期的古地温,并计算出古地温梯度,反映沉积盆地在地质历史中的古地温演化状况。石油地质研究认识到,干酪根在60～150℃温度范围内生成石油,在150～200℃温度范围内生成天然气。因此,恢复沉积盆地在不同历史时期的古地温及古地温梯度,在石油地质研究中具有十分重要的意义。

根据自旋-晶格弛豫时间推算古地温梯度

用核磁共振法（NMR）测定的干酪根的1H自旋-晶格弛豫时间（T1）,随埋深增大而有规律地增加。温度每增加10℃,有机质成熟的反应速度就增加一倍。从MITI-滨勇知钻井泥质岩中分离的干酪根样品,其T1与古地温的关系图是充分考虑时间后绘制的。5个钻井和2个露头剖面样品的古地温梯度是在与MITI-滨勇知标准数据比较的基础上计算的。用这种方法算得的古地温梯度值,略低于不考虑干酪根的绝对地质年龄而算出的古地温梯度值。这一证据可用所有取样地点的沉积速率比MITI-滨勇知的低来解释。

济阳坳陷古近系原型盆地中绿泥石的成分演化特征及其盆地古地温梯度

东营凹陷、惠民凹陷和沾化凹陷是山东济阳坳陷的组成部分,并且是济阳坳陷内的主要油气勘探开发区.主要运用绿泥石地温计,通过对东营凹陷、惠民凹陷和沾化凹陷埋藏古地温的研究,探讨了济阳坳陷古近系原型盆地的热历史及其地质意义.研究结果表明绿泥石成分随着埋藏深度的增加,Si^4＋的含量逐渐变少,Al^Ⅳ的含量则逐渐增多;其种属由富硅的辉绿泥石演变为贫硅的铁镁绿泥石、蠕绿泥石.蠕绿泥石仅出现于埋深大,温度高,地层相对老的区域,而辉绿泥石则出现于埋深相对浅,温度较低,地层相对较新的区域,铁镁绿泥石的分布区域介于两者之间.在古近系时期盆地中绿泥石的形成温度如下：东营凹陷中绿泥石的形成温度为171～238℃,惠民凹陷中绿泥石的形成温度为160～202℃,沾化凹陷中绿泥石的形成温度为135～180℃.不同凹陷盆地中绿泥石在形成温度上的差异与构造裂陷作用发生的时间有关.温度高意味着裂陷作用发生的时间相对较早.由绿泥石的形成温度与埋藏深度的关系获得济阳坳陷古近系原型盆地的平均古地温梯度约为38.3℃/km,它高于现今地温梯度值（29～30℃/km）,此热异常现象主要受裂陷盆地构造动力学演化模式的制约.

确定含油气盆地古地温梯度的一种新方法——镜质组反射率梯度法

以Arrhenius方法为理论基础,应用Karweil法,对不同古地温梯度条件下有机质热成熟作用进行了模拟计算。结果表明,镜质组反射率梯度与古地温梯度及镜质组反射率呈正相关。据此,建立起了镜质组反射率梯度、古地温梯度和镜质组反射率之间的相关图版。 应用该图版,根据镜质组实测反射率数据,能直接恢复沉积盆地古地温梯度。

青藏高原中-新生代沉积盆地热体制与古地温梯度演化

尽管前人对青藏高原隆升机制、地块拼合和陆内俯冲、中-下地壳流动以及岩浆活动等过程做了大量研究,但对工区发育众多的中-新生代沉积盆地热体制和古地温梯度演化很少涉及,而这些对中生代海相烃源岩油气生成过程以及已生成的油气命运具有重要影响.在总结前人有关青藏高原温度场背景和盆地类型演化成果基础之上,运用流体包裹体均一温度测定数据,综合建立了高原腹部中生代海相盆地古地温梯度演化曲线,认为在中生代至古近纪的被动陆缘-弧后盆地-前陆盆地演化过程中,中生代海相盆地处于相对低的地温梯度条件下(<3.0℃/100m)有利于成熟油的生成;在新近纪至第四纪的青藏高原隆升阶段,这些中生代海相盆地不仅演化成残留盆地,而且还伴随着新的热事件使得盆地地温梯度不均匀急剧上升(～6.5℃/100m),同时会导致大部分中生代海相烃源岩生成的油再度裂解成气和存在二次生烃(气)的可能性.因此,古地温梯度演化决定了在"冷盆"区域可能还存在找油潜力,但在大部分的"热盆"区域只能以找气为主.

吐鲁番-哈密盆地古地温梯度及有机质成熟度的确定

盆地古地温研究是盆地热演化研究的关键.盆地形成越早,演化史越复杂,则现今地温与古地温相差越大.沉积盆地的古地温研究是一个复杂的地质问题,必须依据大量实际资料的综合分析和不同方法相互相比、相互验证才能较真实地恢复沉积盆地的古地温场状况及热历史.1 盆地构造演化吐鲁番-哈密盆地(简称吐-哈盆地)经历了3个主要构造演化阶段):石炭纪～早三叠世陆内裂谷作用阶段(早石炭世～晚二叠世早期的裂谷一拗陷-萎缩期、晚二叠世晚期～早三叠世的前陆期)、中晚三叠世～早第三纪广盆形成阶段(中晚三叠世稳定～拗陷期、侏罗纪断陷-拗陷-挤压期、白垩纪萎缩期和早第三纪拗陷期)和晚第三纪～第四纪挤压型山间盆地形成阶段.三叠纪～早第三纪成为稳定的拗陷型盆地,盆地性质类似于克拉通,以盆地的整体沉降、连续沉积、断裂发育、地层展市复杂、缺乏褶皱和角度不整合为特征.

新疆吐鲁番-哈密盆地的古地温梯度及地质热历史

用镜质体反射率、流体包裹体测温和裂变径迹法对吐鲁番-哈密盆地的地质热历史进行了综合研究,认为该盆地地温具有古高今低、东高西低、南高北低、大断裂发育处高的特点,该规律主要受控于该区基岩埋深和热流值的差异,导致二叠纪烃源岩于三叠纪晚期成熟,侏罗纪烃源岩成熟于侏罗纪末期至早第三纪.

松辽盆地古地温恢复

通过多种古地温研究方法恢复了松辽盆地的古地温及古地温梯度 ,研究结果表明松辽盆地古地温高于今地温 ,白垩纪末的地温梯度及大地热流值可达 4 2 6～ 4 80℃ 10 0m和 95～ 10 7mW m2 ,远高于现今地温梯度 3 70℃ 10 0m及大地热流值 69mW m2 。烃源岩热演化程度主要受古地温控制 ,在白垩纪末达到最大古地温 ,以后持续抬升剥蚀和大地热流值衰减、降温使生烃作用减弱或停止。依安组以来的再沉积厚度小 。

伊宁凹陷古地温恢复与热演化史研究

应用包裹体测温和Easy-Ro方法恢复了伊宁凹陷的古地温演化史,结果表明伊宁凹陷晚二叠世的地温梯度约为40℃/km,以后经过两次波动(分别对应于K1和E1两次构造运动)逐渐减小到现今的24℃/km。上二叠统烃源岩热演化程度主要受古地温控制,主生油期在中晚三叠世。印支期及其以前形成的圈闭,是二叠系油气聚集的主要场所。

利用伊／蒙混层矿物对山东济阳坳陷古地温和剥蚀深度的反演

山东济阳坳陷盆地是受太平洋板块构造俯冲运动的影响,形成于古近系的古新世-始新世(Ek-Es).本文通过对济阳坳陷盆地中Es4-Ek地层自生伊/蒙混层矿物的研究,探讨了其经历的古地温和古地温梯度,在此基础上,对Es4-Ek地层的剥蚀深度进行了估算.研究发现,东营凹陷郝科1井处自生伊/蒙混层矿物反映的Es4-Ek古地温梯度为3.90℃/100 m,剥蚀厚度为360 m左右;惠民凹陷盘深3井中Ek古地温梯度为3.92℃/100 m,剥蚀厚度为135 m左右;沾化凹陷桩深1井中Es4-Ek古地温梯度为3.82℃/100 m,而该处Es4-Ek地层基本没有剥蚀.但从沾化凹陷中自生伊/蒙混层矿物的分布特征看,在义170井处的Es4地层剥蚀厚度达390 m,可见沾化凹陷中Es4-Ek地层剥蚀厚度变化较大.另外,济阳坳陷盆地的古地温梯度普遍高于现今地温梯度,该盆地自形成以来一直处于降温状态.研究结果说明利用伊/蒙混层矿物特征来探讨古地温,获取古地温梯度,并恢复剥蚀厚度是一个比较有效的方法.

昌潍坳陷新生代古地温分析

昌潍坳陷是胜利油田重要的外围勘探区域,确定其古地温对研究其生烃史和油气成藏史具有重要的意义。综合应用镜质体反射率和磷灰石裂变径迹方法反演得到了其新生代热史演化规律,得出昌潍坳陷新生代古地温梯度演化趋势从古到今逐步降低的结论。同时间接证明了综合镜质体反射率和磷灰石裂变径迹反演东部简单盆地热史是一种行之有效的方法。

南华北盆地济源凹陷古地温及热演化史恢复

EASY%Ro模拟方法综合考虑了温度和时间对有机质演化的影响,是叠合盆地最高古地温和剥蚀厚度恢复的有效方法之一。南华北盆地济源凹陷中生代烃源岩经历了多期叠合演化,不同地质时期的地温场可以通过不同构造单元的最高古地温进行恢复。通过EASY%Ro模拟计算,济源凹陷中生代地温梯度为4.29℃/100m,新生代古近纪地温梯度约为3.3℃/100m;白垩系和古近系渐新统剥蚀厚度分别约为1900和1600m。济源凹陷中生界生烃主要发生在白垩纪,古构造是油气勘探的有利对象。