埋藏史-热演化史恢复_1
第2章埋藏史
图 2- 正常压实条件下页岩中声波传播时间 与深度关系示意图 (据真柄钦次， 1978) 左．欠补偿地区， 右．超补偿地区
4．根据镜质体反射率(Ro)的突变求剥蚀量：镜质体反射率 是目前应用最广的有机质成熟度指标。它是地温的一次函 数，从而也同埋深有关。在正常情况下，Ro值随深度的变 化是连续的，渐变的，但有时发生突变。出现这种异常情 况的原因有多种，如沉积岩中有再循环的镜质体、岩体中 有局部热源等。地层缺失也是引起Ro值不连续的原因之一。 在确定了Ro值的突变是地层受剥蚀而造成的以后，即可根 据剥蚀面上、下Ro值的差计算被剥蚀的厚度(如图所示)。
2．沉积速率法：使用这种方法的条件是要知道剥蚀面
或不整合界面上、下岩层的沉积速率和它们的绝对年龄。
一个不整合界面代表着一段时限，在这个时限内有 某一厚度的沉积被剥蚀了。于是这段时限实际是包含了两 部分，一部分是该厚度的沉积岩沉积时所用的时间，另一 部分是该厚度的沉积岩被列蚀所用的时间。如果知道被剥 蚀岩层的沉积速率，知道不整合上、下岩层的绝对年龄， 就可以算出被剥蚀掉的沉积层厚度。 在计算时，还需要作
回剥柱状图示例
正演法则恰好相反，它是先将某地层恢复到刚沉 积时的状况，然后依次求出不同地质历史时期该地层 的埋深和厚度，根据所算出的最后一个时间步长(现 今)与目前真实的厚度、埋深间的误差去修正前些时 期的计算。
这里主要介绍以正演法为基础的压实厚度校正。 由于沉积物(特别是细粒沉积物)的孔隙度与深度 之间保持着指数关系，而沉积物一般可近似分为两部 分，即岩石颗粒骨架和孔隙。地质历史过程中岩石在 经受压实作用时，岩石体积的变化主要表现为孔隙体 积的变化，又因颗粒骨架材料的不可压缩性，压实前 后颗粒骨架部分的体积可基本认为是恒定的。如果岩 石面积一定，即可用岩石厚度的变化来表示体积的这 种变化(图2— )。
鄂尔多斯盆地渭北隆起奥陶系构造_热演化史恢复
第８ ８卷 第１ １期２ ０ １ ４年１ １月 地 质 学 报 ＡＣＴＡ ＧＥＯＬＯＧＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ Ｖｏｌ．８８ Ｎｏ．１１Ｎｏｖ． ２ ０ １ ４注：本文为国家自然科学基金项目（编号４１３７２１２８）、西北大学大陆动力学国家重点实验室（编号ＢＪ０８１３３－１）、国家重大专项（编号２０１１ＺＸ０５００５－００４－００７ＨＺ）和中国地质调查局科研项目（编号１２１２０１１３０４０３００－０１）资助的成果。
收稿日期：２０１４－０７－２９；改回日期：２０１４－０９－２５；责任编辑：周健。
作者简介：任战利，男，１９６１年生。
博士后，西北大学教授、博士生导师，主要从事盆地热史与油气成藏及油气评价研究工作。
通讯地址：７１００６９，陕西省西安市太白北路２２９号，西北大学地质学系；Ｅｍａｉｌ：ｒｅｎｚｈａｎｌ＠ｎｗｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。
鄂尔多斯盆地渭北隆起奥陶系构造－热演化史恢复任战利１，２），崔军平１，２），李进步３），王继平３），郭科２），王维２），田涛２），李浩２），曹展鹏２），杨鹏２）１）西北大学大陆动力学国家重点实验室，西安，７１００６９；２）西北大学地质学系，西安，７１００６９； ３）苏里格气田研究中心，西安，７１００１８内容提要：鄂尔多斯盆地渭北隆起区构造位置独特，演化历史复杂。
该区下古生界奥陶系碳酸盐岩有机质丰度较高，是寻找天然气的有利地区。
奥陶系碳酸盐岩由于缺乏有效的古温标，热演化程度的确定及热演化历史的恢复一直是研究的难题。
本文利用渭北隆起奥陶系碳酸盐岩大量的沥青反射率测试资料，结合上覆晚古生代、中生代地层的镜质组反射率资料及磷灰石和锆石裂变径迹等古温标，恢复了渭北隆起的构造热－演化史。
研究结果表明古生界奥陶系热演化程度具有北高南低的特点。
奥陶系等效镜质组反射率普遍大于２．００％，处于过成熟干气阶段。
磷灰石裂变径迹资料表明渭北隆起抬升冷却具有南早北晚的特点。
南部奥陶系—下二叠统抬升早，约为１０２～１０７Ｍａ，北部自６５Ｍａ以来抬升，主要抬升时期为４０Ｍａ以来。
埋藏史热演化史恢复
目的： 分析古构造的发展与演化 评价烃源岩有机质在地质时期中的热演化程度 分析地层在地质时期中经历的温度和压力条件
技术方法：
•Mckenzie的纯剪切法 •Airy地壳均衡法 •挠曲均衡法 •平衡剖面技术 •超压技术 •回剥技术
对盆 地或 剖面
单井
考虑因素：
•构造与负荷沉降 •断裂事件 •地层压实作用 •剥蚀事件、沉积间断 •海平面与古水深
每一层在不同埋深下的厚度Hi(Dj)。
现今地层
上 伏 地 层 厚 度 （Dj）
第i层厚度
H i(Dj)
上 伏 地 层 厚 度 （h）
第i层厚度
H i(h)
第j层沉积
Tm
Fn
回 剥 法 示 意 图
F4
F3 F2 F1 现今地层
深度 (m)
时间 (Ma)
T4
T3
T2
T1
F4
F3
F2
F1
F3
F2
F1 沉积初期
古地温比未经校正者提高10～15℃，厚度可增加300～450m。
因此，在恢复埋藏史时，不能只凭现今地层剖面上各层厚度 进行逐层相减来求得，而必须考虑到压实作用的影响。
同一地层在不同埋藏深度下地层厚度
埋藏深度 (m)
平均孔隙度 (%)
地层厚度 (m)
50 50 1000
500 20 700
2500 10 600
紧密压实阶段
松辽盆地的泥岩压实曲线（据王行信，1980）
压实作用
正常压实
异常压实(欠压实)
正
孔隙流体处于开放状态，随上覆沉积物的增加的流体
常 不断排出，孔隙度随上覆沉积物的增加而相应减少。因此
浅述流体包裹体研究及应用
Science and Technology & Innovation ┃科技与创新·7·文章编号：2095－6835（2015）03－0007－02浅述流体包裹体研究及应用钟传欣（贵州省有色金属和核工业地质勘查局核资源地质调查院，贵州 贵阳 550005）摘 要：通过流体包裹体研究，可恢复盆地埋藏史、热演化史、成岩史，确定其成岩和成藏作用时间与温度，推断油气生成、运移、聚集、构造运动及古热流历史，追踪盆地流体的组成、性质、成因、活动期次及推测流体的古温度、压力条件等。
着重论述了流体包裹体在金矿、石油地质、盆地流体方面的应用，希望为今后开展相关地质研究和应用提供一定的帮助。
关键词：流体包裹体；金矿；石油地质；盆地流体中图分类号：P618.41 文献标识码：A DOI ：10.15913/ki.kjycx.2015.03.007随着各研究领域研究的不断深入和技术水平的不断提高，流体包裹体的应用更加广泛，例如通过矿物流体包裹体研究恢复盆地埋藏史，恢复盆地的热演化史、成岩史；在石油地质中，通过包裹体的研究，确定其成岩和成藏作用时间与温度，推断油气生成、运移、聚集、构造运动及古热流历史等；通过包裹体群δD 、δ18O 、δ13C 同位素分析系统的建立，追踪盆地流体的组成、性质、成因、活动期次，并推测流体的古温度、压力条件等。
1 在金矿及其他矿床研究中的应用成矿流体活动记录在热液矿物及其流体包裹体中，从而使得流体包裹体成为研究流体成矿作用、矿床类型、成因、温度计压力的“指示剂”。
根据前人的研究可知，造山型金矿的流体包裹体主要具有三种类型，分别是富CO 2包裹体、含CO 2水溶液包裹体和水溶液包裹体。
陈衍景等对这三种包裹体进行研究分析，认为造山型金矿体系的成矿流体为低盐度的碳质流体，其盐度通常低于10wt %NaCl.eq 。
资料显示，在其成矿过程中，从早期到晚期，流体包裹体的捕获温度和压力降低，由超静岩压力体系变为静水压力体系，但其成矿流体的温度却低于500 ℃，成分流体由成矿初期的富CO 2演变为水溶液，其气液比在其中间阶段发生突降，这说明期间发生了逸失，通过注入与混合其浅缘低温热液，成矿流体从原来的变质热液演变为大气降水热液。
Termit盆地上白垩统Yogou组烃源岩埋藏史、热演化史和生烃史模拟
第42卷 第6期2023年 11月 地质科技通报B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g yV o l .42 N o .6N o v . 2023王涛,王洋,袁圣强,等.T e r m i t 盆地上白垩统Y o go u 组烃源岩埋藏史㊁热演化史和生烃史模拟[J ].地质科技通报,2023,42(6):151-161.W a n g T a o ,W a n g Y a n g ,Y u a n S h e n g q i a n g ,e t a l .S i m u l a t i o n o f b u r i a l h i s t o r y ,t h e r m a l e v o l u t i o n h i s t o r y ,a n d h yd r o c a r b o n ge n -e r a t i o n h i s t o r y of t h e U p p e r C r e t a c e o u s Y og o u F o r m a t i o n s o u r c e r o c k s i n th e T e r mi t B a s i n [J ].B u l l e t i n o f G e o l o gi c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y,2023,42(6):151-161.T e r m i t 盆地上白垩统Y o go u 组烃源岩埋藏史㊁基金项目:中国石油科技创新基金项目(2020D -5007-0103)作者简介:王 涛(1997 ),男,现正攻读地质资源与地质工程(油气)专业硕士学位,主要从事石油地质方面的研究工作㊂E -m a i l :w t 274854041@c u g.e d u .c n 通信作者:杨 锐(1987 ),男,教授,主要从事石油与天然气地质相关的教学与研究工作㊂E -m a i l :y a n g y i n g r u i @c u g.e d u .c n ©E d i t o r i a l O f f i c e o f B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y .T h i s i s a n o pe n a c c e s s a r t i c l e u n d e r t h e C C B Y -N C -N D l i c e n s e .热演化史和生烃史模拟王 涛1,王 洋1,袁圣强2,毛凤军2,刘计国2,郭小文1,杨 锐1(1.中国地质大学(武汉)构造与油气资源教育部重点实验室,武汉430074;2.中国石油勘探开发研究院,北京100083)摘 要:Y o go u 组烃源岩作为尼日尔T e r m i t 盆地晚白垩世重要的烃源岩层系,然而缺乏对该套地层的埋藏史㊁热演化史和生烃史的系统研究,制约了该地区油气成藏规律的认识㊂结合钻井㊁地震二维剖面及地球化学等资料,利用B a s i n M o d 盆地模拟软件中生烃动力学模型,恢复了T e r m i t 盆地Y o go u 组烃源岩热演化史,分析不同地区烃源岩的热演化特征及其与油气成藏的匹配关系,为T e r m i t 盆地下一步油气勘探提供了重要依据㊂研究表明,T e r m i t 盆地热流值具有明显的两段式演化特征,初始热流值较低,古近纪晚期热流值达到最大,热流值介于64.3~69.2mW /m 2之间;新近纪以来,盆地热状态表现为持续冷却,现今热流值介于60.7~67.4mW /m 2之间㊂Y o -go u 组顶部烃源岩在55M a 进入生烃门限(R o =0.5%),达到生烃高峰(R o =1.0%)的时间为35M a ,在27.5M a 进入高成熟演化阶段(R o =1.3%)㊂Y o go u 组烃源岩存在2期生烃过程,晚白垩世末期(70~60M a )生烃阶段主要存在于盆地深凹陷区,古近纪(40~20M a )是全盆地主要的生烃阶段㊂盆地不同构造带对比发现,D i n g a 凹陷烃源岩具有成熟度更高,生烃时间更早和生烃能力更强等特征,可为T e r m i t 盆地储层提供充足油气来源㊂古近纪T e r m i t 盆地断裂强烈活动,促使底部烃源岩生成的油气在古近系储层中聚集成藏㊂研究成果为T e r m i t 盆地烃源岩生烃潜力评价提供依据,并为该盆地油气勘探提供理论指导㊂关键词:裂谷盆地;T e r m i t 盆地;烃源岩;盆地模拟;热演化史2022-03-29收稿;2022-05-18修回;2022-05-20接受中图分类号:P 618.13 文章编号:2096-8523(2023)06-0151-11d o i :10.19509/j .c n k i .d z k q.t b 20220140 开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):S i m u l a t i o n o f b u r i a l h i s t o r y ,t h e r m a l e v o l u t i o n h i s t o r y,a n d h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n h i s t o r y o f t h e U p p e r C r e t a c e o u s Y o go u F o r m a t i o n s o u r c e r o c k s i n t h e T e r m i t B a s i n W a n g T a o 1,W a n g Y a n g 1,Y u a n S h e n g q i a n g 2,M a o F e n g j u n 2,L i u J i g u o 2,G u o X i a o w e n 1,Y a n g Ru i 1(1.K e y L a b o r a t o r y o f T e c t o n i c s a n d P e t r o l e u m R e s o u r c e s o f M i n i s t r y of E d u c a t i o n ,C h i n a U n i v e r s i t y of G e o s c i e n c e s (W u h a n ),W u h a n 430074,C h i n a ;2.P e t r o C h i n a R e s e a r c h I n s t i t u t e o f P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n &D e v e l o p m e n t ,B e i j i ng 100083,C h i n a )h t t p s://d z k j q b.c u g.e d u.c n地质科技通报2023年A b s t r a c t:[O b j e c t i v e]T h e Y o g o u F o r m a t i o n s o u r c e r o c k i s a n i m p o r t a n t L a t e C r e t a c e o u s s o u r c e r o c k s e r i e s i n T e r m i t B a s i n,N i g e r.D u e t o t h e l a c k o f s y s t e m a t i c r e s e a r c h o n t h e b u r i a l h i s t o r y,t h e r m a l e v o l u t i o n h i s t o r y,a n d h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n h i s t o r y o f t h i s s e t o f s t r a t a,t h e u n d e r s t a n d i n g o f o i l a n d g a s a c c u m u-l a t i o n r u l e s i n t h i s a r e a i s r e s t r i c t e d.[M e t h o d s]I n t h i s p a p e r,t h e t h e r m a l e v o l u t i o n h i s t o r y o f t h e Y o g o u F o r m a t i o n s o u r c e r o c k s i n T e r m i t B a s i n i s r e s t o r e d b y u s i n g t h e h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n d y n a m i c s m o d e l i n B a s i n M o d b a s i n s i m u l a t i o n s o f t w a r e,c o m b i n e d w i t h d r i l l i n g w e l l s,t w o-d i m e n s i o n a l s e i s m i c p r o f i l e s,a n dg e o c h e m i c a l d a t a.T h e t h e r m a l e v o l u t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f s o u r c e r o c k s i n d i f f e r e n t a r e a s a n d t h e i r m a t c-h i n g r e l a t i o n s h i p w i t h h y d r o c a r b o n a c c u m u l a t i o n a r e a n a l y s e d,w h i c h p r o v i d e s i m p o r t a n t e v i d e n c e f o r t h e n e x t e x p l o r a t i o n o f t h e T e r m i t B a s i n.[R e s u l t s]T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e h e a t f l o w v a l u e o f T e r m i t B a s i n h a s o b v i o u s t w o-s t a g e e v o l u t i o n c h a r a c t e r i s t i c s.T h e i n i t i a l h e a t f l o w v a l u e i s l o w a n d r e a c h e s m a x i m u m v a l u e s i n t h e L a t e P a l a e o g e n e(r a n g i n g f r o m64.3t o69.2mW/m2).S i n c e t h e N e o g e n e,t h e t h e r m a l s t a t e o f t h e b a s i n h a s b e e n c h a r a c t e r i z e d b y c o n t i n u o u s c o o l i n g,a n d t h e c u r r e n t h e a t f l o w v a l u e i s b e t w e e n60.7 a n d67.4mW/m2.T h e h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n o f t h e t o p Y o g o u F o r m a t i o n b e g a n a t55M a(R o=0.5%), a n d t h e m a i n h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n w i n d o w(R o=1.0%)s t a r t e d a t35M a a n d r e a c h e d a h i g h m a t u r i t y l e v e l(R o=1.3%)a t27.5M a.T w o s t a g e s o f h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n a r e f o u n d i n t h e s o u r c e r o c k s o f t h e Y o g o u F o r m a t i o n;i n p a r t i c u l a r,t h e L a t e C r e t a c e o u s(70-60M a)h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n s t a g e m a i n l y e x i s t s i n t h e d e e p a r e a d e p r e s s i o n o f t h e b a s i n,w h i l e t h e P a l a e o g e n e(40-20M a)i s t h e m a i n h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n s t a g e o f t h e w h o l e b a s i n.C o m p a r e d t o d i f f e r e n t t e c t o n i c b e l t s s h o w t h a t t h e s o u r c e r o c k s o f t h e D i n g a D e p r e s s i o n a r e c h a r a c t e r i z e d b y h i g h m a t u r i t y,e a r l i e r h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n,a n d s t r o n g e r h y d r o-c a r b o n g e n e r a t i o n,w h i c h a r e b e n e f i c i a l f o r p r o v i d i n g s u f f i c i e n t h y d r o c a r b o n s.T h e s t r o n g a c t i v i t y o f t h e P a l a e o g e n e f a u l t s l e d t o t h e m i g r a t i o n a n d a c c u m u l a t i o n o f o i l a n d g a s g e n e r a t e d b y t h e b o t t o m s o u r c e r o c k s i n t o t h e P a l a e o g e n e r e s e r v o i r s.[C o n c l u s i o n]T h e r e s e a r c h r e s u l t s c a n p r o v i d e a b a s i s f o r t h e e v a l u a-t i o n o f t h e h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n p o t e n t i a l o f s o u r c e r o c k s i n t h e T e r m i t b a s i n a n d p r o v i d e t h e o r e t i c a l g u i d a n c e f o r o i l a n d g a s e x p l o r a t i o n i n t h e b a s i n.K e y w o r d s:r i f t b a s i n;T e r m i t B a s i n;s o u r c e r o c k s;b a s i n m o d e l i n g;h i s t o r y o f t h e r m a l e v o l u t i o nR e c e i v e d:2022-03-29;R e v i s e d:2023-05-18;A c c e p t e d:2023-05-20盆地模拟技术以石油地质的物理化学机理为基础,通过建立沉积盆地的地质模型从时间和空间的角度将复杂的地质过程定量化㊁模型化,揭示实际地质条件下油气藏的形成和演化规律,从而指导油气勘探工作[1-3]㊂随着油气勘探实践不断深入和技术发展,盆地模拟分析技术也越来越成熟,目前应用较为普遍的盆地模拟软件包括P e t r o M o d㊁B a s i n M o d㊁T S M和B a s i m s等[4-5],这些盆地模拟技术各具特色,在揭示含油气盆地的构造演化㊁烃源岩有机质热演化㊁烃源岩生排烃史以及油气资源运聚模拟等方面起到了重要作用[6-9]㊂尼日尔T e r m i t盆地是中石油海外重点风险探区,经过多年的勘探,已在盆地多个区域发现了商业性油气藏,证实了该盆地具有良好的勘探潜力㊂前人在勘探早期主要针对盆地构造特征㊁沉积环境以及基础石油地质条件进行了研究,近些年有学者针对盆地局部地区的油气成藏特征也取得了一定认识[10]㊂相关研究指出,T e r m i t盆地存在2套成藏组合,分别是上白垩统成藏组合以及古近系成藏组合[11-12],其中古近系油藏的勘探成效显著,先后发现了多口高产井[13-14]㊂T e r m i t盆地主要发育3套烃源岩地层,分别是上白垩统D o n g a组㊁Y o g o u组泥岩以及局部古近系S o k o r1组泥岩㊂前人开展的油源对比结果显示,全盆地Y o g o u组烃源岩是古近系储层的主要供烃层位[15],因此针对Y o g o u组烃源岩埋藏史㊁热成熟演化史和生烃史的研究对进一步认识T e r m i t盆地油气成藏与分布规律显得尤为重要㊂为此,笔者拟利用B a s i n M o d盆地模拟软件重建T e r m i t盆地典型井地层埋藏史,在此基础上,应用S w e e n e y等[16]提出的生烃动力学模型对T e r m i t 盆地烃源岩热演化史和生烃史进行模拟和恢复,并将Y o g o u组烃源岩生烃阶段与油气成藏要素进行匹配分析㊂研究成果有望为T e r m i t盆地Y o g o u组烃源岩生烃潜力评价以及盆地油气勘探提供依据㊂1区域地质概况T e r m i t盆地属于西非裂谷系中典型的中㊁新生代裂谷型盆地,南临L a k e C h a d盆地,北与T e n e r e 和T e f e d e t盆地相连,主体位于尼日尔东南部[17]㊂251第6期 王 涛等:T e r m i t 盆地上白垩统Y o go u 组烃源岩埋藏史㊁热演化史和生烃史模拟盆地呈NW-S E 向长条形展布,南北长约300k m ,盆地面积约为3ˑ104k m 2㊂根据平面展布和盆地结构特征,可将T e r m i t 盆地划分为9个主要构造单元,包括T e r m i t 西台地㊁D i n ga 凹陷㊁M o u l 凹陷㊁S o u d a n a 隆起㊁F a n a 低凸起㊁D i n g a 断阶带㊁Y o go u 斜坡带㊁A r a ga 地堑和T r a k e s 斜坡带(图1[13,15])㊂区域构造特征显示,T e r m i t 盆地经历了白垩纪和古近纪-第四纪2期裂谷旋回叠置的演化㊂下白垩统-古近系沉积于同裂谷期,以断裂活动㊁构造沉降和沉积作用为主,同裂谷期按构造强度的不同分为3期,分别为同裂谷Ⅰ期㊁同裂谷Ⅱ期和同裂谷Ⅲ期;新近系-第四系沉积于后裂谷期,以热沉降拗陷作用为主(图2)[12,18-21]㊂早白垩世盆地西侧发育NW -S E 走向断裂,此阶段主要控制盆地初始形态㊂古近纪地层活动性较强,全盆地发育大量N NW-S S E 走向断裂,此阶段断裂控制着古近系地层圈闭的形成和改造,对后期油气形成与富集具有重要的控制作用[22-23]㊂图1 T e r m i t 盆地构造单元与模拟井位和测线位置F i g .1 T e c t o n i c u n i t ,a n d l o c a t i o n s o f m o d e l i n g se i s m i c l i n e ,w e l l p o s i t i o n s of t h e T e r m i t B a s i nT e r m i t 盆地地层自上而下发育第四系㊁新近系㊁古近系(S o k o r 2段和S o k o r 1段)㊁上白垩统(D o n g a 组㊁Y o g o u 组及M a d a m a 组)和下白垩统㊂古近系以湖相沉积为主,岩性为砂泥岩互层㊂上白垩统下部为海相泥岩沉积,上部为陆相砂岩沉积;下白垩统为湖相沉积,岩性为含硅质㊁高岭石及石英质的砂岩㊁粉砂岩与泥岩互层(图2)[21]㊂已有研究表明Y o go u 组上部海相泥岩为全盆地主力烃源岩[15,24]㊂图2 T e r m i t 盆地地层综合柱状图[21]F i g .2 S t r a t i g r a p h i c c o m p o s i t e h i s t o gr a m o f t h e T e r m i t B a s i n2 烃源岩地球化学特征有机质类型㊁丰度和成熟度等特征是评价烃源岩好坏的重要地球化学指标[25]㊂T e r m i t 盆地Y o -g o u 组烃源岩1016块样品的测试结果显示,Y o go u 组烃源岩有机碳质量分数w (T O C )主要分布在0.2%~14.2%之间,均值为1.72%(图3-a);氢指数(H I )主要分布在6.0~1543.6m g /g 之间,均值为187.6m g /g (图3-b )㊂从烃源岩H I -T m a x 的交会图可知(图3-c ),Y o g o u 组烃源岩有机质类型以Ⅱ1-Ⅱ2型为主㊂盆地断阶带和斜坡带Yo g o u 组烃源岩C 29甾烷αββ/(αββ+ααα)与C 29甾烷20S /(20S +20R )参数交汇图显示,凹陷周边构造带烃源岩处于低熟-成熟热演化阶段(图3-d ),这与前人的研究认识基本一致[10]㊂由此可知,T e r m i t 盆地Y o go u 组烃源岩整体属于中等-好的烃源岩,生烃潜力大㊂351h t t p s ://d z k j q b .c u g.e d u .c n 地质科技通报2023年图3 T e r m i t 盆地Y o go u 组烃源岩地球化学特征F i g .3 G e o c h e m i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f s o u r c e r o c k s o f t h e Y o go u F o r m a t i o n i n t h e T e r m i t B a s i n 3 模型与关键参数确定3.1埋藏史模型埋藏史重建主要是利用地层沉积压实与岩石孔隙度变化原理,模拟地层从古至今的沉积演化过程;如果地层经历抬升剥蚀阶段,则还需要利用孔隙度与深度的关系对地层进行脱压实回剥[26-27]㊂为了获得更准确的埋藏史,有必要对沉积层厚度进行压实校正㊂B a s i n M o d 盆地模拟软件中提供的倒数模型(r e c i p r o c a l ),即利用地层岩石孔隙度倒数变化和上覆岩层之间的压缩系数存在的线性关系可对地层古厚度进行恢复[28]㊂该倒数模型的可用如下公式表示:1φ=1φ0+kH (1)式中:φ,φ0分别代表埋藏深度H (m )和地表处的孔隙度(%);k 为压实因子㊂模拟过程所需要参数有:①地层厚度,主要根据钻井分层数据获得,地层剥蚀厚度可根据单井声波时差测井法恢复或根据前人研究成果获得;②地层年龄,参照前人成果;③岩性数据,各个层段的岩性采用混合岩性的方法进行处理,根据录井资料统计可确定不同层位的岩性百分含量㊂本研究模拟的地质年代与前人对T e r m i t 盆地年代地层格架的认识保持一致,地层系统根据钻井的分层数据㊂W a n 等[29]研究表明,T e r m i t 盆地没有发生大幅度的抬升剥蚀,剥蚀厚度约200m ㊂因此,本次研究的剥蚀厚度选取为200m ㊂3.2热史恢复热史是模拟烃源岩在埋藏过程中所经历的古热流和古温度特征,通常表示地层层序中地质事件的时温历史㊂M c k e n z i e [30]提出均一拉张岩石圈模型能有效地解决地壳拉张变薄过程中产生的沉降空间和相应的热力学问题,并且该模型能通过盆地构造沉降曲线 反演 出拉张系数,再通过与热流的函数关系公式恢复古热流值,现今已被广泛应用于裂陷盆地的热流值计算[30-31]㊂裂谷热流具体计算公式如下:F (t )=K T 1Z 1+2βπðɕn =11n s i n n πβe x p [-n 2Δt τ]τ=Z 2/(x π2)(2)式中:F (t )为t 时刻裂谷地表常温带的热流值(mW /m 2);K 为热导率(W /(m ㊃ħ));T 1为软流圈底界温度(ħ);β为拉伸系数;n 为自然数;Δt 为拉伸系数值为β时持续裂陷的时间(M a );Z 为裂谷盆地所处的岩石圈厚度(k m );x 为导热系数;τ为深度为Z 的原始板块的时间常数(M a)㊂热史恢复451第6期 王 涛等:T e r m i t 盆地上白垩统Y o go u 组烃源岩埋藏史㊁热演化史和生烃史模拟所需要参数主要有:现今地表温度㊁井底温度㊁岩石热导率和镜质体反射率㊂T e r m i t 盆地属于典型的裂谷型盆地,其热流值因裂谷拉张的时代不同可能存在差异㊂因此,应用B a s i n M o d 软件中的裂谷热流模型模拟T e r m i t 盆地热史演化,恢复其古热流值,并用实测镜质体反射率进行校验[32]㊂利用公式(2)计算得到T e r m i t 盆地M -1井㊁Y N -1井㊁T N -1D 井现今的热流(表1),利用单井实测温度和镜质体反射率数据对模拟的地温曲线和成熟度曲线进行校验,并优选最佳拟合效果(图4),这也说明采用模拟方法恢复T e r m i t 盆地热史具有较高的可靠性㊂T e r m i t 盆地热流模拟结果显示,不同构造带现今热流值差别不是很大,主要介于60.7~67.4mW /m 2之间,与前人研究认识基本一致[33]㊂图5显示T N -1D 井的古热流演化经历了早期持续升高和晚期逐渐降低2个阶段,最大热流值可达69.2mW /m 2㊂表1 T e r m i t 盆地单井热流值T a b l e 1 S i n gl e -w e l l h e a t f l o w v a l u e s i n t h e T e r m i t B a s i n 井名现今热流值/(mW ㊃m -2)最大古热流值/(mW ㊃m -2)M -1井62.567.6Y N -1井60.764.3T N -1D 井67.469.2图4 T e r m i t 盆地单井模拟地温和成熟度与实测值拟合F i g .4 F i t t i n g o f s i m u l a t e d g e o t e m p e r a t u r e a n d m a t u r i t y t o m e a s u r e d v a l u e s f o r a s i n gl e w e l l i n t h e T e r m i t B a s in 图5 T N -1D 井热流演化史F i g .5 E v o l u t i o n h i s t o r y of h e a t f l o w i n w e l l T N -1D 3.3烃源岩生烃史模拟在热流史恢复的基础上,利用生烃模型对T e r -m i t 盆地热成熟演化史进行模拟和重建㊂该模型依据镜质体在演化过程中的化学动力学本质所建立,有机质经历了20个平行反应导致了镜质体元素组成的变化及相应镜质体反射率的增加[16,34-36]㊂该模型同时考虑了众多一级平行化学反应及其相应反应的活化能和加热速率适用范围(R o 值在0.2%~4.7%之间),还能精确地模拟地质过程中有机质成熟度演化㊂图4表明模拟的成熟度趋势与实测R o 具有很好的拟合效果,说明生烃成熟史模型适合于551h t t p s ://d z k j q b .c u g.e d u .c n 地质科技通报2023年T e r m i t 盆地烃源岩生烃史模拟㊂4 模拟结果分析4.1烃源岩埋藏史与成熟史为了揭示T e r m i t 盆地Y o g o u 组烃源岩成熟史,开展了典型单井(一维)和地质剖面(二维)的烃源岩成熟史模拟,并在二维剖面最大埋深处设置一口虚拟井(D -X 井)㊂不同构造带的典型单井模拟用实测地温和镜质体反射率(R o )数据进行矫正,二维剖面模拟结果用一维模拟结果进行约束㊂单井埋藏史㊁热史和成熟史模拟结果显示,Y o -go u 组烃源岩现今已全部进入了生烃门限(R o >0.5%)(表2,图6),但不同构造带烃源岩成熟阶段和门限深度存在明显差异(图6)㊂考虑到烃源岩有机质成熟度受地层沉积㊁沉降㊁温度和压力等因素的共同影响[37-38],在盆地热流值相当条件下,地层沉积-沉降速率决定烃源岩进入成熟的时期㊂Y N -1井位于Y o g o u 斜坡带,该井的Y o g o u 组烃源岩地层沉积速率较大,进入生烃门限早,对应的门限深度为1620m ;M -1井位于T e r m i t 盆地西台地,该井Y o -go u 组地层埋深浅,烃源岩沉积沉降速率较低,进入生烃门限相对较晚,对应的门限深度为1450m ㊂通过对不同井的模拟结果对比发现,只有Y N -1井Y o go u 组烃源岩在15M a 时到达生烃高峰期(R o =1.0%),对应的深度为3250m ㊂虚拟井D -X 井处于S W-N E 二维剖面D i n ga 凹陷中央处,此区域Y o go u 组烃源岩生烃时间早,生烃潜力大,现今埋深表2 T e r m i t 盆地底部烃源岩成熟度演化史及生烃史特征T a b l e 2 M a t u r i t y e v o l u t i o n a n d h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n h i s t o r y ch a r a c t e r i s t i c s o f b o t t o m s o u r c e r o c k s i n t h e T e r m i t B a s i n 井名烃源岩成熟阶段距今时间/M a R o =0.5%R o =0.7%R o =1.3%R o =2%开始生烃距今时间/M a 生烃高峰距今时间/M aM -1井49.015.566.025.0Y N -1井64.539.515.0 69.029.0T N -1D 井59.024.568.024.5D -X 井68.267.165.259.467.666.2图6 T e r m i t 盆地单井和虚拟井成熟史模拟F i g .6 M a t u r a t i o n h i s t o r y s i m u l a t i o n s o f s i n gl e w e l l a n d v i r t u a l w e l l i n T e r m i t B a s i n 相对更大且整体处在高-过成熟度阶段㊂基于S W-N E 二维地震剖面,建立了T e r m i t盆地关键地质时期的热演化模型(图7),进一步对Y o go u 组烃源岩在时间和空间的演化特征进行对比㊂模拟结果显示,在地质历史时期Y o g o u 组烃源岩热演化呈现出 中间高㊁两边低 的特征,这与651第6期 王 涛等:T e r m i t 盆地上白垩统Y o go u 组烃源岩埋藏史㊁热演化史和生烃史模拟T e r m i t 盆地地层埋藏厚度分布趋势相似㊂T e r m i t盆地S W-N E 剖面的成熟度随时间演化模拟结果显示,Y o g o u 组顶部烃源岩基本都处于中-高成熟演化阶段,部分埋深较深区域处于过成熟演化阶段(图8)㊂Y o g o u 组顶部烃源岩在55M a 时进入生烃门限(R o =0.5%),在35M a 时达到生烃高峰(R o =1.0%),在27.5M a 时进入高成熟度阶段(R o =1.3%)㊂现今Y o go u 组顶部烃源岩成熟度主要介于0.5%~2.0%之间,仍处于油气生成阶段㊂与D i n g a 断阶带和A r a g a 地堑相比,D i n g a 凹陷烃源岩进入生烃阶段时间更早,且具有更高的成熟度和更大的生烃潜力,反映D i n g a 凹陷烃源岩可为附近油气藏提供充足的油气来源,成为盆地主要的烃类供给源㊂图7 二维剖面成熟度模拟结果F i g .7 S i m u l a t i o n r e s u l t s o f m a t u r i t yi n t h e 2D s e c t i on 图8 二维剖面Y o go u 组顶部烃源岩成熟度演化F i g .8 M a t u r i t y e v o l u t i o n o f s o u r c e r o c k s a t t h e t o p o f t h e Y o go u F o r m a t i o n i n t h e 2D s e c t i o n 4.2烃源岩生烃史烃源岩生烃史模拟结果显示,全盆地开始生烃时间较相近,但生烃高峰期存在差异(图9)㊂盆地边缘构造带生烃高峰期要远晚于凹陷地带,主要集中在40~20M a 之间,且生烃量较小,局部浅埋藏地区烃源岩现今仍具有一定生烃能力㊂图9所示,T N -1D 井烃源岩从68M a 时开始生烃,在24.5M a 时生烃率达到最大值,最大生油率和最大生气率分别为3m g /(g ㊃T O C ㊃M a )和0.6m g /(g㊃T O C ㊃M a );在13.5M a 时生烃再次出现峰值,但生烃量较少,现今烃源岩底部转化率达到40%㊂Y N -1井烃源岩从69M a 时开始少量生烃,在29M a 时生烃量达到最大值,对应的生油率和生气率分别为10.8m g /(g ㊃T O C ㊃M a )和2.2m g /(g㊃T O C ㊃M a );Y N -1井现今烃源岩基本不生烃,且烃源岩底部转化率已达到100%㊂M -1井烃源岩整体生烃量少,在25M a 时生烃量达到峰值,但生油生气率不超过2m g /(g㊃T O C ㊃M a ),现今烃源岩底部转化率不超过30%㊂模拟井D -X 存在2期生烃,第一阶段是Y o g o u 组烃源岩的主生烃期(70~60M a ),Y o go u 751h t t p s ://d z k j q b .c u g.e d u .c n 地质科技通报2023年组烃源岩第二生烃期主要集中在50~20M a ㊂在第一生烃期Y o go u 组底部烃源岩在67.3M a 时生油率达到最大值138m g /(g ㊃T OC ㊃M a ),在64M a 时烃源岩生气率达到最大值62m g /(g ㊃T OC ㊃M a );Y o go u 组顶部烃源岩出现第二期生烃,但该期的生烃量远低于第一期,Y o go u 组顶部烃源岩在35M a 时生油率达到最大值15m g /(g ㊃T OC ㊃M a ),在25.5M a 时生气率达到最大值5m g /(g ㊃T O C ㊃M a )㊂Y o g o u 组烃源岩顶底部转化率分别在33.8M a 和65M a 时,达到100%㊂图9不同井的模拟结果可知,T e r m i t 盆地Y o go u 组烃源岩主要存在2期生烃,其中古近纪(40~20M a)是全盆地主要的生烃阶段,而晚白垩世末期(70~60M a)生烃阶段主要存在盆地深凹陷区㊂图9 T e r m i t 盆地单井和虚拟井Y o go u 组地层生烃史F i g .9 H y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n h i s t o r y o f t h e Y o u g o u F o r m a t i o n o f s i n gl e a n d v i r t u a l w e l l s i n t h e T e r m i t B a s i n 研究区各井底部烃源岩的演化阶段和生烃时间见表2㊂从表2中可知,烃源岩生烃时间要早于烃源岩进入生烃门限时间,这主要是因为地层中部分有机质从埋藏阶段开始,在较低的温度条件下进行生物化学反应,导致烃源岩未成熟阶段也会有少量生物气和未成熟油生成[39-40]㊂在烃源岩 三史 模拟的基础上,对Y o go u 烃源岩生烃阶段与油气成藏要素进行了匹配分析㊂在上白垩统成藏组合中,Y o go u 组烃源岩具有良好的生烃能力,与上覆M a d a m a 组砂岩匹配良好,但缺乏稳定的区域性盖层,导致T e r m i t 盆地的生-储-盖组合匹配条件相对较差,此阶段构造活动性弱,生成的油气更易通过侧向运移到邻近的Y o g o u 组储层中聚集成藏㊂古近纪是Y o g o u 烃源岩的主要生烃期,S o k o r 1组三角洲砂岩具有良好的储集物性且与烃源岩交互接触,上覆渐新统S o k o r 2组发育一套厚层泥岩,能够起到很好的封堵作用,有利于油气保存[21]㊂综合分析烃源岩生烃阶段㊁构造活动强度以及油气成藏匹配关系表明(图10),古近纪构造活动强度大㊁断裂活动强烈,形成的断裂系统能有效地沟通底部烃源岩生成的油气,可成为油气运移的有效通道,Y o go u 组烃源岩生成的油气逐渐向古近系储层运移并富集成藏,具有形成大型油气藏的潜力㊂5 结 论(1)T e r m i t 盆地热流值具有明显的两段式演化特征,从白垩纪的较低热流值逐渐增加直至古近纪末期热流值达到最大;新近纪至今,盆地热流值持续降低,表明构造活动减弱㊂851第6期 王 涛等:T e r m i t 盆地上白垩统Y o go u 组烃源岩埋藏史㊁热演化史和生烃史模拟图10 T e r m i t 盆地生储盖层分布与成藏要素匹配关系F i g .10 D i s t r i b u t i o n o f s o u r c e -r e s e r v o i r -c a p r o c k s i n t h e T e r m i t B a s i n a n d m a t c h i n g re l a t i o n w i t h t h e r e s e r v o i r -f o r m i ng el e m e n t s (2)Y o go u 组顶部烃源岩在55M a 时进入生烃门限(R o =0.5%),达到生烃高峰(R o =1.0%)的时间为35M a ,在27.5M a 时进入高成熟演化阶段(R o =1.3%)㊂现今Y o go u 组顶部烃源岩成熟度主要介于0.5%~2%之间,说明Y o g o u 组烃源岩仍处于油气生成阶段㊂(3)Y o go u 组烃源岩存在2期生烃,其中第一期生烃发生在晚白垩世末期(70~60M a),主要存在盆地深凹陷区;第二期生烃为古近纪(40~20M a ),该生烃期是全盆地主要的生烃阶段㊂D i n g a 凹陷深部烃源岩具有埋深大㊁成熟度高㊁生烃时间早和生烃能力更强等特征,显示良好的生烃潜力,古近纪形成的断裂系统能有效地沟通Y o g o u 组烃源岩生成的油气,逐渐向古近系砂岩储层运移并富集成藏,具有形成大型油气藏的潜力㊂(所有作者声明不存在利益冲突)参考文献:[1] 石广仁.盆地模拟技术30年回顾与展望[J ].石油工业计算机应用,2009,61(1):3-6.S h i G R.R e v i e w a n d o u t l o o k f o r t h e 30t h a n n i v e r s a r y of b a s i n m o d e l l i ng t e ch ni q u e s [J ].C o m p u t e r A p pl i c a t i o n s o f P e t r o l e -u m ,2009,61(1):3-6(i n C h i n e s e w i t h E n gl i s h a b s t r a c t ).[2] 郭小文,何生,侯宇光.板桥凹陷沙三段油气生成㊁运移和聚集数值模拟[J ].地球科学:中国地质大学学报,2010,35(1):115-124.G u o X W ,H e S ,H o u Y G.N u m e r i c a l s i m u l a t i o n o f p e t r o l e u mg e n e r a t i o n ,m i g r a t i o n a n d a c c u m u l a t i o n o f t h e E s 3Fo r m a t i o n i n B a n q i a o D e pr e s s i o n [J ].E a r t h S c i e n c e :J o u r n a l o f C h i n a U n i -v e r s i t y of G e o s c i e n c e s ,2010,35(1):115-124(i n C h i n e s e w i t h E n gl i s h a b s t r a c t ).[3] 段威,侯宇光,何生,等.澳大利亚波拿巴盆地侏罗系烃源岩热史及成熟史模拟[J 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5000 5 550
剥蚀地层
地质时间
0 5 10 15 20 25 A B C D E
E 5 (My)
现今地层 第j层沉积
A. D.Flavey和Ian Deighton(1981)在假定压实过 程中岩石骨架体积保持不变的条件下，提出下 列压实校正模型公式：
∫
D j + Hi ( D j ) Dj
+ H ( h) (1−φ ( z))dz = ∫ h (1−φ (z))dz h
压实作用 “回剥法” 恢复埋藏史 “超压法”恢复埋藏史 “平衡剖面法”
一、回剥法原理
现今 厚度 再剥 去 2层 剥去 3层
3层沉 积末期
3
1 2 3
2
1
2
1
回剥法恢复埋藏史示意图
1
沉积时间
沉 积 表 面 B A B C
地层 代号
岩性剖面 沉积时间
沉积岩层在沉积形
C B
A
10 (My)
成过程中，自下而上形 成了由老到新的一系列
地层 代号
岩性剖面 沉积时间
A
10 (My)
地质时间
0 5 10 15 20 B C D E B A A 25
B
8(My)
地层剥蚀
B
8(My)
被剥蚀 地层
C
12(My) 5 (My) 4 (My)
C
12(My) 5 (My) 4 (My)
D
D F
C D E
埋 藏 深 度
F
剥蚀地层
0 5 10 15 20 25 30
早期稳定 过剩层间水 纯蒙脱石 晚期突变 第三层间水 蒙伊混层 晚期紧密 最后层间水 纯伊利石
迪北气藏侏罗系阿合组烃包裹体特征及成藏分析
迪北气藏侏罗系阿合组烃包裹体特征及成藏分析张宝收;杨海军;张鼐;赵青【摘要】迪北气藏侏罗系阿合组储集层共见到2期烃包裹体:Ⅰ期发黄色荧光的烃包裹体和Ⅱ期发蓝白色荧光的烃包裹体.根据包裹体光性特征和组分分析:Ⅰ期烃包裹体为成熟的中质油,Ⅱ期烃包裹体为成熟—过成熟的轻质凝析油.油源对比认为,形成这2期烃包裹体的主力烃源岩是阳霞凹陷三叠系湖相烃源岩.通过包裹体测温、捕获深度计算及埋藏史恢复,Ⅰ期烃包裹体形成于中新统康村组沉积早—中期(17-10 Ma),Ⅱ期烃包裹体形成于中新统康村组沉积晚期—库车组沉积中期(10-5 Ma).迪北气藏所在的依奇克里克构造带自中新世以来快速沉积,快速沉降,导致其具有多期连续成藏的特点,先后形成Ⅰ期和Ⅱ期油气的聚集.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2019(040)001【总页数】7页(P41-47)【关键词】迪北气藏;阿合组;烃包裹体;均一温度;油源对比;成熟度【作者】张宝收;杨海军;张鼐;赵青【作者单位】中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院,新疆库尔勒841000;中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院,新疆库尔勒841000;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院,新疆库尔勒841000【正文语种】中文【中图分类】TE112.113继发现克拉2，迪那2和牙哈等大气田后，库车地区近年又相继发现了大北、克深等一大批气田（藏），从而成为塔里木盆地重要的天然气勘探区域，受到众多专家和学者的关注，并进行了广泛的研究。
前人通过地化指标和埋藏史研究，认为库车地区成藏期为2期，其中吉迪克组沉积时期为主要成油期，库车组沉积时期至今为主要的聚气期[1]；根据生烃史法、油藏地球化学方法等分析认为，库车地区油气系统具有多期成藏、多阶连续的成藏特点，其主要成藏期有3期[2]。
迪北气藏位于库车坳陷依奇克里克构造带迪北斜坡带的中段（图1）。
盆地 分析
埋藏史恢复方法：1回剥技术：由今溯古的恢复地层埋藏史的反演模拟技术。
原理：基于沉积压实原理，随着埋藏深度的增加，地层的上覆盖负载也增加，导致孔隙度变小，体积变小。
假定地层在沉降过程中横向不变，而仅是纵向变化，则地层体积变小就归结为地层厚度变小。
再根据地层的骨架厚度始终不变的假设，求取同一地层在不同时期的埋深技术思路是：各地层在保持其骨架厚度不变的条件下，从今天盆地分层现状出发，按地质年代逐层剥去，直至全部剥完为止。
适用于正常压实的地区或地层段。
应用条件：孔隙度变化是不可逆性的；同一地层（同一井点）只遭到一次剥蚀；已知剥蚀厚度、剥蚀时间；已知孔隙度随深度的变化。
2超压技术：从古到今恢复古地层压力史的正演模拟技术原理：从地表开始，计算一个地层的古超压史，同时算出相应的古厚度史，一直计算到今天。
这个古厚度史可能与实际厚度不一致，这时调整计算该地层的骨架厚度，进行第二次从古到今的计算；直至古厚度史的今天值与实际厚度吻合。
超压技术所用的关键参数是渗透率，更确切地说，是超压地层的顶界和底界的渗透率。
超压计算的数学模型包括古超压方程和古厚度方程两部分。
剥蚀厚度恢复方法：1、不连续镜质体反射率曲线图解法：在连续沉积的地层剖面中，镜质体反射率与深度的关系为一条连续的曲线；当存在较大的剥蚀面时，剥蚀面上下的反射率曲线发生不连续，根据剥蚀面上下镜质体反射率的差值可以大致估算剥蚀厚度。
2、泥岩压实曲线法：泥岩压实曲线即泥岩的声波时差（孔隙度）随深度的变化曲线在正常压实的情况下，在半对数坐标图上，时差与深度的关系成一条直线。
在无剥蚀的情况下，将正常压实趋势线外推到地表，可得到地表声波时差值t0。
3、构造横剖面法：根据未剥蚀部位地层厚度的变化趋势恢复被剥蚀部位的剥蚀厚度。
4、数值模拟法：首先假定剥蚀厚度，用数值模拟法获得埋藏史及热演化史，对比实测的热指标剖面与理论剖面，反复调整剥蚀厚度，直至二者相符，此时的剥蚀厚度即为所求的值。
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压实作用 脱水阶段 粘土矿物 排水量% 孔隙度% 地层压力 早期快速 孔隙水 纯蒙脱石 64.7 13.5 21.1 0.7 70~35 35~25 25~10 10~5 正常 正常 异常高压 正常
早期稳定 过剩层间水 纯蒙脱石 晚期突变 第三层间水 蒙伊混层 晚期紧密 最后层间水 纯伊利石
深 0 度
(m)
孔 隙 度 (%)
10 20 30
压实阶段 快速压实阶段 稳定压实阶段
1000
突变压实阶段
2000
紧密压实阶段
松辽盆地的泥岩压实曲线（据王行信，1980）
正常压实
压实作用
异常压实(欠压实)
正 常 压 实
孔隙流体处于开放状态，随上覆沉积物的增加的流体 不断排出，孔隙度随上覆沉积物的增加而相应减少。因此 ，正常压实段的孔隙流体压力处于动平衡状态，基本上保 持为静水柱压力，即孔隙流体压力系数取决于孔隙流体密 度。正常压实又称为平衡压实。
D j Hi ( D j ) Dj
1 ( z )dz
h H i ( h) h
1 ( z ) dz
式中 Hi(Dj)—现今顶界埋深为h(米)的第I层的厚度(米)； Hi(h)—第j层沉积时埋深为Dj(米)的第I层的厚度(米)； (z)—孔隙度与埋深的关系。 根据钻井地层分层资料和声波测井资料，由公式可以求解出 每一层在不同埋深下的厚度Hi(Dj)。
现今地层 第j层沉积
上 伏 地 层 厚 度 （ D j） 上 伏 地 层 厚 度 （ h）
第i层厚度 第i层厚度
H i(h)
H i(Dj)
时间 (Ma)
Tm T4 T3 T2 T1
Fn
F4
F3
F2
F1
深度
回 剥 法 示 意 图
F3
F2
F1
沉积初期
F2
(m)
F1
F1
F4 F3 F2 F1
现今地层
埋藏史恢复
一、地层压实校正 二、关键性参数 三、计算步骤
孔 隙 度 （ 对 数 ） 正 常 压 实 — 静 水 压 力 相 混 合 压 实 — 混 合 压 力 相
孔 隙 压 力
深 度
砂 页 岩 互 层
海 相 页 岩
欠 压 实 超 压 力 相
根据孔隙压力对泥岩压实阶段的划分
（据C.R.Evans,1975）
压实作用与孔隙度变化规律
埋藏史恢复
目的：
分析古构造的发展与演化 评价烃源岩有机质在地质时期中的热演化程度
分析地层在地质时期中经历的温度和压力条件
技术方法：
•Mckenzie的纯剪切法 •Airy地壳均衡法 •挠曲均衡法 •平衡剖面技术 •超压技术 •回剥技术
对盆 地或 剖面
考虑因素：
•构造与负荷沉降 •断裂事件 •地层压实作用 •剥蚀事件、沉积间断 •海平面与古水深
单井
埋藏史恢复的技术方法
一、泥质沉积物（岩）压实作用原理
压实作用是指在上覆沉积负荷作用下沉积物 受到的挤压作用，它是使疏松的沉积物固结成 岩的主要作用之一。 压实作用的压力主要来自上覆沉积物重力和 水体的静水压力。因此，压实作用在地质时期 中长期持续的一种成岩作用。
它从沉积物埋藏开始一直可以继续到沉积 物埋深达9000米以上。在压实作用下沉积物的 孔隙流体不断排出、孔隙度不断减少，体积密 度不断增加。
地 层 由 老 到 新
地层。 “回剥法技术”
B 8(My)
就是根据地层形成的时 间、空间顺序关系，从
C
12(My) 5 (My) 4 (My)
上而下恢复地层在各个 地质时期的厚度和埋藏
D F
深度。
0
5
10
15
20
现今25
(My) A
“ 回 剥 法” 恢 复 埋 藏 史 示 意 图
5 (My)
B 5 (My) C 5 (My) D 5 (My) E 5 (My)
1
2
1
1
沉积时间
沉 积 表 面 B A B C
C B
A
A
原 始 孔 隙 岩 石 骨 架 A沉 积 末 期 B沉 积 末 期
残 余 孔 隙
A层 岩 石 骨 架 不 变
C沉 积 末 期
沉积压实埋藏史示意图
地层 代号
岩性剖面 沉积时间
沉积岩层在沉积形
A
10 (My)
成过程中，自下而上形 成了由老到新的一系列
埋 藏 深 度
二、压实校正数学模型
同一地层在不同埋藏深度下地层厚度 埋藏深度 (m) 平均孔隙度 (%) 地层厚度 (m) 0 50 500 20 2500 10 5000 5
1000
700
600
550
A. D.Flavey和Ian Deighton(1981)在假定压实过 程中岩石骨架体积保持不变的条件下，提出下 列压实校正模型公式：
—孔隙度（%）；
0 —沉积初始孔隙度（%）；
c
Байду номын сангаас
—压实系数（1/m）；
z —埋藏深度（m）。
在正常压实阶段的压实曲线的编制方法，有直接测 量和间接测量两种。目前大多利用声波时差测井资料间 接求取孔隙度。根据Wyllie等人(1956，1958)大量试验 的结果，推断在具有均匀分布的小孔隙的固结地层中， 孔隙度与声波时差值之间具有线性关系：
地质时间
0 5 10 15 20 B C D E B A A 25
C D E
埋 藏 深 度
地层 代号
岩性剖面 沉积时间
A
10 (My)
地层剥蚀： 地层沉积与 抬升的时间 相同。
地层 代号
岩性剖面 沉积时间
A
10 (My)
B
8(My)
地层剥蚀
B
8(My)
被剥蚀 地层
C
12(My) 5 (My) 4 (My)
粒状方解 石胶结作用
油
压溶 作用 、 中粗 粒状 方解 石胶 结作 用
1
2
2
致密，亮晶颗粒灰岩 孔 隙 度 小 于 1-2%
秧1井D—P颗粒碳酸盐成岩演化序列
沉积物物理（机械）压实
碳酸盐沉积物物理（机械）压实产生的特征示意图
（据强子同等，1991）
含有稀疏颗粒的灰岩因压实作用转变为富颗粒灰岩示意图 图 2-10 含有稀疏颗粒的汇演因压
埋藏深度 (m) 平均孔隙度 (%)
地层厚度 (m)
50 50 1000
500 20 700
2500 10 600
5000 5 550
压实作用 “回剥法” 恢复埋藏史
“超压法”恢复埋藏史
“平衡剖面法”
一、回剥法原理
回剥法恢复埋藏史示意图
现今 厚度
再剥 去2层
剥去 3层
3层沉
积末期
3
1 2 3
2
Ze
Ze
Z
eff Pc Pf
欠压实泥岩孔隙流体压力、有效应力变化示意图
声 波 时 差
深 度0 126 Q Nm1 1000 Nm 2 200
（ 对 数 ）
(us/m) 100 300
流 体 压 力
(kg/cm2)
分 段 拟 合
(m)
正 常 压 实
0 e
c z
2000
Ng
Ed 3000 Es 4000
欠 压 实
d e
z
三、砂岩的压实作用
砂岩的胶 结作用和大量 次生孔隙的形 成往往使孔隙 度与深度的关 系变得复杂。 近年来， 虽然有许多学 者在这方面进 行了深入研究， 但是定量化的 描述仍然比较 缺乏普遍适用 性。
砂岩压实作用示意图（据M.R.Giles等（1998）
C
12(My) 5 (My) 4 (My)
D F
D F
剥蚀地层
0 5 10 15 20 25 30
现今
(My) A
“ 回 剥 法” 恢 复 埋 藏 史 示 意 图
5 (My)
B 5 (My) C 5 (My) D 5 (My)
剥蚀地层
地质时间
0 5 10 15 20 25 A B C D E
E 5 (My)
1
成岩作用
砂屑、鲕粒、生屑沉积物
纤状、刃状文石、高镁方解石 胶结作用、大气淡水溶蚀作用 淡水方解石 胶结作用
孔 隙 度 (%)
0 20 40
泥晶化作用
压实作用、重结晶作用 棘屑次生加大作用 溶蚀作用、构造破裂 压溶作用、石英交代 深部溶蚀、中粗粒 方解石胶结作用 构造裂缝、方解石充填
残余晶间孔、溶蚀孔、缝 颗 粒 灰 岩 ， 孔 隙 度 =2-6%
1 K
max eff eff
K'
0 e max eff e
式中
eff —有效应力；
K —随着围压增加而孔隙度减少的压缩系数；
K ' —围压减小而引起弹性回弹的压缩系数；
max eff —最大有效应力。
页 岩 孔 隙 度 深 度
（ 对 数 坐 标 ）
页 岩 流 体 压 力
压实作用与孔隙度变化规律
声 波 时 差
深 度0
(m)
(us/m) 100 300
流 体 压 力
126 Q Nm1
200
（ 对 数 ）
(kg/cm2)
孔 隙 度 （ %）
（ 对 数 ）
1000 Nm 2
2000
Ng
Ed 3000 Es 4000
黄骅坳陷港深28井声波时差、流体压力、孔隙度随深度变化关系
四、碳酸盐岩的压实作用