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滨浅湖细粒沉积烃源岩有机质富集机理研究

陈果  
【摘要】:鄂尔多斯盆地是国内重要的富油气沉积盆地,其上三叠统延长组长7段湖相烃源岩被证实为盆地中生代含油气系统的主力烃源岩。关于该套烃源岩地球化学特征的研究主要集中在盆地沉积中心,而忽视了对盆地周缘优质烃源岩发育和成因机理的研究,这制约了盆地周缘油气资源的勘探与开发。本文基于盆地周缘盐池-定边地区勘探井的测井、录井资料以及156件烃源岩样品的地球化学数据,综合利用了地质学、地球化学以及地球物理学研究方法综合分析了鄂尔多斯盆地周缘地区长7段烃源岩有机地球化学特征、烃源岩形成环境及有机质富集主控因素,总结出了一套滨浅湖细粒沉积富有机质烃源岩发育模式。研究表明,研究区长7段烃源岩有机质丰度高,平均有机碳含量达到2.68%,生烃潜量平均值达到15.81 mg/g;另外,从有机岩石学观察得出壳质组和矿物沥青基质是主要的生油组分,并且通过对岩石热解和干酪根元素的分析,综合得出研究区长7段烃源岩有机质类型为典型的II型有机质,其有机质的母源构成是典型的低等水生生物与陆源高等植物的混合输入;通过测定烃源岩Ro、热解Tmax以及对饱、芳分子标志物的分析得出研究区长7段烃源岩正处于低熟-成熟阶段。总体来说,研究区长7段烃源岩具有良好的生烃潜力。此外,通过对烃源岩中氧化还原敏感元素比值、分子标志物以及莓状黄铁矿的研究,总结出研究区长7沉积环境是以弱氧化-弱还原为主的淡水沉积环境。根据研究区长7段伽马测井曲线和密度曲线的变化,利用旋回地层学理论,建立了研究区长7期的天文地质年代格架,精确划分了长7各亚段的沉积起止时间及持续时间,并结合天文地质年代表获得了长7段烃源岩高分辨沉积速率,利用滑动窗口相关系数分析对获得的沉积速率进行了对比验证;与此同时,还利用莓状黄铁矿的晶体粒径分布理论获得了长7段烃源岩沉积的相对沉积速率变化,两种方法所获得的沉积速率变化能相互印证其准确性。此外,结合新建立的参数:单位古生产力所保留的有机碳含量,TOC_(pup)(TOC per unit paleoproductivity),探讨了沉积速率对有机质丰度的影响,研究表明适当的沉积速率有利于沉积有机质的保存,而过慢或过快的沉积速率会增大有机质的氧化消耗或者稀释沉积有机质的丰度。利用古生产力参数P_(org)、Ba_(bio)以及Mo对研究区长7沉积期湖盆古生产力进行定性评价,并在充分考虑陆源有机质输入、有机质沉降过程中氧化消耗以及硅质碎屑稀释的前提下,对研究区长7期湖盆古生产力进行了恢复,结果表明研究区长7沉积期湖盆为富养型-超富养型湖盆。最后,本文讨论了生产力模式和有机质保存模式对古生产力参数(P_(org)、Ba_(bio)和TOC)的影响,结果表明研究区长7段富有机质烃源岩形成的主控模式是以古生产力模式为主、有机质保存模式为辅。结合研究区长7沉积期的古气候条件、沉积水体条件(水体盐度、古水深)、母岩化学性质、火山热液活动以及古生产力条件和有机质保存条件,总结出一种温暖湿润古气候背景下的高陆源碎屑供应,并伴有强烈火山热液活动带来营养物质的生产力模式。


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