北美落基山盆地区粉河盆地含油气系统研究0903

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1、粉河盆地油气地质条件与含油气系统研究摘要：关键词:0引言粉河盆地位于北纬42。〜46。，西经103。〜109。范围内，落基山盆地区东北部，政区上位于美国西部的怀俄明州东北部和蒙大拿州东南部，东西宽约230千米，南北长约480千米，面积约lO.^K/kn?。粉河盆地是落基山盆地群中油气资源最丰富的盆地之一，也是一个勘探程度髙度成熟的盆地，其油气勘探始于19世纪后期，一百多年的油气勘探、开发历程可分为两个阶段：即1948年之前的单纯背斜找油阶段和1948年之后的以岩性油气藏发现为主的综合勘探阶段°截止2013年,盆

2、地内已发现504个油气出，累计产量超过2.6亿吨（WOGCC,2014）。粉河盆地以产油为主，从宾夕法尼业系到上白垩统储层的构造和岩性圈闭屮都有油气产出，深度从东部的数百英尺到盆地轴部大于15000英尺。资源类型以中质油和天然气为主，凝析油为辅。本文从盆地油气地质条件及含油气系统的角度对粉河盆地进行解剖。1地质概况粉河盆地是落基山盆地区众多中小型盆地的肌型代表，在构造上位于落基山逆冲褶皱带与北美克拉通之间的地区。盆地周缘被山脉及隆起所限（图1）,东起黑山，西至卡斯帕降起及人角山脉，北部为迈尔斯城隆起，南端则为哈

3、特维尔隆起和拉腊米山，盆地内断裂不发育，仅在盆地西部和南部的边缘发育一系列基底推覆构造和晚白垩世一始新世的逆断层，盆地现今的构造形态为一轴向北西的不对称凹陷，盆地东翼地层平缓，倾角1°〜5°,西翼地层陡，倾角10°〜45°（图2）。盆地东西侧的构造差异对地层沉积产生影响，从而形成了不同的油气聚集特点，主要表现为成熟怪源岩多聚集在盆地西侧埋深较大处，生成的油气沿不整合面等通道向东运移。■■■亍图12油气地质特征2.1桂源岩粉河盆地主耍发育二叠系的Phosphoria页岩、下白垩统Mowry页岩及上白垩统Niobr

4、ara页岩三套主要的坯源岩，古近系发育多套煤层，以产煤层气为主。白垩系页岩是盆地内最重要的桂源岩，其次是区域性的二叠系Phosphoria页岩。2.1.1二叠系Phosphoria组桂源岩Phosphoria组沉积于现今爱达荷州南部，蒙大拿州西南部，怀俄明州西部，科罗拉多州西北部和犹他州北部的大型大陆浅海海湾中，以II型干酪根为主，是良好的生油岩。Phosphoria组分为下部的MeadePeakPhosphatic页岩段和上部的RetortPhosphatic页岩段，两段都是Phosphatic组重要的生油层

5、位。它们沉积的水体来自于水温相对较低的富含营养物质的科迪勒拉海，磷酸盐矿物丰富，能够维持高有机质产率。两段页岩的平均有机碳含量约为10%,在有机质最富集的层段可以达到30%oPhosphoria组炷源岩于中晚白垩世进入生油窗，目前Phosphoria组Ro平均值为1.35%,达到成熟到过成熟阶段。Phosphoria组所产石油的含硫量髙达2.1%,构成了与低硫的白垩系石油的显著区别。2.1.2下白垩统Mowry炷源岩Mowry页岩是下白垩统油气的主要桂源岩，属于早白垩世阿尔布阶期到晚白垩世赛诺曼期最大海侵期的暗

6、色硅质页岩沉积，区域上厚度从东南向西北方向逐渐增丿孚，在盆地及盆地周边均有分布，盆地内平均厚度76米。埋深也市东向西逐渐增深，干酪根类型为II型和III型的混合，其屮II型干酪根比例较高。Mowry页岩TOC平均值为2%到3%,在盆地东南和西北部较低，中部较高，最高达4.9%,有机质成熟度从东北向西南部逐渐增加，最大达1.5%。研究表明Mowry页岩目前的排绘量已经达到大约119亿桶油当量，是盆地中最大的生油层位。2.1.3上白垩统Niobrara婭源岩Niobrara组碳酸盐为上白垩统主要的烧源岩，是晚白垩世

7、土仑阶晚期到坎帕阶早期的浅海内陆海道碳酸盐相沉积，成分以碳酸盐和页岩为主，夹薄层、低孔渗的浅海相砂岩，是落基山盆地区上白垩统海相体系里一段区域上分布广泛的巨厚地层。盆地内Niobnmi组厚度从东南向西北逐渐增厚，最大达到200米。盆地内Niobrara地层干酪根类型主要为II型，有机碳含量平均为3%。有机质主要集屮在暗色薄层泥质夹层中，而碳酸盐岩层段的TOC只有1%〜2%。Niobrara页岩成熟度普遍不高，处于生桂演化的未成熟-成熟阶段。利用镜质体反射率、岩石热解及盆地模拟等方法测算的炷源岩热演化程度显示，在

8、盆地东部，Niobrara地层处于未成熟阶段；而在盆地西部，30Ma时Ro达到0.6%并开始排烧，10Ma时达到最大埋深2957米，Ro达到最大值0.68%,以产低熟油为主。2.2储盖层粉河盆地储集层十分发育，主要的储集层共有七套，主要分为古生界宾夕法尼亚系■二叠系砂岩储层和中生界白垩系砂岩储层，白垩系储层又对分为下白垩统和上白垩统储层两类。其屮古生界储层以台地和礁滩相碳酸盐岩为主，中