南华北盆地晚石炭世中二叠世构造沉积演化与烃源岩评价

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1、摘要南华北盆地石炭一二叠系烃源岩分布广泛、类型多样，为油气生成提供了良好的物质基础。同时，南12井、周参13井、周参16井、周参7井、周参8井均在石炭一二叠系中见油气显示，反映出南华北盆地石炭一二叠系已经发生过油气生成、运移和聚集，并且与南华北相邻的周缘其他盆地的石炭一二叠系天然气勘探已获突破性进展，这些都说明石炭一二叠系具有极大的天然气勘探前景。但南华北盆地上古生界油气勘探至今尚未获得突破，所以开展南华北盆地晚石炭世一中二叠世构造沉积演化与烃源岩评价的研究，能为油气勘探获得突破提供重要的科学依据和翔实资料。本论文以整体、综合、动态分析为原则，应用多学科理论，结合现代测试技术与方法，从宏观和微

2、观相结合的角度，着重开展了以下研究工作：①对研究区石炭一二叠系进行了多重地层的划分与对比；②在构造层和构造期次划分的基础上，开展了上石炭．中二叠统沉积体系、沉积环境和沉积相的研究，并分构造期次地进行了晚石炭世-中二叠世原型盆地的恢复，并确定不同构造阶段原型盆地的充填序列及沉积．沉降中心；③初步确定了南华北盆地上古生界的碳酸盐岩型烃源岩的有机质丰度下限值，以及三种类型(泥岩型、碳酸盐岩型、煤型)烃源岩的评价标准：④利用碳酸盐岩型烃源岩的原始热解数据和热解S2峰的蜂型对其原生性进行识别和判断，并对三种类型的烃源岩分别进行客观的评价；⑤研究构造沉积演化对烃源岩分布和生烃期次的控制；⑥在上述工作的基础

3、上，确定了有利烃源岩分布区和主力烃源岩类型、好烃源岩层位，并对研究区石炭系一二叠系油气资源量进行了重新计算。主要认识与成果如下：1、采用石炭系二分、二叠系三分的国际最新划分方案对研究区上古生界进行了精细划分与对比，并提供了岩石地层单位的精细对比标志，它为今后本区上古生界油气勘探提供了扎实的基础资料。2、通过对研究区本溪组一石盒子组厚度分析，岩石组成与物源分析，古流分析等，系统地研究了本溪期、太原期、山西期、石盒子期的原盆地环境格局及其演化。①本溪期，研究区为陆表海，海水自东北部和东部侵入研究区，自东向西依次出现海侵沼泽相区，泻湖海湾沼泽相区和滨岸泻湖沼泽相区。②太原期，研究区自东向西依次是浅海

4、相区，海湾泻湖沼泽相区和滨岸砂滩沼泽相区。③山西期，研究区自东向西依次是下三角洲平原和上三角洲平原。④下石盒子期，研究区自南东向北西依次是海湾相区，下三角洲平原，上三角洲平原。⑤上石盒子期，研究区主体为潮坪湖泊相区和分流河道，分流河湾相区组成。北物源为主要物源供给区，南物源为次要物源供给区。⑥上石盒子组中的硅质岩为生物成因，代表的是一次海泛期的沉积。3、晚石炭世到中二叠世，盆地经历了自北向南不断迁移；沉积体系经历了以台地一堡岛体系向河流体系的演化。①本溪期，盆地的坳陷中心地带大致在邢台一天津一唐山一本溪一带；海水侵入方向由北东向南西。②大原期，盆地的沉降一沉积中一tl,在焦作一郑州～鹿邑～淮北

5、一带；③山西期，盆地的沉降一沉积中心在郑州一开封～鹿邑一灵壁一带；④石盒子期，盆地的沉降一沉积中心在新郑一周口一淮南～带。⑤研究区在晚古生代经历了陆表海贫地形成、发展、衰退以至逐渐消亡的历程，岩相古地理也经历了以台地一堡岛体系为主逐渐向以湖泊一三角洲体系和河流体系为主的演化。4、研究认为，晚石炭世一早二叠世盆地是弱伸展背景下的克拉通坳陷盆地类型，中二叠世盆地是大型克拉通内陆坳陷盆地类型。5、研究区上石炭统一中二叠统泥岩型烃源岩有机碳含量较高，一般大于1．0％，有机质类型以III型为主，热演化程度一般在高成熟一过成熟阶段，以生气为主。6、研究区下二叠统碳酸盐岩型烃源岩有机质含量较高，有机质类型以

6、ⅡI型为主，部分达到IIB型，有机质大多属于成熟阶段，部分进入高成熟一过成熟阶段。其成烃演化以Tm。=445℃、490℃、590℃为界划分为三段：成岩作用阶段、成岩作用晚期阶段、深成作用和变质作用阶段。7、研究区上石炭统一中二叠统煤系烃源岩有机碳含量平均65．46～72．58％，氯仿沥青“A，，平均O．0219～O．663％，最高达1．596％，总烃平均100．5～2418ppm，最高可达14226ppm，生烃潜量为7．04～89．2mg／g：煤系烃源岩有机质类型以IU型为主，有机质经历了漫长的热演化过程，其成熟度较高，已生成大量的天然气和液态烃。其镜质体反射率曲线出现三段式的特点，这与有机质

7、热降解生成油气的三个演化阶段大致相对应，其中第二段变化幅度最大，位于生油气的高峰区。8、研究认为周口坳陷北部为有利烃源岩分布区，太原组、山西组和下石盒子组下中部为好烃源岩层位，煤系烃源岩尤其煤岩是对研究区油气生成贡献最大的烃源岩类型；重新计算出南华北盆地上古生界地质资源量为12101x108m3。关键词：南华北盆地；晚石炭世一中二叠世；沉积构造演化；烃源岩评价。AbstractPermian·Ca