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据前人统计,南海的石油储量约200-300亿吨,大致是我国石油资源量的三分之一,有“第二个波斯湾”之称。琼东南和珠江口盆地是南海北部大陆边缘两个重要的含油气沉积盆地,其油气资源非常丰富,但油气储量与分布的层位却各尽不同。
本论文以琼东南和珠江口盆地的烃源岩为解剖对象,以富生烃凹陷理论为指导,以综合地质研究和数值模拟技术为手段,采用背景分析、整体分析和演化分析相结合原则,重视富生烃凹陷间烃源岩的动力学背景对比分析,强调国内外相关烃源岩的类比分析,阐明琼东南和珠江口盆地烃源岩特征、演化及其差异,分析其主控因素,并且结合盆地现今的含油与含气带,探讨油气分布与烃源岩差异的关系。取得的主要认识及成果如下:
1、识别并且划分了琼东南与珠江口盆地烃源岩的环境-岩石类型,并分析了其分布的层位、范围和总体厚度。
根据烃源岩的沉积环境和烃源岩岩性特征,可以将琼东南和珠江口盆地的烃源岩划分为陆相湖盆泥岩、海陆过渡相沼泽煤系或含煤泥岩以及浅海相泥岩等三种环境-岩石类型。陆相湖盆泥岩型烃源岩主要分布于琼东南盆地北部坳陷带和中央坳陷带东部的始新统及珠江口盆地惠州、西江、恩平、陆丰、文昌、顺德和白云凹陷的文昌组,且在珠江口盆地厚度较大。海陆过渡相沼泽煤系或含煤泥岩型烃源岩主要分布于琼东南盆地北部坳陷带崖城组及珠江口盆地文昌、陆丰、惠州、西江、恩平和白云凹陷的恩平组;前者厚度一般,后者厚度较大。海相泥岩型烃源岩主要分布在琼东南盆地中央坳陷带陵水组以及珠江口盆地惠州、恩平和白云凹陷的珠海和珠江组;厚度总体都比较小。
2、从烃源岩有机质的组成特征、丰度及成熟度的角度详细分析了琼东南与珠江口盆地三类烃源岩的基本特征及其差异。
有机质类型方面,珠江口盆地陆相烃源岩总体是Ⅰ-Ⅱ1型,少量是Ⅲ型,海陆过渡相烃源岩是Ⅱ-Ⅲ型,海相烃源岩是Ⅱ2-Ⅲ型;琼东南盆地海陆过渡相烃源岩是Ⅲ型,海相烃源岩为Ⅱ2-Ⅲ型,少量是Ⅱ型和Ⅲ1型。有机质的显微组分方面,珠江口盆地烃源岩镜质组含量普遍高于琼东南盆地,但惰质组的含量普遍低于琼东南盆地。烃源岩氯仿沥青“A”族组成方面,珠江口盆地饱和烃、芳烃和沥青的含量都普遍高于琼东南盆地。生物标志物方面,三种类型烃源岩都是以C27和C29为主,但不同类型烃源岩其C27和C29的具体含量存在差异。烃源岩有机质丰度方面,珠江口盆地的陆相和海相烃源岩有机质丰度高,琼东南盆地的海陆过渡相烃源岩次之,两个盆地的海相烃源岩最低。烃源岩有机质的成熟度方面,陆相烃源岩成熟度最高,海陆过渡相次之,海相烃源岩最低。
3、整体评价了琼东南与珠江口盆地三种类型烃源岩的质量与潜力。
本文采用秦建中提出的我国烃源岩有机质丰度评价标准,将珠江口盆地陆相烃源岩整体评价为中等-很好烃源岩,海陆过渡相烃源岩整体评价为很好烃源岩,海相烃源岩整体评价为差-中等烃源岩;将琼东南盆地海陆过渡相烃源岩整体评价为差-中等烃源岩,海相烃源岩整体评价为差-中等烃源岩。总的来说,陆相和海陆过渡相烃源岩是两个盆地的主力烃源岩,生烃潜力较大。
4、通过盆地数值模拟对比分析了琼东南与珠江口盆地烃源岩演化的特征及其差异,并且总结了两个盆地的油气成藏组合类型。
烃源岩的生烃门限方面,珠江口盆地北部比南部的要深些,琼东南盆地的中央坳陷带比南部坳陷带要浅些,并且珠江口盆地整体比琼东南盆地要浅一些,这与地壳的薄厚及大地热流的高低有着密切的联系。烃源岩生烃时刻方面,珠江口盆地的烃源岩大规模生烃时刻普遍早于琼东南盆地,但琼东南盆地的中央坳陷带因其地层很厚,可能导致主力烃源岩大规模生烃时刻偏早。陆相烃源岩大规模生烃时刻最早,海陆过渡相烃源岩次之,浅海相烃源岩大规模生烃时刻最晚。成藏组合类型方面,珠江口盆地发育三套油气成藏组合,即前扩张初始裂陷期湖相成藏组合、同扩张主裂陷期海陆交互成藏组合和后扩张缓慢沉降期海相成藏组合;琼东南盆地发育四套油气成藏组合,即前扩张初始裂陷期湖相成藏组合、同扩张主裂陷期海陆交互成藏组合、后扩张缓慢沉降期海相成藏组合和后扩张快速沉降期海相成藏组合。
5、从盆地的构造演化和充填演化角度分析了两者对烃源岩差异的控制作用,并且总结了两个盆地烃源岩的发育模式。
盆地的构造演化和充填演化一起控制着烃源岩的差异;珠江口盆地珠二坳陷和琼东南盆地中央坳陷带属于巨厚后扩张期充填型盆地,陆相湖盆泥质烃源岩、海陆过渡相煤层或含煤岩系烃源岩及海相泥质烃源岩都可作为潜在的有效烃源岩;珠江口盆地珠一坳陷、琼东南盆地北部坳陷和南部坳陷属于中等后扩张期充填型盆地,陆相和海陆过渡相烃源岩均处于生烃门限深度之下,达到成熟阶段甚至过成熟阶段,而浅海相烃源岩多位于生烃门限以上。珠江口盆地的珠一、珠三坳陷和琼东南盆地的北部坳陷带,主要的烃源岩是文昌组和始新统的陆相烃源岩,其次是恩平组和崖城组的海陆过渡相烃源岩;珠江口盆地的珠二坳陷和琼东南盆地的中央坳陷带,主要的烃源岩是恩平组和崖城组的海陆过渡相烃源岩,其次是海相烃源岩。陆相烃源岩主要是生油,而海陆过渡相烃源岩主要是生气。