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本课题以现代石油地质理论为指导,利用地质、地震、钻井、测井、分析化验等资料及前人地质研究成果,对盆地三套有效烃源岩的分布及其特征进行了分析和评价,对石炭—二叠系煤系烃源岩二次生烃条件进行了探讨,简要介绍了各层系的储盖条件及生储盖组合,依据油气资源评价结果,研究油气资源的分布规律,提出了有利勘探区带。
(1)根据国内外大量油气勘探实践,建立了南华北盆地有效烃源岩的下限标准。灰岩有机碳含量≥0.3%;泥灰岩有机碳含量≥0.5%;泥岩有机碳含量≥1.0%;同时考虑到区内古近系为盐湖沉积,母质类型好(Ⅱ<,1>型为主,部分Ⅰ型和Ⅱ<,2>型),生、排油强度较大的实际,将有机碳含量0.6%作为古近系核桃园组盐湖相有效泥质烃源岩的评价标准。
(2)通过各层系烃源岩分布及其特征的研究,厘定南华北盆地存在上古生界、中生界、新生界三套有效烃源岩。
①上古生界石炭—二叠系煤系为盆地区域性有效烃源岩,分布于中北部坳陷带及太康隆起,具有分布广、厚度大、有机质丰度高、类型Ⅱ—Ⅲ型、成熟度高等特点,具备二次生烃条件,二次生烃范围主要分布于中部坳陷带,是盆地天然气资源的主力烃源岩。
②中生界有效烃源岩主要有三迭系,中下侏罗统和下白垩统三个层段。其中三迭系主要分布丁济源凹陷,中下侏罗统主要分布于谭庄一沈丘及济源等凹陷,下白垩统主要分布于谭庄一沈丘及黄口凹陷。三个层段中以下白垩统湖相暗色泥岩和煤系烃源岩最具代表性,主要发育于永丰组和巴村组,具有厚度大、有机质丰度高、类型Ⅱ—Ⅲ型、不同构造部位热演化差异大、处于成熟一过成熟阶段、分布区域相对稳定和集中的特点,凹陷沉积中心具有二次生烃条件,是盆地原油资源的主力烃源岩。
③新生界古近系有效烃源岩主要分布于舞阳、襄城等凹陷,发育于核一段中下部—核二段的中上部和核三段的局部,具有有机质丰度高、类型好、热演化程度低的特点,是未熟一低熟稠油的主力烃源岩。
(3)二次生烃热模拟实验表明,一次、二次生烃过程与连续生烃过程的产烃总量基本相同,二次生烃数量的大小受控于烃源岩的初始成熟度的高低和一次生烃持续时间的K短以及二次演化最终成熟度的高低和持续时间的长短等因素。南华北盆地上古生界的埋藏史研究表明,石炭—二叠系煤系烃源岩具有二次生烃条件,二次生烃烃源岩的初始成熟度北高南低,R<,0>值介于0.8—1.2%,终止成熟度R<,0>值大于2.6%,二次生烃范围主要分布于谭庄一沈丘、倪丘集、鹿邑、襄城等凹陷。
(4)南华北盆地存在下古生界、上古生界、中生界和新生界四套储层及多层泥质岩盖层。古生界和中生界砂岩储层物性差,构造裂隙和不整合面为其主要储集空间,泥质岩盖层具有高封闭能力;古近系砂岩储层物性中等,分布广泛,泥质岩盖层具有较高封闭能力。在不同凹陷共发育白生自储、下生上储和上生下储三大类型的生储盖组合,以古生新储新盖和中生新储新盖两种组合较为有利。
(5)利用第四次油气资源评价结果,对油气资源在平面、层系、深度及品位上的分布特征进行了研究和评价。平面上,油气资源主要分布在谭庄一沈丘凹陷,占所评价的十个凹陷油气总资源量的40.2%;层系上,油资源主要分布在新生界和中生界,占所评价的十个凹陷油气总资源量的72%,天然气主要分布在石炭一二叠系;深度上,99%的油气资源分布于2000—4500m,极少量天然气分布于4500m以下;油气资源品位主要属于正常油和天然气,部分稠油,可能存在少量凝析油。
(6)根据生烃潜力分析及资源分布特征,指出谭庄一沈丘凹陷具有凹陷面积人,上古生界及中生界烃源岩发育,具备二次生烃条件,生储盖条件好,远景资源规模大等优点,综合评价为最有利勘探区带;济源、倪丘集凹陷具有凹陷面积中等,上古生界及中生界烃源岩发育,倪丘集凹陷石炭一二叠系具备二次生烃条件,仅盖层条件稍差,两凹陷远景资源量共占所评价的十个凹陷油气总资源量的27.8%,综合评价为较有利勘探区带;舞阳、襄城、鹿邑、黄口、中牟、临泉、阜阳等凹陷资源量较小,所占比例较小,勘探程度相对较低,综合评价为勘探远景区。