中国近海断―坳转换期煤系烃源岩特征——以西湖凹陷平湖组烃源岩为例

刁慧; 刘金水; 侯读杰; 蒋一鸣; 张涛; 曾文倩

doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2019061403

中国近海断―坳转换期煤系烃源岩特征——以西湖凹陷平湖组烃源岩为例

1.
中海石油（中国）有限公司上海分公司，上海 200335

2.
中国地质大学（北京）能源学院，北京 100083

基金项目: “十三五”国家科技重大专项“东海深层低渗-致密天然气勘探开发技术”（2016ZX05027-001）

详细信息

作者简介: 刁慧(1984—)，男，工程师，现主要从事石油地质研究，E-mail：diaohui@cnooc.com.cn

中图分类号: P744.4

收稿日期: 2019-06-14

修回日期: 2019-08-08

刊出日期: 2019-12-25

Coal-bearing source rocks formed in the transitional stage from faulting to depression nearshore China——A case from the Pinghu Formation in the Xihu Sag

1.
Shanghai Branch Company of CNOOC (China) Ltd, Shanghai 200335, China

2.
School of Energy Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China

Received Date: 14 June 2019

Revised Date: 08 August 2019

Publish Date: 25 December 2019

摘要

摘要:
西湖凹陷是东海陆架盆地最重要的含油气凹陷，古近系晚始新统平湖组烃源岩是西湖凹陷主力烃源岩，晚始新世平湖组沉积时期西湖凹陷处于断―坳转换时期，平湖组为一套海陆过渡相煤系地层，形成于半封闭海湾沉积环境。本文对断坳转换平湖组煤系烃源岩的分布、母质来源和生烃特征进行系统分析。结果表明：断—坳转换下的煤系烃源岩广覆式分布，平湖组煤系烃源岩富含反映干燥针叶类裸子植物来源的异海松烷和潮湿蕨类植物来源的β-扁植烷等二萜类化合物，从斜坡带向凹陷中央具有β-扁植烷增加的特征。从显微结构上表现为富含树脂体的煤系烃源岩，其具有“早期利于生油、晚期持续生气”的生烃模式。正是这种分布格局、母质来源和生烃特征决定了西湖凹陷油气藏具有“东气西油”的分布格局。
- 煤系烃源岩 /
- 树脂体 /
- 二萜类化合物 /
- 西湖凹陷
Abstract:
The Xihu Sag is the most important oil-bearing sag in the East China Sea Continental Shelf Basin, in which prevailed the Late Eocene source rocks of the Pinghu Formation, which was formed while the sag was situated in a transitional stage from faulting to depression. The Pinghu Formation is a set of marine-continental transitional coal-bearing sequence deposited in a semi-enclosed depositional environment of a bay. The authors systematically studied the distribution pattern, source of parent material and hydrocarbon generation characteristics of the coal-bearing source rocks. The results show that the coal-series source rocks were distributed widely in the sag and formed in a faulting-depression transitional stage. They are rich in iso-seasones and wet fern-derived β-bentane, reflecting a source from dried coniferous gymnosperms, in which diterpenoids are characterized by an increase in β-flatane from the slope zone to the center of the depression. From the microstructure, it is a kind of resin-rich coal-based source rock, which generated oil in early stage but gas in late-stage. The distribution pattern of “Gas in the East and Oil in the West” in the Xihu Sag is also determined by the distribution pattern, parent material source and hydrocarbon generation characteristics of the source rocks.
- source rock /
- resinite /
- diterpanes /
- the Xihu Sag

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图 1 西湖凹陷构造—地层划分

Figure 1.

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图 2 不同构造带泥岩Tmax-HI有机质类型判识图

Figure 2.

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图 3 煤Tmax-HI有机质类型判识图

Figure 3.

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图 4 泥岩显微组分三角图

Figure 4.

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图 5 煤显微组分照片

Figure 5.

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图 6 不同构造带烃源岩热演化剖面

Figure 6.

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图 7 平湖斜坡带北部典型井生标剖面图

Figure 7.

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图 8 平湖斜坡带南部典型井生标剖面图

Figure 8.

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图 9 天台构造带典型井生标剖面图

Figure 9.

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图 10 不同构造带平湖组一、二段烃源岩生标对比图

Figure 10.

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图 11 平湖组三、四段烃源岩对比

Figure 11.

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图 12 西湖凹陷烃源岩生烃演化地球化学剖面图

Figure 12.

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图 13 西湖凹陷平湖组煤和泥岩生烃模拟实验产烃率曲线图

Figure 13.

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图 14 西湖凹陷平湖组烃源岩生烃模式图

Figure 14.

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表 1 西湖凹陷烃源岩丰度统计表

Table 1. Organic matter abundance in source rocks of Pinghu Formation in Xihu Sag

岩性	层段	TOC/%	（S₁+S₂）/（mg/g）	HI/（mgHC/gTOC）	氯仿沥青A/%	HC/10⁻⁶
泥岩	一、二段	0.5～9.7 1.68（336）	0.22～27.0 3.97（336）	31.4～656.3 222.5（311）	0.0033～0.624 0.108（44）	157.6～5 884 633.84（43）
	三、四段	0.5～9.8 1.96（389）	0.21～44.4 4.69（387）	21.7～840.2 193.2（383）	0.0142～0.619 0.16（26）	110.7～2 834 866.73（21）
	五段	0.5～6.59 1.26（98）	0.34～9.79 2.45（98）	30.8～453.3 11.7（98）	0.0276～0.5074 0.127（4）	351.1～1 298.2 432.7（3）
煤	一、二段	13.99～72.9 46.01（36）	18.3～219.2 123.16（36）	114～868.9 260.7（22）	0.2261～3.3928 1.53（18）	755.4～10 677.1 474.2（15）
	三、四段	20.8～57.5 38.95（21）	51.4～215.8 123.6（21）	192.9～403.3 261.8（17）	1.81～1.93 1.87（2）	8 203～10 998 9 600.5（2）
	五段	12.65～61.9 41.72（5）	37.3～193.8 91.43（5）	92.3～326.0 226.3（5）	0.313（1）	1 447.62（1）
注：

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表 2 不同构造带平湖组泥岩丰度统计表

Table 2. Organic matter abundance in mudstones of Pinghu Formation from different tectonic units in Xihu Sag

构造带	TOC/%	（S₁+S₂）/（mg/g）	HI/（mgHC/gTOC）	氯仿沥青A/%	HC/10⁻⁶
杭州斜坡带	0.51～3.9 1.4（39）	0.28～14.9 2.75（39）	51.6～382.8 155.9（35）	0.003 3～0.687 0.032（12）	126.3～2 400 672.2（5）
平湖斜坡带	0.5～9.84 1.79（593）	0.22～44.4 4.32（590）	21.9～840.2 199.1（587）	0.034 5～0.624 0.168（47）	110.7～5 884 771.9（47）
天台斜坡带	0.59～9.18 2.02（20）	0.21～12.6 1.72（20）	21.65～130.5 67.6（20）	—	—
黄岩构造带	0.52～3.3 1.38（109）	0.51～12.3 4.39（109）	63.4～656.3 334（88）	0.028 3～0.288 6 0.082（15）	167～1 653 474.2（15）
天台构造带	0.51～8.37 2.34（62）	0.3～16.5 3.44（62）	44.9～191.3 112.1（62）	—	—
注：

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表 3 不同构造带平湖组煤丰度统计表

Table 3. Organic matter abundance in coals of Pinghu Formation from different tectonic units in Xihu Sag

构造带	TOC/%	（S₁+S₂）/（mg/g）	HI/（mgHC/gTOC）	氯仿沥青A/%
平湖斜坡带	20.8～61.9 41.01（29）	51.36～215.75 122.55（29）	92.27～403.32 255.52（24）	0.248～1.93 1.35（4）
天台斜坡带	53.29（1）	159.7（1）	277（1）
黄岩构造带	12.65～72.95 42.76（26）	18.29～219.15 115.32（26）	114～869 278.1（13）	0.226 1～3.392 8 1.542（17）
天台构造带	42.4～67.8 54.78（6）	104.49～164.56 129.22（6）	180.3～239.5 215.3（6）
注：

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表 4 平湖组煤显微组分统计表

Table 4. Distribution of maceral composition in coals in the members of Pinghu Formation

组段	C1/%	C2/%	V/%	I/%	Al/%	Cu/%	Sp/%	Re/%	E/%	样品数
一段	5.0～21.6 13.5	3.0～84.4 48.3	77.5～93.5 86.5	0～7.7 2.8	0～1.9 0.8	0～3.3 1.3	0～6.6 1.6	2.6～9.9 6.8	6.2～16.5 10.7	6
二段	2.8～30.8 14.5	14.2～78 57.8	73.1～92 85.9	0～24.6 1.7	0～2.5 0.8	0.2～5.6 2.1	0.2～5.4 2.4	1.2～14 6.6	2.3～20.3 12.4	23
三段	0～40.9 15.6	12.8～95.8 53.9	77.7～99.6 87	0～14 1.4	0～8.8 0.4	0～13.8 2.1	0～8.8 2.1	0～19.7 5.9	0.4～21.7 11.6	34
四段	1.6～57.6 15.0	14.7～87.9 58.8	73.9～98.4 88.8	0～6.8 1.3	0～7.7 0.7	0～8.9 1.9	0～9.7 2.1	0～17.3 3.8	0.8～23.2 9.8	48
五段	1.7～21.2 9.9	37.2～80.9 63.3	74.6～97.7 87.2	0～8.5 2.1	0～15.1 1.9	0.3 ～5.4 2	0～4.7 1.3	0～17.7 4.5	1.5～23 10.6	19
注：C1为均质镜质体；C2为基质镜质体；V为镜质组；I为惰质组；Al为藻类体；Cu为角质体；Sp为孢子体；Re为树脂体；E为壳质组；各有机显微组分总和为100%。

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表 5 不同构造带煤显微组分统计表

Table 5. Maceral composition of coals from different tectonic units

构造带	C1/%	C2/%	V/%	I/%	Al/%	Cu/%	Sp/%	Re/%	E/%	数量（件）
杭州斜坡带	0.5～82.4 18.6	2.5～83.6 61.0	79.4～90.9 86.4	0～3.1 0.7	0～0.9 0.2	0.4～4.3 1.5	0.3～9.1 3.3	0～11 7.1	8.7～19.2 13.0	14
平湖斜坡带	0～57.6 14.6	3～95.8 54.4	64.3～99.6 87.1	0～14 1.7	0～15.1 0.9	0～13.8 2.1	0～9.7 2.1	0～19.7 4.9	0.4～33.1 11.1	115
黄岩构造带	0.7～38.9 16	35.2～84.4 63.9	73.1～93.5 87.6	0～24.6 1.4	0～11 1.2	0～6.6 1.6	0～5.4 1.2	0.4～13.8 6.6	2.3～16.6 10.9	43
嘉兴构造带	5.5～36.8 15.3	35.1～86.3 70.7	86～95.5 91	0～3.2 0.8	0～2. 70.9	0～1 0.4	0～2.2 1.1	2.6～10.9 5.8	3.8～13.7 8.2	8
天台构造带	0～67 22.6	9.9～98.3 63.1	77.6～98.7 90.9	0～6.4 2.0	0～6.1 1.3	0～6.3 1.0	0～0.3 0.1	0～15.1 3.2	1.3～16.4 7.1	9
注：中央反转构造带北部的为花港组煤样

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