Petroleum Migration Direction of the Silurian Paleo-pools in the Tarim Basin, Northwest China

The results obtained in this paper indicate that carbazole-type compounds have high thermal stability and also show stability in oxidation and bio-degradation. This kind of compounds still has a high concentration and complete distribution in the analyzed dry asphalt samples, showing that they are particularly useful in studying petroleum migration of paleo-pool. During the basin＇s first-stage of oil-gas pool formation in the Silurian in Tazhong and Tabei areas of Tarim Basin （at the end of Silurian period） and the second-stage in the Awati area （in Permian）, the petroleum experienced a long-distance migration. During the formation of the Silurian paleo-pools in Tazhong Uplift at the end of Silurian, the petroleum mainly came from the lower and middle Cambrian source rocks in the Manjiaer sag. The petroleum migrated towards the southwest-south entering the Silurian reservoir beds in Tazhong first. Then, it further migrated within Silurian from northwest to southeast along the highs of the Structural Belts to the region of the Silurian pinchout boundary in Tazhong. In Tabei Uplift, during the first-stage of pool formation, the petroleum was also from the lower and middle Cambrian source rocks in the Manjiaer sag. It migrated northwest entering the Silurian reservoir beds in the Tabei Uplift firstly, and then the migration continued in the same direction within the Silurian reservoirs and finally the petroleum was trapped in higher positions. During the second-stage pool formation in the Silurian beds in the areas around Awati sag, the petroleum mainly came from the lower-middle Cambrian source rocks in the Awati sag. The petroleum migrated from the generation center to Silurian reservoirs in all directions around the sag through major paths, and the petroleum was finally trapped in higher locations.     

塔里木盆地塔中、塔北地区志留系古油藏的油气运移

运用含氮化合物咔唑类探讨塔中、塔北地区在第一期成藏时志留系油气藏的烃类的运移方向, 为建立古油藏成藏模式, 预测原生油气藏分布提供依据.研究表明, 塔中志留系古油藏的油气主要来源于满加尔凹陷的中、下寒武统烃源岩, 向西南—南的方向首先进入塔中志留系, 然后沿不整合面或顺储层从北西向南东和从北东向南西2个方向向志留系在塔中地区的尖灭线附近运移.塔北志留系古油藏的油气也主要来自满加尔凹陷的中、下寒武统烃源岩, 首先向北西方向进入塔北隆起的志留系, 然后在志留系储层内或不整合面沿上倾方向继续向北西方向运移进入圈闭.      

塔里木盆地北部志留系顶面不整合中陆相原油的成藏历史与油气富集机制

塔里木盆地志留系发育厚层沥青砂,显示优越的含油气性.继塔中地区志留系原油勘探取得突破之后,塔北地区志留系砂岩风化壳型储层也发现了工业油藏.根据原油的甾、萜烷和噻吩类生物标记化合物的分布特征,结合原油的物理化学性质以及族组分稳定碳同位素特征分析,明确了塔北西部英买35井区志留系风化壳原油来源于库车凹陷三叠系黄山街组湖相烃源岩,与塔北东部同发育在志留系风化壳剥蚀尖灭线附近的哈得18C井海相原油形成鲜明对比.通过志留系砂岩流体包裹体均一温度测试,结合地层埋藏史研究成果,推断英买35井区志留系砂岩主要成藏时间为距今5 ～ 8Ma的晚喜山期.结合库车凹陷两套陆相烃源岩的生烃演化重构了该区域湖相原油的成藏过程,表明康村组沉积后白垩系卡普沙良群与志留系风化壳是湖相油气向台盆区输导的重要通道,预示着湖相原油运移充注的范围十分广泛.成藏机理分析表明,志留系风化壳的构造幅度和面积控制了油气的充注范围,直接盖层的封盖条件控制了风化壳储层的含油气性.塔北地区东、西部志留系风化壳的暴露时间和地层组合关系的差异,是东部形成海相含油气系统,而西部发育海、陆相油藏垂向上叠置,互不交叉的复式含油气系统的重要原因.     

塔中-塔北志留系沉积层序的不对称结构及其构造意义

志留系沉积期塔里木为一地势相对平坦、水体较浅的陆表海盆地,总体充填一套碎屑海岸和三角洲体系,从下至上可划分出5个三级层序。塔中和塔北志留系沉积层序表现出明显的不对称结构,塔北地区柯坪塔格组三级层序SQ-Skp1、SQ-Skp2和SQ-Skp3沉积较完整,发育潮坪、浅海陆棚、滨岸-三角洲体系;而塔中地区缺失SQ-Skp1和SQ-Skp2层序,SQ-Skp3以潮坪体系为主,局部发育小型三角洲。与此相对,塔中地区塔塔埃尔塔格组层序SQ-Stt沉积完整,而塔北地区缺失SQ-Stt水进体系域红泥岩段。塔中和塔北志留系沉积层序的不对称结构反映了塔中和塔北构造隆升的差异和演化,奥陶末构造运动对塔中影响较大,造成塔中隆起的隆升并一直处于水上隆起,直到柯坪塔格组上段SQ-Skp3层序沉积期才淹没充填,随后持续沉降,形成了完整的塔塔埃尔塔格组层序SQ-Stt;奥陶末构造运动对塔北影响较小,西部英买力地区局部隆升,而东部持续沉降,直到柯坪塔格组沉积之后塔北东部出现较大规模隆升,形成明显的上超不整合,并造成塔塔埃尔塔格组层序SQ-Stt水进体系域红泥岩段缺失。塔中和塔北构造演化控制了盆地的沉积层序和储盖组合发育,塔中缺失下储盖组合,而塔北缺失上储盖组合,对志留系圈闭形成和油气保存具有重要的影响。     

塔里木盆地石炭系烃源岩成熟演化研究

尽管塔里木盆地石炭系富含有机质且已发现其生成的原油,但关于石炭系烃源岩热演化研究却很薄弱。根据基础地质资料、古地温梯度和实测镜质体反射率数据,本文定量模拟了塔里木盆地6口典型井的石炭系烃源岩热演化史和这套烃源岩底界、顶界在二叠纪末期、三叠纪末期、白垩纪末期及现今成熟度的平面分布规律。塔北隆起南部、塔西南坳陷和阿瓦提凹陷在石炭-二叠纪作为沉降中心接受了巨厚的沉积物,造成这些地区石炭系烃源岩底界成熟度在二叠纪末期达到0.9%～1.3%（中-高成熟）,顶界为0.5%～0.9%（低-中成熟）,成为有利生油区。中生代时期,塔里木盆地中、东部长期处于沉降状态,石炭系烃源岩处于成熟演化阶段。白垩纪末期,塔中低凸起和满加尔凹陷的石炭系底界成熟度为0.7%～0.9%（中成熟）,顶界为0.5%～0.7%（低成熟）,而塘古孜巴斯坳陷底界成熟度为0.9%～1.1%（中-高成熟）,顶界为0.7%～0.9%（中成熟）。受羌塘地体、拉萨地体、印度板块分别与欧亚板块南缘碰撞远程效应的影响,塔西南坳陷和巴楚隆起在中生代一直处于隆升剥蚀状态,烃源岩热演化进入停滞状态。新生代以来,塔西南坳陷和阿瓦提凹陷演化为前陆盆地,再次接受了巨厚沉积物,致使石炭系烃源岩快速成熟演化,底-顶界成熟度现今已超过2.0%,进入干气阶段。满加尔凹陷石炭系烃源岩自石炭纪至今一直处于成熟演化阶段,现今达到最大,为0.8%～1.0%。另外,热史研究表明塔西南坳陷和阿瓦提凹陷石炭系烃源岩具有二次生烃潜力。本研究不仅丰富了塔里木盆地石炭系烃源岩热史研究成果,而且对油气勘探与开发具有重要的指导意义。     

塔里木盆地塔中隆起志留系油气成藏及分布特点

塔里木盆地塔中隆起志留系油气成藏具有两源三期的成藏特点,"两源"是指油气来源于寒武系、中、上奥陶统两套烃源岩;"三期"是指从沥青到可动油的形成经历了加里东晚期、海西晚期、燕山—喜山期三个成藏期,沥青的形成是早期油气运移聚集过程中遭破坏的结果,目前所发现的可动油是以中、上奥陶统油气源为主的晚期成藏的结果。发育三种油气藏类型,即背斜构造、地层岩性以及火山岩遮挡型。塔中隆起志留系油气聚集受三大因素控制,一是隆起构造背景,围绕古隆起构成多种圈闭类型组合的复合油气聚集区;二是有效盖层,志留系中的油气显示十分活跃,包括沥青、稠油和正常油,沥青和稠油分布在红色泥岩段以下,而可动油集中分布在灰色泥岩段之下;三是优质储层,砂岩储层分布广泛,储层储集空间有次生-原生孔隙型、原生-次生孔隙型、微孔隙型三种类型,孔隙度3.3 %～17.4 %,渗透率(0.1 ～667.97)×10-3μm2。     

塔里木盆地塔中隆起志留系油气聚集控制因素

塔中隆起志留系中沥青及可动油气显示十分丰富。油气聚集的基本特征是多油气源、多成藏期、多油气藏类型、多油气产状。纵向上志留系油气分布受盖层控制,沥青和稠油分布在塔塔埃尔塔格组下段红色泥岩段以下,而现今可动油则集中分布在柯坪塔格组上二亚段灰色泥岩之下。平面上,志留系油气聚集受构造背景控制,继承性发育的古隆起决定各个时期油气运移指向,塔中地区油气基本上是自北西向南东方向运移。潮坪相沉积决定了薄砂层单个砂体规模不大,一系列砂体靠断层沟通。塔中地区志留系形成了油气丰度不高、在空间上叠置连片、大面积分布、受多种圈闭类型控制的油气聚集特征。     

塔中地区油气运聚特征

塔中地区主要受塔中Ⅰ号、Ⅱ号及Ⅲ号三条大断层控制 ,形成巨型复式背斜 ,隆起高部位地层遭受了强烈的风化剥蚀。背斜之上 ,断裂和局部构造发育。可划分出两个主要成藏期 :第Ⅰ成藏期为寒武系—下奥陶统烃源岩成熟生烃运移期 ,生排烃高峰为志留纪 ;第Ⅱ成藏期为中—上奥陶统烃源岩在燕山期—喜马拉雅期成熟生烃运聚。第Ⅰ成藏期形成的油藏有两个特征 :在塔中Ⅰ号断裂带、北部斜坡带油气注入奥陶系及志留系圈闭中 ,形成原生油气藏 ;构造高部位 (如中央断垒带 )的油气藏在后期构造运动中遭受破坏。第Ⅱ成藏期形成的油藏可分为两类 :对早期油藏的再次充注 ;聚集形成新油藏。塔中地区的油气运移通道主要有断裂和不整合面 ,油气的分布也主要受断裂和不整合面所控制。塔中Ⅰ号构造带和北部斜坡带是较为有利的勘探区带     

塔里木盆地中高氮天然气的成因及其与天然气聚集的关系

塔里木盆地塔北和塔中地区的海相腐泥型天然气,N2含量较高,尤其是湿气,N2含量分布在10.1%～36.2%,而干气的N2含量则低于10%,即湿气的N2含量高于干气的N2含量。同是下古生界寒武-奥陶系来源的海相腐泥型天然气,为什么湿气和干气的氮气含量相差如此之大?根据与氮气相伴生的烃类气体、非烃气体及稀有气体的组份及同位素特征,认为塔里木盆地的中高氮天然气属于有机成因,来源于下古生界海相烃源岩。文章还提出塔北和塔中地区湿气和干气N2含量差异与源岩的演化程度和圈闭的捕获条件有关。     

Reservoir geochemistry of the Tazhong Oilfield in the Tarim Basin, China, Part II. Migration, accumulation and mixing of crude oils

Measurements of the absolute and relative concentrations of nitrogen-containing compounds in crude oils from different reservoir strata (Ordovician, Silurian and Carboniferous) in the Tazhong region of the Tarim Basin, Xinjiang, China, showed that even though there are quite a number of factors affecting the distributional and compositional characteristics of neutral nitrogen-containing compounds in crude oils, the distributional and compositional characteristics of crude oils whose source conditions are approximate to one another are influenced mainly by the migration and fractionation effects in the process of formation of oil reservoirs. In addition, crude oils in the Tazhong region show obvious migration-fractionation effects in the vertical direction. Carboniferous crude oils are characterized by high migration parameters and low compound concentrations, just in contrast to Ordovician crude oils. This indicates that crude oils from shallow-level oil reservoirs were derived from those of deep-level oil reservoirs via faults, unconformable contact or carrier beds. Crude oils from the Tazhong region show some migration-fractionation effects in the lateral direction, but mixing of crude oils derived from different hydrocarbon source rocks in the process of formation of oil reservoirs made it more complicated the migration and accumulation of crude oils, as well as the formation of oil reservoirs.     

Origin of the Silurian Crude Oils and Reservoir Formation Characteristics in the Tazhong Uplift

<正>The Silurian stratum in the Tazhong uplift is an important horizon for exploration because it preserves some features of the hydrocarbons produced from multi-stage tectonic evolution.For this reason,the study of the origin of the Silurian oils and their formation characteristics constitutes a major part in revealing the mechanisms for the composite hydrocarbon accumulation zone in the Tazhong area.Geochemical investigations indicate that the physical properties of the Silurian oils in Tazhong vary with belts and blocks,i.e.,heavy oils are distributed in the TZ47-15 well-block in the North Slope while normal and light oils in the No.Ⅰfault belt and the TZ16 well-block,which means that the oil properties are controlled by structural patterns.Most biomarkers in the Silurian oils are similar to that of the Mid-Upper Ordovician source rocks,suggesting a good genetic relationship. However,the compound specific isotope of n-alkanes in the oils and the chemical components of the hydrocarbons in fluid inclusions indicate that these oils are mixed oils derived from both the Mid-Upper Ordovician and the Cambrian-Lower Ordovician source rocks.Most Silurian oils have a record of secondary alterations like earlier biodegradation,including the occurrence of "UCM" humps in the total ion current(TIC) chromatogram of saturated and aromatic hydrocarbons and 25-norhopane in saturated hydrocarbons of the crude oils,and regular changes in the abundances of light and heavy components from the structural low to the structural high.The fact that the Silurian oils are enriched in chain alkanes,e.g.,n-alkanes and 25-norhopane,suggests that they were mixed oils of the earlier degraded oils with the later normal oils.It is suggested that the Silurian oils experienced at least three episodes of petroleum charging according to the composition and distribution as well as the maturity of reservoir crude oils and the oils in fluid inclusions.The migration and accumulation models of these oils in the TZ47-15 well-blocks,the No.Ⅰfault belt and the TZ16 well-block are different from but related to each other.The investigation of the origin of the mixed oils and the hydrocarbon migration and accumulation mechanisms in different charging periods is of great significance to petroleum exploration in this area.     

塔里木克拉通盆地改造对油气聚集和保存的控制

显生宙以来塔里木克拉通盆地主要经历了加里东晚期,海西早期,海西末期,印支期和燕山晚期５次主要构造运动的改造,历次构造运动造成的强烈剥蚀区（强烈改造区）弱剥蚀区（弱改造区）和未剥蚀区（未改造区）展布各不相同,从而使盆内油气聚集和保存的时空分布也极不均一。塔中地区主要经历了加里东晚期,海西早期运动的强烈改造,故在这些运动之前形成的油气藏遭受了不同程度的破坏,海西晚期以来,塔中地区相对稳定,有利油气的聚     

塔里木盆地原油金刚烷含量校正及裂解程度评价

准确评价原油裂解程度对研究原油稳定性和预测油气的相态分布具有重要意义.原油裂解程度通常用金刚烷含量来表征,然而气洗和热化学硫酸盐还原作用(TSR)等次生作用可能会造成原油中金刚烷含量增加,从而难以准确评价其含量.本研究通过对塔里木盆地原油中金刚烷化合物进行分析,发现TSR初期对金刚烷含量影响不大,但会使成熟度参数乙基单...     

中国西北地区早—中侏罗世盆地原型分布

在塔里木盆地构造特征分析及地层研究的基础上 ,利用沉积盆地波动过程分析的原理和方法 ,建立了塔里木盆地典型井的剖面波动方程。研究表明 ,S/AnS ,D3/AnD3,T/AnT及J/AnJ是塔里木盆地重要的不整合 ,它们对盆地内的油气生成、运移、以及聚集、保存起控制作用。志留系与下伏地层的不整合发生在奥陶纪末 ,隆起剥蚀主要分布在塔中—巴楚及塔北地区。塔中地区剥蚀较大 ,塔中 18至塔中 5一带剥蚀量达 80 0～ 110 0m ,向南北两侧剥蚀量变小。三叠系与下伏地层的不整合发生在早二叠世末期 ,这次构造运动在塔里木盆地北部表现明显。不整合剥蚀量在塔北及塔东地区等值线近北西—南东向分布 ,由北东向南西逐渐减小 ,由提 1、草 2井区的 2 0 0 0m减至学参 1至塔中 32井区的 10 0m。巴楚地区为 10 0～ 60 0m ,从东南向北西剥蚀量增大。侏罗系与下伏地层的不整合是印支运动的结果 ,剥蚀量具有由塔中向塔东地区逐渐增大 (由 2 0 0m增加到 2 50 0m以上 ) ,巴楚隆起由南东向北西方向增大。塔北隆起大部分地区剥蚀量为 50 0～ 10 0 0m。     

塔里木盆地晚志留世-石炭纪伸展构造的发现及其地质意义

通过精细的地震资料解释,在塔里木盆地中部的满西地区发现晚志留世-石炭纪伸展构造。伸展构造由一系列规模不大的正断层组成,平面上组成两条北东-南西向的左行雁列状正断层带,剖面上构成负花状构造和堑垒构造。根据生长系数计算结果,正断层形成于晚志留世,在泥盆纪和石炭纪持续活动,于石炭纪末停止活动。正断层活动的高峰期为晚志留世。该期伸展构造在塔中和塔北地区也有发育,反映当时塔里木盆地处于区域性伸展构造背景。塔里木盆地晚志留世-石炭纪的伸展构造,是昆仑早古生代晚期（晚奥陶世-中志留世）碰撞造山后构造应力松弛作用的产物。     

华南下寒武统Ni-Mo-Se多金属层S-Se同位素体系

为了进一步理解华南下寒武统Ni-Mo-Se多金属层的物质来源及形成环境,文中分析了遵义中南村和张家界后坪两个Ni-Mo-Se矿层及其围岩的黄铁矿硫同位素和全岩的硒同位素组成。硫同位素组成显示两个Ni-Mo-Se矿层形成时的环境存在区域性差别,中南村矿层形成于间歇开放的海洋环境,而后坪矿层形成于封闭的缺氧（静海）环境。较大的硫同位素范围暗示硫酸盐还原菌控制硫同位素的分馏,而热液流体可能提供了大量金属元素,从而导致矿层富集大量的硫化物和稀有金属。硒同位素组成指示牛蹄塘组底部热液流体的Se可能重新经历了氧化还原循环,而Se的富集过程可能受有机质和粘土矿物吸附或类质同象过程控制。因此,控制多金属富集的因素主要为富集金属的热液流体的参与和缺氧环境下的自生沉积。     

塔里木盆地塔北与塔中地区东河砂岩段沉积特征对比

塔里木盆地东河砂岩是中国首例海相深层含油气沉积储层.笔者通过对塔里木盆地地质和地球物理资料综合研究发现,塔中和塔北东河砂岩均具有较高的成分和结构成熟度、典型的海相粒度参数和微量元素组合、明显的滨浅海沉积构造等特征,但在沉积特征细节和沉积环境等方面还存在着差异.塔北地区东河砂岩段沉积于滨岸及障壁岛-泻湖环境,塔中地区东河砂岩段沉积于河口湾-滨岸环境.进而阐明了塔中和塔北东河砂岩段沉积特征的垂向序列和沉积相平面分布特征.     

塔里木盆地中高氮天然气的成因及其与天然气聚集的关系

塔里木盆地塔北和塔中地区的海相腐泥型天然气,N2含量较高,尤其是湿气,N2含量分布在10.1％～36.2％,而干气的N2含量则低于10％,即湿气的N2含量高于干气的N2含量。同是下古生界寒武－奥陶系来源的海相腐泥型天然气,为什么湿气和干气的氮气含量相差如此之大?根据与氮气相伴生的烃类气体、非烃气体及稀有气体的组份及同位素特征,认为塔里木盆地的中高氮天然气属于有机成因,来源于下古生界海相烃源岩。文章还提出塔北和塔中地区湿气和干气N2含量差异与源岩的演化程度和圈闭的捕获条件有关。     

塔中北坡顺托果勒地区志留系油气成藏期差异性分析

塔中顺托果勒地区经历了多期构造活动,使顺10和顺9井区油气成藏过程具有一定的差异性.前人采用多种技术方法对研究区志留系成藏时期进行了深入研究,但尚未达成共识.以储层成岩作用和成岩序次分析为基础,采用显微红外光谱、显微荧光、冷阴极光等手段,对储层沥青、原油和单个油包裹体进行了系统分析,并结合埋藏史投影法确定了研究区志留系柯坪塔格组顺10和顺9井区等油气充注序次和成藏时间.结果表明,顺9井区存在3期油和1期天然气充注,加里东晚期（419.6~398.1 Ma）、海西晚期（271.5~224.0 Ma）和喜山期（11.4~1.1 Ma）;顺10井区可能只存在加里东晚期（419.6~408.4 Ma）和海西晚期（271.6~236.8 Ma）油充注,缺乏晚期油气充注.顺9井区3D地震剖面层位和断裂解释显示,塔中北坡NE向走滑断裂是志留系油气运移的重要输导体系,并控制了柯坪塔格组晚期油气充注,决定了该区工业油流.因此,塔中北坡志留系油气勘探的关键是寻找喜山期充注的油气藏.      

塔北、塔中地区碳酸盐岩及其原油中的二苯并噻吩类化合物

塔里木盆地塔北、塔中地区四口井(库南1井,轮南46井,塔中12井和塔参1井)寒武-奥陶系12个碳酸盐岩烃源岩(泥灰岩,泥质灰岩和云岩)岩芯样品抽提物芳烃组分中的二苯并噻吩类化合物组成和丰度变化特征可分为三种类型:Ⅰ二苯并噻吩、甲基二苯并噻吩型;Ⅱ二苯并噻吩、甲基二苯并噻吩、二甲基二苯并噻吩+三甲基芴混合物型;Ⅲ二苯并噻吩、甲基二苯并噻吩、二甲基二苯并噻吩和三甲基二苯并噻吩型。研究的塔北、塔中隆起11个海相油二苯并噻吩类化合物分布类型均为二苯并噻吩、甲基二苯并噻吩、二甲基二苯并噻吩和三甲基二苯并噻吩型,和海相烃源岩二苯并噻吩类化合物第Ⅲ种分布类型完全相同。据此推断:塔北隆起8个海相油可能主要来源于塔北轮南地区下奥陶统;塔中隆起3个海相油可能来源于塔中地区中-上奥陶统。