渭河盆地岩石圈热结构模拟及其对地热系统热源机理的启示

深部温度场与岩石圈热结构特征是认识地热系统深部热源机理的重要途径。本文在系统分析渭河盆地及其邻区现今大地热流特征基础上,基于旬邑—西峡宽角反射/折射地震测深剖面揭示的地壳分层结构,采用二维有限元方法,对渭北隆起、渭河盆地以及北秦岭构造带的深部温度场和岩石圈热结构开展数值模拟研究,在此基础上分析渭河盆地地热系统深部热源机理。结果表明,旬邑—西峡剖面上大地热流介于57.6～75.7mW/m²之间,平均为(70.4±4.7)mW/m²;地幔热流在29.5～38.6mW/m²之间,平均值为34.1mW/m²;莫霍面温度变化范围约在600～740℃之间;“热”岩石圈厚度约为95～110km。从渭北隆起—渭河盆地—秦岭造山带,大地热流、莫霍面温度和地幔热流值表现出低→高→低的变化规律,相应地“热”岩石圈厚度则表现出厚→薄→厚的变化趋势。渭河盆地地壳厚度减薄明显,莫霍面温度显著高于渭北隆起和秦岭造山带,暗示着渭河盆地地壳活动性显著。然而,从渭北隆起—渭河盆地—秦岭造山带,“热”岩石圈厚度变化范围不大,且渭河盆地内...     

柴达木盆地英东地区大地热流及影响因素

英雄岭构造带是柴达木盆地油气最为富集的地区之一,地温场对油气成藏过程有重要影响,也是油田开发工程实施的重要参考.利用试油静温数据,结合激光扫描法开展岩心热导率及放射性生热测试,对研究区地温场进行了研究.英东地区地温梯度为31.8～35.3℃/km,平均为33.6℃/km,新近系热导率为1.8～2.4W/m/K,平均为2.07W/m/K,大地热流值为65～74mW/m²,平均为69mW/m².热流呈“西高东低”特征,昆北、南翼山及一里坪等地热流值超过65mW/m²,而阿尔金山前、冷湖构造带及涩北等地较低,咸水泉和冷湖等地普遍低于50mW/m².新近系实测平均生热率为2.84μW/m³,对热流的贡献约20%.研究区具有“热壳温幔”特征,其影响因素包括地壳放射性生热、蚀源区高U中酸性侵入岩、印度板块汇聚引起的构造热及热岩石圈厚度较薄等.     

西藏中部地热区的钻孔热流测量

1985年以来,在西藏中部的羊八井、拉多岗和羊应乡等地热区测得了一批传导型或传导-对流型钻孔热流值。来自羊八井深部温度场的信息,提供了量级为83—108mW/m²的传导热流;在拉多岗和羊应乡分别获得了185mW/m²和194mW/m²两个传导-对流型热流数据。它们为阐明喜马拉雅地热带形成的深部热背景和浅层地壳热源结构提供了有用的信息。     

孤岛油田馆陶组热储地热资源开发利用分析

孤岛油田蕴藏丰富的中、低温地热资源,对其进行合理的开发利用,对推进该区新、旧热能转换,促进地方经济发展具有重要意义。在总结以往勘探成果的基础上,查明了孤岛油田为大地热流高值异常区,平均值为72.62 mW/m²。重点研究馆陶组热储地热地质条件,查明了馆陶组下段热储厚度为106~145 m,平均孔隙度约为30%,热储温度为75.5~82 ℃,单位降深涌水量为3.71~10.55 m³/(h·m),是地热资源开发的有利目标热储。采用热储法估算区内馆陶组下段热储中蕴藏的地热资源量为3.745×10¹⁸ J,折合标准煤量1.28亿t,地热水储存量约为60.87×10⁸ m³; 采用开采强度法估算的该区地热水允许开采量约为253万m³/a,可支持供暖面积约100万m²。     

江汉盆地当阳复向斜当深3井热史恢复及其油气勘探意义

江汉盆地当阳复向斜当深3井实测地温剖面和样品热导率测试结果表明:其现今地温梯度为20～24℃/km,热流值为56mW/m²,体现了盆地发育于扬子稳定陆块的大地构造属性。基于7个磷灰石裂变径迹样品和大量镜质体反射率古温标数据进行的热史恢复表明,盆地构造—热演化经历了前印支期的低热流(50～60mW/m²)和小剥蚀量(50～200m),印支期的高热流(约80mW/m²)及燕山期与喜马拉雅期的低热流(50～60mW/m²)与大剥蚀量(1100～2400m)的不同演化阶段,反映了盆地和区域构造演化过程的阶段性。受沉积剥蚀及盆地构造—热演化的控制,生油岩系的生烃阶段与过程具有多期次的特征。     

塔里木盆地台盆区超深层热演化及对储层的影响

温度场是制约有效储层发育的关键因素之一,然而关于塔里木盆地超深层储层热演化及其对储层有效性的影响研究还很少。本文选取塔里木盆地台盆区近几年新钻井作为研究对象,通过实测等效镜质体反射率参数热史模拟揭示了台盆区显生宙时期以来的古热流演化史。台盆区大地热流从早古生代的45～65 mW/m²逐渐降至现今的32～45 mW/m²,仅局部地区在早二叠世受岩浆活动影响出现短暂的热流高峰,为46～62 mW/m²。在此基础上,结合沉积埋藏史明确了超深层碳酸盐岩储层古温度史和关键变革时期古温度平面分布特征,并对比分析了不同构造单元碳酸盐岩储层温度场差异演化特征及主控因素。奥陶系储层受控于大地热流和地层埋深影响,经历了早期缓慢升温和晚期快速升温的过程,除局部地区在早二叠世存在高异常外,塔里木盆地奥陶系储层在关键构造时期均表现出由中部向南北两侧降温的平面展布特征,与现今油气相态特征匹配。通过建立温度场与储层孔隙演化模式,深入讨论了台盆区有效储层发育的温度场条件。超深层碳酸盐岩储层的溶蚀-沉淀作用和油气相态与温压密切相关,温度不仅可以通过改善储...     

江西赣县大地热流特征与热源机制研究

江西省赣县区位于江西省南部、属于我国东南高热流区,但赣县区内大地热流研究尚属空白,制约了区域地热背景的综合认知和进一步研究评价。本次研究基于钻孔测温及岩心样品热导率测试数据,通过分析校正得到赣县地区平均大地热流值为75.9mW/m²,高于我国大陆地区平均热流值,反映了区域具有较高的热背景。通过放射性测试,得到研究区花岗岩体放射性生热率平均为5.68μW/m³,属于高放射性岩体,大面积分布的高产热花岗岩,可为区域地热背景提供稳定的附加热源,此外贯穿本区的深大断裂及其次生断裂给热水提供了深循环通道加热,因此推测研究区地热资源的热源机制为“地下水深循环加热+高产热花岗岩体生热”的模式。     

热流和岩石生热率关系的研究

通过花岗岩体和中下地壳剖面岩石生热率的研究,显示出花岗岩体内生热率的分布至多样性;华北下地壳变质岩的生热率介于0.2-0.4μW/m³之间,其对热流的热贡献较小;地壳岩石生热率总体上是深度不连续的递减函数。中国东南地区出露着大面积的中生代花岗岩体,实测热流和岩石生热率没有得出可信的线性关系。结合对现有热流省资料的认识,提出了对热流和岩石生热率关系的新看法,解释了以往线性关系的不稳定性,估算出正常陆壳厚度的热流下限应为29.5mW/m²。     

福建省西部大地热流值

根据福建省西部53个钻孔的实测地温数据和300多块岩石样品的实测热导率数据,计算了29个大地热流值,说明福建西部热流的平均值为74mW/m²,相当于中新生代活动区的热流值。     

沧县隆起中部大地热流及岩石圈热结构特征：以献县地热田为例

岩石圈热结构是了解大陆岩石圈构造变形及演化等大陆动力学问题的重要基础,更是地热田热源机理研究的核心问题,尤其对于深部地热资源开发具有重要的科学指导意义.沧县隆起中部地热资源丰富,地热地质条件较好,但该地区岩石圈热结构尚不明确,制约着区域地热资源勘查开发.本文以沧县隆起中部献县地热田为研究区,开展了4 000 m深井测温、精细的岩土热物性测试,查明了该区大地热流特征及热结构特征,填补了大地热流测量空白区,建立了研究区岩石圈热结构概念模型,估算了其深部温度及岩石圈厚度.结果表明,献县地热田大地热流值为70.58 mW/m²,居里面埋深约为24 km,莫霍面温度约为749℃,热岩石圈厚度约为85～96 km.     

四川盆地中生代地热特征与前陆盆地构造、沉积作用

沉积盆地热体制与油气资源勘探有着密切的联系.基于石油钻井的Ro数据,采用古地温梯度法恢复了四川盆地钻井的最高古地温.结果显示,四川盆地西部、川东南和川东北的钻井,顶部的剥蚀量在3 700 m左右,盆地中部的剥蚀量约3 100 m.钻井古地温梯度在13.2～24.5℃/km之间,古热流在31.2～60.1 mW/m2之间...     

一个典型的寒武系油藏:塔里木盆地塔中62井油藏成因分析

塔里木盆地志留系沥青砂岩广泛发育,主要原因是来源于寒武系的原油在进入志留系储层后区域性的抬升剥蚀使油藏遭到严重破坏,但到目前为止,究竟是寒武系烃源岩还是中上奥陶统烃源岩或是两者都对现今的志留系沥青砂岩中的有机质有贡献还不清楚.对塔中62井原油的化学组成和油源的分析表明,其甾萜类组成具有寒武系烃源岩的组成特征,反映该油藏原油主要来源于寒武系.另一方面,塔中62井砂岩透镜体被泥岩圈闭,油藏具有较好的保存条件,且后期中上奥陶统生成的烃类难以充注进入油藏.塔中62井志留系油藏破坏作用较弱、保存较好,是塔里木盆地在志留系发现的第一例来源于寒武系的油藏.     

Heat flow and thermal modeling of the Yinggehai Basin, South China Sea

Geothermal gradients are estimated to vary from 31 to 43 °C/km in the Yinggehai Basin based on 99 temperature data sets compiled from oil well data. Thirty-seven thermal conductivity measurements on core samples were made and the effects of porosity and water saturation were corrected. Thermal conductivities of mudstone and sandstone range from 1.2 to 2.7 W/m K, with a mean of 2.0±0.5 W/m K after approximate correction. Heat flow at six sites in the Yinggehai Basin range from 69 to 86 mW/m², with a mean value of 79±7 mW/m². Thick sediments and high sedimentation rates resulted in a considerable radiogenic contribution, but also depressed the heat flow. Measurements indicate the radiogenic heat production in the sediment is 1.28 μW/m³, which contributes 20% to the surface heat flow. After subtracting radiogenic heat contribution of the sediment, and sedimentation correction, the average basal heat flow from basement is about 86 mW/m².Three stages of extension are recognized in the subsidence history, and a kinematic model is used to study the thermal evolution of the basin since the Cenozoic era. Model results show that the peak value of basal heat flow was getting higher and higher through the Cenozoic. The maximum basal heat flow increased from 65 mW/m² in the first stage to 75 mW/m² in the second stage, and then 90 mW/m² in the third stage. The present temperature field of the lithosphere of the Yinggehai Basin, which is still transient, is the result of the multistage extension, but was primarily associated with the Pliocene extension.     

鄂西—渝东地区热史恢复及烃源岩成烃史

根据鄂西—渝东地区镜质体反射率数据进行的热史恢复结果表明:该区在晚二叠世初期达到最高古热流(可达68~78mW/m²,地表热流),从晚二叠世初到现今古热流持续降低,在侏罗纪末期古热流平均为~54mW/m²(地表热流);鄂西—渝东地区中生界与新生界之间不整合面的剥蚀量可达1700~4000m。成烃史研究表明:鄂西—渝东地区志留系烃源岩在晚志留世—早二叠世进入生油高峰,在早-中三叠世进入生气期,中侏罗世晚期进入过成熟干气阶段,快速生烃时期是在晚志留世、二叠纪—中三叠世及早-中侏罗世;而二叠系烃源岩在早三叠世进入生油门限,于中-晚三叠世达到生油高峰,在中-晚侏罗世进入生气期,晚侏罗世晚期进入过成熟,快速生烃时期是在早-中三叠世及侏罗纪。     

塔北中新生代构造演化与砂岩型铀成矿作用关系——来自磷灰石裂变径迹的证据

塔里木盆地北部萨瓦甫齐及塔里克地区4个样品的磷灰石裂变径迹测年以及热史反演结果显示,两个地区的隆升时代不同,其中萨瓦甫齐地区裂变径迹年龄为3．5～3．9Ma,而塔里克地区的裂变径迹年龄为53～59Ma。热史分析揭示出岩体至少记录了自晚白垩世以来的3个显著冷却阶段。同时,结合前人对塔北中新生代隆升剥蚀研究结果,重点对塔北地区中新生代构造隆升阶段进行了详细研究与划分,结合新疆中新生代砂岩型铀成矿年龄,提出了对塔北地区中新生代构造演化与砂岩型铀成矿作用的新认识。     

南海北部深水区新生代热演化史

在构造沉降史恢复的基础上确定拉张期次,再采用非瞬时非均匀多期拉张纯剪切模型恢复南海北部深水区新生代热流史,结果表明：始新世以来,南海北部深水区存在多期热流升高的加热事件。裂谷阶段盆地基底热流幕式升高,裂后阶段也并非完全处于热衰减期。琼东南盆地新生代存在56.5～32 Ma、32～16 Ma和5.3 Ma以来3期加热事件,珠江口盆地存在56.5～32 Ma和32～23.3 Ma两期加热事件。琼东南盆地深水区基底热流始新世末为56～62 mW/m2; 早中新世末上升到60～64 mW/m2; 上新世末在深断陷区最高达75mW/m2。珠江口盆地深水区基底热流始新世末升高到60 mW/m2; 渐新世末升高到70 mW/m2。深水区新生代裂谷阶段多期拉张决定了基底热流幕式升高的多期加热事件,琼东南盆地晚期加热事件与红河走滑断裂在10～5 Ma时由左旋走滑转变为右旋走滑拉张有关。     

酒东盆地热演化史与油气关系研究

酒东盆地是由两期不同性质、不同世代盆地叠合而成。早、中侏罗世-早白垩世为拉张盆地,第三纪以来为挤压坳陷盆地。酒东盆地现今地温梯度及大地热流值较低,分别为300℃/100m及51mW/m2。营尔凹陷中生代晚期地温梯度高于现今地温梯度,可达350～420℃/100m;新生代以来大幅沉降,地温梯度降低,烃源岩的热演化程度受现今地温场控制。盆地热演化史与油气关系研究表明营尔凹陷下白垩统赤金堡组烃源岩主生油期有两期,分别在早白垩世晚期及第三纪以来。下白垩统下沟组和中沟组烃源岩主生油期仅有一次,主要为上新世以来。营尔凹陷有良好的找油前景。     

新生代天山隆升与塔里木盆地北缘现今构造面貌关系——来自岩石声发射的证据

对塔里木盆地北缘四石厂剖面和库车河剖面进行声发射样品采集,并对志留系、二叠系、三叠系岩石样品进行岩石声发射地应力测试,以研究强烈构造活动下塔里木盆地北缘（柯坪隆起和库车坳陷）的地应力特征。测试结果显示,志留系、二叠系、三叠系样品所记录的岩石声发射最大主应力分别为57.74 MPa、57.73 MPa、58.86 MPa。结合前人对地应力的研究成果,认为在塔里木盆地北缘喜马拉雅期构造运动能够被岩石记载的应力约为57 MPa左右。塔里木盆地北缘自志留纪至今的地质历史过程中喜马拉雅晚期遭受的构造运动最为强烈,造成塔北地区现今的构造面貌。这与新生代天山隆升有密切关系,印度板块与欧亚板块碰撞是其最主要的动力学因素。      

塔里木盆地玉北地区埋藏史及热史分析

根据地层分层数据和古热流分析,对塔里木盆地玉北地区的5口代表性钻井进行了埋藏史、热史的模拟与分析,探讨了研究区烃源岩的热演化成熟过程,初步划分了烃源岩的成熟阶段和生烃期次。研究结果认为：玉北地区寒武系－泥盆系沉积时期,具有多次沉积埋藏和隆升剥蚀的交替;泥盆系沉积之后,石炭－二叠系呈现沉积埋藏的特征;中生代在玉北地区东部少量沉积三叠系,随后被剥蚀,而在中西部发生沉积间断;进入新生代,地层持续沉积,且沉积速率呈现增大趋势。研究区寒武系烃源岩自沉积以来成熟度演化相对连续,奥陶纪时进入生烃门限,成熟时期较早;志留－泥盆纪,受海西早期运动的影响,发生隆升剥蚀作用,烃源岩演化变缓;石炭－二叠纪受控于区域上持续稳定的地层沉积与广泛发育的火山活动,研究区寒武系烃源岩进入中高成熟阶段;由于喜马拉雅造山运动的远程效应,新生代研究区持续沉降,形成巨厚沉积,烃源岩成熟度达到高－过成熟,为天然气生成阶段     

四川盆地加里东期剥蚀量恢复

四川盆地是一个多旋回叠合盆地,加里东期剥蚀量是下古生界烃源岩热演化、早期油气藏的形成与演化以及下组合资源量计算等研究中不可缺少的基础参数。考虑到剥蚀量恢复方法固有的局限性和适用条件以及四川盆地早古生代时期的沉积构造演化特征,本文在分析了四川盆地志留系的原始沉积范围和下古生界残留地层分布格局的基础上,提出了"沉积速率比值+古热流反演+古地质图"法恢复四川盆地加里东期的剥蚀量。志留系原始范围广,覆盖了整个四川盆地,现今川中和川西地区志留系缺失是加里东期剥蚀所致,而不是当时没有沉积。利用钻至下古生界的29口探井的分层数据和130口虚拟井的地震数据,恢复了四川盆地加里东期的剥蚀量,并与古地质图结合,约束了剥蚀量的平面变化趋势。四川盆地加里东期剥蚀量主要受川中古隆起控制,古隆起区剥蚀量为700~1 200 m,川东和川南地区的剥蚀量一般为100~200 m,川北地区的剥蚀量为200~500 m。