火山流体对烃源岩生烃效应的评价及应用

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1、火山流体对烃源岩生烃效应的评价及应用-->第1章前言1.1选题基础、依据及意义1.1.1选题基础本论文选题于国家重点基础研究发展计划（“973”计划）项目《火山岩油气藏的形成机制与分布规律》的06课题《火山作用的成烃、成藏效应》（课题编号：2009CB219306）。1.1.2选题依据（1）火山岩与烃源岩沉积接触现象在沉积盆地中内普遍存在。烃源岩与火山岩沉积接触的组合关系对油气成藏尤为重要，岩浆活动带来的火山物质对有机质的生烃及油气的成藏有重要的影响。而这种火山岩与烃源岩的沉积接触关系在沉积盆地中普遍存在。BazhenovaO.K.等人（1998）对堪察加半岛东部

2、Uzon破火山口地区油气的成因进行了分析，认为该区破火山口中火山热液对湖相沉积烃源岩的生烃有重要的影响。YagiM.等人（2009）对日本福山弧后盆地中火山喷发及沉积过程进行了详细的描述，认为该盆地内火山岩形成于深海爆发环境，周围沉积岩属同期沉积，这种同沉积期的火山喷溢活动对烃源岩的演化贡献最大。同样的例子在日本并不罕见，塔拉纳基盆地中的火山岩油气田与福山的弧后盆地火山岩油气田成藏过程及其相似（BergmanC.etal.,1991;HerzerR.H.etal,1995）。我国东部地区，以渤海湾盆地最为典型。存在烃源岩沉积环境中形成的火山岩，虽然规模较小，却为优

3、质烃源岩的形成提供了条件。在渤海湾盆地的东濮凹陷桥口地区和东营凹陷滨南地区均存在火山岩与烃源岩沉积共存的现象，两区域中的火山岩均夹于暗色泥页岩之间（图1.1）。东濮凹陷的沙四段时期，三春集到徐集地区火山活动频繁。其中，三春集地区的火山岩主要分布在沙四上部亚段的底部，与红色地层共生，到了沙三段沉积期，火山的活动中心转移到桥口地区，对桥口地区的沉积相的研究结果表明桥口地区沙河街组属于浅湖-半深湖相，暗色泥岩之间常夹有火山岩（薛国刚等，2011）。1.2国内外研究现状及存在的问题1.2.1火山岩油气藏研究现状以往全球油气勘探几乎都集中于海相或陆相盆地沉积岩中，火山岩分布

4、区一般被看成寻找油气的禁区。但是随着油气勘探技术进步及石油地质理论不断深化，国内外已在火山岩中发现了一系列大中型油气藏，火山岩特殊储层油气藏日益受到地质家与勘探家的重视。我国火山岩油气藏勘探已有60余年历史，自二十世纪50年代，在新疆准噶尔盆地西北缘发现了火山岩油气田，到1990年代又在渤海湾盆地、准噶尔盆地、海拉尔盆地发现了一系列中小型火山岩油气藏（曾广策等，1997；代诗华等，1997；ChenZ.Y.etal.，1999）。进入二十一世纪，中国石油天然气股份公司逐步加大对火山岩勘探领域探索，先后在东北松辽盆地发现徐深、长岭大气田。在西部准噶尔盆地、三塘湖盆地

5、发现克拉麦丽大气田、牛东大油田；极大推动了我国火山岩领域油气勘探（刘嘉麒等，2010）。同时在浙江、福建和广东省一带中生代火山岩发育区，我国东海大陆架盆地中的长江凹陷、瓯江凹陷和海礁凸起等中新生代火山岩发育区，都开始寻找火山岩油气藏（林如锦等，1995；吕炳全等，2003；王民，2010；张光亚等，2010）。这些火山岩油气田的发现展示出我国火山岩油气藏巨大的勘探潜力和良好地勘探远景。但对于火山岩特殊油气藏，其火山作用的成烃效应、火山岩改造、火山岩油气成藏、火山岩油气藏分布规律等基础性科学问题亟待解决。人们在认识火山作用对烃源岩及油气藏具有破坏作用的同时也认识到火

6、山作用对烃源岩的有利作用，因此，自二十世纪八十年代开始，逐步开始探索与火山作用有关的成烃效应。1.2.2火山作用对烃源岩影响的研究现状火山作用对烃源岩的“促效”作用主要表现在两个方面：一是温度场的影响；高温岩浆所携带的大量深部热能不断向相邻地层传递，最终带到热平衡状态。在一直过程中，热能对烃源岩的演化起到重要的作用。尤其是侵入体的异常高温场对烃源岩演化的影响方面，卢双舫（2000；2003）、金强（2011）、王民（2010a；2010b；2010c）等人已研究的十分深入，本文不详细阐述。二是火山物质的影响。火山物质的化学形式比较活跃，如火山岩携带了一些对烃源岩生

7、烃演化有益的下地壳或幔源物质，火山岩在形成过程中或之后伴有一定量的火山流体存在，火山流体对周围地层化学性质的影响十分显著，这也是本文研究的主要内容之一。第2章火山流体促烃效应模拟实验方法及样品处理2.1实验理论基础烃源岩的生烃模拟实验已经成为研究资源评价、油源对比等方面的重要手段，随着技术的进步，生烃模拟实验的方法也有很大的改进。目前按照体系的封闭程度分为开放、半开放和封闭3种，这3种实验体系的优缺点不同，可以根据研究目的的不同选择相应的模拟实验方法进行实验设计分析（王治朝，2009；米敬奎，2009）。汪名友（2010）、XuanlongShan（2013）等人

8、已经就温度