红庙子盆地下白垩统油气富集规律研究

李向阳，孟元林，杨家义，杨微

东北石油大学地球科学学院，黑龙江 大庆 163318

摘要：本文模拟了红庙子盆地埋藏史、演化史、成岩史以及排烃史，并恢复了亨通山组剥蚀深度。结果表明：红庙子盆地在下白垩统之后发生了两次大的剥蚀事件，一次在三棵榆树组沉积之后，另一次在干沟组沉积之后。红庙子盆地下白垩统一共发育下桦皮甸子组（K1x）和亨通山组（K1h）两套烃源岩。在三棵榆树组沉积早期，有机质Ro> 0.7达到成熟，开始大量生烃，较大的埋深加上后期伴随的火山喷发，使生成的油气具有先成藏后致密的特点；在三棵榆树组沉积晚期，有机质Ro大于1.3达到高成熟，火山喷发加上大埋深使烃源岩迅速致密，使油气具有先成藏后致密的特点。

关键字：红庙子盆地；下白垩统；盆地模拟；油气富集规律

1. 区域地质特征

红庙子盆地位于通化、柳河盆地以南，与通化地区在旺清门朝鲜族镇相连接，背部呈北西向的长条形，南部呈北东向的长条形展布，再往南与沙尖子盆地相邻。地理坐标为：E125°6′-125°40′，N40°55′-40°40′，其面积为1688km²。

红庙子盆地所在的通化地区大地构造单元属中朝准地台（I）胶辽台隆（II）之上的营口—宽甸台供北缘。区内基底出露较好，有三套古老的变质岩系组成，主要为太古代和下、中元古代深变质岩，其上覆的上元古界等为第一套盖层；峡谷生界是陆表海稳定类型沉积。上古生界是海陆交互相，中生界为内陆盆地堆积，从晚三叠世始发育火山喷发沉积，晚侏罗世火山活动尤其剧烈，至白垩纪尚有火山活动。。

基金项目：国家自然科学基金项目（U1262106，41572135）；国土资源部中国地质调查局项目（12120115001701）。

作者简介：李向阳 (1992年)，男，陕西宝鸡 硕士研究生 矿产普查与勘探方向 E-mail:1064647123@qq.com

通讯作者:孟元林（1960-），男，教授，博士生导师，石油地质。E-mail：QHDMYL@163.com。

图1 红庙子盆地区域构造位置图

2.构造演化特征分析

在早白垩世下桦皮甸子组时期，红庙子盆地主要发育陆相湖泊-沼泽相沉积体系，沉积地层厚度较大，为670米，岩性主要为灰色和黑色砂岩、泥岩以及粉砂质泥岩。接下来亨通山组沉积时期，其继承了下桦皮甸子组的沉积特点，发育一套陆相-沼泽相沉积体系，并发育一套厚度较大的砂泥岩，之后，地层抬升遭受剥蚀，剥蚀之后亨通山组的砂泥岩总厚度为201.5米（图2）。红庙子盆地三棵榆树组沉积时期，底部沉积了一层砾岩之后，发生强烈的火山喷发，在短时间内形成一套巨厚的火山岩建造，但之后很快这套地层被剥蚀殆尽。在晚白垩世干沟期，红庙子盆地又一次发生强烈的火山喷发，形成一套巨厚的火山岩建造，但后来又被剥蚀。一直到第四纪，本区又一次下降接受10m厚的沉积（图4）。由上可见，红D1井下白垩统具有早期深埋藏，晚期浅埋藏的特点。在三棵榆树末期，下桦皮甸子埋深高达3000多米，后来逐渐抬升到现今埋藏较浅的位置。总剥蚀量高达3400m（图3），而且在地史时期，伴随强烈的火山喷发。所有这一切，非常不利于下白垩统沉积岩储层孔隙的保存。这种特殊的埋藏史造就了下白垩统储层物性致密的形成。

3.下白垩统之后油气成藏分析

通过查找以及整理前人对红庙子盆地勘探的一些数据，如各个地层的厚度、地层底界年龄、地层的岩性，Ro随深度的变化等等，模拟出了红庙子盆地下白垩统之后地层的埋藏史、有机质成熟度史、生烃史以及排烃史，然后通过分析这些史图对下白垩统之后的油气成藏走了简要的分析。

根据前人资料，红庙子盆地下白垩统发育下桦皮甸子组（K1x）和亨通山组（K1h）两套烃源岩。在亨通山组沉积之后的三棵榆树期间，火山剧烈喷发，堆积了巨厚的火山岩，使亨通山组和下桦皮甸子组快速埋藏（图4），在下桦皮甸子组沉积早期，下桦皮甸子组底部储层就进入早成岩阶段B期；在亨通山组沉积晚期，下桦皮甸子组底部的烃源岩进入生烃门限，Ro≥0.5%（图5），开始生烃,生烃率达到10mg/gCorg，此时储层处于中成岩阶段A1亚期（图6）；在三棵榆树组沉积早期，该套烃源岩底部Ro≥0.7%，进入大量生烃的成熟阶段，生烃率超过100 mg/gCorg（图7），生成的油气在烃源岩中被溶解和吸附之后，并开始排烃。储层处于中成岩阶段A₂¹亚期，干酪根在生成油气的同时，产生有机酸和有机CO₂，溶于水，形成酸性热流体，溶蚀储层，形成次生孔隙。此时盖层具有烃浓度封闭和毛细管封闭能力。由于快速埋藏，造成压实不平衡和欠压实，这势必导致超压的形成，因此超压也是一种重要的盖层封闭机理。此时，生储盖发育俱佳，早期油气藏开始形成。由于油气藏形成之后生储盖层快速埋藏并达到较深的埋藏深度，所以具有先成藏后致密的特征。当烃源岩Ro≥1.0%，生烃率达到150 mg/gCorg，储层处于中成岩阶段A₂²亚期，有机酸的生成减少，储层孔隙度开始减小。在三棵榆树组沉积晚期，红庙子盆地发生了强烈的火山喷发，在沉积后5.5Ma时间内（三棵榆树沉积晚期），下桦皮甸子组底界埋深达到3400m的最大深度，再加上火山活动引起的高热流，使下桦皮甸子组烃源岩有机质成熟度迅速增高，Ro高达1.3%。高热流加上深埋藏使储层快速致密。之后烃源岩中形成的油气具有先致密后成藏的特点。由于发生在Ro=1.3%～2.0%的早期，排烃时间很短（图4），所以烃源岩的大部分油气是在储层致密之后排出的，油气的分布不受圈闭的控制，在盆地的凹陷和斜坡地带成连续或准连续分布。后来完钻的通D1井和辽新D1井的钻探结果，也支持了这一结论，油气主要储存于致密储层中，而且不受圈闭的控制。在三棵榆树期的中期，下桦皮甸子组烃源岩进入高成熟阶段，Ro≥1.3%，储层达到了中成岩阶段B期。

亨通山组是红D1井盆地下白垩统另一套优质烃源岩，从图5，6，7我们可以看到在亨通山组沉积晚期，该组底部地层处于早成岩阶段B期，在三棵榆树组沉积早期，亨通山组烃源岩进入生烃门限，Ro≥0.5%，开始生烃，生烃率达到10mg/gCorg，此时储层处于中成岩阶段A1亚期；在三棵榆树组沉积中期，该套烃源岩Ro≥0.7%，进入大量生烃的成熟阶段，生烃率超过100 mg/gCorg，储层处于中成岩阶段A₂亚期的早期A₂¹；在三棵榆树组沉积晚期，烃源岩Ro≥1.0%，到达生油高峰，生烃率达到150 mg/gCorg，储层处于中成岩阶段A₂亚期的晚期A₂²。

结论

1. 红庙子盆地在下白垩统之后发生了两次大的剥蚀事件，一次在三棵榆树组沉积之后，另一次在干沟组沉积之后，并且这两个地层沉积之时都伴随着巨大的火山运动。

2. 红庙子盆地下白垩统一共发育下桦皮甸子组（K1x）和亨通山组（K1h）两套烃源岩。在三棵榆树组沉积早期，有机质Ro大于0.7达到成熟，开始大量生烃，较大的埋深加上后期伴随的火山喷发，使生成的油气具有先成藏后致密的特点；在三棵榆树组沉积晚期，有机质Ro大于1.3达到高成熟，此时火山喷发加上大埋深使烃源岩迅速致密，导致生成的油气具有先成藏后致密的特点。

参考文献：

[1] 通化地区地质调查井工程（红D1井）成果报告，2016

[2] 韩欣澎， 郝国丽， 刘超等，通化盆地石油地质特征及油气资源潜力.世界地质337-343

[3] 孟元林，肖丽华，李泰明，等．盆地模拟在油气勘探初期阶段的应用[J]．天然气工业，1994，14（4）：6-9．

[4] 肖丽华，孟元林．生烃史模型中存在的问题，长春地质学院学报．1995，24(3)：87－90

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[6] 庞雄奇．排烃门限控油气理论及应用［M］．北京：石油工业出版社，1995

[7] Dickey，Parke A．1975．Possible primary migration of oil from source rock in oil phase． AAPG Bulletin，(59)：337-345．

Study on Hydrocarbon Accumulation regulation in hongmiaozi basin Lower- Cretaceous  

Li xiangyang, Meng Yuanlin, yang jiayi, yang wei

(College of Earth Science，Northeast Petroleum University，Heilongjiang 163318，Dqing，China)

Abstract: Based on the exploration of the hong D1 well in Hongmiaozi basin of the Tonghua area, this paper simulates the burial history of the formation, the evolution history of the organic matter ,the diagenesis history and recover the erotion thickness of hengtongshan group through Ro being changing with the depth. The results show that two major erosive events occurred after the Lower-Cretaceous in the Hongmiaozi basin, one behind  of the deposition of the sankeyushu groups and the other behind  of the deposition of the gangou group. There are two main source rocks in xiahuapidianzi(K1x) group and Hengtongshan(K1h) group Formation in the Lower- Cretaceous of Hongmiaozi Basin. In the early stage of the deposition of the sankeyushu group, the organic matter Ro is greater than 0.7,which means the organic matter bagin to mature, then a large amount of hydrocarbon generation is started. The larger burial depth and the associated volcanic eruption in the later stage make the Hydrocarbon reservoir with the character of earlier accumulation then compaction. In the late stage of sedimentation, the organic matter Ro is greater than 1.3, the volcanic eruption and the larger burial depth make the Hydrocarbon reservoir with the character of earlier compaction then  accumulation.

Key words: Hongmiaozi basin; Lower-Cretaceous; basin simulation; Hydrocarbon enrichment rule