Análisis del grado de evolución térmica de la materia orgánica y la historia de generación de hidrocarburos de las rocas generadoras.
1. Generalmente se divide en zonas este y oeste, siendo la sur más alta y la norte más baja.
El grado general de evolución térmica de las rocas generadoras en Ordos Sag y Qinshui Block Sag en el oeste es relativamente alto, con valores de Ro generalmente entre 1,5% y 3,0%. Las áreas metamórficas altas con Ro > 1,8% representan más del 70% del área total de las dos depresiones de falla, y las áreas metamórficas bajas con valores de Ro entre 0,6% y 1,3% solo se distribuyen en la parte noreste de Ordos. .
El valor de Ro medido de la línea Jiyuan-Kaifeng-Yongcheng en el sur del norte de China es tan alto como 6,10%. Está ubicado en el área de distribución de roca madre altamente metamórfica definida por el contorno RO > 2,0%. Representa más del 50% del área total de depresión de la falla. Con esto como centro, el valor de Ro cayó del 0,6% al 1,0% en la parte norte de la depresión de la falla Dongpu y la parte sureste de las depresiones de la falla Xuzhou, Suzhou, Huainan y Xiang-Chenqiu.
El grado general de evolución térmica de las rocas generadoras en la Depresión de la Bahía de Bohai es significativamente menor que en las dos áreas anteriores. El valor Ro está generalmente entre 0,6% y 1,8%, y las zonas demasiado maduras y las zonas poco maduras se disponen alternativamente dentro de la región. El área de distribución de rocas generadoras demasiado maduras con RO > 2,0% representa menos del 20% del área total de la depresión y se produce principalmente en los depocentros mesozoico y cenozoico. El área del paleolevantamiento después del período Herciniano representa alrededor del 40% del área total en el este. El valor de Ro generalmente está entre el 0,6% y el 0,8%, y en su mayoría permanecen en la etapa de evolución térmica al final del período. Era Paleozoica.
2. Los cambios térmicos verticales de los dos conjuntos de rocas generadoras son similares y mantienen una secuencia de evolución térmica continua.
La comparación del grado de evolución térmica de la materia orgánica entre las rocas generadoras de carbón del Paleozoico superior y la piedra caliza del Ordovícico del Paleozoico inferior (Tabla 3-2-13 y Tabla 3-2-14) en el norte de China muestra : ① En la misma área, los valores medidos de Ro de los dos conjuntos de rocas generadoras están muy cerca, formando una secuencia de evolución térmica relativamente continua en la dirección vertical. En áreas donde el grado de cambio térmico de las rocas generadoras de carbón del Paleozoico superior es alto, el grado de cambio térmico de la piedra caliza del Paleozoico inferior es aún mayor. Por otro lado, debido a que no existe una zona del Paleozoico Superior o una zona de paleo-levantamiento con baja evolución térmica en el Paleozoico Superior, la caliza del Paleozoico Inferior tiene un bajo grado de cambio térmico. ② La diferencia en la evolución térmica vertical de los dos conjuntos de rocas generadoras medida por el valor Ro de reflectancia de vitrinita es generalmente de aproximadamente 0,2%, lo que indica que los procesos de evolución térmica experimentados por los dos conjuntos de rocas generadoras son completamente consistentes.
Tabla 3-2-13 Rango de evolución madura de la materia orgánica en la Formación Shanxi en el norte de China
Continuación
Tabla 3-2-14 Paleozoico Inferior en Norte de China Grado de cambio térmico en la piedra caliza del Ordovícico
3. La evolución de las rocas generadoras del Paleozoico se puede dividir en dos etapas en el tiempo.
1) Etapa de evolución plutónica Paleozoico-Triásico
Según los resultados de la investigación sistemática de Cheng Keming, Zhong Ningning et al (1996), la evolución térmica de la materia orgánica en la fuente Paleozoica. rocas en el norte de China Ha pasado principalmente por dos etapas de desarrollo, cuatro tipos genéticos evolutivos y hay cinco antiguos sistemas de cambio térmico de materia orgánica geotérmica (Tabla 3-2-15). El pico de generación de petróleo y gas se produjo principalmente en el período Pre-Yanshan, que se basa principalmente en:
Tabla 3-2-15 Etapas históricas de la evolución térmica de la materia orgánica en rocas generadoras del Paleozoico
Primero, el período carbonífero de toda la región - La calidad de carbón más baja en el Pérmico es el carbón de llama larga y el carbón graso, sin lignito, que se ha elevado durante mucho tiempo después de la deposición de rocas generadoras del Paleozoico; con actividad magmática débil, como el área de Tangshan en el este de Hebei, el área de Julu en el oeste de Linqing y el área de elevación occidental de Shandong, el área de elevación del norte de Hebei, la depresión de la falla Datong-Jingle, el área de Shizuishan-Qingtongxia-Guyuan en el oeste de Ordos, Dongsheng- Área de Fugu en el noreste de China, depresión de falla de Xuhuai en el sur de China, depresión de falla de Hefei, valor ro de reflectancia de vitrinita Generalmente es 0,6. Muestra que al final del Triásico de la Era Mesozoica, todas las rocas generadoras del Paleozoico formaron calor y entraron en la etapa de generación de hidrocarburos desde una madurez baja hasta una madurez temprana.
En segundo lugar, en áreas con un gran espesor sedimentario del Triásico, el grado general de evolución térmica de las rocas generadoras es alto. Como se muestra en la Figura 3-2-13 y las Tablas 3-2-12 y 3-2-13, en el bloque Qinshui en el área Jiyuan-Kaifeng-Taikang del centro y sur de Ordos y el sur del norte de China, el sedimento del Triásico El espesor es de 2000 ~ 3700 m, que es el área del depocentro del Mesozoico Temprano. En la actualidad, el grado de evolución térmica de las rocas generadoras también es el más alto de la región, con valores de RO generalmente > 2,0% y el valor máximo es 4,0% ~ 6,0%. Sin embargo, el espesor del Triásico en la Bahía de Bohai, el oeste de Shandong, Xuhuai, Xiang-Chenqiu, Hefei y el margen noroeste de Ordos es inferior a 500 m, y el valor actual de Ro de las rocas generadoras generalmente está entre 0,6% y 1,2%. . Según el método TTI y la fórmula de Kangnan, al final del Triásico, el Ro Paleozoico en Qinshui-Jiyuan-Taikang y otras áreas de rocas metamórficas de alta temperatura alcanzó el 1,2% ~ 1,75%, y básicamente ha entrado en el período máximo tardío de Generación de aceite convencional - etapa de humedad del aceite condensado.
Figura 3-2-13 Mapa de isopacas del Triásico del norte de China
Los resultados anteriores muestran que el Triásico fue el período más activo de evolución térmica de la materia orgánica en las rocas generadoras del Paleozoico. período de generación de petróleo y gas. En términos generales, se establece que el grado de cambio térmico de la materia orgánica en las rocas generadoras del Paleozoico en el norte de China se divide en dos regiones: este y oeste, con niveles más altos en el sur y niveles más bajos en el norte.
2) Diferentes etapas evolutivas desde el período Yanshaniense hasta el Himalaya.
Esta etapa ocurrió principalmente en el área de depresión de la falla del Yanshaniano-Himalaya tardío, con un metamorfismo obvio, lo que provocó la generación secundaria de hidrocarburos a partir de rocas generadoras del Paleozoico.
Los resultados de la investigación sobre la historia de la evolución tectónica regional confirman que el movimiento tectónico Yanshan-Himalayan en el este del norte de China fue el más fuerte. Las actividades de bloques diferenciales causaron la separación estructural de los espesores sedimentarios mesozoicos y cenozoicos, y la geotermia antigua. El desequilibrio del campo se volvió cada vez más severo. Se está volviendo cada vez más obvio. Para las rocas generadoras del Paleozoico en la mayoría de las áreas, debido al alto grado de metamorfismo de la materia orgánica depositada en la etapa anterior, el espesor del Cenozoico aún no ha alcanzado el espesor requerido para compensar el calor paleogeotérmico. La evolución generacional de la materia orgánica ha tendido a estancarse. En las depresiones de la falla donde el rango de carbón original del Paleozoico era bajo y el espesor sedimentario del Cenozoico era grande, se produjo un metamorfismo plutónico secundario, lo que provocó que la roca madre del Paleozoico evolucionara nuevamente para generar hidrocarburos, principalmente de la siguiente manera.
En términos de (1) distribución plana, el grado de evolución térmica de las rocas generadoras del Paleozoico en la región oriental aumenta con el engrosamiento de los estratos cenozoicos. En las cuencas del rift terciario como Dongpu, Huanghua, Wen'an, Jiyang y Linqing, el grado de cambio térmico de las rocas generadoras del Paleozoico aumentó desde el valor de fondo original Ro ≈ 0,6% ~ 0,8% a 1,3% ~ 1,8% respectivamente. Ro disminuye en un anillo desde el centro de la cuenca del rift hacia las áreas circundantes. Pero en general, el alcance de esta área de generación de hidrocarburos metamórficos subplutónicos está limitado por el patrón de fractura del bloque de falla y la profundidad de hundimiento, y no se distribuye continuamente en un área grande. Esta es una de las diferencias más significativas en las condiciones de generación de hidrocarburos entre la región oriental y la Depresión de Ordos, que determina las diferencias en las características de distribución de recursos y la escala entre las dos.
(2) Tiene características de evolución térmica superpuestas en "dos etapas" en dirección longitudinal.
Qin Jianzhong (1991) realizó un estudio comparativo sobre la relación entre el valor Ro de reflectancia de vitrinita y la profundidad de enterramiento de vetas de carbón C-P, lutitas carbonosas y lutitas oscuras del Paleógeno en el área de Suqiao-Wen'an, y encontró que cuando la profundidad de enterramiento es superior a 2900 m, la pendiente de la curva de evolución térmica de la serie de carbón CP con un valor de Ro creciente a medida que aumenta la profundidad de enterramiento es diferente de la de las rocas generadoras del Paleógeno. Vale la pena señalar que cuando la profundidad del entierro es inferior a 2900 m, la pendiente de la curva del Paleógeno es consistente con la de > 2900 m, mientras que la pendiente de la curva de la serie de carbón C-P es cercana a cero, es decir, el valor de RO permanece en aproximadamente el 0,6% en el rango de profundidad de < 2900 m, no aumenta con el aumento de la profundidad del entierro (Apéndice Figura 3-2-14, 3-) Esto muestra que: ① La roca madre del Paleozoico superior en el área de Suqiao tenía ② Durante el metamorfismo plutónico secundario cenozoico, la generación de hidrocarburos no continuó a lo largo de la trayectoria de evolución térmica de la generación de hidrocarburos original. A cierta profundidad, su valor de Ro siguió la evolución térmica de las rocas generadoras del Terciario. A medida que evoluciona la trayectoria, se produce generación secundaria de hidrocarburos, y la cantidad de generación secundaria de hidrocarburos es suficiente para formar un considerable yacimiento primario de petróleo y gas en el área de Suqiao.
Zhang Chunrong et al. (1995) estaban estudiando la evolución de la generación secundaria de hidrocarburos de las rocas carbonatadas del Paleozoico Inferior en la Depresión de Jiyang, y Zhu Jiawei y Xu Huazheng (1987) estaban estudiando la evolución de la generación secundaria de hidrocarburos de Las medidas del carbón en la depresión de Dongpu. Cheng Keming et al. (1996) estudiaron la evolución de la generación de hidrocarburos secundarios del Ordovícico en el bloque Huanghua (Figura 3-2-15); Depresión de la falla de Niqiuji Los hallazgos fueron similares a los del área de Suqiao. Esto muestra que la generación secundaria de hidrocarburos en el Paleozoico es un fenómeno común en el norte de China.
4. Cuatro zonas generadoras de hidrocarburos con diferentes tipos genéticos.
(1) Metamorfismo plutónico de tipo subsidencia continua desde la Era Mesozoica.
Por ejemplo, la Depresión de Ordos, la Depresión del Bloque de Falla de Jiyuan y la Depresión del Bloque de Falla de Qiuxian. La evolución sedimentaria de estas zonas desde el Mesozoico es básicamente similar. El espesor total de T-K1 es de aproximadamente 5000 ~ 6000 metros, el espesor total de K2-E Jiyuan es < 6000 metros y el espesor total de Qiuxian es > 7000 metros.
Figura 3-2 -14 C-P y espejo en el área de Suqiao La reflectividad de los plástidos cambia con la profundidad
Figura 3-2-15 La reflectividad del carbón de Aojing en el bloque Huanghua cambia con la profundidad
El grado de metamorfismo del La roca madre en el bloque Qiuxian está básicamente controlada por la profundidad del entierro. El Ro al final del Triásico estuvo entre el 0,6% y el 0,7% (según datos de perforación en la zona de Julu), y el Ro al final del Mesozoico (final del K1) estuvo en torno al 2,32% (según el pozo oficial datos de profundidad 1). Debido al enorme espesor de K2-E, se infiere que la depresión profunda en el bloque Qiuxiano es Ro.
Bajo la misma profundidad de enterramiento y gradiente geotérmico normal, el valor de Ro de las últimas medidas de carbón mesozoico puede alcanzar el 2,5% ~ 3,0%, pero ha alcanzado el 6,0% en Jiyuan Sag, además de los depósitos mesozoicos. De 5000 ~ 6000 m de estratos cenozoicos, una mayor evolución y deterioro de la materia orgánica de sus rocas generadoras están relacionados con la actividad hidrotermal subterránea, la intrusión de magma y el metamorfismo de cocción en el área.
(2) Sobre la base de la primera fase del metamorfismo plutónico, la materia orgánica de las rocas generadoras evolucionó aún más debido al metamorfismo hidrotermal del magma y la cocción del magma.
Por ejemplo, Jiyuan-Taikang bloquea la depresión, Qinshui bloquea la depresión, etc.
La fuente de calor del metamorfismo hidrotermal del agua subterránea proviene de la cámara de magma profunda o del manto superior. Las fallas profundas sirven como canales de afloramiento para el magma profundo y el flujo de calor, proporcionando las condiciones para la circulación profunda del agua subterránea.
La zona de alto metamorfismo formada por este factor se encuentra en la línea Jiyuan-Kaifeng-Yongcheng en el extremo norte del sur de China, adyacente a la falla profunda Jiaozuo-Shangqiu, y tiene tres trampas de antracita de alto metamorfismo: Jiyuan-Zhengzhou, Kaifeng- Lankao y Yongcheng (Figura 3-2-16). Estas trampas altamente metamórficas a menudo se ubican en la intersección de fallas de tendencia NNE y fallas de Jiaoshang, lo que refleja la interdependencia de las fallas, el magma y la circulación profunda del agua subterránea.
Figura 3-2-16 Diagrama esquemático de la distribución de madurez de la materia orgánica de la Formación Shanxi en el norte de China
El metamorfismo térmico del magma es un sistema metamórfico térmico formado por cocción directa del magma. en contacto con rocas generadoras. Este tipo de metamorfismo es más prominente en la depresión de la falla de Qinshui. Según los datos del estudio terrestre y magnético, se encontró una serie de fuertes campos magnéticos ortomagnéticos Qinxian-Zhangdian en los mapas aeromagnéticos δ ta de Taiyuan Xishan, Yangquan, Xiangyuan, Yangcheng, Huoxian, Qixian y otros lugares en el borde de la cuenca. La anomalía (Figura 3-2-17) fue descubierta mediante un estudio magnético de alta precisión en la depresión del macizo Qinshui. Estos reflejan la posibilidad de rocas ígneas. Los datos sísmicos y de perforación han confirmado que la alta fuerza magnética en el condado de Qixian es el cuerpo intrusivo de Yanshan (monzonita), que penetra el límite inferior del Sistema Carbonífero en un área de más de 200 km2.
Debido a la falta de homogeneidad de la intrusión volcánica, el grado de evolución térmica de las rocas generadoras varía mucho a lo largo del plano. Por ejemplo, el valor de Ro en la parte oriental de la depresión del bloque de falla Qinshui es generalmente superior al 2,0%, y en la parte occidental está entre el 1,0% y el 1,5%. El valor de Ro en el bloque de falla Taiyuan-Yangquan en el norte y el. El bloque de falla Jincheng-Yang en el sur alcanza entre el 3% y el 5%.
Además de la depresión de la falla de Qinshui, las rocas intrusivas de Yanshan también son comunes en otras áreas del norte de China, pero la escala del macizo rocoso es pequeña, por lo que el alcance de influencia no es grande. Como intrusiones locales en las áreas de Xishan, Taiyuan, Xishan, Hanxing Coalfield, Cangcan 1 Well, Luxi y Xuhuailong Banner. Estas intrusiones forman trampas locales altamente metamórficas en estratos de medida de carbón.
(3) Zona de generación secundaria de hidrocarburos dominada por el período Himalaya.
Se produce principalmente en las zonas orientales de Huanghua, Wen'an, Dongpu, Jiyang y Linqing en la depresión de la bahía de Bohai, así como en las depresiones de Shangqiu-Huangkou y Xiangcheng-Chenqiu en el sur y el norte. Porcelana. * * *De manera similar, el vencimiento original del período pre-Terciario es bajo, el valor de fondo de Ro está mayoritariamente entre 0,5% y 0,8%, y el potencial restante de generación de hidrocarburos es grande. La actividad diferencial de los bloques de falla entre los períodos del Yanshaniense tardío y del Himalaya provocó que las rocas generadoras del Paleozoico quedaran enterradas nuevamente, lo que resultó en un metamorfismo térmico plutónico secundario y una generación masiva de hidrocarburos (Tabla 3-2-16). La diferencia es que debido a las diferentes condiciones iniciales para la generación secundaria de hidrocarburos (como el valor de Ro después de la generación primaria de hidrocarburos, etc.), el espesor del Cenozoico cargado en la roca madre del Paleozoico es diferente y la cocción de las intrusiones de magma en áreas locales hace que el Paleozoico El grado de evolución térmica de la materia orgánica y los productos de generación de hidrocarburos en las rocas generadoras varía ligeramente de un lugar a otro. El cambio de calor secundario de las rocas generadoras en el hundimiento de Huanghua, Wen'an, Shangqiu-Huangkou y Xiangcheng-Chenqiu es ligeramente menor, y la mayoría de ellas se encuentran en la etapa de madurez a alta madurez. Los productos de generación de hidrocarburos son principalmente petróleo convencional. , aceite ligero y agua. Las rocas generadoras de hidrocarburos en Dongpu Sag, Jiyang Sag y Linqing Sag tienen un alto grado de transformación térmica secundaria y en su mayoría se encuentran en la etapa inicial de alta madurez a sobremadurez. Los productos de generación de hidrocarburos son principalmente gas húmedo y gas seco.
Figura 3-2-17 La relación entre la anomalía de Ro, el macizo rocoso magmático y la anomalía magnética profunda en el hundimiento del macizo Qinshui
(4) Área de levantamiento continuo después del período Indosiniano.
Ocurre principalmente en el oeste de Shandong, el norte de Hebei, Xuhuai, Xinghenglong Banner y otros lugares. La evolución térmica y la generación de hidrocarburos de las rocas generadoras del Paleozoico ocurrieron principalmente en el Paleozoico-Mesozoico temprano. Debido a la poca profundidad de enterramiento antiguo, el rango de carbón original y el rango de carbón actual son relativamente bajos (RO = 0,6% ~ 0,8%), y el espesor de carga cenozoico es delgado, es difícil cumplir con las condiciones básicas para la generación secundaria de hidrocarburos. .
En general, el período máximo de evolución térmica de la materia orgánica en las rocas generadoras del Paleozoico en el norte de China tiene las características de superposición de múltiples etapas y suroeste temprano, noreste tardío. En las principales zonas generadoras de hidrocarburos, como Ordos, Qinshui y Jiyuan-Taikang, el enriquecimiento y la acumulación de petróleo y gas dependen de las condiciones de conservación posteriores al período Yanshanian. La acumulación de petróleo y gas en áreas de generación secundaria de hidrocarburos, como la Bahía de Bohai, depende de la escala de la generación secundaria de hidrocarburos y de las condiciones de la capa de roca del yacimiento. El área de levantamiento continuo desde el período Indosiniano tiene un período de generación temprana de hidrocarburos y un bajo grado de evolución térmica, lo que no favorece la acumulación de petróleo y gas.
Tabla 3-2-16 Comparación de las condiciones de generación de hidrocarburos secundarios de rocas generadoras del Paleozoico en el norte de China