南华北上古生界油气成藏关键条件分析.pdf

第 3 2 卷第 5期 2 O 1 O年 1 O月 石 油 雾 驺 沾 届 PETROLEUM GEOLOGY EXPERI M ENT Vo 1 ． 3 2． No ． 5 oC t ．． 2 01 0 文章编号 1 0 0 1 6 1 1 2 2 O 1 0 】 0 5 0 4 2 0 0 8 南华北上古 生界油气成藏关键条件分析 周小进 中国石油化工股份有限公 司 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研 究所 ， 江苏 无锡2 1 4 1 5 1 摘要 南华北上古生界石炭二叠系含煤地层是一套 良好的烃源岩 ， 但多年勘探一直未 能取得 油气突破 。该文从控制 上古生界 油气成藏的关键因素出发 ， 立足有效烃源岩与油气保存这 2个基本条件的分析 ， 取得了对该 区主要 凹陷上古 生界成烃演化 和油 气保存条件的重要认识 。研究认为， 南华北上古生界具有二次生烃的有利条件 ， 并具有油气兼生的特点； 太康 隆起、 鹿邑凹陷、 谭 庄一沈丘凹陷在燕山中晚期 已具备二次 生烃条件 ， 而倪丘集凹陷较晚 ， 主要在喜山晚期 ， 是寻找晚生 晚成 油气藏的重点地 区； 现 今深凹区是二次生烃 的主要区 ， 并具有有利的油气保存条件。 关键词 有效烃源； 油气保存 ； 上古 生界 ； 周 口坳陷； 南华北 中图分类号 T E1 2 2 ． 1 文献标识码 A ANALYS I S OF HYDR A ] CI J M I I f蜘0N C0NDI 1 [ ] 【 ONS OF 1 I E C S E Q UE NC E OF T HE S OU THE RN NOR T H C HI NA B A S I N Z h o u Xi a o j i n Wu x i Re s e a r c h I n s t i t u t e o f Pe t r o l e u m Ge o l o g y，SI NOPEC，Wu x i ，J i a n g s u 2 1 4 1 5 1 ， C h i n a Ab s t r a c t Th e c o a l b e a r i n g s t r a t a o f Ca r b o n i f e r o u s -- Pe r mi a n o f Up p e r Pa l a e o z o i c i s a s e t o f g o o d s ou r c e r o c k i n t he S o u t h e r n No r t h Ch i n a Ba s i n ． Ho we v e r ， u p t o n o w a n y g r e a t e x pl o r a t i o n b r e a k t h r o u g h h a s n o t b e e n a c h i e v e d ． B a s e d o n a n a l y s i s o f e f f e c t i v e s o u r c e r o c k a n d h y d r o c a r b o n p r e s e r v a t i o n，s t a r t i n g f r o m t he k e y f a c t o r s o f c o n t r o l l i n g h y d r o c a r b on a c c u m u l a t i o n o f Up p e r Pa l a e o z o i c ，t he i mp o r t a n t r e c o g ni t i o n o n t h e hy dr o c a r bo n g e n e r a t i o n e v o l u t i on a nd hy dr o c a r b on p r e s e r v a t i o n c on di t i o n o f ma i n s a g s h a s b e e n ga i ne d i n t hi s pa p e r ． Thr e e v i e wp o i nt s b y r e s e a r c h a r e a s f o l l o ws ． The r e i s a dv a n t a g e d c o n di t i o n o f s e c on d a r y hy d r o c a r b o n g e n e r a t i o n i n t he So ut h e r n No r t h Ch i na a nd t he s o u r c e r o c k c a n p r o duc e oi l a nd g a s ． Ta i ka ng Upl i f t ， Luy i Sa g a n d Ta n z h ua n g She n q i u Sa g ha d s e c on d a r y hy d r o c a r b o n c o n di t i on i n M i d La t e Ya n s h a ni a n Pe r i o d，b u t t h e r e i s s e c o n d a r y h y d r o c a r b o n i n L a t e Hi ma l a y a n P e r i o d i n Ni q i u j i S a g，wh i c h i s t h e f o c u s o f l o o ki ng f o r t he hy dr o c a r b on a c c umul a t i o ns t h a t hy d r o c a r b o n g e n e r a t e d l a t e a nd r e s e r v oi r f o r me d l a t e ． Th e mo d e r n de e p s a g s a r e t he m a i n hy d r oc a r b on ge ne r a t i o n a r e a s a nd t he y h a v e a d v a nt a ge s c on d i t i on of hy d r o c a r b on pr e s e r v a t i o n i n t he S ou t he r n No r t h Chi na Ba s i n． Ke y wo r d s e f f e c t i v e s ou r c e ；hy dr o c a r bo n p r e s e r v a t i on；Up pe r Pa l a e o z oi c；Zho uk oU De pr e s s i o n；So ut h e r n No r t h Chj n a Ba s i n 南华 北上 古 生界 的 油气 勘 探 由来 已久 。随着 7 0年代末煤成气理论 的引入， 华北石炭一二叠系 聚煤盆地 成为原 地 质部 和 石 油部 系 统普 遍 关 注 的 新领域 ， 从 1 9 8 3年开始至 2 0 0 4年在该区共实施钻 井 3 0余 口。其 中， 原地 矿部华 北石 油地质 局于 1 9 8 6 年 7月实 施 钻 探 的南 1 2井 在周 口坳 陷东 部 的倪丘 集 凹陷 大 王庄 构 造上 于 古 近 系双 浮 组 1 6 0 9 ． 6 1 6 1 3 ． 4 m 井 段 首次 发现 了源 自上 古生 界 石炭一二叠 系的煤成 油藏 ， 测试 日产 原油 2 ． 4 9 m。 ； 河 南石 油 勘 探 局钻 探 的周 参 7 、 周 参 1 3井 、 周 1 6 井 和襄 5井在上 古 生界 抽 汲 测试 ， 获 微 量 气 ； 中石 油华 北油 田在鹿 邑 凹陷完成鹿 1 井 ， 于古 生界见气 显示 ， 测试点 火可燃 。 经过多年的勘探 ， 尽管未能取得油气 突破 ， 但通 过勘探和研究对南华北地 区上古生界 的基 本赋存状 态 、 烃源岩特征 和主要 含油气 条件 等方 面取 得 了许 多重要认 识 。如 基 本查 明 了南 华 北 北部 周 口坳 陷北部一 太康 隆起 是 上古生 界连 片残 留分布 的主 收稿 日期 2 0 1 0 0 1 2 5 ； 修订 日期 2 0 1 0 0 8 1 6 。 作者简介 周小进 1 9 6 9 一 ， 男， 博士 ， 高级工程师 ， 主要从事油气勘探地质研究工作 。E ma i l z h o u x j ． s y k y ma i l ． s i n o p e c ． c o m。 基 金 项 目 中 国石 化 科 技 项 目 YP H0 8 0 7 7 。 第 5 期 周小进．南华北 上古生界油气成藏关键条件分析 4 2 1 要 区 ； 证 实 了上古生 界石炭一 二 叠系含 煤岩 系是南 华北地 区最重 要 的区域烃 源岩 ， 比鄂尔 多斯 和渤海 湾盆地 厚度更 大 、 品质 更 好 ； 上 古生 界 烃 源 岩热 演 化程度差异大 ， 总体具西北高、 东南低的分布格局 ； 具有古 生新 储 、 古 生 古储 的油 气 成 藏 条 件 等 ] 。 如 今 ， 已在相邻 的渤海 湾古 近系断 陷区发 现 了诸 如 苏桥 、 文 留 、 孤北 、 高古 4等 多个上 古生 界煤成气 田 藏 ， 而南华北地区具有与渤海湾地区相似的盆地 发 育特征 ， 并 有着 更 为 有利 的烃 源 岩发 育 条件 ， 应 是值 得进一 步勘 探 的有 利地 区。但 该 区 由于 在 中 新生 代与渤 海湾 盆地 有 着 不 同 的成 盆环 境 和 演 化 特点 ， 使上 古 生 界 形 成 了独 特 而 复 杂 的含 油 气 条 件 。笔者 认 为 ， 对南 华北 地 区 而言 ， 有 效烃 源 和 油 气保存 条件是 寻找 有效 油 气 藏 的关 键 。本 文从 现 有勘探 资料 和相关研 究成果 出发 ， 以南 华北 中区周 口坳 陷为重点 ， 通过 对这 2 个 油气 成藏关 键条 件 的 分析 ， 进 一步探 讨勘 探 的主要方 向和有 利地 区 。 1 区域地质概况 南华北地区系指焦作一新乡一商丘 丰沛断裂 以南 、 郯庐断裂 以西 、 秦 岭一 大别造 山带 以北 的广大 地 区 ， 大地构造 上处 于华 北 地 台的东 南部 ， 其 内 隆、 坳分布 主要 呈 E w 或 Nww 走 向 ， 受 N NE向断 裂 分 割 ， 南 华北又具 东 西 分块 的构 造 特点 图 I 。本 次研究 的周 口坳 陷位 于南 华北 中部 ， 北 以太 康 隆起 与 开封坳 陷相 隔 ， 南 以长 山一 蚌埠 隆起 与信 阳一合 肥盆地相 隔 ， 西与豫 西隆起 相接 。坳 陷 内包 含有 1 0 余个次级 凹陷 ， 为 晚 白垩世一 古 近纪 发育 起 来 的断 陷盆 地群 ， 大致 可分 为 3个 带 北 带 主 要发 育 有 巨 陵、 新站社、 鹿邑等 凹陷， 中带主要发育有襄城、 谭 庄一沈丘 、 倪丘集等凹陷， 南带发育有舞阳、 汝南一 东岳 、 临泉 、 阜 阳凹陷 。 古生代 ， 南华北地区隶属于大华北克拉通盆地 演化 的一部 分 ， 大 致经历 了寒武一 奥 陶纪 以碳酸盐 岩沉 积 为 主 的地 台和 晚石 炭 世一 中三 叠世 由海 陆 交互 相一 陆相 沉积 过 渡 的大 型 克拉 通 内坳 陷 2大 发展阶段， 上、 下古生界以不整合横向分布不均衡的 上下叠加 。自晚三叠世以来 ， 本 区经历 了多期 陆 内构 造变格 ， 先 后 叠加 发 育 了 ， J ， J 。 一 K ， K 一E， NQl生质 不 同、 分 布 不 一 的盆 地 ， 从 而 在 古 生 界 之 上形成 了具 多层叠 加结构 、 构造 风格不 一 的中新 生代盆地[ 7 ] 。勘探表明， 周 口坳陷以发育半地堑 结构 的断 陷盆地 为 主 ， 断 陷构 造 层 以古 近 系 为 主 ， 中生界 主要 发育 有三叠 系 、 中下侏 罗统 、 下 白垩统 ， 但 它 们 分 布 于 不 同 的 地 区 和 凹 陷 内 ， 三 叠 系 以中下 三叠 统 为主 主要残 留分 布在 周 口坳 陷北 图 1 南华北地 区构造 区划 4 2 2 石 油 褒 毖 沾 届 第 3 2卷 部 鹿 邑凹陷 及太 康 隆起 西部 ， 中下侏 罗统 主要见 于谭 庄一沈 丘 凹陷 ， 下 白垩统则 主要分 布在谭 庄一 沈丘 、 临泉 、 阜 阳几个 凹陷 。 由于受 中新 生代 构 造 隆升剥 蚀 和块 断坳 陷作 用 ， 上 古生界 以不均 衡分 布的残 留块体赋 存 。大致 以西 华周 口 界 首太 和 一线 为 界 ， 分 为 南 、 北 2个残 留区块 图 2 。北 区上 古生 界主要 分布在 周 口坳 陷北部 鹿 邑凹 陷和 倪 丘集一 颜 集 凹 陷区 太康 隆起 至济 源 开 封地 区 ， 该 区上 古生界 基本呈 大面积残 存 ， 钻 井揭示 上古 生界 残 留厚 度 在 7 0 0 ～ 1 3 0 0 m 之 间 。而 南区 周 口坳 陷 中 、 南 部 大 部分 地 区缺失 上 古 生 界 ， 仅 残 存 于周 口坳 陷西 部 的 禹 县 一襄城一 商水 、 大 刘一 邓 襄一 东岸 等狭 窄 地 带 、 中部 的谭庄 沈 丘 凹陷和南部 的汝南 凹陷 ， 且残 留 块体 狭 小 、 多变 ， 上 古 生界 大多 保 存不 全 。此分 布 格局决 定 了周 口坳 陷 的 中部 和 东北 部 的 襄城 、 谭 庄一沈 丘 、 倪 丘集 、 颜 集 、 鹿 邑 凹陷是勘探 上古 生界 油气 的主要地 区 。 2 有效烃源条件分析 2 ． 1 烃 源岩基 本特征 钻探揭示 ， 上古 生 界具有 暗色 泥岩 和煤 2类 烃 源岩。其 中， 暗色 泥岩 累 积厚 度可 达 2 0 0 ～5 0 0 m， 煤岩 累积厚度 1 0 4 0 m 表 1 。前人对该区上古 生 界C P 烃 源 岩 发 育 特 征 已 作 了大 量 的 研 究 和 描 述口 ] ， 在 此不再 过多复 述 。 总的来 看 ， 上 古生 界各组 图 2 南 华 北 石 炭 二 叠 系残 留厚 度 Fi g ．2 Re ma i ne d t hi c kn e s s of Car b on i f e r o us an d Pe r mi a n i n t he s ou t h o f No r t h Chi na 表 1 南华北石炭一二叠 系烃源岩厚度统计 Ta bl e 1 S t a t i s t i c s of s o u r c e r o c ks t h i c k ne s s o f Ca r b o ni f e r o u s a n d Pe r m i a n i n t h e s o u t h o f No r t h Ch i n a 地区 井号 煤岩 暗色泥岩 灰岩 厚度／m 占残厚／ 厚度／ 1 “1 1 占残厚／ 厚度／ m 占残厚／ 南 3 南 7 太康隆起 华 5 太参 1 太参 2 3 ．7 4．4 4 ． 8 6 ． 9 5 ． 6 南 1 鹿邑凹陷 7 周参 8 南 6 倪丘集 凹陷 南 1 1 阜 深 2 第 5 期 周小进 ．南华北上古生界油气成藏关键条件分析 4 2 3 发育的暗色泥岩和煤多属于好的烃源岩范畴， 具有 机质丰度高 、 生烃潜力大 的特 点 ， 其 暗色 泥岩平 均有 机碳含量在 1 ． 5 ～2 ． 5 之 间 ， 煤 岩平 均有 机碳 含 量在 5 0 o． 4～7 0 之 间 。纵 向上 ， 下 部太 原组 烃源 岩 总体要 好于上部 的山西组 和上 、 下石 盒子组 一 。 2 ． 2 烃 源岩 热演化 程度 大量 测试数 据反 映 ， 南华 北上 古生界 烃源 岩 的 热演化程度差异悬殊 。据 1 1口井煤岩的镜质体反 射率测定资料， 上古生界烃源 岩成 熟度高值可在 2 ． 6 ～ 3 ． 0 以上 ， 低 值 仅 为 0 ． 6 2 ～0 ． 8 8 左 右 表 2 。相 比而言 ， 太康 隆起 热演 化 程 度普 遍较 高， 处于高过成熟的湿气一干气阶段； 鹿邑凹陷 次之， 主要处于成熟生油一高成熟湿气阶段 ； 倪丘 集凹陷和襄城 、 舞 阳凹陷相对较低 ， 尚处于成熟生 油为主 的 阶段 。区 域 热 演 化 程 度 大 体 呈 现 “ 西 北 高 、 东南 低” 的基本态 势 ] 。 从各区现今上 古 生界 顶 面埋 深看 ， 太 康 隆起 在 1 0 0 0 1 6 0 0 m 之 间， 周 口坳 陷 内的鹿 邑 、 谭庄一 沈 丘 、 倪丘集 、 襄城 、 舞 阳等主要 凹陷在 1 0 0 0 7 0 0 0 m 之间 。可见 ， 南华 北 上古生界 的热演 化 程度 与埋 深 并非 呈完全 的对应 关 系 ， 显示 烃源 岩在热 演化过 程 中还受其它因素的控制 。古地温研究显示 ， 太康隆 起 的异 常 高演 化 与燕 山期 晚 侏 罗世早 白垩 世 的 构造一热事件引发的局部高热场有关 ， 现今地温场 仍保 持着北 高南低 的特 征ll g ] 。 2 ． 3烃源岩 演化 与二次 生烃 根 据盆地 演化 ， 印支期 在三 叠纪盆 地 的叠 加作 用 下 ， 华北 上古 生界 普 遍 进 入 了成 熟 生烃 阶段 ， 晚 三叠世末 南华 北地 区发生 区域 隆升 ， 燕 山期 除在少 数地 区叠 加有 J ～K盆 地 外 ， 大部 分 地 区处 于 隆起 状 态 ， 直 至喜 山期古近 纪断 陷上古 生界 才得到再 次 深 埋 。 钻井揭示 ， 南华 北 中区上 古生界 烃 源岩 在三 叠 纪末 处于低熟一成 熟早期阶段 ， 区域成熟度 尺 。 背 景 值在 0 ． 6 ～O ． 9 左右， 成为上古生界在燕山 喜 山期 二次生烃 的起 始成熟 度 。如 位 于倪 丘集 凹 陷 东部 的南 6井 ， 二叠系顶 面埋深仅 8 9 7 m， 处 于 目前 南华北 中区最浅的部位 位 于古 城低 凸起 ， 上 、 下石 盒子 组 1 0 6 2 ． 0 ． 0 ～1 5 0 1 ． 6 m 井段 1 0个煤岩样品实 测 R 。值 仅 为 0 ． 6 2 ～0 ． 8 3 ， 山 西 组 I 5 7 0 ． 0 ～ 1 5 7 2 ． 0 m井段 实测 R 。 值为 0 ． 8 5 ， 太原组 1 6 3 7 ． 5 ～ 1 6 3 8 ． 5 m井 段实测 值 为0 ． 6 7 。华 北石油地 质 局 1 9 8 9 年 曾用 1 4口井对 南华北 中区推算 三叠一 二 叠 系的剥蚀 厚度 ， 结果 显示 前第 三 系的 剥蚀厚 度 为 2 0 0 0 3 0 0 0 IT I 。据此 ， 可以认为南 6 井 C P的有机 质演化程度基本 上代表 了该 区煤 系初次 演化达到 的 最高程度 ， 未超 过生油 阶段 ， 即在新 生代再埋 藏过 程 中没有进 一步演化 。而且 ， 比南 6 井 埋深大 2 5 0 0 m 的南 1 1井 ， 3 6个 C～ P煤 岩 样 品 实测 R 。 值 仅 为 0 ． 6 9 ～0 ． 8 8 ， 平均值 0 ． 8 3 ， 也说 明 了这一点 。又 如 平顶 山煤 田山西组二 1 煤的埋深为 4 3 0 1 3 5 0 m， 煤阶为气煤、 焦煤和瘦煤， R 值为0 ． 8 5 Y o ～1 ． 0 8 。 燕 山期 ， 主要 在周 口坳 陷中部 的谭庄一 沈丘 凹 陷发育 了以下 白垩 统 为主 的巨厚沉 积 ， 最大 沉积 厚 度可达 5 0 0 0 m， 盆地 中心厚度在 3 0 0 0 5 0 0 0 m 之 问 。据谭庄 凹陷巴 1 井 位处 K 盆地 中心部 位 埋 藏 史揭示 图 3 ， 早 白垩 世末 CP成 熟度 R 。 达 到 了 1 ． 4 以上 ， 使 上古 生 界 烃源 岩 具备 了二 次 生烃 条件 ， 古近纪末 R 。 达到了 2 ． 0 ， 喜山晚期一现今 处 于过成熟干气生成 阶段 ， R。 2 ． 0 。 因此 ， 燕 山 晚 期～ 喜 山期 是该 凹 陷上 古 生界 二 次生 烃 的 主要 时 期 。 此外 ， 据 饶 丹 等 。 。 研 究 ， 该 凹陷 内下 白垩 统 表 2 南华北石炭一 二叠系镜质体反射率数值统计 Tab l e 2 R。s t a t i s t i c s of Ca r b o ni f e r o u s a nd Pe r mi a n i n t h e s o ut h o f No r t h Ch i n a 南 6 1 O 6 2 ～1 6 3 8 ． 5 0 ． 6 2 0 ． 8 5 1 2 生油 倪 丘集凹陷 南 1 1 2 9 4 0 ～4 0 4 7 0 ． 6 9 0 ． 8 8 3 6 生油 南 1 4 2 1 3 5 ～2 5 0 5 0 ． 9 7 2 ． O 0 1 1 生油一湿气 4 2 4 石 油 雾 劈 他 属 第 3 2卷 图 3 南华北谭庄凹陷巴 1 井埋藏史生烃史曲线 Fi g． 3 Cur v e s o f bu r i e d h i s t or y a nd hy dr o c a r b o n g e ne r a t i on hi s t o r y o f W e l l Ba 一 1 i n t h e Ta n z h u a n g S a g o f t h e s o u t h o f No r t h Ch i n a 烃源岩 在早 白垩世末进 入生 油 门限 ， 古近纪 处于生 油高峰 ， 现今 凹陷 中心 区 已达 到 了高成熟湿 气生成 阶段 R 。 1 ． 5 ， 局 部 受 热 异 常 作 用 ， 烃 源 岩 演 化甚至达 到 了过成 熟 干气 阶段 如 周 参 l 1井 K 的 R 。 达 2 ． 3 ～3 ． 8 。可见 ， 处 于 下 白垩统 之 下 的上古 生界应 具有更 高 的演 化程度 ， 必然会 产生 二 次生烃作 用 。 喜山期 ， 在古近纪区域拉张断陷作用下 ， 周 口 坳陷中北部残留的上古生界得到了局部深埋 ， 在襄 城 、 谭 庄一 沈丘 、 倪 丘集 、 鹿 邑 凹陷 的深 凹区 CP 顶 面埋 深普遍 达 到了 3 O 0 O ～5 0 0 0 m， 并在 NQ 统一坳 陷 厚 1 0 0 0 ～ 1 5 0 0 m 叠加 作 用 下使 埋 深 加大到 4 0 0 0 ～6 5 0 0 m， 达到 了 C P二 次生 烃所 需的门限深度。如 渤海湾盆地济 阳、 临清 、 东濮地 区 C P二次 生烃 门限深 度在 4 0 0 0 m左 右 口 ， 并 在这些 二次生烃 区发现 了煤 成气 藏 孤北 、 高 古 4 、 文留 。据全书进等n 。 研究， 倪丘集凹陷c ～P 喜山期 二次生烃门限为 4 1 1 0 m 起始成熟度 R 。 一O ． 8 ， 鹿 邑凹陷为 5 8 3 4 m 起始成熟度R 。 1 ． 2 ， 谭庄沈 丘 凹陷为 3 5 9 0 3 8 9 4 m 起始成熟度 R 。 0 ． 6 8 ～ 0 ． 7 5 ， 襄 城 凹 陷 为 4 5 3 0 m 起 始 成 熟 度 R 。 一 0 ． 8 5 V oo 。如 倪 丘集 凹陷， 在 紧靠深 凹区 的大 王 庄一光 武构造 带上 ， 南 1 2井 于古 近 系 获得 了煤 成 油 ， 南 1 1 井于古近系和上古生界获得极为丰富的 油气显示 ， 说明该凹陷上古生界有过油气生成和聚 集成藏过程， 喜 山晚期 NQ 应是其二次生烃 的 主要时期 ， 其中C P顶面埋深大于 4 0 0 0 m 的深 凹区应是 二次 生烃 的主要 区。 对于煤 系烃 源岩 的二次生烃 潜力 ， 已有许 多学 者作 了大量 的实验 模拟研 究 ， 结果显示 当煤岩二次 生烃的起始成熟度在 0 ． 6 ～0 ． 9 时， 二次生烃的潜 力为最大[ 1 。本区上 古生界在 三叠 纪末 的热演化背 景值正好处于该有利的成熟度范 围内， 应具有较好 的 二次生烃潜力 。如 新襄 6 井 下石盒子组暗色泥岩样 品热模拟实验表明 初始成熟度R 。 为 1 ． O 3 ， 残余有 机碳为 1 ． 1 2 ， 其二 次 生烃 的总产 烃量 可 达 3 0 0 k g ／ t以上 图 4 。 除上述 因素之 外 ， 烃 源岩 的有机 显 微组 分也 是 决定油气生成的基本条件 。因为煤系中的油气生成 以显微组分为 基本单 元 ， 其 生烃 产物 除 了与演 化程 度有关 ， 还与显 微组 分 的富氢 程度 有密 切关 系 。贫 氢的惰质组以生气为主， 富氢的壳质组则以生油为 主 ， 即 由惰质组到镜质组再 到壳质 组 ， 随着其 富氢程 度的增高 ， 显微 组分 的“ 倾 油” 程度依 次 升高 。前 期 对 南华北地 区钻井 C P煤 样 的有机显 微组分 资料 较少 ， 根据倪 丘集 凹 陷南 6 、 南 1 1 井 1 8个煤 样 的有 机质显微组分鉴定结 果 壳质组含量为 6 ． 8 9 ％～ 4 0 ． 8 5 ， 平均值为 2 1 ． 8 1 ； 镜质组含量为 3 6 ． 2 9 ％～ 8 8 ． 7 3 ， 平均值 为 6 3 ． 3 6 ； 惰质 组含量 为 4 ． 3 8 ～ 3 2 ． 1 2 ， 平 均值 为 1 4 ． 8 5 。又如 古 城 1 井 富氢 的 壳质组含量普遍 较高， 太原组 为 8 ． 3 ， 山西组为 3 9 ． 3 ％， 下石盒子组为 4 1 ． 0 。相 比渤海湾地 区而言， 临清坳陷和济阳坳 陷的东营～惠民凹陷 CP煤 系显微 组分 中 壳质 组 腐 泥 组 的含 量 不 到 1 0 ， 与南华北地区具有显著的差别。模拟实验显示 ， 壳 质组的生油潜力是镜质组的数百倍 ， 因此 ， 煤 的生 油能力 与壳质 组 含量 密 切 相关 。本 区煤岩 的有 机 显微组分中壳质组含量较高 ， 表明该区烃源岩不仅 具有生气能力 ， 而且具有较大的生油潜力 ， 南 1 2井 煤成油藏的发现便是最好 的实证。又如 渤海湾盆 地苏桥～ 文安地 区 ， 由于煤 系烃源 岩 中普 遍具 有较 模拟样品成熟度 。 l 0 3 ％，残余有机碳含量1 ． 1 2 ％ 一 一 浊 圹 总 产 烃 ／／ ／／ ， ／ 2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0 5 5 0 温 度， ℃ 图 4 南华北新襄 6井下石盒子组暗色泥岩热模拟产烃率 F i g ． 4 Cu r v e s o f t h e r ma l s i m u l a t i n g p r o d u c t i o n o f s o u r c e r o c k s o f Xi a s h i h e z i Fo r ma t i o n i n W e l l Xi nx i an g 6 ，t h e s o ut h of Nor t h Chi na 姗 姗 瑚 瑚 蚰 0 一 ． ／ 划 第 5 期 周小进．南华北上古生界油气成藏关键条件分 析 4 2 5 高含量的富氢显微组分壳质组 ， 苏 2 0井在上古生 界实测 R。 值为 0 ． 7 3 ， 并 于上石 盒 子组试 获含 有 凝 析油 的工业油 流 。另据 1 9 8 9 年 华北石 油地 质局 编写 的 南 华北 中 区倪 丘集地 区油 气勘查 阶段成 果 报告 ， 指出“ 在 1 0 0 0 ～4 0 0 0 m 的埋藏深度范 围 内 ， 镜质体 的反射 率 没 有发 生 明显 变化 ， 但 壳 质 组 的反射率随着深度加深而较快增大 ， 反映至少壳质 组 已发生二 次生 烃 过程 ” ， 并认 为 该 凹陷二 次 生 烃 的临界 深 度 为 3 0 0 0～ 3 5 0 0 m， 对 应 R 。值 为 0 ． 8 8 ～ 1 ． 3 0 。因此 ， 对该 区的勘 探应本 着油气 并举 的原则 。 3 油气保存条件分析 3 ． 1 构 造演 化与 油气保存 对 上古生 界而 言 ， 中新 生代构 造演 化是控 制其 油气保存 的关键 条件 。从 晚石炭 世开始 至早 、 中三 叠世 ， 该 区与渤 海 湾盆 地 、 鄂 尔 多斯 地 区 同属 于大 华北克 拉通 内坳 陷盆 地 的组 成部 分 ， 基本 上呈 连续 沉 积和 上下平行 叠置 的关 系 。受 中 、 晚 三叠世 印支 运 动影 响 ， 华北 克拉通 内部形 成大 隆大坳 的差 异升 降格局 ， 晚三叠 世盆地 发育 于西部 鄂尔多 斯至豫 西 济 源一 洛阳等地 区 ， 亦 为统 一 的大 型坳 陷盆 地 ， 盆 地恢 复表 明当时 盆地 向东 可 延伸 到 南 华北 中部 周 口坳陷中北部一太康隆起区， 沉积厚度大约 5 O 0 ～ 1 5 0 0 m 图 5 。至此 ， 晚 三叠 世 沉 积 末 南 华 北 地 区 C P顶 面埋 深大致 在 1 5 0 0 ～3 5 0 0 m 之 间 ， 开 封一济 源地 区埋深 甚至 达到 了 4 0 0 0 m 以上 ， 该埋 藏 深 度使 上 古生 界进 入 了低 熟一 成熟 早期 的生烃 图 5 南华北地 区晚三叠世盆地一构造略图 Fi g ．5 M a p s ho wi ng ba s i ns a nd s t r u c t ur e d ur i n g t h e L a t e Tr i a s s i c i n t h e s o u t h o f No r t h Ch i n a 图 6 南华北地区早 、 中侏罗世盆地一构造略图 Fi g． 6 M a p s ho wi ng ba s i n s a n d s t r uc t u r e dur i ng t he E a r l y Mi d d l e J u r a s s i c i n t h e s o u t h o f No r t h Ch i n a 阶段 ， 此 并 因上覆有厚 度较 大 的三叠系 沉积盖层 而 使印支期生成的油气能得到保存 。 晚三 叠世末 至 早 、 中侏 罗世 ， 南 华北 地 区发 生 褶 断构造 活 动 与 区域 强 烈 隆 升 ， 发 育 了诸 如 三 门 峡一 叶县一 淮南 、 西 华一 光 武 等 N ww 走 向 的 大 型逆 冲断裂 带 ， 除在 北部 济 源 、 黄 口一鱼 台等 地 发 育 了地层挠 曲形成 的 J 一 。 山间盆地 外 ， 南 华北 大 部 分地 区处 于隆升状 态 图 6 。因此 ， 印 支末 期一燕 山早期 本 区上古生 界遭 到较强 烈 的构 造改造 ， 使 三 叠系盖层甚至 二叠 系遭 到不 同程度 的剥蚀 ， 改造 或 破 坏 了先前油气 的区域封 盖系统 。晚侏 罗世一早 白 垩世， 本区仍呈现区域隆升的格局， 但挤压构造活动 进 一步加剧 ， 并伴有走滑作用 ， 沿三 门峡一 叶县一淮 南 断裂带 、 焦作一 商丘 丰 沛断裂 带局 部发 育 了走 滑裂陷盆地 图 7 ， 本 区仅在周 口坳 陷中部 的谭 庄 一沈 丘一 临泉阜 阳地 区 沉 积 了厚 达 3 0 0 0 ～ 5 0 0 0 m以K 为主的地层 ， 但盆地 的沉降幅度和沉 积厚度横 向变化较 大。早 白垩 世末一 晚 白垩 世 ， 由 于郯庐断裂带由左行走滑转为右行走滑 ， 使区域应 力 场发生 了转 变 ， 先 前 伸 展方 向转 变 为挤 压 方 向 ， 盆地发生反转隆升， 沿走滑 断裂带发育 了花状构 造， 不仅改造了下 白垩统盆地 ， 而且使先前油气聚 集 与成 藏 系统发生 调整 ， 走滑 断裂形 成 的反 转构造 既是 油气聚 集成 藏 的 主要 场所 也 是 油气 破 坏 散失 的主 要 部 位 。之 后 古 近 纪 断 陷 又 完 全 改 变 了谭 庄一沈丘凹陷 K 期的隆凹格局 ， 不仅使先前油气 再次发生调整， 而且形成了新的油气聚集与成藏网 络 。 因此 ， 谭庄一沈丘 凹陷 自燕山晚期以来发生了 4 2 6 石 油 囊 劈 弛 届 第 3 2 卷 图 7 南华北地 区晚侏罗世早 白垩世盆地一构造略图 Fi g． 7 M a p s ho wi n g b a s i ns a n d s t r u c t ur e du r i ng t he l a t e J u r a s s i c t o e a r l y C r e t a c e o u s i n t h e s o u t h o f No r t h Ch i n a 多次油 气调整 ， 经 历 了极 其 复杂 的油 气成 藏 过程 。 同时 ， 需要 注意 的是 ， 由于 J 。 一K 期 是 区域 岩浆强 烈 活动 的主要 时期 ， 本 区受其 影响在 局部形成 了较 高 的地 温场 ， 促 进 了上古生界 烃源岩 的演化 。太康 隆起上古生界的热演化异常就与此有关。刘池洋 认为， 太康隆起为燕 山中晚期深部热物质上涌形成 的热力构造 ， 解 释了该 隆起 区上古生 界燕 山期 隆升 而 热演化异 常 的现 象 燕 山期 末 R 。达 到 了 2 ． 5 V 0 以上 ， 并 与南华北 现 今 地温 梯 度呈 北 高 南 低 的格 局相吻合。因此， 太康隆起尽管有连片和厚度较大 的上古生界分布， 但此期 因无好 的区域盖层配套 ， 使上古 生界烃 源岩 在 此期 增 熟 生成 的油气 难 以得 到有效保存。如 位于该隆起上的太参 3 井仅在上 古生界见 气测 异常 。 经燕 山期 漫长 的差异隆 升 、 褶 断构造改 造和不 均衡剥蚀作用 ， 古近纪断陷前上古生界 CP及上 覆 三叠系 已被改造 成残 缺不全 、 横 向分布不 均