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塔里木盆地顺托果勒低隆起奥陶系碳酸盐岩储层是近年来油气勘探的热点,但奥陶系碳酸盐岩储层埋藏较深(6000m～8000m),埋藏温度较高(150℃～200℃),缺乏深部地层系统温度研究和有效温度预测,以及碳酸盐岩地层缺乏有效的古温标,这极大的制约了热历史的研究和油气的勘探。本文利用钻井地层测温数据及实测岩石热导率深入分析了顺托果勒低隆起现今热状态和主控因素;并以现今地温特征为约束,联合多种古温标(锆石(U-Th)/He、等效镜质体反射率和团簇同位素),结合不同古温标的热动力学模型,重建顺托果勒低隆起奥陶纪以来的热历史;最后,在恢复沉积埋藏史和热史的基础上分析二叠纪构造-热演化事件对温度的影响和地层热演化对油气成藏的影响。研究表明,顺托果勒低隆起现今地温梯度普遍在19.4℃/km～28.5℃/km之间,大地热流为34.3 m W/m~2～59.2 m W/m~2,平均值45.4 m W/m~2,属于盆内隆起区地温梯度及热流较高的地区。顺北缓坡至顺南斜坡深部地层温度逐渐增高,顺南4断裂附近存在温度异常,这主要受到盆地基底格局和局部热流体的控制。顺托果勒地区热流史可分为三个阶段:(1)奥陶纪-石炭纪逐渐冷却阶段,这一时期热流值是逐渐降低的过程;(2)早二叠世热流迅速增高阶段,这一时期顺北及顺托地区热流值迅速升高,范围为51m W/m~2～65m W/m~2,顺南地区SN3井热流值有小幅度的升高,其他单井热流值仍比较稳定;(3)中二叠世-现今热流逐渐衰退阶段,这一时期构造活动相对稳定,大地热流逐渐降低,但整体上顺南地区的热流高于顺北及顺托地区。此外,依据团簇同位素的分析测试,对顺托果勒地区典型单井设置不同的热史路径,进而明确二叠纪最高埋藏温度的上限为170℃～190℃。二叠纪的异常高温可能是岩浆活动热事件作用的结果,顺托果勒地区二叠纪地温梯度范围为26.75℃/km～46.28℃/km,呈现西北高东南低的趋势,地温梯度的空间变化表明可能与岩浆活动有关,且岩浆活动中心可能位于塔北地区附近,岩浆活动造成热响应可能在SN3井附近终止。总之,受到地层热演化的控制,顺托果勒地区中下奥陶统碳酸盐岩储层的溶蚀发生时间早于烃类物质大量的生成的时间,储层物性的改善为后期油气的充注提供了充足条件,原油裂解气的时间和油气成藏时间均较晚,有利于大型油气藏的保存。