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主编: 赖旭龙
副主编: 张宏飞,章军锋,李建威,胡兆初,王淑华(常务)
主管: 教育部
主办: 中国地质大学
编辑出版: 《地球科学》编辑部
投稿网址: http://mc03.manuscriptcentral.com/es
ISSN: 1000-2383
CN: 42-1874/P
鄂尔多斯盆地延长组长73亚段发育大套厚层的富有机质泥页岩夹薄层粉细砂岩,深水环境的砂质岩类受到优质烃源岩的高强度源内充注,局部具有一定规模,是盆地深水勘探的重要目标。基于湖盆中部长73亚段的岩心、测录井、分析测试资料,结合岭页、池页水平井风险勘探实践,对长73亚段深水砂质岩类的沉积储层特征进行探讨分析。研究结果表明:长73沉积期水体较深,优质烃源岩发育,湖盆西南祁秦造山带地震火山活动频发,物源供给充足,降雨量大、湖平面上升,滑塌成因与洪水成因的重力流沉积在湖盆中部广泛发育;环绕湖盆的一级坡折带控制着深水重力流的发育范围,沉积物入湖后受古地貌与沉积微相的控制,发育滑动-滑塌、砂质碎屑流、混合事件层、浊流、异重流等沉积类型,坡折带的坡脚、古沟道相对富砂,砂质碎屑流、浊流沉积是有利的储层类型;单砂体较薄,平均厚度1m,孤立或叠置发育,空间上厚度、长度、宽度较小,较厚的块状单砂体和紧密连续叠置的薄层单砂体组合是期待钻遇的储层;高Ro、高TOC的泥页岩是砂质岩类充注油气的物质基础,高剩余压差下,储集性能较优的紧密叠置细砂岩薄储层与优质烃源岩互层的源储配置关系最易出现优质砂岩“甜点”;长73亚段深水砂质沉积勘探潜力较好,需持续攻关薄储层地球物理探测技术及砂泥一体压裂改造工艺。
硼是高温地热流体中典型的特征元素之一,探讨其物质来源和富集规律,对认识地热系统的形成与演化以及地热资源的合理开发具有重要的指导意义。同时,硼也是一种典型的有害元素,伴随地热流体排放到地表后,会对地热区及周边环境造成严重的负面效应。近年来,在高温地热资源正在被大规模开发利用的背景下,高温地热流中硼的地球化学起源及其环境效应研究已引起国内外相关学者的广泛关注。本文综述了高温地热流体中硼的地球化学特征、物质来源以及环境地质效应,在此基础上总结了后期需要进一步加强的方向,以期为地热资源的合理开采、地热田周边地区的环境保护提供借鉴思路和指导作用。
高精度航磁数据分析与挖掘是揭示区域性断裂带空间展布与岩石圈热结构重要手段之一。为了揭示辽宁及其区航磁异常与区域性断裂带关系,估算其居里面深度与岩石圈厚度,本文在对航磁数据进行化极的基础上,利用功率谱法反演了研究区居里面深度;采用一维稳态热传导方程,计算了辽东-渤海湾地区岩石圈厚度。研究表明:(1)辽东、辽西与渤海湾地区存在多条北东向/北北东向航磁异常带,它们是晚中生代以来太平洋板片俯冲作用背景下,活动大陆边缘长期伸展与短暂挤压状态交替演变的产物;而辽北地区被北东向磁异常带错断的近东西/北西西向航磁异常带,则是古亚洲洋闭合后碰撞造山晚期伸展抬升至中地壳层次的构造形迹。(2)辽宁及其邻区居里面深度介于16 ~ 40 km 之间,平均深度为28 km,阜新与盘锦等居里面隆起区对应的大地热流值相对偏高;而沈阳与辽源居里面坳陷区对应的大地热流值偏低。(3)辽宁及其邻区岩石圈厚度具有空间非均匀性,变化范围为70 ~ 150 km,平均值为100 km;郯庐断裂带附近的营口-鞍山地区下方岩石圈厚度最薄,为60 ~ 80 km;辽东与渤海湾地区岩石圈厚度空间非均匀性可能是晚中生代以来太平洋板片俯冲诱导的上升流与克拉通岩石圈内部先存的构造薄弱带共同作用的结果。
泥页岩中的有机质作为石油和天然气的来源,其有机岩石学分类方案仍不明确,传统的煤岩学分类方法并不完全适用于泥页岩中的分散有机质。页岩中有机孔隙是页岩孔隙系统的重要组成部分,控制了页岩的含气量和孔隙度,但其成因及与有机质类型和热成熟度的关系仍存在争议。本文系统地总结了泥页岩中分散有机质的类型、不同类型有机质的热演化特征以及有机孔隙发育与保存的控制机理,并提出了存在问题及今后研究方向。泥页岩中的分散有机质包含5个显微组分组:镜质体、惰质体、类脂体、动物碎屑和次生有机质,每个显微组分组可再划分为多个显微组分。不同显微组分的成因和生烃潜力不同,有机孔隙发育程度也存在差异。页岩中有机孔隙包括原生孔隙和次生孔隙,后者是主要的有机孔隙类型,其形成与生油型有机质生烃密切相关,主要赋存在固体沥青或焦沥青中。有机质类型和成熟度决定了次生有机孔隙的发育程度,而热成熟度、有机质含量、矿物组成和孔隙压力控制了其保存程度。烃源岩评价中对有机质生烃潜力的研究应建立在对显微组分以及不同显微组分生烃能力充分了解的基础上。非常规油气储层表征中对有机孔隙的研究应充分考虑有机质数量、类型、成熟度以及页岩矿物学组成,准确地评价有机孔隙对页岩孔隙系统的贡献。
目的)基于像元基元、极化合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)数据和传统机器学习算法的岩性分类方法,易受SAR图像固有斑点噪声影响,精度不高。为了降低噪声的影响,(方法)本研究以大尺度像元邻域为基元,用于表征地表地质体的遥感图像特征和相应的岩性语义信息;采用高分三号双极化SAR数据,先进行极化分解,并构建3通道彩色合成影像,作为后续模型输入数据;然后采用深度卷积神经网络(Deep Convolutional Neural Network,DCNN)迁移学习的方法,提取有效的深度特征表示,从而分别实现5m和15m两种空间分辨率下岩性遥感自动分类。(结果)实验结果表明:基于不同分辨率数据和不同DCNN算法,岩性遥感自动分类的总精度均大于80%,且最高精度达到91%。(结论)总之,基于大尺度像元邻域和DCNN迁移学习方法,能够实现基于SAR数据的高精度岩性分类。论文创建的双极化SAR岩性遥感数据集,也能作为基于人工智能的岩性遥感分类基准数据集。
随着中国近海浅层(新近系为主)勘探程度日益增加,中深层(古近系为主)特别是始新统和渐新统是未来油气勘探的重要领域之一. 然而,针对中国近海中深层碎屑岩储层特征及溶蚀作用规律尚缺乏系统研究. 基于大量新钻井、物性数据及多种分析测试等,以辽中凹陷、西湖凹陷和白云凹陷为靶区,系统阐明了中国近海古近纪碎屑岩储层岩石学特征、物性及孔隙类型,分析并总结了其溶蚀作用规律. 研究表明:中国近海古近纪砂岩储层岩石类型以长石岩屑砂岩或岩屑长石砂岩为主,同一凹陷不同构造的岩性差异明显,不同层位石英、岩屑含量略有变化;储层物性主体为中低孔-低渗,中-高孔渗储层主要发育在辽中凹陷沙一-二段和白云凹陷珠海组上段;孔隙类型均以次生孔隙为主,原生孔隙仅在西湖凹陷平湖斜坡北侧、辽中凹陷沙四段和白云凹陷珠海组上段较为发育. 溶蚀作用整体以酸性流体对长石、连生方解石和部分岩屑的溶蚀为主. 辽中凹陷不同构造溶蚀作用差异明显,受浅埋深火山岩母岩与中深层刚性母岩控制的砂岩储层溶蚀作用显著,而西湖凹陷西斜坡平湖组一段-平湖组三段则为早期连生方解石溶蚀,白云凹陷溶蚀作用主要为长石的高岭石化和高岭石的伊利石化. 研究旨在为中国近海古近纪碎屑岩储层勘探开发提供借鉴.
硫代金刚烷被认为是硫酸盐热化学还原反应(TSR)的标志物,在塔里木盆地原油中检出了大量硫代金刚烷.使用银离子柱层析法分离塔里木盆地海相原油中有机含硫化合物(organic sulfur compound,OSC),进一步采用气相色谱质谱联用(GC⁃MS)技术,在OSC组分中检测出了完整的低聚硫代金刚烷和部分高聚硫代金刚烷及金刚烷硫醇系列共76个化合物.其中,大部分油样中C0⁃C2硫代单金刚烷(易挥发硫代金刚烷)占据总硫代金刚烷含量的50%左右,中深1C和中深5井油样比较特殊,易挥发硫代金刚烷仅占据20%左右的相对丰度. 同时,中深1C和中深5井油样中硫代单金刚烷:硫代双金刚烷:硫代三金刚烷含量比值大约为4∶4∶1,而其它样品中该比值为8∶1∶0.硫代金刚烷的丰度可定量反映TSR作用的强度,硫代单金刚烷的高比值与易挥发硫代金刚烷的高相对丰度指示油样发生过运移. 这可有效应用于指示TSR作用强度以及TSR是否为原位反应,TSR作用的产物除了OSC组分还有大量H2S气体. 而原油中该发现为预测硫化氢分布与判识硫化氢成因及深层油气勘探提供理论依据.
深层碳酸盐储层中流体包裹体往往因经历复杂地质演化而发生再平衡,正确判识流体包裹体再平衡对于准确解释古流体演化具有重要意义. 以四川盆地安岳气田震旦系灯影组白云岩储层为例,通过岩相学、拉曼光谱测试及显微测温方法结合构造演化史判别了再平衡流体包裹体及其类型,并利用再平衡流体包裹体极值均一温度等数据进行PVT模拟确定了各期包裹体的原始捕获条件. 结果表明安岳气田震旦系灯影组储层中第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期白云石中流体包裹体发生了爆裂变形,第Ⅴ期方解石中流体包裹体发生了拉伸变形,而第Ⅳ期石英中包裹体再平衡特征不显著,其中第Ⅱ、Ⅲ期白云石中流体包裹体在埋藏升温过程中再平衡,而第Ⅳ期白云石和第Ⅴ期方解石中流体包裹体在抬升降温过程中再平衡. 第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期成岩矿物中流体包裹体的捕获压力和捕获温度依次递增,至第Ⅳ期矿物形成时达到峰值,而后第Ⅴ期方解石中流体包裹体的捕获压力和捕获温度较第Ⅳ期则出现降低. 结合流体包裹体捕获温压条件和埋藏史准确限定了各成岩期矿物的形成期次和时间,其结果可与同位素定年对比.
渤中26⁃6油田太古界潜山储层品质受风化程度与裂缝发育共同控制,为实现储层评价与储量动用,形成基于断-貌双控的太古界潜山储层综合预测技术. 潜山上覆地层时代关系与沉积厚度决定了潜山风化剥蚀程度,基于此通过古地貌恢复实现储层风化程度平面分区. 印支期形成的近东-西向高角度断裂与印支至喜山期长期活动的边界正断层对油田裂缝发育起重要控制作用,基于Radon变换与蚂蚁体技术实现裂缝发育平面预测. 以风化程度平面分区为低频,裂缝发育平面预测为高频,利用高阶小波变换技术实现高、低频信息有效融合,综合表征储层品质. 基于融合属性将储层划分为Ⅰ类、Ⅱ⁃1类与Ⅱ⁃2类,Ⅰ类储层品质最佳,为东营组地层沉积之前太古界潜山持续出露同时裂缝带发育区域. Ⅱ⁃1类储层品质次之,为沙河街组地层沉积之前太古界潜山持续出露同时裂缝带发育区域. Ⅱ⁃2类与Ⅱ⁃1类储层品质接近,为东营组地层沉积之前太古界潜山持续出露但裂缝带一般发育区域. 分类结果与测井及测试资料认识吻合,指导建立了油田储量动用策略,证实基于风化及裂缝发育主控因素开展地震储层预测,并基于属性融合方法实现结果综合的太古界潜山储层技术思路具有实用意义.
宝岛凹陷的烃源分布和天然气成藏主控因素不清,制约勘探突破. 综合应用构造解析、烃源识别、源-汇体系及成藏综合分析技术,明确宝岛凹陷差异构造演化控制下的主力供烃灶、有利储盖层及差异成藏主控因素. 研究表明,宝岛凹陷早渐新世属“非典型”双断,断阶带崖城组烃源岩厚度大,形成南、北两个洼陷群;北坡洼陷群主要受多条北东向早期断裂控制,形成多个转换断阶带,部分北东向断裂活动性强,导致其下降盘远端翘倾抬升形成低凸起;北东向转换断阶带+低凸起控制了古近系扇三角洲、三角洲砂岩及崖城组陆源海相烃源岩的分布,成为天然气聚集的主要场所. 基于不同构造样式控制下的天然气运聚条件分析,建立了“转换断阶带渐新统近源高效汇聚型”、“凹陷带中新统海底扇有限聚集型”两种成藏模式,明确转换断阶带渐新统三角洲构造-岩性复合圈闭是大气田勘探的突破方向.
基于琼东南盆地中央峡谷已有钻井和高品质新地震资料,对第四纪中央峡谷体系的外部形态、内部构成、沉积演化过程及其主控因素等进行了系统梳理和研究,明确中央峡谷体系经历了晚中新世侵蚀充填期(Ⅰ期),早上新世平静充填期(Ⅱ期)和第四纪早期回春充填期(Ⅲ期)3期演化阶段,提出控制中央峡谷体系前两期形成的负地貌和物源供给在第四纪峡谷西段仍然存在.进一步研究表明西段早期多物源体系在第四纪变为昆嵩隆起秋盆河单物源,进积型陆坡控制了半限制型负地貌和砂质沉积逐渐向南东迁移,并在第四纪早期(S14)填平峡谷.在此认识指导下首次在峡谷西段浅层发现了3期第四纪半限制型海底扇群,具备"深浅双源供烃-优势通道复合输导-浅层水合物地层封盖-海底扇成藏"的成藏模式,是下一步深水区浅层寻找大中型气田的有利新领域.
受深水区探井少、不同流体AVO类型相近影响,利用常规P(拟合截距)、G(拟合梯度)、P×G、P+G等衍生烃类检测属性已不能有效识别深水区储层的流体性质,亟需寻找适合该区有效储层的烃类检测方法. 实际上,地震波在地下地层传播过程中会产生明显的吸收衰减现象,通过含气砂岩会产生低频增加现象,因此联合谱分解和AVO技术是解决深水烃类检测的有效途径. 利用时频属性的峰值振幅和平均振幅,提出了能更好地描述流体性质变化的差异属性,可以增强深水区含气性识别的敏感度,在深水浊积岩储层烃类检测中取得良好的应用效果,有效降低深水区烃类检测的多解性.
由于渤中19⁃6气田潜山裂缝性储层的储集空间多样、非均质性很强,且制约产能的主控因素认识不清,从而造成潜山裂缝性储层的产能预测困难. 为了解决这一难题,综合岩心、测井、地质等资料分析了潜山裂缝性储层的特征,并基于CT扫描实验定量表征裂缝,研究裂缝微观特征,形成了以裂缝渗透率为核心的一系列裂缝参数的计算方法,建立了潜山裂缝性储层的产能预测模型,大幅提高了潜山裂缝性储层的产能预测精度. 研究结果表明,潜山裂缝性储层的裂缝渗透率主要由裂缝的长度、宽度及连通性控制,与孔隙度的大小无明显关系,可以通过斯通利波反演的总渗透率与基质渗透率之差计算得到,其中基质渗透率计算的相对误差为28.50%,总渗透率计算的相对误差为15.56%;综合考虑潜山裂缝性储层的裂缝渗透率、裂缝纵向连通性和有效厚度,建立了渤中19⁃6气田潜山裂缝性储层的产能预测模型,其中裂缝渗透率计算结果的准确性决定了潜山裂缝性储层产能预测结果的可靠性.
综合运用最新的钻井、测井、地震资料,基于济阳坳陷构造演化叠合关系控制下的潜山发育过程分析,揭示潜山展布规律,区划潜山成因类型,明确潜山结构差异,旨在为潜山油气勘探提供指导. 研究结果表明:济阳坳陷中生代NW向反转断层控制的凸凹格局与新生代NEE向张性断裂控制的凸凹格局的垂向叠合,控制了NW向和NEE两组潜山带的发育,形成了济阳坳陷“七纵四横”的潜山分布格局;依据潜山的形成与演化过程,可将济阳坳陷潜山分为3大类7小类;各类型潜山在地层格架、构造样式、隆剥沉埋等方面的差异,导致其油气来源、有效储层、内幕结构等油气成藏条件的不同,其中NW⁃NEE向叠合山油气成藏条件最佳,应成为今后济阳坳陷潜山油气勘探的重点靶区.
基于已钻井、测井和三维地震资料,分析了莱州湾凹陷沙三段水道型湖底扇砂体的沉积特征,并探讨其成因及发育模式. 研究区沙三中亚段早期砂体成因为湖底扇沉积,并表现出水道型特征,可划分为叠覆型水道及其侧翼、复合型水道及其侧翼和单一水道及水道间等沉积微相类型. 顺源条带状展布的叠覆型水道和复合型水道构成湖底扇骨架砂体. 湖底扇水道类型和规模受控于物源富砂程度、同沉积断裂坡折带类型和古地貌变化. 其中,物源富砂程度决定了湖底扇外部形态,同沉积断裂坡折带类型和古地貌变化进一步控制湖底扇发育位置和水道规模及其类型. 水道型湖底扇具有近油源、储盖组合良好和油气运聚条件优越等特点,是岩性油气藏勘探的重要目标.
跨越多个构造期的深层、超深层油气成藏定量表征是地学界的一大难题. 川中地区上震旦统灯影组天然气藏以典型的原油裂解气为主,油气演化经历了古油藏、古气藏直至现今气藏的复杂演化过程;古油藏的定量刻画是恢复其成藏过程的关键和核心. 优选川中古隆起北斜坡上震旦统灯影组气藏为研究对象,以固体沥青为媒介,在岩心观察的基础上,综合“点”(固体沥青图像法定量表征)、“线”(固体沥青多矿物测井反演定量评价)、“面”(固体沥青含量平面分布定量表征)3个维度对固体沥青进行定量刻画,进而定量刻画古油藏并以体积法计算其资源量,以期从成藏角度对斜坡区的天然气勘探潜力评价提供支撑.研究结果表明:(1)灯影组储层固体沥青主要以半充填-充填的状态赋存于孔隙空间中;灯二段固体沥青含量整体要高于灯四段;不论灯二段还是灯四段,上亚段固体沥青含量略高于下亚段;(2)固体沥青纵向和平面分布规律指示,纵向上,油气充注方向多为自上而下;平面上,油气充注主要存在两个方向:自德阳-安岳裂陷槽向台内侧向充注;自北部斜坡区向南、向古隆起高部位侧向充注;(3)北斜坡地区灯影组储层古油藏完成裂解的时间早于大规模区域构造运动,因此可以用现今储层固体沥青的含量及分布来定量刻画古油藏. 古油藏的识别标准为:固体沥青在孔隙空间充填度大于25%且固体沥青含量大于2%;(4)基于斜坡区丘滩体分布,定量刻画了川中古隆起北斜坡地区5个可靠古油藏、4个潜在古油藏,借助体积法评价所得古油藏规模约177.25×108 t,完全裂解可产生原油裂解气约109 893.94×108 m3.
鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区东胜气田上古生界致密砂岩层系具有丰富的油气资源,但其三面环山,经历了多期次、多方向、多属性构造作用,具有构造改造差异性大、储层致密、非均质性强、烃类聚集与改造复杂、差异性大等油气地质特征.基于与周边构造体系关系、地层接触关系、三维地震、古地貌、构造年代学分析,对鄂北杭锦旗地区东胜气田开展构造变形时序、方式、关键构造期及其构造特征研究. 明确了3组主干断裂性质和活动时间:(1)EW-NEE向断裂晚侏罗世为压扭断层,晚白垩世-喜山早期为张扭断层;(2)NW-NWW向断裂为晚白垩世-喜山早期张扭走滑断层;(3)NE-近SN向断裂早白垩世为压扭断层,晚白垩世-喜山早期为张扭断层. 厘定了东胜气田晚侏罗世、早白垩世、晚白垩世-喜山早期三期构造变形时序及方式. 确定了燕山早期(J3-K1)和燕山晚期-喜山早期(K2-E1)是与上古生界致密砂岩天然气成藏密切相关的关键构造期,其对天然气成藏、改造的作用方式、空间影响范围、作用结果存在差异.
碳酸盐岩-膏盐岩组合蕴含了全球46%的碳酸盐岩油气储量,是重要的油气富集层位. 鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组发育大套厚层碳酸盐岩-膏盐岩混合沉积,目前在盐上已发现了近万亿方探明储量. 盐下和盐间有无勘探潜力?对该沉积体系的古环境恢复是关键. 通过对盆内T112井400 m系统取芯进行描述,结合薄片鉴定、微量元素、稀土元素、碳、氧、锶同位素、岩石组分等分析,对马家沟组碳酸盐岩-膏盐岩沉积体系的沉积环境进行了恢复. 根据海平面升降和水体氧化程度的变化,该体系可以划分为4个亚环境,分别是缺氧段、次氧化段、氧化段和硫化段. 随着氧化程度加剧,U、Mo等微量元素含量降低,碳氧锶同位素逐渐正偏,但由于硫化段导致含氧量急剧降低,U、Mo和碳氧锶同位素急剧升高,并呈现随海平面频繁振荡分布. 基于古环境与TOC和孔隙度的对比分析,硫化段和缺氧段是最有利的烃源岩发育层段,强烈蒸发作用导致水体分层及硫化,使有机质得到有效保存. 氧化段和次氧化段是储层发育的有利层段,台内局部隆起沉积的丘滩体频繁暴露遭遇准同生溶蚀作用,发育大量溶蚀孔隙,经白云石化以后得到有效保存. 硫化段的烃源岩与氧化段的白云岩储层纵向上呈层状频繁交互,平面上呈指状交叉,构成良好的源储配置关系. 乌审旗隆起带上发育的立体型储集层网络是鄂尔多斯盆地奥陶系盐下勘探的有利区带.
在盆地形成演化的漫长过程中,岩浆的侵入、深部高温流体上涌等热事件会导致盆地存在热异常,从而对油气的生成演化起重要的控制作用.位于四川盆地西南部峨眉山大火成岩省中带的乌斯河上震旦统至下寒武统古油藏是开展火山作用与油气成藏演化关系研究的理想对象.针对该古油藏,论文开展了沥青镜质体反射率和有机元素含量分析以及Re-Os同位素测年工作,并结合前人相关钻井埋藏史、热历史以及峨眉山大火成岩省的研究成果,揭示了沥青的成因和演化,探讨了乌斯河油气成藏作用与火山活动的联系.研究结果表明:乌斯河古油藏沥青具有较高的沥青反射率(~2.27~2.77)及较低的H/C原子比(0.21~0.22),成因为经历了热裂解作用形成的焦沥青;沥青Re-Os同位素等时线年龄为~262 Ma,记录了原油热裂解、天然气生成的时间.对比四川盆地内部及川东北地区上震旦统至下寒武统油气成藏的关键时刻,乌斯河地区~262 Ma较早的原油裂解时间与邻区H1井异常的热事件时间(~260 Ma)、峨眉山大火成岩省的形成时代(257~263 Ma)近于一致. 这表明乌斯河地区油气成藏作用受同期大火成岩省火山活动的控制,焦沥青的形成及其Re-Os同位素年龄是对峨眉山超级地幔柱活动的响应. 研究从年代学的角度建立了四川盆地火山活动、异常热事件、烃源岩异常热演化与原油裂解天然气生成之间的联系,为峨眉山大火成岩省的油气成藏效应研究提供了一个典型实例.
研究下寒武统筇竹寺组烃源岩灶迁移演化能够为震旦-寒武系天然气成藏动力学及勘探方向提供重要的支撑. 以四川盆地热历史为基础,利用盆地模拟技术恢复筇竹寺组成熟度史及生烃史,揭示烃源岩灶迁移演化规律,建立烃源岩灶与规模成藏的耦合关系,进而指出震旦-寒武系天然气发育的有利区. 筇竹寺组烃源岩主要具有3期生油阶段:加里东旋回末期、海西旋回中-末期、印支旋回末期-燕山旋回早期;且具有4期生气阶段:加里东旋回末期、海西旋回中-末期、海西旋回末期-印支旋回中期、印支旋回中期-燕山旋回早期. 加里东旋回末期,川北和川南-川西南地区发育两个烃源岩灶,后者为主要生烃中心;加里东旋回末期-海西旋回末期,川北地区烃源岩灶向西迁移,为主要生烃中心,川南-川西南地区烃源岩灶未迁移,生烃强度少量增加;海西旋回末期-燕山旋回末期,川西北-川中地区发育一个新的烃源岩灶,生烃强度大且生烃面积广,该阶段为筇竹寺组烃源岩最主要的生烃阶段. 烃源岩以生油为主,生气为辅,震旦-寒武系气藏主要由原油二次裂解形成. 较大的生油强度、台缘带优质储层及构造高带的时空耦合为震旦-寒武系规模成藏奠定了坚实基础,研究成果可以为震旦-寒武系的天然气勘探提供重要的依据,针对震旦-寒武系的天然气下一步勘探应考虑中北部槽缘带的优质储层.
以岩心观察描述为基础,结合偏光显微镜薄片、阴极发光及流体包裹体等分析手段,探讨了川西北双鱼石构造栖霞组储层成岩和成藏期次及流体演化. 结果表明,川西北双鱼石构造栖霞组上部储层整体为亮晶云质灰岩,可将其成岩矿物充填划分为四期,依次为早期微细晶方解石、重结晶的方解石、围岩孔洞中共生的石英钠长石和沥青、裂缝中充填的白云石和方解石. 结合不同成岩阶段流体包裹体特征与埋藏史分析表明,二叠到中三叠纪研究区整体沉降接受沉积,埋深加大并受峨眉地裂伴随的热液作用影响,形成重结晶方解石,早中三叠-中侏罗纪下寒武统烃源岩达到生油高峰,使得第一期原油充注到栖霞组储层,随后二叠系中下部烃源岩在早侏罗-早白垩世达到生油高峰,即第二期原油充注. 富硅热流体的充注形成石英和钠长石,同时由于埋深和热流体的改造,部分原油裂解生成沥青,古气藏开始逐步成藏. 燕山晚期到喜山期龙门山地区在中生代中晚期经历了持续的逆冲构造变形,在构造裂缝充填白云石和方解石. 裂缝充填方解石脉中捕获含甲烷包裹体和沥青包裹体,即古气藏随之调整,整体呈现早成藏晚调整的特点.
四川盆地西北部是深层油气勘探的重点区域,围绕“开江-梁平海槽”发现多个长兴组台缘礁滩型气田. 近年,随着该油气带下的茅口组获得新的油气发现,海槽的形成时间和范围及其对茅口组有利勘探区带的约束成为新的研究热点.基于川西北地区剖面钻井资料,详细开展茅口组的岩相古地理重建. 揭示出川西北地区茅口中-晚期呈现深水相和台地相的分异,相带沉积作用造成地层厚度的带状协同差异;重建了茅口中-晚期的岩相古地理,刻画出该时期的构造-沉积分异格局;明确“开江-梁平海槽”形成时间应向前推至中二叠世晚期.总体上,茅口组深水槽沿广元-巴中-平昌一带展布,其两侧台缘是新的潜在大型油气聚集带. 沿该深水槽的构造-沉积分异形成的台缘带为初始地貌继承型边缘,具有宽边缘、薄滩体的特点,滩相结构为间断加积状,与其上长兴期镶边塑造的连续加积或进积形成的窄边缘、厚滩体模式形成鲜明对比.
为了明确库车坳陷迪北致密气藏有利储层分布及配套工程技术,提高勘探效率,在气藏分析基础上,基于地质力学方法,综合运用地质资料、钻井资料、测井资料,开展现今地应力场预测、裂缝有效性评价等研究,兼顾甜点钻遇和压裂改造效率,从地质工程一体化角度,量化优选定向井井眼轨迹.结果表明:(1)现今地应力和天然裂缝很大程度决定了深层致密气藏品质和压裂改造效率,影响气井产能;(2)迪北气藏非均质性强,岩石物理特征、现今地应力、裂缝有效性在井间差异明显,迪北气藏裂缝甜点分布离散,储层改造难度受地质因素的制约程度大;(3)天然裂缝是深层致密气藏优质甜点区发育的重要控制因素,并能降低压裂施工难度、提高压裂改造效率;(4)定向井应多穿低应力带、多穿天然裂缝,并充分考虑天然裂缝走向和地应力方向的匹配,以提高单井产量.直井钻探模式在迪北致密气藏的高效勘探上存在局限,定向井不但能兼顾甜点钻遇和压裂改造效率,在钻井安全稳定方面也具有优势,是深层致密气藏少井高效勘探的有效途径.
库车坳陷是塔里木盆地重要的天然气勘探开发目标区,其大北-克深地区含气层系下白垩统埋深超过7 500 m,岩性致密孔隙度平均为4.8%,但仍然获得高产工业气流,岩层内所发育的裂缝成为天然气高产的核心要素. 因此利用合理技术对裂缝数据进行有效表达是明确深层致密砂岩裂缝发育特征及空间分布规律的关键,是有效开发裂缝型气藏前提. 利用三维激光扫描能够获得大数据的优势,运用点数据拼接、去噪、切割处理方法,直接识别点云数据中的有效裂缝信息,并结合野外剖面实测获得的裂缝数据对所识别的裂缝信息进行修正处理,建立目标区域裂缝信息地质知识库. 确定目标区域裂缝发育的空间范围,裂缝密度发育规律,裂缝方位分布状态,为后期随机模拟确定约束条件. 在三维激光扫描点云处理数据的约束下,应用随机模拟技术的fisher函数能够较好的表现裂缝发育区域单条裂缝之间方位偏转现象,体现自然裂缝的随机发育特征. 利用裂缝开度信息,应用Oda计算方法对对每条裂缝的渗流能力进行了计算分析,定量确定裂缝发育区对围岩流体渗流影响的大小.库车坳陷库车河剖面计算结果显示:右侧裂缝簇导致的渗流带宽度可达3.1 m,延伸长度平均为2.6 m;中间区域所展现裂缝簇渗流带宽度1.2 m,延伸长度平均为1.4 m;左侧裂缝簇渗流带宽度约0.9 m,延伸长度仅仅为0.33 m左右,这与野外数据吻合. 与人工对比显示:数据处理面积是人工测量的25倍,所消费的时间仅仅是人工处理的1/10,大大提高了工作效率.由此可见裂缝簇内裂缝密集程度越高,对流体渗流影响就越大,流体在裂缝簇渗流扩展的宽度,影响的范围就越广,较好的表达了库车深层裂缝致密气藏的特征. 说明基于激光扫描技术的裂缝随机模拟技术能够真实的表达裂缝三维空间展布状态,以及对流体渗流的贡献.
针对塔里木盆地塔河南奥陶系多相态油气藏成因模式认识不清的问题,采用油藏地球化学、构造解析及地球物理等方法,查明奥陶系油藏流体具有“四低一高”特征,且干气与湿气并存,发育凝析气藏、挥发油气藏、轻质油藏3种相态,平面上呈现“东气西油”的分布格局. 奥陶系原油成熟度正常,未经历大规模裂解及TSR作用,但玉科地区遭受了较为强烈的蒸发分馏作用,晚期高熟油裂解气的充注改造是凝析气藏形成的重要原因. 塔河南主体区奥陶系轻质油藏具有“早期成藏、垂向运聚、侧向调整、分段富集”的特点,玉科地区奥陶系凝析气藏具有“多源供烃、早油晚气、垂向充注、侧向运聚”的特点. 综合认为:南部坳陷区域走滑断裂带内部可能仍具有巨大的石油资源.
塔里木盆地蓬莱坝组油气勘探潜力巨大,但勘探对象上存在“断溶体”和层状白云岩的争议.在露头与钻井储层特征认识的基础上,岩石学与碳氧锶同位素和激光U⁃Pb定年等地球化学分析相结合,探讨了蓬莱坝组白云岩的成因机制及层状规模储层发育潜力与发育规律,进而根据白云岩储层分布预测讨论了塔里木盆地蓬莱坝组的勘探方向. 取得3点认识:(1)蓬莱坝组发育孔隙-孔洞型白云岩储层,平均孔隙度2.81%,最高可达13.91%,具备发育优质储层的潜力;(2)白云岩储层以准同生白云岩叠加浅埋藏云化作用形成的埋藏白云岩为主,具有相控性和规模性,可层状发育,主要分布于内缓坡-中缓坡准同生云化滩;(3)塔北南缘和塔中北斜坡为层状规模优质白云岩储层发育有利区,是该领域值得探索的勘探方向.
碳酸盐岩是塔里木盆地塔中低凸起古生界油气勘探的主要目的层,G70井在北斜坡奥陶系深层鹰四段测试获高产工业气流,展示了奥陶系深层广阔的勘探潜力,可以作为塔中低凸起碳酸盐岩下一步的接替领域;围绕油源断裂寻找优质储层仍是奥陶系深层勘探及目标优选的首选,但油源断裂的分布及优质储层展布还需进一步明确.基于塔中三维地震资料、结合单井录井、测井、油气物理性质开展油源断裂分析、储层预测及其主控因素分析. 研究结果表明:塔中Ⅰ号断裂东西两端、塔中10号逆断裂西段及编号F1~F16的北东向走滑断裂是奥陶系油气成藏可靠的油源断裂;古岩溶地貌相对稳定区,大面积及长时间的水-岩接触,利于岩溶洞穴储层的发育;后期走滑断裂的活动,导致岩溶作用增强或优化储层性能,在断裂与古岩溶地貌稳定区的叠合区更利于发育优质的岩溶洞穴储层. 在此基础上,结合区域盖层展布、油源断裂展布及优质储层展布特征开展成藏有利区综合评价,优选出11个Ⅰ类有利区带,指明了塔中隆起奥陶系深层下步有利勘探方向.
东尼日尔盆地群属于西非裂谷系.基于地震、钻井、井壁取心和地球化学分析数据等资料,针对下组合新层系Donga组,从沉积体系分析入手,探讨其成藏组合和勘探潜力.Donga组为晚白垩世海侵背景下发育的一套正旋回沉积层序,下粗-中上部细,顶部发育薄层碳酸盐岩.该层序在东尼日尔盆地群跨多个盆地广泛发育和连续沉积,预示着晚白垩世盆地群形成了暂时统一盆地.海侵事件显著影响了晚白垩世的沉积体系,控制了其含油气系统发育和油气成藏.Donga组广泛沉积的泥岩为有效烃源岩和盖层.Donga组主要发育侧向对接供烃“上生下储”和“自生自储”成藏模式.储层是Donga组成藏主控因素,盆地群埋藏适中、近物源的北部和东南部边缘相带储层发育,具备较好勘探潜力.
巴西桑托斯盆地油气田分布具有“外重内轻,外大内小”的分布特征.轻质油藏(原油API°介于36°~58°之间)或气藏分布于近岸水深小于1 000 m范围内,且储量较小;而水深大于1 500 m区域则主要以正常原油为主(原油API°介于25°~32°之间),储量大.桑托斯盆地油气分布特征与盐下、盐上烃源岩性质,热演化程度以及盐岩分布有关.盐下湖相烃源岩主要为Ⅰ型有机质,倾向于生油,中央凹陷区处于高、过成熟阶段,而东部隆起带深水区域处于成熟阶段;盐上海相烃源岩主为要Ⅱ2-Ⅲ型有机质,倾向于生成轻质油和气,中央凹陷及以西区域处于油窗晚期.研究表明盐上凝析油主要来自盐上高成熟海相烃源岩的贡献;而中央坳陷北部以及以外深水区原油主要来自盐下中等成熟的优质湖相烃源岩.阐明桑托斯盆地油气分布特征及其成因,有助于深入了解桑托斯盆地成烃成藏以及油气分布规律,从而对于桑托斯盆地区块优选,降低投资风险具有重要意义.
断层的活动期次对盆地的形成与演化及油气运移成藏起着重要的控制作用,精确厘定断层活动期次及其年龄是盆地构造及油气成藏研究中的一项必不可少的工作,也一直是研究中的一个难点.针对这一问题,论文基于断层带内部结构的分析及前人研究成果,简要评述了常用的自生伊利石K-Ar/Ar-Ar定年法和石英电子自旋共振ESR(electron spin resonance)定年技术,重点综述了方解石激光原位U-Pb定年、石英流体包裹体40Ar/39Ar定年和低温热年代学技术应用于断层活动时间研究的基本原理、实验方法和典型实例,并探讨了存在的问题,分析了发展的趋势,指明了下一步研究的方向.认为这些技术对断层活动期次和油气勘探研究具有重要指导意义,未来将在盆地断裂研究中发挥重要作用,有着广阔的应用前景.
河套盆地勘探程度低,有利勘探层系埋藏深,40余年未获突破,为实现河套盆地油气勘探快速突破,整体开展了高精度重磁和时频电磁勘探工作. 针对盆地主力生烃区不清、构造难以厘定的问题,应用基于有限井震资料松约束多界面反演、基底背景密度法正演剥层为核心的深层目标重力异常提取技术,对临河坳陷的地质结构重新进行了认识,快速圈定了主力生烃凹陷分布,指出坳陷北部巴彦淖尔凹陷的淖西深洼槽为最有利的生烃区,新发现黄河断陷槽及淖西深洼槽周缘分布的中央兴隆断垒式潜山披覆构造带、吉西凸起东翼鼻状潜山披覆构造带等近源油气有利勘探目标,引导了地震针对性快速高效部署和钻探. 针对成藏目标不清、突破井位难以落实的问题,提出并应用了基于井震模拟目标层靶向采集、电磁井震联合约束反演等提高深层勘探分辨率及油气储层预测精度的时频电磁勘探配套技术,快速锁定了JHZK2井、吉华2x及临华1x等有利目标靶区,为河套盆地油气勘探高效突破发挥了关键先导性作用,为类似复杂区特别是盆地深层油气勘探提供了成功范例与技术方法.
陆地定向井密井网开发模式在海上浅水三角洲油田适应性差,对海上浅水三角洲油田水平井开发技术开展研究. 以浅水三角洲沉积模式为指导,根据地震沉积学原理,提出了BZ油田浅水三角洲储层的形成条件、成因机理及分布特征;结合大尺寸物模实验及油藏数值模拟方法对一次井网进行部署与优化. BZ油田浅水三角洲储层发育类型为多个单一分流河道侧向迁移叠置所形成的连片朵叶状复合砂体,识别了3种河道接触样式. 海上浅水三角洲油田一次井网采用水平井交错井网,储层上部采油、下部注水开发效果最好,提出3种河道接触样式下井网优化方法. 首次提出了海上浅水三角洲油田基于单河道的水平井单砂体布井开发技术,在BZ油田应用,开发效果评价为一类.
珠江口盆地文昌A凹陷深部的古近系珠海组油气资源丰富,但不同区带油气成藏分布复杂,油气成藏时期的关键证据——包裹体的研究相对薄弱.为了准确厘定文昌A凹陷珠海组烃类充注时期,以研究区珠海组砂岩储层中的烃包裹体及其伴生盐水包裹体为研究对象,利用荧光光谱测定、激光拉曼光谱分析、显微测温等实验测试,结合包裹体捕获压力计算、埋藏史、热演化史、生烃演化史等分析,开展了凹陷中心及近珠三南断裂带油气成藏期次与差异性研究.结果表明,储层砂岩中烃包裹体及其伴生盐水包裹体成分主要为CH4、C2H6、CO2和H2O,同期盐水包裹体均一温度集中分布于95~180 ℃. 断裂带与凹陷中心均存在3期烃类充注,但油气充注时间有差别. 其中,凹陷中心第1期发生在21.9~13.9 Ma,第2期油充注发生在12.0~8.9 Ma,第3期油气充注时间7.8~4.8 Ma;断裂带第1期油充注发生在约21.7~10.2 Ma,第2期油充注发生在约9.1~4.9 Ma,第3期油气充注时间约为3.9~1.5 Ma.差异性构造沉降导致的烃源岩埋深的差异,以及多期断裂活动强度及其时空配置关系的不同,是造成凹陷中心及断裂带烃源岩生烃高峰的差异及油气成藏时间有先后之分的主要原因. 该结果为研究区油气勘探目标的选取与部署提供科学依据.
页岩油储量巨大、分布集中、前景广阔,是世界石油增储上产的一个主要领域. 为厘清页岩油研究的热点与发展趋势,使用CiteSpace和VOSviewer软件对近十年国内外文献进行科学知识可视化分析,结合世界页岩油盆地研究及勘探开发成果,系统梳理了页岩油近十年的主题演化及热点领域,总结了当前页岩油研究面临的挑战. 结果认为全球页岩油研究热点聚焦于页岩油形成的物质基础、页岩油储集空间、页岩油可动性及可压裂性4方面;相比北美海相页岩油构造沉积背景稳定,页岩油生产技术持续迭代,我国页岩油沉积相变快,孔隙类型受成岩作用影响较大,缺乏系统的可动性评价方法,水力压裂易诱发地震和造成环境污染;未来应加强细粒沉积岩研究、定量表征页岩油储集空间、明确页岩油赋存状态、建立全面的页岩油可动性评价方法、加强新型绿色压裂技术研发,从而精准预测页岩油“地质-工程”甜点,以推动我国能源结构的快速转型.
深层-超深层碳酸盐岩是当前全球油气勘探的焦点,也是未来我国有望实现油气商业发现的热点领域. 对于深埋藏环境下优质碳酸盐岩储层形成而言,目前研究普遍强调了早期表生溶蚀作用和晚期埋藏溶蚀改造作用的重要性. 作为表征储层溶蚀作用机理的有效手段,水岩溶蚀模拟实验能够再现实际地质条件下碳酸盐岩和地层流体之间的相互作用过程,为碳酸盐岩储层溶蚀改造研究提供了新视角.为此,系统回顾了近年来碳酸盐岩溶蚀模拟实验的研究进展,并尝试从实验模拟的角度讨论溶蚀作用对深层-超深层碳酸盐岩成储过程的控制作用.首先回顾了碳酸盐岩储层的溶蚀改造作用,同时总结了碳酸盐岩水岩溶蚀模拟实验的技术与方法,其次梳理了基于溶蚀模拟实验取得的碳酸盐岩储层溶蚀改造规律与认识,最后展望了现有研究对深层-超深层油气勘探以及碳封存与再利用中的应用前景.不难看出,开展碳酸盐岩溶蚀模拟实验有望为寻找埋藏成岩过程中的次生孔隙发育带、阐释规模性溶蚀作用发生的有利条件提供依据,同时也可为未来碳酸盐岩成储机制和实验模拟研究提供一定的借鉴意义.
元素铁因其在地球早期环境演化和在海洋初级生产力中的重要角色, 是目前全球变化与地球化学研究的热点.铁元素的相态分析, 对于深入了解其在环境中迁移、转化及生物的吸收利用, 都具有重要意义.回顾沉积物中铁的化学相态分析方法发展过程, 从早期的简单相态分析(degree of pyritization, DOP), 元素的顺序提取法(Tesser方法), 到Raiswell和Poulton等学者提出针对Fe元素特定的相态分析法等.重点介绍较为常用的三步提取法和其在表生地球化学研究中的应用; 结合目前国际上铁地球化学循环研究进展, 提出Fe的化学相态分析的改进建议.
通过分析时间序列的卫片资料、4 m高的露头剖面的沉积学和元素地球化学特征, 研究钱塘江涌潮河段的滩槽冲淤变化规律、涌潮沉积特征和沉积层序.涌潮河段河道宽浅, 受径流与潮流相互作用强烈, 冲淤频繁且剧烈, 滩槽演替存在约20 a的周期, 与流域年代际洪、枯期转变有关.在滩槽叠置的垂向层序中, 底部为河槽、低潮滩相的厚层块状砂质沉积, 发育各种变形沉积构造, 为典型的涌潮沉积; 顶部为高潮滩相的潮汐韵律沉积, 发育典型的潮汐成因的双黏土层、大小潮周期; 二者之间的中潮滩相呈渐变过渡.C-M图和概率累计曲线可较好地区分涌潮沉积与潮成砂、泥质沉积.涌潮沉积层Si/Al、Zr/Al、Ti/Al等元素比值较高, 而潮汐韵律层Fe/Al、Mn/Al等元素比值较高, 这与它们的赋存方式和水动力分异有关.Si、Zr和Ti主要见于石英和重矿物中, 因此在强水动力沉积层中富集; 而Fe、Mn易被黏土矿物吸附, 在水动力较弱的中高潮滩富集.
湘西寒武纪早期黑色岩系中富含源于上层海水生物体的有机质, 其稀土元素(REE)特征不被碎屑物质干扰, 能有效地反映海洋上层水体的古环境特征.样品中作为有机质主体的干酪根的重稀土富集、Ce负异常、Y正异常和Eu无明显异常等特点与现代海水一致, 其特征可能反映古海洋上层水体的氧化还原信息.扬子地台各相区沉积剖面底部可能出现滞流(或硫化)环境, 随后沉积环境逐渐氧化.全岩样品中Ce的负异常可能由有机质提供, Ce/Ce*值由剖面底部的较低值向上逐渐升高可能意味着海洋上层水体含氧量的逐渐上升, 而海水含氧量逐渐升高或许是由寒武纪早期海洋底部硫化环境的减弱所导致.
阿拉善北部地区石炭纪火山岩分布广泛, 目前对其成因和构造环境研究还很薄弱.通过对该区石炭纪火山岩岩石学和地球化学特征的分析, 探讨其岩石成因和形成时的构造背景, 为判定石炭纪盆地性质与古构造环境提供岩石地球化学约束.研究区内石炭纪火山岩主要为中-酸性火山岩, 少量基性火山岩.玄武岩、玄武安山岩的大多数样品显示亚碱性系列特征, Mg#介于0.29~0.69之间, 高场强元素Nb、Ta、Ti明显亏损, 岩石轻度富集轻稀土元素(LREE), (La/Yb)N=2.19~10.10, Eu异常不明显(δEu=0.81~1.08), 稀土配分曲线右倾较缓, εNd(t)值较高(+1.10~+6.35).总体上既显示板内构造环境特征, 又携带俯冲带地球化学印记.综合区域地质特征及前人研究结果, 认为阿拉善北部及其邻区石炭纪火山岩形成于板内裂谷环境, 且可能与地幔柱事件有关, 岩浆在上升过程中受到地壳物质不同程度的混染.