超压盆地水力破裂与天然气成藏的关系——以莺歌海盆地乐东斜坡区LD-A气田为例

莺歌海盆地乐东斜坡区LD-A气田的发现进一步证实了高温高压岩性圈闭领域的巨大资源潜力。该气田储层压力系数最高可达2.3,流体超压诱发的水力破裂对天然气的运聚起到重要的控制作用,明确超压条件下地层是否发生水力破裂及其演化过程是深入研究莺歌海盆地天然气成藏的关键。为此,在明确天然气垂向输导体系的基础上,以岩石破裂准则为理论依据,利用地应力及岩石抗张强度确定水力破裂模式,厘定了地层水力破裂条件;最终结合超压演化,分析了水力破裂动态演化过程对天然气成藏过程的控制作用。研究结果表明:(1)断裂、亚地震断裂和裂缝共同构成了LD-A气田天然气垂向输导体系,超压诱发的水力破裂控制了输导体系的启闭性和有效性,决定了天然气能否规模富集。(2)LD-A气田的中深层发育张性水力破裂,其中LD-A1气区现今黄流组顶部处于水力封闭状态,梅山组顶部处于水力渗漏状态;LD-A2气区和LD-A3气区上中新统黄流组顶部和中中新统梅山组顶部现今均处于水力封闭状态。(3)LD-A气田的水力破裂演化存在封闭—破裂—封闭型(LD-A1气区与LD-A2气区)和持续封闭型(LD-A3气区)2种类型,不同的水力破裂演化过程导致了天然气在不同层位砂体差异性充注和富集。结论认为,LD-A1气区与LD-A2气区浅层上新统莺歌海组二段和上中新统黄流组优质砂体是天然气有利富集对象,LD-A3气区应在埋藏更深的梅山组砂岩中寻找突破。

致密砂岩储层孔隙结构分形与分级评价——以莺歌海盆地乐东区黄流组为例

[目的]明确致密砂岩储层孔喉微观形态,划分储层孔隙结构级次,多角度半定量评价储层的储集特征和渗流能力,有助于明确具有高效产能潜力的储层类型。[方法]以莺歌海盆乐东区黄流组致密砂岩为例,利用铸体薄片、扫描电镜、高压压汞等实验手段,开展储层孔隙结构分形维数计算与分级评价的研究。[结果]致密砂岩储层质量的影响因素之一是大孔喉孔隙结构;分形维数越接近3,孔隙结构越复杂,连通的大孔喉越少。依据孔喉分级特征、成岩相、孔隙结构复杂程度,建立了孔隙结构分级评价的四类模型:类型Ⅰ为小孔喉优势型储层,强胶结成岩相,大孔喉孔隙度占比小于45%,D_(max)值为2.75~2.90,致密储层;类型Ⅱ为大—小孔喉连续型储层,弱胶结—弱溶蚀成岩相,大孔喉孔隙度占比45%~70%,D_(max)值为2.70~2.85,低渗储层;类型Ⅲ为大孔喉优势型储层,强溶蚀成岩相,大孔喉孔隙度占比大于70%,D_(max)值为2.55~2.65,优质储层;类型Ⅳ为大孔喉单峰型储层,强压实成岩相,大孔喉孔隙度占比50%~60%,D_(max)值为2.65~2.75,低渗储层。通过Fisher判别方法,建立储层类型测井预测模型,对比储层类型与气测响应和储层含气饱和度,发现Ⅲ类储层的产气效能高,具有勘探价值。[结论]研究成果为致密砂岩储层评价与分类提供了新思路,明确了储层孔隙结构对气水分布存在控制作用。

深部热流体活动背景下氦气的成因来源与运聚机制——以莺歌海盆地乐东底辟区为例

基于地球化学参数及分析数据,应用热守恒方程、质量平衡定律及瑞利分馏模型等方法,通过对莺歌海盆地乐东底辟区的壳源氦气原位产率和外部通量、幔源初始氦浓度及热驱动机制等定量分析,探讨深部热流体活动背景下氦气的成因来源及运聚机制。研究结果表明:(1)乐东底辟区氦气的来源以壳源氦为主,幔源为辅。其中,研究区幔源^(3)He/^(4)He值为(0.002~2.190)×10^(-6),R/R_(a)值为0.01~1.52,测算幔源He贡献占比为0.09%~19.84%,占比较小;而壳源贡献占比则高达80%以上。(2)壳源氦的原位^(4)He产量仅为(4.10~4.25)×10^(-4)cm^(3)/g,外部^(4)He通量则显著高值,为(5.84~9.06)×10^(-2)cm^(3)/g,表明壳源氦气以外部输入为主,推测与地层流体受大气补给以及深部岩石-水相互作用有关。(3)底辟区深部热流体活动显著影响地温场,^(3)He初始质量体积与对应焓的比值(W)为(0.004~0.018)×10^(-11) cm^(3)/J,来自深部地幔的热贡献(XM)为7.63%~36.18%,揭示底辟热流体对幔源^(3)He迁移具有一定的热驱动作用。(4)研究区氦气的初次运移方式以平流为主,二次运移受控于水热脱气和气液分离过程;氦气从深部至浅部的运移过程中,CO_(2)/^(3)He值由1.34×10^(9)升至486×10^(9),指示受到壳幔混合和脱气效应影响,存在CO_(2)规模性析出和^(3)He的明显逸散。在深部热流体影响下,氦气运移聚集机制包括:深部热驱动扩散、平流释放、垂向水热脱气,浅部横向迁移、远离断裂的圈闭聚集,分压平衡、完整密闭的盖层封存等方面。

基于自然伽马测井的莺歌海盆地中央凹陷地层生热率及岩石圈热结构研究

【目的】岩石圈热结构对探索盆地热演化的动力学过程、地热资源评价和开发利用具有重要意义。由于莺歌海盆地生热率数据的匮乏,限制了岩石圈热结构的研究。【方法】利用莺歌海盆地23口钻井的自然伽马测井数据,通过GR(自然伽马值)-A(岩石放射性生热率)经验公式,计算莺歌海盆地中央凹陷的地层生热率;依托OBS地壳速度结构模型建立地层生热率参数柱,计算壳幔热流及其比值、莫霍面温度和热岩石圈厚度,获取岩石圈热结构。【结果和结论】结果表明:莺歌海盆地中央凹陷地壳热流为19.2~27.1 mW/m^(2),平均值为(23.5±2.8) mW/m^(2),地幔热流为49.2~57.2 mW/m^(2),平均值为(52.8±2.8) mW/m^(2);莫霍面温度为613~707℃,平均温度为(671±31)℃;热岩石圈厚度为61.23~64.89 km,平均厚度为(63.58±1.35) km;壳幔热流配比为0.45±0.08,岩石圈热结构表现出“冷壳热幔”的特征,反映出莺歌海盆地中央凹陷的热状态受深部热源的影响。研究成果不仅为该地区地热资源的进一步勘探和开发提供了科学依据,还为盆地的地球动力学研究提供重要参考。

基于熵权法-TOPSIS-灰色关联法的储层综合评价:以莺歌海盆地黄流组为例

莺歌海盆地上中新统黄流组是高温高压系统,地层地温梯度超过4℃/100 m、压力系数大于1.6。地热资源潜力丰富,但地热资源评价的相关工作还未开展。通过9口钻井、测井录井、生产资料以及最新7口井地层测温数据和岩石热物性参数测试,在储层储集性能基础上,结合热物性参数,开展储层综合评价工作。以黄流组为例,在储层六参数关系评价基础上,优选孔隙度(Ф)、渗透率(K)、泥质含量(Vsh)、地层系数(DФ)、地层温度(T)、生热率(A)、热导率(J)7个热储评价指标,采用熵权-TOPSIS-灰色关联方法,对该类型热储进行综合评价。研究认为:7个评价指标中,孔隙度、渗透率、地层系数的权重占比较大,分别为21.31%,21.07%和20.42%,是主要影响因素。考虑评价参数的正负理想解的欧氏距离和各指标与正负理想解的灰色关联度,开展不同决策偏好情况下的相对贴近度角度来定量评价,结果显示,储层H1-2、H1-1、H2-2相对贴近度较高,分别为0.624,0.606,0.529,储层性质较好,可作为莺歌海盆地黄流组热储层的重点研究对象。

基于神经网络的莺歌海盆地DF区块黄流组储层压力预测与成因分析

在油气勘探开发及生产过程中,储层压力对油气聚集、分布及运移的过程起着重要作用,异常高压储层甚至会造成井壁崩落、井涌、井喷等钻井事故。传统的储层压力测井预测主要采用经验公式法、有效应力法等,存在参数确定难、主观性强等问题。为此,以莺歌海盆地DF区块为例,在实测数据基础上,构建基于BP神经网络和卷积神经网络的储层压力预测模型,建立测井曲线与实测储层压力之间的隐式直接关系,对储层压力进行了预测并分析了其超压成因。研究结果表明:(1)构建的卷积神经网络模型预测储层压力精度高,最优模型的均方根误差为0.27 MPa;(2)预测莺歌海盆地DF区块黄流组储层压力为53.26~55.60 MPa,平均压力系数为1.66~1.95,呈现为超压;(3)DF区块黄流组超压成因机制为以流体膨胀作用为主,欠压实作用为辅。

红河断裂对莺歌海盆地地热系统的控制作用

基于莺歌海盆地地热背景,从地热系统的水源、流体通道、热储和盖层4个方面系统地去评价红河断裂对其的控热作用。研究结果表明,通过水样、气样分析,断裂构造在地热水循环中起到重要的控制作用;红河断裂的差异变形显著影响裂隙型热液热储的平面分布范围和纵向发育深度的异质性;莺歌海盆地地热系统是以地幔热物质作为主要热源,红河断裂带和盆地内中央凹陷底辟带为主要通道,裂隙型热液热储和上部大面积水道、海底扇、三角洲等储集体为主要热储,莺歌海组巨厚泥岩为主要盖层。

莺歌海盆地黄流组一段沉积物源综合识别

通过重矿物直观比对法确定了莺歌海盆地黄流组一段沉积物中各物源区的重矿物特征,并初步认识了其古母岩特征。研究区周围存在三大主要物源区,即海南岛、越南北部(红河)及越南中部。结果表明,越南物源以铁矿物、钛矿等沉积岩型重矿物组合为主;海南物源以锆石、电气石、金红石等酸性火山岩型重矿物组合为主。基于余弦距离及皮尔森相关系数的谱系聚类结果表明,莺歌海盆地黄流组一段锆石、电气石、金红石、锐钛矿、白钛矿等矿物受成岩作用影响较小,为该时期的稳定矿物组合。综合稳定重矿物复杂拓扑网络、地震属性、地震剖面及锆石年龄等方法对主导物源区进行划分,确定了莺歌海盆地东方13区及东方1区的部分扇体主要受控于越北红河物源,东方13区及东方29区的绝大多数扇体主要受越中物源及海南北部物源的双重影响,乐东区受控于海南南部物源。基于海南南部物源的古物源分布模式,建立了重矿物-地震特征-锆石年代学的物源识别方法。

莺歌海盆地莺北区渐新统资源潜力与勘探方向

莺歌海盆地莺北区中新统烃源岩资源潜力有限,制约了油气勘探。利用地质、地球物理和地球化学等资料,开展了莺北区渐新统三角洲识别与含煤性分析、资源潜力评价和不同构造单元成藏条件比较等工作,明确了莺北区渐新统资源潜力和有利勘探方向。研究表明:①莺北区渐新世具备发育大型(扇)三角洲的物质基础和构造条件,崖城组—陵水组继承性发育大型煤系三角洲,形成崖城组三角洲平原煤系和陵水组陆源海相泥岩2类烃源岩;②莺北区渐新统煤系三角洲是莺北区主力烃源岩,主要处于高成熟—过成熟度大规模生气阶段,天然气资源量达1.13万亿方;③莺北区凹陷带、东部斜坡带中组合是有利勘探方向,构造脊、鼻状构造等具有良好汇聚背景上的大型岩性、地层圈闭是发现大中型气田的重要领域。本项研究成果指导了莺北区的勘探突破。

莺歌海盆地沉积层生热率及其热流贡献

沉积层热流作为大地热流的一部分,可以有效促进沉积盆地深层—超深层烃源岩有机质热演化过程。岩石放射性生热率作为重要的热物性参数,是研究沉积层热流的基础数据之一。文中利用莺歌海盆地35口重点井的自然伽马值,根据前人提出的自然伽马和生热率关系的经验公式,计算出12051个生热率,获得了莺歌海盆地各个地层的生热率,并据此估算了莺歌海盆地沉积层热流贡献及其对深部地层的增温效应。结果表明:莺歌海盆地沉积层平均生热率为1.14μW/m^(3),岩性对生热率影响较大,泥岩平均生热率最大,为1.81μW/m^(3),其次是粉砂岩,平均生热率为1.49μW/m^(3),最小的是白云岩,仅为0.73μW/m^(3)。根据各个地层的平均生热率,计算出莺歌海盆地沉层平均热流值为8.0 mW/m^(2),占地表总热流值的10.1%,沉积层热流值分布与沉积层厚度特征保持一致,在中央凹陷带最大,2个斜坡带较小,沉积层生热率对深部地层地温梯度贡献为5.3℃/km。因此,沉积层的放射性生热对莺歌海盆地地温场有较大影响,在进行相关研究时不容忽视。

高压低渗透碎屑岩储层孔隙结构特征及分类评价——以莺歌海盆地东方A 1区黄流组一段为例

为揭示低渗储层的微观孔喉差异,根据岩心、测井、测试和岩心实验分析等资料,采用分形理论和多层感知器神经网络方法,分析储层孔隙结构特征,进行储层量化表征。结果表明:储层岩性以细砂岩和粉砂岩为主,受超压保护及沉积—成岩作用影响,主水道储层粒度相对较粗,原生粒间孔占比可达60%;泥质质量分数越高,粒间孔越不发育;压力因数越高,粒间孔越发育,压力因数每提高0.1,储层中粒间孔隙占比增加5%~10%。低渗储层分4种类型:Ⅰ类储层,表现为中孔、低渗特征,压汞曲线具有明显的平台段,孔喉或核磁曲线为单峰分布特征,T 2弛豫时间的主峰分布在40 ms附近,可动流体饱和度平均为53.2%;Ⅱ类储层,表现为中孔、低渗特征,孔隙度与Ⅰ类储层的相当,渗透率明显降低,压汞曲线表现一定的平台段,但进汞曲线末段斜率明显增大,孔喉或核磁曲线呈双峰分布特征,右峰T 2弛豫时间在60 ms附近,左峰的在10 ms附近;Ⅲ类和Ⅳ类储层,分别表现为中孔、特低渗和低孔、特低渗特征,压汞曲线无明显平台段,大孔喉与Ⅰ、Ⅱ类储层相比,孔喉形态更加复杂,孔喉和核磁曲线呈单峰分布,孔喉半径和T 2弛豫时间峰值逐渐向左偏移,可动流体饱和度小于20%。优选密度、中子、电阻和自然伽马参数建立基于MLP的储层类型测井识别方法,储层识别正确率达86.7%,与岩心实验分析吻合率达88.9%,产能匹配性较好。该结果可为研究区低渗气藏的有效开发提供依据。

莺歌海盆地中新统海相烃源岩有机相特征

为了实现莺歌海盆地中新统海相烃源岩的精细划分与评价,结合地球化学测试资料,对莺歌海盆地中新统烃源岩进行有机相划分,建立了有机相与沉积相的对应关系,进而预测烃源岩的平面展布。研究结果表明,按照有机质来源与沉积环境可将莺歌海盆地中新统海相烃源岩分为4类:海相陆源型、海相混源Ⅰ型、海相混源Ⅱ型、海相内源型。不同有机相与沉积相对应关系较好,其中,扇三角洲、滨海相对应海相陆源型,内浅海对应海相混源Ⅰ型,外浅海、半深海对应海相混源Ⅱ型,外浅海、半深海和深海对应海相内源型。海相混源Ⅱ型烃源岩分布广,厚度大,有机质丰度较高,有机质类型以Ⅱ2型干酪根为主,少量Ⅲ型干酪根,保存条件较好,是莺歌海盆地的主要气源岩。研究成果为预测莺歌海盆地中新统海相优质烃源岩的平面展布并准确评价其资源潜力提供了重要依据。

饱和剩余振幅分析方法的研究及应用——以莺歌海盆地为例

为了理清目标评价中振幅的影响因素,识别莺歌海盆地的流体性质,基于保真保幅资料,开展了地震振幅的研究,建立了储层孔隙度、含气性、厚度、地层组合、子波相位与地震振幅响应的关系,形成了如下认识:1)随着孔隙度的增大,流体的振幅均逐渐增大;2)振幅在薄层的调谐厚度处最大,且振幅与厚度存在一定的线性关系;3)地层组合对振幅的影响,主要受地震波相互干涉;4)子波相位介于0°~90°时,振幅随其值的逐渐增大而增大,并且子波相位为90°时处最大;但介于90°~180°时,振幅逐渐减小,介于180°~360°重复上述规律。该成果认识获取了真实可靠的地层振幅信息,为勘探井位钻探提供了可靠技术支撑。

莺歌海盆地天然气储层地质特征与评价

天然气作为一种清洁、高效的能源,其开发和利用具有重要的战略意义。莺歌海盆地是南海天然气发现的重要场地之一,其天然气资源潜力巨大,具有重要的经济价值和战略意义。在过去的研究中,莺歌海盆地的地质特征和储层评价一直是学者们关注的焦点。了解莺歌海盆地天然气储层的地质特征,可以为资源评价、储层预测和开发方案的制定提供一定的指导借鉴作用。储层评价作为重要的研究内容,针对莺歌海盆地储层的孔隙结构、渗透性、岩石物性以及储层的非均质性和连通性等参数进行分析,对提高勘探开发效果、优化开发方案具有重要的指导意义。

莺歌海盆地高温高压井窄压力窗口ECD精细控制应用

莺歌海盆地是世界三大海上高温高压区域之一,区域地质条件复杂多变。窄压力窗口问题突出,本文从建立大数据环空压耗分配模型、高密度钻井液流变性高效控制以及模拟优选最佳钻具结构着手,总结形成了针对莺歌海盆地高温高压窄压力窗口ECD精细控制技术,该技术已经在10余口高温超压井中成功应用,有效缓解了安全密度窗口窄的问题,同时为其他区域高温高压井作业提供了技术借鉴。

莺歌海盆地东方1-1气田中新统黄流组浅海多级海底扇形成机理及储层分布

深海海底扇是沉积学领域及油气勘探的重要研究对象之一,而浅水海底扇研究相对较少。利用岩心、钻测井、地震及分析测试等资料,对莺歌海盆地东方1-1气田新近系中新统黄流组浅海多级海底扇的形成机理及储层分布规律进行了研究。研究表明:①多级海底扇发育水道、席状砂及扇缘砂。其中,水道岩性为中-细砂岩,呈透镜状强反射地震特征,波阻抗较低。席状砂岩性以细砂岩及粉砂岩为主,平行层理发育,多为强反射地震特征,波阻抗低。扇缘砂以粉砂岩及泥岩最为常见,弱反射地震特征,波阻抗高。②水道在研究区西北、中部及东南部发育,整体呈NW-SE向展布,可进一步分为3级,构成了多级海底扇的主体。席状砂发育在水道两翼及末端。扇缘砂多发育在海底扇边缘。③水道及席状砂沉积为有利储层微相,且席状砂储集性能略高于水道沉积。水道与席状砂沉积常断开不连通,席状砂与席状砂之间多不连通或弱连通,易形成岩性及地层圈闭。④多级海底扇的形成经历了早期的超临界流-临界流转换及晚期的充填-漫溢两个阶段。黄流组沉积早期,重力流能量高,超临界流-临界流转换可形成多级水道;随着重力流能量降低,流体转换作用减弱,重力流以充填-漫溢为主。

莺歌海盆地现今地温场及热结构研究

为评价莺歌海盆地地热资源优劣和了解盆地深部构造热演化,本文在收集莺歌海盆地及其邻区现有热物性参数的基础上,通过新增的9口钻井13个热物性参数,利用一维稳态热传导公式,计算了莺歌海盆地1000 m、2000 m、3000 m深度界面处地层温度;并沿着穿过盆地中央凹陷附近的地震测线采用分层阶段函数模型,计算了莺歌海盆地不同层位的热流分配关系(热结构)。计算时根据地震波的速度变化将地壳分为沉积盖层、上地壳上部、上地壳下部低速带与下地壳4层进行计算。结果表明:莺歌海盆地1000 m、2000 m、3000 m深度界面的地层温度分布特征表现为沿着河内凹陷—临高凸起南西方向—泥底辟一带温度较高,盆地北西、南东区域附近温度较低,地层温度的整体分布特征与地壳减薄及断裂发育有明显关系;地壳热流对地表热流的贡献占比41%,地幔热流对地表热流的贡献占比为59%。因此,莺歌海盆地具有“冷壳热幔”的岩石圈热结构特征。

高温-超压-高CO_(2)背景下致密砂岩储层成岩作用特征——以莺歌海盆地LD10区新近系梅山组——黄流组为例

利用薄片鉴定、扫描电镜、阴极发光及碳氧同位素分析等手段,对莺歌海盆地LD10区新近系梅山组—黄流组高温-超压-高CO_(2)背景下的储层成岩作用特征及其对孔隙的影响进行了系统研究。研究结果表明:(1)莺歌海盆地LD10区新近系梅山组—黄流组储层发育重力流沉积,岩性以中—细粒长石岩屑石英砂岩为主,储层物性以特低—低孔、特低渗特征为主。(2)压实、胶结和溶蚀作用是研究区主要的成岩作用类型。超压对黏土矿物的转化及石英次生加大具有明显抑制作用,并在一定程度上保护了原生孔隙。富含CO_(2)的高温流体不仅造成了黏土矿物的异常转化,同时促进了溶蚀作用发生,增加了次生孔隙。(3)研究区黄二段储层的成岩演化序列为:菱铁矿胶结→石英次生加大→绿泥石胶结→长石淋滤溶蚀→高岭石形成→早期方解石胶结→早期白云石胶结→长石溶蚀→方解石溶蚀→伊利石大量生成→晚期铁方解石、铁白云石形成。(4)总体上,压实作用使孔隙度减少了45.30%~62.93%,胶结作用使孔隙度减少了1.65%~35.01%,溶蚀作用使孔隙度增加了0.72%~8.00%。其中,黄流组中下部砂岩储层受到了超压保护和CO_(2)溶蚀作用的双重影响,物性较好,钻井过程中应考虑高CO_(2)风险。

南海西北部莺歌海盆地陆架晚更新世三角洲及其控制因素

莺歌海盆地陆架区作为南海北部的一个重要地质构造单元,记录了第四纪以来沉积和海平面变化的丰富信息。通过对研究区高分辨率单道地震剖面的解释,结合深水区钻孔资料,分析了该地区晚第四纪地层的沉积特征,研究区浅部地层划分出层A和层B 2套地层单元,并进一步对研究区三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲3种沉积亚相的地震特征进行了解释分析。钻孔AMS^(14)C与光释光测年结果表明,三角洲形成于晚更新世65~56 ka,即MIS4晚期-MIS3早期。结合钻孔岩性和有孔虫分布特征以及区域地质、沉积背景等资料,开展了三角洲形成的控制因素分析,认为莺歌海盆地的构造和古地貌、海南岛隆升、物源供给、海平面变化、古季风对三角洲的形成发育具有重要的控制作用。

基于联合建模匹配衰减技术的莺歌海盆地多次波压制方法研究

多次波是海洋地震勘探中最突出的问题之一,多次波的存在严重影响地震波成像的真实性和可靠性。为了有效压制多次波并突出有效波,开发了联合建模匹配衰减技术。思路是:基于原始波场尽可能准确地预测各种类型多次波,通过一次性匹配减去对多次波进行最大程度衰减,同时避免了多次匹配而产生的噪声,并且在稀疏域采用多道均衡匹配滤波技术对各多次波模型和地震数据进行联合匹配衰减。结果表明,该技术在莺歌海盆地高温高压区东方区和乐东区的应用取得了显著的效果,可为中深层的勘探开发提供高质量的地震资料处理结果。