盆-山耦合控制下塔里木盆地库车坳陷上三叠统黄山街组层序地层特征

前人对塔里木盆地库车坳陷上三叠统黄山街组三级层序划分方案不一,导致对其内部关键界面性质及沉积演化过程的认识各异。基于库车坳陷野外露头的精细观察与分析重新划分了黄山街组的三级层序。结果表明:(1)黄山街组的4个岩性段构成2个三级层序。黄(黄山街组)一段—黄三段构成东薄、西厚的三级层序SQ1,黄四段构成东厚、西薄三级层序SQ2。2个三级层序均发育低位体系域(LST)、水进体系域(TST)和高位体系域(HST)。(2)三级层序界面SB1,SB2和SB3分别对应于黄山街组底界、黄三段顶界及黄山街组顶界。SB1和SB3都为岩性和岩相突变转换面,SB3也是侵蚀与沉积间断面。SB2是区域抬升形成的沉积间断,有区域可对比的古土壤。(3)盆-山耦合变化控制了黄山街组所包含的2个三级层序的形成。古天山在SQ1低位体系域和高位体系域沉积之初分别经历了2幕强烈的快速隆升,在SQ1末期被侵蚀夷平。盆地沉积响应由强烈拗陷快速沉积充填过渡为稳定拗陷沉积充填,再次强烈拗陷快速沉积充填形成SQ1。发生沉积间断后,在弱拗陷背景下持续稳定沉积充填形成SQ2。

塔里木盆地下志留统柯坪塔格组沉积和层序地层特征——以柯坪县阿恰剖面为例

基于不同的研究位置或区域,目前,塔里木盆地志留系柯坪塔格组三级层序划分方案不一,这制约了对该段地层区域构造—沉积演化及油气勘探方向的认识。笔者等结合露头、公开的钻井、地震及已有的研究成果,对柯坪阿恰地区的柯坪塔格组露头剖面沉积与层序特征进行了系统分析,认为:①阿瓦提凹陷西缘阿恰地区柯坪塔格组以混合水动力控制下的三角洲沉积体系为主,自下而上,下段为由粗至细再到粗的沉积旋回,中段与上段整体构成向上变粗的沉积旋回;②柯坪塔格组顶、底及内部的不整合面可将其分为2个三级层序,其下段构成第一个三级层序(SQ1),中段和上段构成第二个三级层序(SQ2);SQ1中低位体系域(LST)、海侵体系域(TST)及高位体系域(HST)均发育,SQ2中只发育TST和HST;③柯坪塔格组中段与下段的界线对应于晚奥陶世赫南特期全球冰期海平面下降所形成的不整合;④水动力条件不同,导致LST中以河流作用为主,HST中波浪与潮汐作用大于河流作用;⑤SQ2中的TST为区域性的优质盖层,与SQ1中的HST可构成良好的盖、储组合,故SQ1中的HST可作为该套地层中的首要勘探目标。

成岩流体对超深致密砂岩储层构造裂缝充填及溶蚀改造的影响:以塔里木盆地克拉苏油气田为例

塔里木盆地克拉苏油气区是我国“西气东输”的重要气源地,也是我国已建成的最大超深油气田。该区主要目的层组白垩系巴什基奇克组为一套中厚层细中砂岩夹薄层泥岩建造,埋深主要介于6000~8000 m,储层基质孔隙度普遍低于10%,孔喉结构复杂,构造裂缝普遍发育,且有效裂缝网络对该类气藏高产稳产至关重要。同时,深埋高温压条件下,成岩流体沿裂缝快速活动,对储层裂缝有效性产生了差异影响。本文针对井下大量岩心构造裂缝开展CT扫描、主体薄片、阴极发光、激光共聚焦、扫描电镜等实验分析,系统研究了成岩流体在微裂缝尺度、岩心裂缝尺度、圈闭尺度、油气田尺度上对构造裂缝的成岩类型、配置关系、裂缝有效开度及影响分布范围。认为成岩流体对克拉苏油气田白垩系巴什基奇克组构造裂缝有效性的影响主要表现为裂缝面本身及周围储层孔喉的胶结充填及溶蚀作用,主体裂缝(超60%)胶结充填率不足5%,有效开度介于0.2~2 mm,成岩流体沿微裂缝胶结沉淀或溶蚀改造,但仅影响裂缝周围约4 mm~20 m范围,在岩石的差异矿物之间(一般为石英颗粒及长石颗粒)更易发生溶蚀;成岩流体垂向上沿背斜储层中上部50~150 m内的裂缝网络发生胶结、溶蚀作用,整体充填率约为60%~80%,在底水层中裂缝胶结充填率达60%~90%;平面上,成岩流体沿先期沉积水系迹线、顺构造裂缝活动,南北向影响距离为20~40 km,主要为方解石充填与胶结。由于高效沟通的裂缝网络位于目的层中上部,应考虑在中部或中上部地层中钻完井,避开顶部的“基底式胶结”层,在北部区块针对裂缝中的方解石充填物大开度裂缝实施酸化压裂措施,提升储层整体渗流能力。

库车坳陷大北地区下白垩统巴什基奇克组储层成因地质分析

塔里木盆地库车坳陷大北地区白垩系巴什基奇克组储层以细-中粒岩屑砂岩为主夹少量长石岩屑砂岩,杂基为铁泥质和泥质(2%～10%),胶结物以方解石(3%～15%)为主。粘土矿物以伊利石、绿泥石和伊/蒙混层为主,不含高岭石,伊/蒙混层中的蒙皂石含量一般为(15～20)%;主要孔隙组合为残余原生粒间孔—溶蚀孔—微孔隙,占储集空间总量的(50～90)%,其次为构造缝—溶蚀孔,主要的孔隙类型为溶蚀孔和裂缝,总体属于低孔低渗—特低孔特低渗储层。综合分析认为:阶段性的前陆构造逆冲推覆作用对沉积旋回性、水体盐度变化及物源区距离变化的控制至关重要;构造活跃期扇三角洲前缘环境中形成的差分选中-粗砂岩、近源快速堆积造成的高岩屑含量、干旱咸湖导致的高碳酸盐胶结和早成岩期相对深埋—后期持续快速深埋压实作用,是特低孔特低渗储层的主要成因;而较优质储层是构造平缓期辫状河三角洲前缘环境中形成的分选好的中-细砂岩、早期表生溶蚀及弱碳酸盐胶结作用、早期构造破裂的复合作用及其叠加效应的结果。

特低孔特低渗高产储层成因机制--以库车坳陷大北1气田巴什基奇克组储层为例

塔里木盆地库车坳陷大北地区白垩系巴什基奇克组(K1bs)储层以岩屑砂岩为主,夹少量长石岩屑砂岩,其粒度以细—中粒为主,杂基为铁泥质和泥质(2%～10%),胶结物以方解石(3%～15%)为主,粘土矿物以伊利石、绿泥石和伊/蒙混层为主,不含高岭石,伊/蒙混层中的蒙皂石含量一般为15%～20%,主要的孔隙组合为溶蚀孔—残余原生粒间孔,占储集空间总量的50%～90%,其次为微孔隙及构造缝,总体属于低孔低渗—特低孔特低渗储层。综合分析了该储层的岩性特征、古构造背景和沉积环境后认为:阶段性地前陆逆冲推覆构造作用对沉积旋回性、水体盐度变化及物源区距离变化的控制至关重要;构造活跃期扇三角洲前缘环境下的差分选中—粗砂岩、近源快速堆积下的高岩屑含量、干旱咸湖下的高碳酸盐胶结、早成岩期相对深埋—后期持续快速深埋压实作用,是特低孔低渗储层的主要成因;高产能储层的发育是构造平缓期辫状河三角洲前缘环境下的好分选中—细砂岩、早期表生溶蚀及弱碳酸盐胶结作用、晚期构造破裂的复合作用、叠加效应的结果。

前陆冲断带构造逆冲推覆作用与岩石响应特征--以库车坳陷东部中-下侏罗统为例

构造成岩作用一直是控制盆地深层-超深层、前陆冲断带岩石性质的关键因素,尤其是构造逆冲推覆变形及其对岩石的挤压减孔、破裂造缝和流体改造等作用。为了明确库车坳陷东部中-下侏罗统的岩石构造成岩效应和有利储集性岩石分布,本文基于大量露头实测分析、钻井、地震和测井资料对库车河地区中-下侏罗统开展了构造-岩石响应和有利储层分布预测研究。结果表明:喜山晚期南天山隆起强烈的逆冲推覆活动产生巨大的侧向构造挤压,库车河地区最大有效古应力为60-120MPa,迪北地区为90-120Mpa,吐格尔明地区为60-90MPa。构造挤压岩石成岩效应有4种典型特征:(1)急剧降低基质孔隙度,构造减孔量为8.8%/100MPa;(2)破裂造缝大大增加渗透率,网状裂缝大大提高了岩石的渗透率10-100倍;(3)快速提高地层流体压力值,形成异常高压;(4)加速水-岩相互作用强度,沿缝网系统溶蚀作用增强,局部有利于胶结物发育和富集。构造挤压致使岩石微观结构、宏观非均质性增强,吐格尔明地区中-下侏罗统发育2类规模有利储集性岩石,其中阿合组累计厚度超过200m,吐格尔明背斜北翼致密性岩石孔隙度为6%-10%,南翼岩石孔隙度为15%-20%;克孜勒努尔组-阳霞组发育中-厚层相对优质孔隙性岩石,累计厚度大于150m,孔隙度一般9%-15%。为库车坳陷东部中-下侏罗统多种类型油气藏高效勘探提供重要依据。

塔里木盆地西部石炭系生屑灰岩段沉积环境与优质储层关系

从沉积环境入手，依据岩心、铸体薄片、扫描电镜等资料，并结合区域地质背景对塔里木盆地西部麦盖提斜坡西段下石炭统巴楚组生屑灰岩段进行了研究，指出该区生屑灰岩段优质储层的岩性为粉晶白云岩、泥粉晶白云岩及灰质白云岩；储集空间以孔（晶间孔、晶间溶孔、鸟眼孔）＋构造溶扩缝组合为主；孔隙结构具有粗歪度，分选好的特点，排驱压力一般小于0．5MPa，最大孔喉半径一般为1．5～20μm，平均孔喉半径大于0．5μm，最大可达7μm；孔隙度为8％～29．6％（均值10．4％），渗透率一般为（0．1～68．4）×10^-3μm。（均值2．6×10^-3μm^2），属中孔中渗一高孔中渗（Ⅰ-Ⅱ类）储层。认为蒸发台地潮上含膏云坪及潮间带上部灰云坪环境是优质储层发育的先决条件，白云岩化、准同生大气淡水溶蚀作用、海西期构造裂缝一油气注入对储层的储集空间发育、连通、保存起到主要的建设作用；优质储层的分布纵向上受控于沉积环境，集中发育在生屑灰岩段的上部～顶部的蒸发台地相带，厚度1～5m，横向上受控于早石炭世晚期群苦恰克古隆起，沿古隆起既是优质储层发育的有利成岩相带（准同生白云岩化、大气淡水溶蚀），也是油气勘探的重点目标区。

地应力测井评价方法及其地质与工程意义

地应力场研究可为井网部署、油气井压裂和裂缝有效性评价等提供理论指导与技术支撑,系统归纳地应力场分析以及测井评价方法流程至关重要。总结了地应力场构成及其测井响应机理,并指出对地应力响应较灵敏的测井序列为声波时差、电阻率和成像测井。在声发射实验确定古构造应力场期次及大小的基础上,通过电阻率、声波时差测井和裂缝密度恢复最大古构造应力。现今地应力场一般从地应力方向和大小两个方面进行描述,确定地应力方向的测井方法是成像测井拾取井壁崩落和诱导缝、阵列声波测井横波分裂,获取地应力场大小的手段是水力压裂法和声发射实验。在现今地应力场描述的基础上,利用组合弹簧模型等模型或方法计算现今地应力大小,实现地应力场分析。地应力场分析结果有助于更好地开展断层性质分析、储层质量和裂缝有效性评价以及油气藏分布预测,此外在非常规油气储层压裂改造等工程领域也有较大的应用价值。

塔里木盆地白垩系巴什基奇克组陆相砂岩中碳酸盐岩碎屑特征及其地质意义

从储层的微观特征入手,通过各种实验分析认为:塔里木盆地库车坳陷—塔北隆起白垩系巴什基奇克组砂岩中的碳酸盐岩碎屑有五大特征,明显区别于胶结物:粒度粗,一般比其周围的原生孔隙大,磨圆好(个别有晚期压溶现象),轮廓清晰;在砂岩中分布相对均匀,非斑块状;碎屑中存在古生物的化石且多为粉细晶;胶结物(铁方解石、铁白云石)多附着在碎屑边缘呈加大边出现,染色有明显变化;灰岩、云岩碎屑在阴极射线下发桔黄色光。碳酸盐岩碎屑的分布具有近源粒度粗、含量低、分选差、磨圆差、均质差;远源粒度细、含量高、分选好、磨圆好、均质好;浅埋粒形好、深埋压溶强的特征。物源区发育的古老碳酸盐岩地层,干旱、炎热、近咸化的古气候、古水体环境,近源快速堆积的古地理环境是碳酸盐岩碎屑的主要成因。碳酸盐岩碎屑的识别和量化具有重要的地质意义:其减孔效应明显低于胶结物,可有效解释高含量碳酸盐高物性砂岩成因,其分布是界定沉积物源区的有效证据。

塔里木盆地群苦恰克地区石炭系生屑灰岩段储层特征及有利储层控制因素

从储层的微观特征入手,通过各种实验分析资料认为:塔里木盆地群苦恰克构造带石炭系生屑灰岩段有利储层的岩性为粉晶白云岩、泥粉晶白云岩及灰质白云岩;储集空间以孔(晶间孔、晶间溶孔)+构造溶扩缝组合为主;孔隙度均值为10.4%,渗透率均值为2.6×10-3μm2,属中孔中渗—高孔中渗(Ⅰ～Ⅱ类)储层。蒸发台地潮上云坪及潮间带上部灰云坪环境为有利储层发育的先决因素,白云岩化-大气淡水溶蚀作用、构造裂缝-油气注入对储层的储集空间发育、连通、保存起到主要的建设作用。有利储层的分布纵向上受控于沉积环境,集中发育在生屑灰岩段的上部—顶部的蒸发台地相带,厚度1～5m;平面上既受控于古隆起(群苦恰克地区)的地貌,又受晚海西期、喜马拉雅期构造活动的影响,沿古隆起及晚海西、喜马拉雅期断裂带是有利储层的发育带,也是油气勘探的重点目标区。

基于HCM聚类的连续域模糊关联算法

针对粗糙集对于连续域属性决策表的处理能力差以及不容易获得模糊集之间关系等问题,提出一种基于连续型属性模糊关联规则约简算法。该算法引入三角隶属度函数将连续属性值转化为模糊值,并使用硬C均值聚类方法获得数据集之间关系,采用遗传算法优化该模型。仿真结果验证了该模型的有效性。

超深层砂岩粘土矿物特征及其对储层物性的定量控制作用——以库车前陆冲断带白垩系巴什基奇克组为例

库车前陆冲断带超深层储层是当前天然气勘探开发的重要领域， 具有特低孔、特低渗—低渗， 裂缝—孔隙型， 测试高产储集特征。 为揭示储层中粘土矿物的特征及其对储层演化、储层性质的控制作用， 本文以大量微观实验分析（X 衍射、扫描电镜、激光共聚焦扫描、 铸体薄片、高压压汞）为依据， 研究表明：主要的粘土矿物含量为 5%～12%， 矿物类型以伊利石、伊蒙混层为主， 其次为绿泥石， 成因以成岩早期沉积水体继承性沉淀及成岩中晚期长石质次生溶蚀产物为主；砂岩中早期沉积型粘土矿物主要富集于三角洲前缘水下河道砂体的侧缘、水道砂体的顶底面附近， 其形成粘土薄膜可有效抑制超深层储层早中成岩期硅质、长石质次生加大， 保存基质孔隙， 不同期粘土杂基也可提供大量矿物晶间微孔隙， 微孔隙度可达 1%～4%， 是天然气的主要储集空间之一；粘土矿物是降低储层渗透率的主控因素， 6%～ 9%的粘土矿物含量（尤其是伊利石及伊蒙混层）可降低超深层储层渗透率 10～100 倍， 使渗透率总体为 0.01×10^-3 μm^2 ～0.1×10^-3 μm^2 。 粘土矿物含量及赋存特征：早期长期（130～23 Ma）浅 埋（〈 3 000 m）期储集性能保存良好， 晚期（23 Ma 左右）深埋（〉 3 000 m）期基质渗透性急剧降低， 总体致密化（〈 0.1×10^-3 μm^2 ）， 这是研究区的关键因素。 粘土矿物的特征及其分布对评价砂岩储集性质， 预测超深层天然气有利储层的分布具有重要地质意义。

一种基于极值区域性特征的在线签名认证算法

通过对在线签名认证算法的比较分析,提出了一种新的算法来实现在线签名认证。该算法通过计算图像上点坐标(x,y)的导数值为零得到极值点,把极值用来作为分段边界,得到一组基于所定义极值特征的规则。阐述了提取签名中的区域性特征。实验表明,该算法的错误拒绝率和错误接受率都明显下降。

轮南古潜山东—草湖凹陷东河砂岩段—角砾岩段高分辨率层序地层与沉积相特征

为查明塔里木盆地塔北隆起轮南古潜山东—草湖凹陷地区下石炭统巴楚组东河砂岩段—角砾岩段的层序地层与沉积相展布特征,基于钻井、测井和地震资料,应用沉积学、层序地层学和地震沉积学原理,对研究区巴楚组的层序地层与沉积环境进行了详细研究。结果表明:(1)从下至上,巴楚组的下部东河砂岩段可划分为1个准层序组、3个准层序(DH1、DH2、DH3),上部角砾岩段可划分为1个准层序组、1个准层序(DH4),4期准层序沉积期均为水进沉积环境。(2)研究区在巴楚组沉积期主要发育扇三角洲-滨岸沉积体系,其中第1期准层序(DH1)与第4期准层序(DH4)以扇三角洲沉积为主,第2期准层序(DH2)与第3期准层序(DH3)以海相滨岸砂岩沉积为主。

沉积、成岩、构造一体化孔隙度预测模型

以库车前陆盆地白垩系巴什基奇克组砂岩为例,从盆地的构造演化、古应力变化、沉积体系分布、成岩作用类型及强度分析入手,依据大量实验分析资料(岩屑、岩心薄片、岩矿成分、古构造应力、粒度)和测井测试资料,运用地质学、数学及统计学等多学科相结合的方法,对库车坳陷主要产油气层位的孔隙成因机理和变化规律进行了研究,构建了沉积、成岩、构造一体化的孔隙度预测模型。利用该模型对目的层白垩系巴什基奇克组砂岩孔隙度进行了预测,结果与测井解释孔隙度吻合较好,为库车坳陷不同孔隙类型深埋、有效、优质砂岩储集层的空间评价及预测提供了依据。

塔里木盆地西南部昆仑山前下白垩统沉积相特征及石油地质意义

塔里木盆地西南部沿昆仑山前分布一套逾千米厚的下白垩统碎屑岩,岩性以浅红色中、细砂岩,褐红色砂砾岩、砾岩为主,夹浅红色泥岩和薄层浅灰色细砂岩。按生物组合及岩性特征,自下而上可划分5个岩性段。第1段为灰绿色泥岩段,沉积环境以湖相和前扇三角洲沉积为主;第2段为砂砾岩段,沉积环境以扇三角洲前缘和扇三角洲平原沉积为主;第3段为含砾粗砂岩段,沉积环境以辫状河—辫状河三角洲平原沉积为主;第4段为细砂岩夹泥岩段,沉积环境以辫状河三角洲前缘水下分流河道沉积为主;第5段为泥岩夹砂岩段,沉积环境为辫状河三角洲前缘、前辫状河三角洲和滨浅湖相沉积。沉积环境由快速堆积的扇三角洲—冲积扇向辫状河—辫状河三角洲演化,沉积厚度达10 0 0余米。构造背景为强烈拉张的构造环境,是断陷盆地发育的重要时期。中、细砂岩达70 %以上,砂岩孔隙类型为原生粒间孔,孔隙度10 %～2 0 % ,渗透率(1～10 0 0 )×10 -3 μm2 。

库车坳陷东部古近系—白垩系储层控制因素及有利勘探区

库车坳陷东部山前复杂构造区储层受沉积相、成岩作用、埋深及构造应力等多种因素控制,有效储层分布预测难度大。通过综合研究,首次建立起库车东部白垩系对比关系,明确白垩系巴什基奇克组在库车东部广泛分布,受沉积微相及物源分布影响,储层物性具有从东到西、从北到南变好的趋势。刚性颗粒含量较高的储层预测有效埋深可以大于7000m。古构造应力对储层的构造压实作用从造山带向盆地减弱。结合多种控制因素预测了有利储层勘探区。

粘土膜对砂岩储集性能的影响——以塔里木盆地群6井区泥盆系东河塘组下段为例

通过对岩石的铸体薄片、扫描电镜、压汞及物性等资料分析认为：塔里木盆地群6井区泥盆系东河塘组下段砂岩中粘土矿物薄膜的成因可分为原生式和自生式。其中以自生式为主。粘士矿物薄膜的形成期往往在成岩早期（或同生成岩期），粘土膜的发育与而孔率基本成正相关关系，与储层孔隙结构成负相关关系。东河塘组下段粘土膜发育的储层（泥质含量0．5％～3％）孔隙度一般为7％～17．6％，平均为11．53％。渗透率一般为（0．1～10）×10^-2μm^2，平均为4．15×10^-3μm^2；明显高于东河塘组上段粘土膜不发育储层物性，其孔隙度平均为5．23％，渗透率平均为2．88×10^-3μm^2。粘土膜与储层沉积相带、储层温压系统及早期油气注入较为密切，一般在临滨相带的下临滨-中临滨微相中较为常见，而在泥质淘洗相对干净的上临滨，前滨微相中难以保存，成岩早期油气的注入及异常高压封存体系（群6井区压力系数为1．59）的存在对粘土膜的保存完好起到决定性作用。

塔里木盆地志留系优质储层控制因素与勘探方向选择

塔里木盆地志留系分布面积约23.6×104km2,勘探前景广阔。储层性质受岩矿特征、成岩演化、压实等因素控制。储层分石英砂岩和岩屑砂岩两种,石英砂岩主要分布在塔中和塔北,其形成环境是滨岸、潮间带低潮坪、潮下带潮汐水道及和扇三角洲,岩屑砂岩主要分布在塔东等地区。塔中和塔北地区石英含量可以达到65%以上,其孔隙度大于9%,渗透率大于2×10-3μm2,因此,石英砂岩的分布区即为优质储层的分布区。塔东等岩屑砂岩分布的地区储层控制因素为成岩压实、碳酸盐胶结物和粘土矿物成分含量,其压实减孔10%?26%、胶结减孔8%?24%;有效储层(孔隙度大于9%,渗透率大于2×10-3μm2)的埋藏深度小于4500m,碳酸盐胶结物含量小于10%;因此,塔东等地区沉积前古隆起及陆相与海相环境的过渡带可能存在较好储层。石英砂岩分布区、古隆起及大陆斜坡上的沉积环境过渡带是塔里木盆地志留系重要的油气勘探区。

柯坪地区下志留统储层性质及控制因素

野外露头浅钻取样分析发现,柯坪地区志留系下统柯坪塔格组的储层性质与塔北及塔中地区差别较大.柯坪地区的砂岩储层以粉细粒岩屑砂岩为主,处于晚成岩A2期,孔隙度主要为2%～6%,平均4.47%,渗透率主要为(0.01～0.1)×10-3μm2,平均0.06×10-3μm2,属于特低孔特低渗储层,而塔北及塔中地区以低孔低渗和中孔中渗为主.研究表明柯坪地区成岩压实、石英次生加大是储层物性的主控因素,储层经历长期深埋藏和短期浅埋藏,使成岩压实减孔率达30.4%;胶结作用所减少的孔隙量一般为1.5%～8%,致密胶结段可达10%～11%,石英次生加大所减少的孔隙量一般2%～4%,致密胶结段可达6%～8%;溶蚀作用及次生裂缝对储层物性改善不大,一般增孔量4%左右;成岩中后期强烈挤压构造运动对储层性质有重要影响.储层演化史表明晚二叠世、晚白垩世一早第三纪是油气聚集成藏期,随后遭后期构造运动破坏,油气逸散或发生氧化作用,柯坪塔格组含沥青砂岩即是这一过程的产物.