生物降解作用对原油稀土元素的响应——以渤海湾盆地渤中坳陷庙西凹陷为例

【目的】原油中的稀土元素(Rare Earth Element,REE)被广泛地应用于油—油(源)对比和沉积环境重建的工作,然而生物降解作用对原油REE浓度和分配模式仍不明确。因此,迫切需要进一步明确REE在油气成藏过程中的地球化学行为,探讨REE所蕴含的地球化学意义。【方法】选取渤海湾盆地渤中坳陷庙西凹陷地区成熟度类似、受运移作用影响小,仅在生物降解程度上具有差异性的原油,采用GC-MS和ICP-MS对该地区14个原油样品,进行了分子标志物和无机元素的测试。【结果】通过正构烷烃完整性及25-降藿烷含量对原油生物降解程度进行了判识,发现研究区原油样品从PM0~PM7(PM指数代表生物降解等级)均有分布,具有较好的生物降解梯度。在高硫油中检测到高含量伽马蜡烷和高C_(35)升藿烷,认为其主要来自还原性更强、盐度更高的沙四段烃源岩的贡献;低硫油表现为低伽马蜡烷、低C_(35)升藿烷、高C_(27)重排甾烷、高四甲基甾烷的特征,推测主要来自沙三段烃源岩的贡献。原油的ΣREE浓度、La_(N)/Yb_(N)与C_(35)H/C_(34)H、Ts/(Ts+Tm)、ββ/(ββ+αα)-C29RS不具备明显的相关性,表明成熟度对其影响有限。随着生物降解程度增加,ΣLREE/ΣHREE和La_(N)/Yb_(N)先降低后增加,在轻微生物降解阶段(PM<4),ΣLREE/ΣHREE和La_(N)/Yb_(N)显著下降,在严重—强烈生物降解阶段(PM>4),ΣLREE/ΣHREE和La_(N)/Yb_(N)表现为增加的趋势。Sm/Nd、δEu和Pr/Pr^(*)随生物降解程度的增加呈现为降低的趋势,δCe表现为微弱增加的趋势。【结论】对比发现陆相成因原油普遍比海相成因原油的REE浓度高,可以利用REE浓度和分布模式区分海相和陆相成因原油。母质沉积环境及成熟度对原油的REE浓度与配分模式影响有限,生物降解作用对REE浓度与配分模式具有较大影响。原油中的REE浓度随生物降解程度增加不断升高,REE模式和La_(N)/Yb_(N)、δEu和δCe等指标也随生物降解程度的增加而发生规律性变化。REE浓度能够作为标志物应用于轻微到极端程度和各种类型含油气系统的生物降解程度评价。

莱州湾洼陷带浅层岩性油藏富集机理与亿吨级油田新发现——以垦利10-2油田为例

针对莱州湾凹陷深洼带浅层明下段油气成藏与富集机制不明的关键问题,利用钻测井、三维地震资料等综合分析,结合古环境、现代沉积类比、地球化学指标等分析,开展了砂体展布规律、油藏运聚模式研究,揭示了莱州湾凹陷洼陷带明下段沉积古环境与规模性砂体发育机制,建立了岩性油藏油气运移和大面积岩性油藏富集模式。研究表明:(1)明下段Ⅳ油组与Ⅴ油组水生草本植物占比高,化石丰度与分异度介于湖相与河流相之间,为典型的河湖交互沉积环境;测井曲线既有反映河流相砂体的正旋回特征、湖泊作用的反旋回特征,也有正、反复合旋回特征;受河流-湖泊沉积环境频繁交互、快速转换,共同组成了大面积展布、内部广泛连通的“枝蔓式”连片砂体。(2)油气经过陡坡带深层砂体中转站聚集,再通过边界油源断层运移至浅层,最后沿着浅层连片砂体向南部高部位运移;地化指标均具有长距离的运移效应,表现为“迂回式”的成藏特点。(3)明下段岩性油藏富集机制受控于连片砂体展布范围、砂体构型与泥岩封盖能力共同控制;油气先沿河道线状充注,再向湖漫砂体面状调整,形成了浅层砂体“先枝后蔓-枝蔓互联”的大面积连片含油场面;不同期次砂体构型差异控制油气富集程度,其中“枝蔓式”连片砂体保存能力优于孤立河道砂体,最大含油幅度可达117 m。新认识成功指导发现中国深洼带浅层首个大型高产岩性油田--垦利10-2油田,突破了被传统认定为渤海浅层勘探的“禁区”,开辟了渤海湾盆地深洼带浅层大型油田发现的新局面。

渤海湾盆地石臼坨凸起秦皇岛27-3大型油田发现与地质新认识

渤海湾盆地石臼坨凸起历经50余年勘探,在凸起高部位背斜区发现了3个浅层亿吨级大油田,而低部位斜坡区浅层由于构造圈闭不发育,勘探程度较低,近10年无规模性发现。随着渤海海域勘探程度提高,现已全面进入岩性勘探阶段,针对石臼坨凸起东段顺向断裂斜坡区浅层油气运移、岩性圈闭刻画和油气成藏规律等展开了深入系统研究。研究认为:(1)研究区南北两侧被富生烃凹陷夹持,凸起边界大断层晚期强烈活动和陡坡带近源扇体普遍发育使凸起区成为规模性油气运聚的最终指向区;(2)凸起边界大断层在馆陶组开启系数最小,馆陶组含砾砂岩输导层是石臼坨凸起之上主要的油气横向运移通道;(3)馆陶组输导脊坡度和切脊断层组合控制顺向斜坡区油气的垂向输导,当坡度小于1°且断层长度大于2.50 km、成藏期断距大于40 m时斜坡区可产生规模性的油气垂向运移,突破顺向断裂斜坡区“过路不留”的传统认识;(4)在凸起斜坡区,与构造脊方向斜交的砂体有利于油气保存,同时,提出井约束谱蓝化整形高分辨率处理技术,实现了对斜坡区岩性圈闭有效刻画,优选出保存条件较好的斜向砂体开展钻探部署。基于上述新认识、新技术,2023年在石臼坨凸起东段顺向斜坡区成功评价了秦皇岛27-3亿吨级油田,实现了勘探老区浅层挖潜的重大突破,为渤海湾盆地高成熟探区持续油气发现提供了借鉴。

渤海海域浅层岩性勘探新进展与勘探关键技术

随着勘探程度的提高,渤海海域浅层规模型构造圈闭已经钻探殆尽,向岩性勘探转移势在必行。但浅层岩性勘探在规模型砂体展布、油气富集模式、薄层砂体边界精细刻画及烃检等方面仍面临诸多问题与挑战。基于全覆盖三维地震资料和分析化验资料,开展了浅层区域沉积格局和油气成藏规律研究,明确了迁移型曲流河、稳定型曲流河、河-湖交互沉积发育模式及规模型砂体分布规律,建立了高凸起区、低凸起区、凹中隆起区和洼陷区4类浅层大面积岩性油气富集模式,同时创新形成井震匹配高分辨率波阻抗反演的砂体描述技术和基于频变AVO特征差异的综合烃类检测技术,推动了渤海海域浅层大面积岩性勘探获得重大突破,发现了垦利6-1、垦利10-2、渤中19-2和秦皇岛27-3等大中型油田。系统总结渤海海域浅层岩性勘探成果,以期对陆相断陷盆地浅层规模型岩性油气藏勘探起到借鉴作用。

渤中8-4油田“S”型走滑转换带特征及其对浅层油气侧封的控制作用

新构造运动在渤海海域表现强烈,形成了渤中凹陷特有的走滑构造体系和浅层油气藏。前人研究集中在走滑运动论证和走滑转换带类型探讨上,缺乏对走滑构造带控藏作用的精细研究。利用地震资料,结合油田实例,探讨了渤中8-4油田走滑转换带特征和对油气侧封的控制作用。研究认为,渤中8-4油田主断裂为“S”型走滑转换带,发育释压带和增压带两类转换带。释压带地层陡,圈闭不发育,是油气由深向浅的充注段;增压带地层缓,背形特征清晰,低幅断鼻、断块圈闭集中发育,为油气汇聚区。建立了走滑断裂封闭指数以定量表征走滑转换带的侧封能力,通过近20个油田的统计分析,认为可以把走滑断裂封闭指数4作为走滑断层侧封的临界值。该成果为富砂背景下的浅层油气勘探工作提供了一种新的方法和思路。

源外层系油气运聚关键环节研究与评价方法——以渤海湾盆地渤中凹陷明化镇组下段为例

油气运聚是源外层系规模性成藏的关键之一。利用渤海湾盆地渤中地区丰富的三维地震和钻井数据分析,从断裂带深层垂向输导、馆陶组二次汇聚及明化镇组下段(明下段)侧向分流3个主要运聚环节分析入手,对明下段砂体烃柱高度进行分析。研究认为,烃源超压-断层活动耦合作用是断裂带垂向输导的关键,在烃源充足条件下断裂带分形维数大于0.7时,油气垂向输导能力较强;富砂型层系形成的早期油藏控制油气二次汇聚能力,利用馆陶组圈闭面积和有效幅度等计算汇聚系数,当馆陶组汇聚系数大于700 km3时,对应明下段具备发育大、中型油田的基础;断层的泄压控制浅层砂体侧向分流环节,利用砂体高部位和低部位断-砂接触面积计算泄压系数,当明下段砂体泄压系数大于2.0时,砂体烃柱高度可超过30 m。3个主要运聚环节紧密配合,是富生烃凹陷源外层系高丰度油藏形成的必要条件。

渤海海域渤中19-2大型岩性油田发现与成藏新认识

随着渤海海域勘探程度的增加,寻找浅层规模岩性油气田难度日益加剧。2021年,在渤中凹陷西南部洼中隆,发现了渤中19-2大型河流相岩性油气田。利用地震、薄片、地化等资料,对渤中19-2油田关键成藏条件进行分析。结果表明:①明下段大型曲流河频繁迁移,不同期次河道交切叠置,控制了规模性岩性圈闭的形成;②深浅汇油背景垂向叠置,为浅层油气富集提供有利构造背景;③渤中19-2构造明下段北西向河道砂体与关键断裂具有良好的“断-脊”配置关系,形成烃柱高度大的“一级充注”;④渤中19-4构造紧邻油源断裂形成“双脊继承-强活动断层-局部砂体”成藏模式,渤中19-2构造远离油源断裂形成“双脊接力-强活动断层-连片砂体”成藏模式。渤中19-2油田的发现,证实了渤海海域洼中隆起区浅层岩性油气藏勘探潜力,有助于类似地区大面积岩性勘探取得新突破。

渤海青东凹陷北部断垒带沙河街组近源成藏模式

青东凹陷为渤海典型的边缘凹陷,面积小、烃源岩埋深浅,烃源岩的生烃演化机制、有利成藏组合及近源成藏模式不清限制了凹陷油气勘探工作的开展。在区域构造背景分析的基础上,结合地球化学分析、岩石热解、岩石薄片、流体包裹体及埋藏热演化分析,重新认识了青东凹陷的油气成藏条件和勘探潜力。研究表明,沙四上亚段和沙三下亚段是青东凹陷主力烃源岩,沙四段咸化湖盆烃源岩具有早熟生烃演化特征;受郯庐走滑断裂带高热流值影响,烃源岩生烃门限变浅,存在正常热解和浅埋未成熟—低成熟两种生烃机制;区域油源对比表明,北部断垒带原油来源于北部洼陷带的成熟原油和中部洼陷带的低成熟原油;沙四段至沙三段沉积期,青东凹陷内的物源供给能力不断增加,滩坝沉积范围扩张,后转为坝砂沉积,沙三段储层质量向上逐渐变好,薄而广的砂体也可以为油气运移提供良好通道;受古近纪末期的构造反转影响,北部断垒带南部由早期洼陷转变为晚期抬升,局部高点由北部转移向南部;受成藏期流体势驱动,油气从南北两个方向沿断层和砂体呈阶梯式向构造高部位运移成藏。青东凹陷北部断垒带呈现的“双洼供烃—断裂控储—阶梯运聚”的近源汇聚成藏模式,具有典型的渤海边缘凹陷成藏特征,展现了极好的油气勘探潜力。

黄河口凹陷东次洼天然气成因及油气成藏模式

黄河口凹陷东次洼为渤海湾盆地南部典型边缘凹陷,由于盆浅洼小,烃源岩规模有限且成熟度较低,不具备大规模供气条件,但远离烃源灶却发现大量天然气藏。以20余口钻井资料及三维地震资料为基础,结合天然气组分和同位素数据等资料,对研究区天然气成因及分布规律进行分析,明确天然气横向运移机理,厘清油气差异分布的主控因素,建立油气差异成藏模式。结果表明,研究区天然气成因为次生改造,主要来自于油藏的降解气;受区域盖层差异封盖、广布式砂体和油气流体势能的共同控制,天然气沿明化镇组上段底部盖层向构造高部位稳定聚集,表现为小洼差异供烃、脊-断联合控运、区域盖层控保的油气差异成藏特征;天然气藏作为油藏降解的产物,可估算构造低部位残留稠油藏的规模,进而指导后期油气勘探,对具备类似地质背景的盆缘洼陷勘探也具有较强指导意义。

准噶尔盆地西北缘五-八区二叠系天然气类型判别及分布规律研究

依据天然气化学组分和稳定碳同位素数据,利用多种判别图版和方法,对准噶尔盆地西北缘五-八区二叠系天然气样品进行成因类型判别及分布规律研究。研究表明,研究区内二叠系天然气为有机成因气,进一步又划分为:来自风城组烃源岩的高成熟腐泥型气,来自佳木河组烃源岩的腐殖型气以及两者的混合型天然气。在垂向上,腐泥型天然气主要在上二叠统聚集分布,而腐殖型天然气则主要分布在下二叠统;横向上,腐殖型天然气和混合型天然气易于聚集在有深大断裂发育及风城组尖灭线之外的区域,而腐泥型天然气主要分布在风城组尖灭线附近。

准噶尔盆地西北缘中拐、五、八开发区佳木河组天然气与石油成藏差异性研究

准噶尔盆地中拐、五、八开发区佳木河组天然气与石油成藏特征的研究表明,天然气与石油在成藏上存在明显差异,体现在分布特征、母质来源、成藏期次及直接盖层条件等四个方面。天然气主要分布在远离盆地边缘主断裂的区域,而石油分布在主断裂附近;天然气主要来源于佳木河组腐殖型烃源岩,石油来自风城组腐泥型烃源岩;晚期成藏是天然气成藏的重要特征,石油的成藏时间则相对较早;当直接盖层厚度小于10m时,难以形成纯气层,但是可以形成小规模的油藏。

准噶尔盆地中拐—五、八区天然气地球化学特征及分布规律

中拐—五、八区是准噶尔盆地西北缘天然气勘探最为重要的区域。在综合分析天然气化学组分、稳定碳同位素及C7轻烃化合物特征的基础上,对该区二叠系天然气地球化学特征及分布规律进行了研究。从化学组成上看,可将该区天然气划分为低氮气含量的湿气和干气2种类型;从成因类型上看,有原油二次裂解形成的油型气、干酪根初次裂解形成的煤型气及二者的混源气等3种类型。根据不同成因类型天然气在纵向和横向上的分布特征,认为不整合面和断源断裂对于天然气的分布具有明显的控制作用,具体表现为:在二叠系佳木河组顶部不整合面附近地层内主要分布油型气与煤型气的混源气,而在较大规模的断源断裂附近易于富集煤型气;在不整合和断裂不发育的区域,风城组及其上覆地层中易于富集油型气,佳木河组则广泛分布煤型气。

模拟反卷积方法在胜利油田测试解释中的应用

测试早期数据是指由于产量很低和油藏压力恢复速度慢等原因，井简储存的影响时间特别长，双对数导数曲线基本上处于早期续流段，导致无法计算参数，本文通过对近3年来测试成果进行统计分析，经过综合对比演绎，优选了模拟反卷积方法，对胜利油田低渗储层的早期数据进行处理，总结出了一定的规律，对于低渗储层措施改造的选层技术提供了依据。

高压喷砂水射流深穿透解堵技术的研究与应用

高压喷砂水射流深穿透解堵技术是通过水力喷砂射流割缝 ,穿透近井地带污染区 ,增大油水井的渗流面积 ,达到增产增注效果的一项油层改造新技术。介绍了该技术的原理、工作参数的确定、选井条件、设计原则以及施工工艺。该技术在东辛油田低渗油藏应用取得了明显的经济效益和社会效益 。