南华北盆地太康隆起地热调查尉热1井钻井技术

尉热1井是河南省国土资源厅在南华北地区太康隆起西段部署的一口地热调查井,设计井深3000 m,完钻井深3306.80 m,是南华北地区深度最大的地热井。区域内构造发育,且缺乏邻井参考资料,地热地质研究程度较低,所钻遇地层复杂,施工中易出现坍塌、掉块等孔内复杂情况。通过优选钻探设备、钻进参数选择、钻井液体系等措施,保障了钻井工程的顺利实施,为该地区深部地热钻探施工提供了借鉴和指导作用。对实物岩心资料、物探测井数据、降压试验数据等分析,获取了热储层厚度、岩性、孔隙度、渗透率、单井涌水量、出水温度等参数,揭示了该区深部热储发育特征及开发潜力,为今后地热勘探开发提供了指导方向。

南华北盆地海陆过渡相煤系页岩地质特征及可压性分析——以中牟区块太原组为例

为探究页岩可压裂性特征,以南华北盆地海陆过渡相煤系页岩为研究对象,利用钻井、测井、录井和实验测试数据开展太原组页岩储层地质特征和可压性综合研究。结果表明:(1)太原组页岩具有低孔、低渗、有机质丰度高、脆性好、杨氏模量高、泊松比中等、应力差异适中、天然裂缝较发育等特点,具备压裂形成复杂裂缝基础;(2)页岩、砂岩、灰岩的新脆性指数均不同程度降低,灰岩降幅最大,新方法可更合理地计算出页岩最真实的脆性特征;(3)Y2井太原组6号层下部到3号层上部(2862.32~2887.64m)页岩段可压性最好,CFI指数为45.26%~64.65%,平均56.44%,高于页岩可压性评价标准(>50%)。Y2井上述井段实施直井分段压裂改造,试气后获得3 614 m^(3)/d的稳定产气量,较邻井Y1井提高2倍,表明建立的可压性评价模型可有效指导压裂施工,具有较好的工程应用价值。

南华北盆地中牟地区太原组页岩气储层特征及甜点段优选

页岩气作为一种非常规油气资源,已成为中国天然气增储上产的重要接替对象。本文以南华北盆地中牟地区重点探井中牟2井为研究对象,分析了太原组储层地质特征,基于实验测试分析、显微薄片鉴定、测井解释评价以及沉积微相等研究手段,在泥页岩储层精细分析评价的基础上,将中牟地区石炭系太原组泥页岩划分为3大段、7小层。通过小层综合对比分析显示:太原组潮坪相页岩层段②~④小层具有高TOC含量(平均3.24%)、高脆性矿物含量(平均54.5%)、高孔隙度(平均1.8%)、高含气量(平均1.45 m^(3)/t)及高全烃显示(1.89%)的“五高”特征,据此将②~④小层优选为太原组页岩气储层甜点段,研究成果可为下一步中牟地区水平井部署及水平段穿行层位优选提供指导。

南华北盆地谭庄凹陷下白垩统成岩相分布及优质储层预测

利用普通薄片、铸体薄片、扫描电镜及物性等分析化验资料,对影响南华北盆地谭庄凹陷下白垩统储层物性的压实作用、胶结作用和溶蚀作用等成岩作用强度进行了定量计算,得出了不同井和不同层段的视压实率、视胶结率和视溶蚀孔隙度,厘定了成岩强度划分标准。将下白垩统储层划分为5种成岩相类型,其中Ⅰ和Ⅱ类成岩相为较好的储集相带,Ⅲ类为中等储集相带,Ⅳ和Ⅴ类为差的储集相带。通过成岩相分布预测,结合沉积体系及次生孔隙发育分布规律,认为谭庄凹陷南部扇三角洲的北部区域、北部三角洲的南部区域处于中等-较强压实强胶结中等溶蚀成岩相带,为各层段的有利储集相带。

南华北盆地谭庄凹陷构造特征与下白垩统勘探前景

通过对南华北地区谭庄凹陷断裂特征和构造样式的深入研究,确认谭庄凹陷发育了叶鲁断裂、商水断裂等29条断裂。叶鲁断裂和商水断裂分别是谭庄凹陷南、北边界的主控断裂,控制着凹陷内下白垩统和新生界的沉积与保存。谭庄凹陷发育4套烃源岩层系,下白垩统、石炭-二叠系是凹陷内的主力烃源岩层系,古近系、中-下侏罗统为潜在烃源岩层系。

南华北盆地群地温场研究

本文根据在南华北地区收集到的13口井的系统测温资料，结合该地区已公开发表的地热资料，对南华北盆地群的地温梯度分布特征进行了研究；同时依据前人的热导率资料，对南华北盆地群的大地热流分布特征进行了研究．分析结果表明，南华北盆地群现今地温梯度变化范围一般为13．0～39．9℃／km之间，平均25．3℃／km．大地热流值在30～89．6mW／m^2之间，平均热流值为53．7mw／m^2．和中国东、西部盆地现今地温相比。整体表现为一温盆．总体而言，坳陷区热流及地温梯度较小，而隆起区相对较高，横向差异明显．地温场平面展布主体为NwNww向，与盆地构造格局一致．地温梯度与大地热流的分布受构造格局的控制，新生代构造--热事件决定了盆地群的现今地温场特征．

南华北盆地中部凹陷结构分析及油气意义

结合区域地质与地球物理两方面的资料,运用盆地分析方法,研究表明南华北盆地中部凹陷自晚侏罗世以来,演化历经了走滑—拗陷—断陷—坳陷原型的序列叠加过程,与区域大地构造环境演变一致;并指出南华北盆地的演化主要受秦岭—大别造山带与郯庐断裂的双重控制。其自身结构特征及后期构造变化对油气成藏具有重要的勘探指导意义。

南华北盆地倪丘集凹陷油气显示特征及找油意义

南华北盆地倪丘集凹陷共施工了16口油气探井，有7口探井见油气显示，其中位于大王庄构造上的南12井试获工业油流，累计产油32．26m^3。对凹陷内油气显示进行统计和分析，得出如下规律：油显示主要集中在下第三系双浮组；储集岩类型主要为中砂岩和细砂岩；油和气显示的深度分别集中在10000～2000m和3000～4000m；原油具有典型的煤成油特征；遭受过生物降解和水洗作用等次生变化。研究结果还表明，该凹陷存在至少一次煤成油气的生成、运移和聚集过程，并初步指出了在该凹陷的找油方向，即除了寻找原生煤成油油藏外，还要注意寻找次生油藏；上白垩统残留地层是凹陷内古生界源岩产生的油气向新生界圈闭运移聚集的遮隔层，为成藏的不利因素。

裂缝性岩石裂缝扩展的光弹构造物理模拟——以南华北盆地户部寨沙河阶组为例

以南华北盆地户部寨第三系沙河阶组粉砂岩低渗透储层为例,总结了其中发育的5种类型构造裂缝组合,即:①南北向雁形张节理组成的共轭剪节理带;②东西向雁形张节理组成的共轭剪节理带;③缠结状多组剪切构造裂缝;④组合状交切的多组剪切构造裂缝及张裂缝;⑤散状无序排列的构造裂缝。在此基础上,建立光弹性试验构造物理模型,沿现应力场96°方向,均匀地对该模型逐步增加外载力。结果表明,沿各组合裂缝尖端分别形成对称于裂缝走向、且主轴垂直于裂缝的Ⅰ型等色线条纹;对称于裂缝走向、且主轴平行于裂缝走向的Ⅱ型条纹和斜交于裂缝走向的复合型(Ⅲ型)条纹。第①类组合裂缝尖端以Ⅰ型等色线条纹的拉张应力和张剪应力为主;第②类组合裂缝尖端以复合型(Ⅲ型)等色线条纹的挤压应力为主;第③、④和⑤类组合裂缝尖端的应力分布较为复杂。当模型外载荷接近1000kg时,裂缝尖端起裂,并开始发育显微裂缝,而当外载荷达1100-1200 kg时,沿裂缝尖端部位形成宏观裂缝,并开始扩展。5种类型的裂缝组合扩展发育程度由强至弱依次为:①,③,⑤,②,④。其中第①类共轭裂缝组合起裂最早,扩展最快,裂缝间的连通趋势最好,说明规则分布的构造裂缝组合,在垂直于外施加载衙时更易达到连通的目的。

南华北盆地谭庄凹陷巴1井下白垩统原油成因及地质意义

通过对南华北盆地谭庄凹陷巴1井下白垩统原油的物理和地球化学特征分析,证实该原油属下白垩统的自生自储,由早期遭受降解的低熟油和晚期生成的高熟油混合而成。早期原油的改造主要与晚白垩世的隆升剥蚀和古近纪拉张断层的切割改造有关,晚期大量高成熟油的充注应与古近纪晚期以来下白垩统再次埋藏发生的二次生烃作用和构筑的良好保存条件有关,反映谭庄凹陷下白垩统不仅具有良好的生油潜能,而且具有晚期成藏的有利条件,是南华北地区较现实的勘探层系。

南华北盆地群岩石圈热-流变结构

结合南华北盆地群现代地温场资料和深部地震测深资料及岩石热物性参数，对南华北盆地群的热结构进行了研究。结果表明，南华北盆地群平均热流值为53．7mW／m^2，地幔热流为30～34mW／m^2，莫霍面温度为500～550％，热岩石圈厚度为110～130km。在此基础上，进行了岩石圈流变模拟，探讨了研究区的岩石圈流变特征及其地球动力学意义。南华北盆地群岩石圈强度为（7．6～23．3）×10^12N／m，具有显著的“三明治”结构。上地壳表现为脆性变形，中、下地壳为韧性的流动变形。这一分层变形机制决定了南华北盆地群的成盆演化动力学过程。

南华北盆地亳州—阜阳地区页岩气钻井技术

为寻求南华北盆地安徽北部地区油气资源勘查的突破,在亳州、阜阳一带部署了多口勘探井。针对皖亳参1井中古生界地层可钻性差、取心易堵及取心难度大等难点,采用配置双扶正器取心筒、调节岩心爪间隙、优选PDC钻头以及优化取心参数等方法,高效完成230 m破碎层取心,收获率达96.89%;针对皖太参1井二开长裸眼井段发生失返性漏失、卡钻等井下复杂,采用多种堵漏配方堵漏,以及复合震击-卡点爆炸-套铣等一系列工序成功解卡。通过多口井的技术实践,形成了一套适宜于亳州—阜阳地区页岩气调查井的高效取心技术和复杂处理方法,为下一步该地区同类井钻井施工提供借鉴。

南华北盆地青白口系岩相古地理特征及油气地质条件

以野外露头剖面、钻井岩心资料观测与分析为基础,依据岩石组合、沉积组构和剖面序列等特征,研究南华北盆地青白口系沉积体系类型,识别滨岸、碎屑岩潮坪和陆棚3种沉积体系,分析不同时期岩相古地理特征及时空演化.在岩相古地理研究基础上,探讨青白口系烃源岩、储集层及生储盖组合等油气地质条件.结果表明:青白口系沉积相带总体表现为南北向分带、东西向展布的格局,演化过程中水体逐渐变浅,由滨岸—陆棚沉积环境逐渐向碎屑岩潮坪沉积环境过渡.研究结果为南华北盆地青白口系油气预测提供基础地质资料.

南华北盆地通许地区上古生界天然气勘探前景

南华北盆地通许地区上古生界石炭系—二叠系保存较全,天然气成藏条件与鄂尔多斯盆地类似。运用鄂尔多斯盆地致密砂岩气藏成藏理论,分析南华北盆地通许地区上古生界基本油气地质条件、圈闭形成期与天然气运聚成藏期的匹配关系,明确该区天然气勘探前景。研究表明：通许地区石炭系—二叠系发育一套良好的区域性烃源岩,煤层发育,平均有机碳的质量分数为62.9%,平均有机质成熟度为3.34%,有机质类型属于Ⅱ2型;储集岩主要为大面积分布的三角洲平原分流河道砂岩,平均孔隙度为2.7%,平均渗透率为2.25 m D,发育粒间孔和粒间溶孔;上、下石盒子组泥岩发育,饱和气时突破压力为5.88~9.80 MPa,是良好的区域性盖层;致密砂岩岩性圈闭为该区最有利的圈闭类型;圈闭形成于烃源岩主生排烃期以前,源-储匹配关系好,具有良好的致密砂岩气勘探前景;尉北缓坡中南部是致密砂岩岩性圈闭气藏发育的有利区。

南华北盆地谭庄凹陷下白垩统储集体成因类型及特征

依据岩心及钻测井、分析化验等资料,对南华北盆地周口坳陷谭庄凹陷下白垩统储集体成因类型及物性特征进行了研究。谭庄凹陷在早白垩世存在南、北两大物源,南部以发育来自南部物源的扇三角洲为主,北部以发育来自北部及西北部物源的三角洲为主,盆地中心主要为湖相和滑塌浊积扇沉积。储集体主要由砂砾岩和砂岩组成,其中细砂岩发育最多,其次为砂砾岩及砾岩;岩石的结构和成分成熟度都较低。本区碎屑岩储集物性普遍较差,这与岩石较低的成熟度、较强的压实作用和胶结作用及较弱的溶蚀作用有关。不同成因类型储集体其物性存在一定差别。其中2 200 m以上的三角洲平原砂体储集物性较好,但随着埋深的增加,物性迅速降低。在相同的深度,从扇三角洲前缘、扇三角洲平原、滨浅湖储集物性依次降低。

南华北盆地谭庄凹陷巴1井原油地球化学特征及成藏条件

通过对南华北盆地谭庄凹陷巴1井下白垩统原油的地球化学特征分析,认为该原油来自于下白垩统烃源岩,为自生自储型油藏。结合埋藏史—热演化史模拟结果分析,推测该原油经历了至少早(K1)、晚(N+Q)2期充注过程。油气成藏条件综合研究表明,谭庄凹陷下白垩统烃源岩品质较好、盖层封闭能力强、局部圈闭发育、匹配关系良好,但由于下白垩统砂岩为低孔低渗储层,物性整体差,制约了油气勘探的突破。建议开展高精度层序地层学研究和沉积相精细刻画,预测相对有利的储层砂体。

南华北盆地周口坳陷周参10井低产油流剖析

南华北盆地周口坳陷周参10井低产油流的发现,无疑为周口坳陷油气勘探突破带来了希望。借助原油及岩石轻烃指纹气相色谱分析方法进行直接油/源对比,研究结果证实该低产油流为混源,主力油源来自下白垩统暗色泥岩和中下侏罗统煤、暗色泥岩及碳质泥岩,其中轻质组分主要由中下侏罗统源岩贡献,并就其成藏条件进行了全面综合分析。

南华北盆地太原组碳酸盐岩烃源岩地球化学特征

为明确南华北盆地太原组碳酸盐岩烃源岩基本特征,并分析该套烃源岩特殊的有机质富集背景,选取南华北盆地周缘洛阳、禹州、平顶山和永城地区全取心煤炭钻井的太原组碳酸盐岩样品进行系统的有机化分析,并对其进行评价,在对太原组碳酸盐岩矿物学和沉积环境分析的基础上,揭示该套烃源岩有机质富集背景。南华北盆地不同地区太原组碳酸盐岩烃源岩的有机碳平均值均大于1.00%,但生烃潜量和氯仿沥青"A"均较小,平均值分别小于1.00 mg/g和0.01%。干酪根有机显微组分以镜质组为主,一般占50%以上,壳质组一般在20%~50%,惰质组少量,但几乎不含腐泥组。镜质体反射率(Ro)在不同地区差异较大,洛阳地区Ro平均值为4.57%,禹州地区Ro为2.1%,平顶山地区Ro为1.14%,永城地区Ro平均值为1.97%。南华北盆地太原组碳酸盐岩烃源岩与普遍的碳酸盐岩烃源岩差异较大。太原组灰岩中较高的有机质含量主要与其中含有大量的炭屑有关,其原因是突发性海侵形成的灰岩过程中对下伏的煤线或碳质泥岩造成强烈冲刷。

南华北盆地二叠系山西组页岩气成藏地质条件及勘探前景

对南华北盆地二叠系山西组暗色泥页岩发育的地质背景、有机地球化学参数以及钻井资料的分析研究表明,南华北盆地二叠系山西组暗色泥页岩在研究区内分布广泛,沉积厚度达30~100m,其中在太康、鹿邑地区的平均厚度超过60m;有机质丰度中等—高（1.76%~4.16%）,镜质体反射率适中,有机质处于成熟—过成熟阶段。研究区山西组地层发育微孔隙、微裂缝等孔隙类型,储集性能较好。等温吸附实验测得暗色泥页岩吸附气含量平均为1.32m3/t,表明山西组暗色泥页岩具有较强的吸附能力,吸附性较好。综合研究认为,南华北盆地二叠系山西组暗色泥页岩在荥阳—通许—太康—郸城一带分布厚度大,埋深适中,页岩气保存地质条件较好,具有良好的资源开发前景。

南华北盆地青白口系—侏罗系层序界面时空分布特征研究

以位于秦岭—大别造山带之北、华北陆块南部、地跨华北陆块稳定块体、陆块南部边缘变形带的南华北盆地为研究对象,通过对研究区42条不同时代的野外剖面详细观测,运用层序地层学理论,把南华北盆地作为一个整体系统,对青白口系—侏罗系层序界面特征及时空分布规律进行了系统分析,共识别出了8种类型层序界面的物质表现形式,分别是不整合面、渣状层、古喀斯特作用面、冲刷侵蚀面、超覆面、岩性岩相转换面、最大海泛面、最大湖泛面。并重点讨论了各类型界面的时空分布特征。结果表明:在时间演化上,从早到晚由海相—海陆过渡相—陆相,层序界面经历了海相沉积不整合、古喀斯特作用面、渣状层到陆相不整合面、冲刷侵蚀面等;在空间上,同一层序界面在不同相带表现形式不同,同一种类型的界面可在不同相带出现,但不同相带表现特征有一定差异性。