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。

基于三维初至波层析反演的莺歌海盆地浅层气云速度精细刻画

针对莺歌海盆地L气田受浅层气吸收衰减的影响,地震数据处理过程中,利用速度拾取或反射波层析等常规方法建立的浅层气云区速度不准,造成浅层气下覆地层同相轴下拉,影响构造解释与储层预测的问题。本文提出了一套基于三维初至波旅行时层析速度反演的解决方案,并对莺歌海盆地L气田实验工区内的三维地震数据进行了处理试验。结果表明:该方案能够比较准确地求取浅层气云区的速度模型,速度精度较常规方法提高9%~15%。用此速度模型进行深度偏移成像,偏移成像道集同相轴平整,偏移叠加剖面成像改善明显,浅层气下覆地层同相轴得到恢复,较好地消除了地震剖面上浅层气下覆地层同相轴下拉现象,为构造解释与储层预测等后续研究提供更加了可靠的地震资料。

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。

红河断裂带的新生代变形机制及莺歌海盆地的实验证据

红河断裂带是印藏碰撞过程中 ,印支地块被顺时针旋转挤出的走滑变形带。莺歌海盆地发育于红河断裂带海上延伸带上。根据莺歌海盆地和相邻的NE向琼东南盆地在晚中新世前 (5 .5MaB .P .)独立的构造发育和差异的沉降特点 ,认为红河断裂不可能穿越莺琼盆地界限向北东延伸 ,而越东断裂和中建南断裂很可能是红河断裂的延续。莺歌海盆地成盆机制的物理模拟结合红河断裂带陆上的变形特征、年代学证据与青藏高原隆升过程的研究 ,参考莺歌海盆地模拟过程中不同应力场下沉降中心的长轴方向 ,我们推断红河断裂带新生代的演化大致分 4个阶段 :(1 ) 50— 38MaB .P .期间的缓慢平移运动 ;(2 ) 38— 2 5MaB .P .期间的快速左行走滑运动 ;(3) 2 5— 5MaB .P .期间的左行走滑逐渐停止阶段 ;(4) 5MaB .P .后的右行走滑阶段。

莺歌海盆地周边区域构造演化

莺歌海盆地周边新生代区域构造演化综合分析表明 ,该盆地形成和演化构造应力场分四个阶段 :第一阶段 ,古新世末至早渐新世印支地块快速向南东方向挤出 ,同时伴随着地块的顺时针旋转运动。第二阶段 ,晚渐新世至早中新世印支地块向南东挤出运动逐渐减弱 ,华南地块整体仍然相对稳定。莺歌海盆地处于左旋剪切状态。第三阶段 ,中、晚中新世随着印度地块逐渐楔入欧亚板块内部 ,印支半岛的挤出运动进一步减弱。至中中新世末 ,华南地块整体开始挤出。第四阶段 ,上新世—第四纪印支地块相对稳定 ,华南地块挤出运动继续进行 ,两地块间的相对运动呈右旋剪切运动。莺歌海盆地新生代的构造应力场演化受太平洋板块、印度与欧亚板块之间相互作用控制。其中 ,印度与欧亚板块碰撞作用所导致的印支地块与华南地块的相对运动 ,是决定莺歌海盆地新生代构造运动应力场变化的主要因素。

浅海背景下大型浊积扇研究进展及堆积机制探讨:以莺歌海盆地黄流组重力流为例

围绕浅海背景下大型浊积扇的研究进展展开探讨,并以莺歌海盆地黄流组重力流为例研究其沉积特征及堆积机制。位于莺歌海盆地中央的东方区黄流组发育的大型高效储集体——浅海重力流沉积体的沉积特征和堆积机制具有其独特性。古生物研究表明,其沉积期的古水深为40~110m,属于陆架浅水沉积背景。其重力流特征表现为包卷变形层理、准同生变形构造等,主要发育鲍玛序列A段和AB段组合,缺失CDE段。对该重力流沉积体的初步研究表明,其具有大规模、多期次（浊积事件的垂向叠加序列组合）、持续性发育等特征。在浅海背景下形成大规模重力流沉积体的综合成因机制包括：（1）物源的持续供给;（2）同沉积期大规模海退作用;（3）陆架基底的幕式动态活动和差异性沉降。该重力流沉积体的发育受上述三大因素的联合控制。因此,本研究采取构造-层序地层学、沉积学与地球物理相结合的系列技术与方法研究其宏观、微观特征及堆积的控制要素与独特机制。该研究成果能丰富浅海区发育大型重力流沉积体的理论体系,对油气勘探新领域的拓展具重要的借鉴价值。

莺歌海盆地莺歌海组二段泥岩盖层封闭性综合评价

通过实测莺歌海盆地莺歌海组二段泥岩盖层的排替压力,建立了盖层排替压力与声波时差的线性关系,进而提出了利用声波时差及地震速度资料求取排替压力的方法。接着,利用测井声波时差和地震速度资料,按等效深度法确定莺歌海组二段下部泥岩盖层的超压分布。综合考虑盖层累计厚度、排替压力、剩余压力、气藏内部压力、断裂对盖层破坏程度和天然气本身性质(比如流动黏度),提出了盖层封闭能力综合评价指数,并据此对莺歌海组二段泥岩盖层综合封闭能力进行评价。结果表明:莺歌海组二段泥岩盖层封闭能力强的地区分布在乐东区大部、临高区南部及东方区东部到一号断裂之间的地区,一号断裂南段、东方区东部和北部地区则为盖层封闭能力较强的地区,研究区边部由于地层上倾出露地表,盖层封闭能力逐渐减弱。莺歌海组二段泥岩盖层封闭能力中等及以上地区可作为天然气的有效盖层;由现有气藏分布可知,莺歌海组二段泥岩盖层封盖能力良好,中深层的天然气保存条件优越。