辽河坳陷滩海东部地区天然气地球化学特征及有机热成因-无机成因双源模式

辽河坳陷滩海东部地区葵探1井获得天然气重大突破,其侏罗系、古近系天然气的甲烷碳同位素组成(δ^(13)C_(1))差异大,确定天然气成因与气源岩对于评价天然气资源潜力及选择勘探目标具有重要意义。系统分析了滩海东部地区古近系东营组、沙河街组三段和侏罗系小东沟组3套含气层系的天然气组分、稳定碳同位素组成等地球化学特征,对天然气成因和来源进行探讨。滩海东部地区发育有机热成因气和无机成因气2种类型:(1)古近系东营组和沙三段天然气为煤型有机热成因气,成分以甲烷为主,干燥系数介于0.789~0.949,δ^(13)C_(1)值主要在-35‰左右。主要气源岩为盖州滩洼陷沙三中下亚段泥岩,R_(o)在0.77%~1.59%之间。中浅层东营组天然气成熟度显著高于同深度泥岩,表明天然气来源于深部地层;而深层沙河街组三段天然气成熟度与同深度泥岩差异不大,表明天然气以原地聚集为主。(2)侏罗系小东沟组天然气为无机成因气,干燥系数平均值为0.991,δ^(13)C_(1)值>-20‰;推测东营末期深大断裂大规模走滑活动沟通地壳深部与地幔,费托合成的无机天然气沿断裂带运聚成藏。盖州滩洼陷沙三段成熟烃源岩分布区与营口—佟二堡走滑断裂带是分别探索有机热成因型与无机成因型天然气的有利目标区带。

复杂岩体中锆石的成因判识及其对锆石U-Pb年龄的影响:以辽河坳陷太古宇基底中的锆石为例

复杂岩体经历了长期地质演化,内部所含锆石成因十分复杂。综合前人研究成果,根据锆石外部形态、CL发光强度、内部结构以及微量元素特征,本文将锆石成因类型归纳为岩浆作用、变质作用以及热液作用3大类9小类。在锆石U-Pb定年的过程中,单颗粒锆石或锆石上不同位置的成因判识是获取高质量U-Pb年龄数据的前提。以渤海湾辽河坳陷基底复杂岩体为例,对岩体内具有核—边结构的复杂成因锆石进行了系统的研究,分别获取不同成因锆石的U-Pb年龄,进而探讨锆石成因对获取高质量U-Pb年龄的重要意义。阴极发光图像显示,锆石的核部多见岩浆成因环带结构,也可见斑杂状、海绵状及扇形分带等变质成因结构,边部呈现变质重结晶成因的扇形和冷杉叶结构。锆石核部Th/U比值(0.39~1.32)和分散的稀土元素特征,表明核部存在岩浆结晶锆石、变质锆石以及变质残余锆石,边部主要是变质重结晶作用或流体蚀变形成的增生边。基于锆石的成因类型划分,从3个样品锆石核部和边部分别获得了代表原岩形成时间的岩浆年龄和变质作用时间的变质年龄。辽河坳陷基底复杂岩体锆石U-Pb年龄结果表明,基底存在两期新太古代晚期岩浆事件,分别为2586~2583 Ma、2565~2538 Ma,变质事件主要发生在2508~2501 Ma。辽河坳陷基底岩浆事件和变质事件的获得,对于揭示华北克拉通覆盖区前寒武纪基底的形成演化具有重要意义。

辽河坳陷清水洼陷古近系沙河街组深层烃源岩特征及油气成藏模式

通过有机碳、岩石热解、氯仿沥青“A”、饱和烃色谱-质谱和流体包裹体等的分析,对辽河坳陷清水洼陷古近系沙河街组深层烃源岩特征和油气成藏模式进行了详细研究。研究结果表明:(1)辽河坳陷清水洼陷古近系沙河街组深层烃源岩主要发育在E2s32亚段、E2s33亚段和E2s4段,其中E2s32亚段Ⅱ小层泥岩最为发育,主要为深灰色厚层泥岩,整体厚度约170 m。(2)研究区深层烃源岩总有机碳质量分数平均可达1.60%,生烃潜量平均值为2.82 mg/g;有机质类型以Ⅱ1—Ⅲ型为主,主要为浮游植物与高等植物混合贡献,为弱氧化—弱还原的湖相咸水沉积环境;烃源岩有机质丰度为0.5%~1.5%,普遍达到大量生烃阶段,部分已达到高成熟演化阶段。(3)研究区深层烃源岩在距今38 Ma时进入生油窗,距今20 Ma时开始生成天然气;流体包裹体显示研究区存在2期油气充注,分别为38~26 Ma和20 Ma~现今,与生烃演化史匹配。

渤海湾盆地辽河坳陷西部冷家——雷家地区中-深层超压成因及其对油气成藏的影响

为了研究渤海湾盆地辽河坳陷西部冷家—雷家地区中-深层超压发育形成机制及油气运移和成藏对该地区中-深层油气勘探的意义,基于实测地层压力和温度数据、测井数据及构造分析,对冷家—雷家地区中-深层超压发育特征、成因机制及超压在成藏过程中的作用进行了综合分析。研究表明:(1)冷家—雷家地区发育超压型、常压型和低压型3类地层温度-压力系统,其超压段主要集中在洼陷带的沙河街组三段(沙三段)和沙河街组四段(沙四段),深度约为2 500~4 000 m;(2)超压形成机制以欠压实作用为主,伴有生烃增压、成岩作用和构造挤压作用贡献;(3)冷家—雷家地区主要存在超压带内部的油气自生自储型运聚和油气从超压带向常压/低压带的跨压力系统运聚2种运聚模式,前者主要发生在洼陷带内的沙三段和沙四段超压带内部,后者则为断裂活动期陈家洼陷沙四段烃源岩中的油气在超压驱动下向雷家和高升构造带充注,及冷家地区沙三段下亚段-沙三段中亚段超压带中的油气通过砂体和断裂输导向东部陡坡带和兴隆台潜山运聚。

辽河坳陷陈家断裂带北部构造演化解析及油气成藏

辽河坳陷陈家断裂带油气资源丰富,是辽河西部凹陷北段重要的含油气区带之一。基于构造演化解析,结合砂箱物理模拟实验,分析了辽河坳陷陈家断裂带的变形机制和演化过程,并指出其对油气成藏的控制作用。研究结果表明:(1)辽河坳陷陈家断裂带具有分段发育特征,且活动时期具有“先北后南”的演化特征,受断层分段性影响,陈家断裂带主要发育压扭背冲构造样式和走滑压扭构造样式。(2)物理模拟实验结果显示,台安—大洼断裂上盘在压扭作用影响下首先形成压扭性质的雁行小断裂,随着位移增大,小断裂逐渐连接,最终形成了贯穿型走滑断裂带,即陈家断裂带。(3)台安洼陷为新生代多期次构造变形叠加形成的洼陷,深层发育主力烃源岩层系,具备发育大规模油气藏的物质基础,洼陷边缘的钻井岩心分析结果显示,烃源岩TOC值为4.79%,Ro为0.3%~0.4%,属于好—较好烃源岩,推测洼陷中心厚度更大,质量更优。陈家断裂带中北部下盘发育断鼻构造,具备陈家洼陷和台安洼陷双源供烃的特点,是油气聚集的有利场所。

渤海湾盆地辽河坳陷稠油分布特征及主控因素

渤海湾盆地辽河坳陷原油类型多样,但以稠油为主,其油气储量和产量均占该坳陷总量的50%以上。研究辽河坳陷油藏稠变的成因机理,进而搞清稠油的分布规律,对后继勘探开发具有重要的意义。依据辽河油田多年稠油油藏勘探开发形成的系统认识,对稠油油藏的“边、浅、松、早、降、失、盖”等地质特征开展研究;并从构造格局、储层特征、油藏埋深、地下流体、封盖条件和氧化及生物降解作用等方面对稠油分布和稠变原因进行探讨,厘清辽河坳陷油藏稠变机理及主控因素。研究发现,构造格局是控制稠油分布的决定因素,储层、埋深、地下流体和盖层等地质条件是控制原油稠变的重要因素,生物降解和氧化作用是稠变的必要条件。辽河坳陷油气藏具有明显的环洼分布规律,围绕生油洼陷由内向外存在3个环带,内带以天然气、凝析油为主,埋深一般大于3500 m;中带以稀油为主,局部富集天然气及稠油,埋深在1700~3500 m;外带以稠油为主,埋深一般小于1700 m。

断陷湖盆天然气成藏生-运-聚动态模拟——以渤海湾盆地辽河坳陷为例

有效判识天然气来源和生-运-聚特征对天然气资源潜力评价,以及天然气勘探方向具有重要指导意义。为了解决断陷湖盆烃源岩非均质性强、天然气成因类型多样导致的气源判识和资源评价具有多解性的问题,以渤海湾盆地辽河坳陷欢喜岭地区为例,根据典型断陷湖盆有效烃源岩分类和天然气成因类型判识方法,开展了气源研究,并基于典型剖面烃源岩生气、运聚动态模拟,总结了天然气动态成藏模式,并指明下步天然气勘探方向。研究结果表明:①古近系沙河街组三段中-下亚段和沙河街组四段是主要烃源岩层,不同构造位置形成的烃源岩类型不同,包括腐殖型、腐泥型烃源岩,分别生成了油型气、煤型气;②形成的各类天然气在复杂断裂、砂体和不整合面构成的输导体系中运移、汇聚,形成混合成因天然气气藏;③欢喜岭地区具有2个运聚系统,系统Ⅰ为西部斜坡带-双台子构造带上的砂四上亚段运聚系统,为油型气近源成藏,其余区域为系统Ⅱ,为油型气和煤型气远距离运移成藏;④欢喜岭地区天然气藏为单凹陷、多源晚期成藏,气源岩空间差异分布和复杂的断裂系统共同控制了该区气藏成因类型多样性和分布复杂性。结论认为,断陷湖盆天然气成藏生-运-聚动态模拟明确了辽欢喜岭地区的天然气气源,指明了靠近洼陷内部的东部陡坡带为天然气有利勘探区,其成果也为其他断陷湖盆的天然气勘探提供了参考借鉴。

辽河坳陷东部滩海深层—超深层天然气勘探重大发现及意义

随着勘探开发程度的日益提高,“深层—超深层能否突破”已成为制约中国东部老油区稳定发展的重要科学问题。矿权面积较小的辽河油田该问题尤其突出,对于湖盆狭长、资料品质较差的辽河坳陷深层难度极大。通过区域构造演化分析及生烃、成藏两大动力学研究,明确了辽河坳陷东部滩海成盆、成烃、成藏机制。原始湖盆为箕状结构,受其控制主力烃源岩具有“深、大、广”分布特征;深层发育干酪根热解、原油裂解两种成因的成熟—高成熟天然气,资源潜力大;沉积充填序列中的多套泥质岩类与早期走滑剪切断层双因素耦合造就深层—超深层为独立的“流体封存箱”,具有自生自储、旁生侧储两种运聚方式的成藏模式,具备大中型天然气田形成的有利地质条件。风险探井葵探1井取得勘探重大突破,对进一步深化辽河坳陷乃至断陷盆地深层—超深层油气勘探具有重大实践和成藏理论指导意义。

低渗透砂砾岩储层特征及敏感性主控因素分析与研究——以辽河坳陷雷家地区为例

近些年来,低品位油气资源逐渐成为各大油田勘探开发的主要目标,但是该类储层的物性条件较差,一般会使用大体积压裂技术对储层条件进行相应的改造,在此过程中过多的压裂液必然会给储层造成不可逆转的损害,最终降低了油气藏的开发质量和效率。本文利用多种技术手段对辽河坳陷雷家地区沙三段砂砾岩储层特征及敏感性主控因素进行了分析与探索,结果表明:储集空间类型以次生溶蚀孔为主,孔隙吼道较窄,水敏性黏土矿物(蒙皂石、伊利石、绿泥石)发育,储层水敏性为中等偏强,其中绿泥石黏土矿物比较发育,使得沙三段具有中等偏强的酸敏性,因此压裂液的配方要关注防膨剂的添加和液体酸碱度的控制。

辽河坳陷曙古潜山多元地层特征及勘探前景

辽河坳陷曙古潜山勘探至今已40余年,但自20世纪90年代以来,一直没有实现潜山勘探新突破,为此基于前人研究资料并结合潜山岩性的重新认识,对内幕地层时代进行重新厘定。通过内幕地层精细对比、构造特征梳理及试油试采等资料,对潜山油气成藏规律进行重新评价,并以此为基础部署实施探井,在潜山风化壳及内幕勘探中取得了重大发现,在明确潜山地层时代的同时,也为潜山分层系勘探提供了科学依据。

潜山油气藏勘探理论与实践--以辽河坳陷为例

近年来,辽河坳陷潜山油气藏勘探不断取得重大突破,实现了由寻找成藏条件相对明显的高、中潜山向寻找埋藏更深、更隐蔽、更复杂的低潜山和潜山内幕油气藏的勘探转变。从基底构造活动、潜山类型、岩性及储集层特征、生烃系统、输导体系等多角度探讨了低潜山和潜山内幕油气成藏条件;同时,充分考虑潜山内幕油气藏的特点,紧密结合勘探实践,从潜山与油气的关系入手重新建立潜山内幕油藏实用分类方法,大大拓宽了潜山找油领域,形成了具有低幅度、多期裂缝、多油源充注特点的潜山内幕目标成藏模式。通过对辽河坳陷低潜山及潜山内幕油气成藏理论的研究与勘探实践,2001—2006年,低潜山和潜山内幕累计上报三级储量分别达2.54×108t和1.76×108t,为辽河油田增储稳产作出了重大贡献。

辽河坳陷潜山内幕多期裂缝油藏成藏模式

潜山表层风化壳可形成油藏的观点已被广泛接受,但潜山内幕深部能否形成大规模油藏目前还不十分清楚。以辽河坳陷西部凹陷兴隆台地区潜山为研究对象,从潜山岩性、构造活动、生烃系统、输导方式等角度论述了潜山多期裂缝成藏模式的发育依据,建立了潜山多期裂缝油藏成藏模式,认为兴隆台潜山带具有极好的油气源条件和运移输导条件:潜山内幕多期发育而不均匀分布的断层和裂缝可对油气运移起沟通作用,形成具有相互连通而又相对独立的多个含油气层段的油气藏体系。在该成藏模式指导下部署的兴古7井揭露了具有千余米整体含油幅度的特大型潜山内幕油藏,为在辽河坳陷乃至全国扩展潜山深层勘探领域提供了依据。

扇三角洲体系沉积微相对成岩的控制作用——以辽河坳陷西部凹陷南段扇三角洲沉积体系为例

以辽河坳陷西部凹陷南段扇三角洲沉积体系为例,根据储集层物性、薄片镜下鉴定、铸体薄片,扫描电镜和X-衍射等分析资料,研究扇三角洲沉积体系沉积微相对成岩作用的控制作用。分析表明:从扇三角洲平原到扇三角洲前缘,矿物成分成熟度呈现递增的趋势,河口坝微相的长石砂岩最为发育;在扇三角洲各沉积微相中,河口坝砂体的溶蚀作用和次生孔隙最发育,辫状分流河道、心滩微相以机械压实作用为主,而河口坝、沼泽微相以胶结作用为主;沼泽和前扇三角洲砂体的填隙物主要为碳酸盐矿物,而河口坝、辫状分流河道、心滩砂体的填隙物主要为泥质。认为在储集层成岩作用研究和孔隙度预测中,必须考虑沉积微相的作用。

辽河坳陷中基性火成岩相分类及储集意义

根据岩心、岩屑观察和薄片鉴定,结合测井相和地震相分析,建立渤海湾盆地辽河坳陷中基性火成岩相分类体系和识别标准。辽河坳陷新生界中基性火成岩相包括6相16类亚相:火山通道相(隐爆角砾岩、次火山岩、火山颈亚相),爆发相(火山碎屑流、热基浪、空落亚相),溢流相(复合熔岩流、板状熔岩流、玻质碎屑岩亚相),侵出相(外带、中带、内带亚相),火山沉积相(再搬运火山碎屑沉积、含外碎屑火山沉积亚相),侵入相(边缘、中心亚相)。从火成岩结构构造、岩石组合、成因和物源、产状与分布等4方面刻画亚相特征和识别标志。火成岩亚相决定原生储集空间类型及其组合,并影响后期构造和溶蚀改造作用的方式和强度,从而控制储集层的物性和有效性。溢流相复合熔岩流、侵出相外带和侵入相边缘亚相是东部凹陷新生界中基性火成岩储集层发育的有利相带,可作为重点勘探目标。

辽河坳陷鸳鸯沟地区成岩相分析与异常高孔带预测

岩心的实测孔隙度、普通薄片和铸体薄片资料表明,鸳鸯沟地区新生界储层发育3个异常髙孔带。为了预测异常髙孔带的横向展布,选取对成岩作用反应敏感的、成岩阶段划分常用的成岩指标古地温、镜质组反射率、甾烷C29S/R+S、伊/蒙混层中蒙皂石层的含量和自生石英含量这5项参数,分别在时空领域内进行单项成岩作用的数值模拟,预测了鸳鸯沟地区成岩阶段和成岩相的横向展布。异常髙孔带内的储层主要发育于河口坝、辫状分流河道以及心滩沉积微相,处于早成岩阶段B期晚成岩阶段A1期,发育溶蚀成岩相,所以通过叠合成岩相图与沉积相图即可预测异常髙孔带的平面展布。沙三段的异常髙孔带主要分布在鸳鸯沟地区中部的斜坡带,其延伸方向大致平行于辽河西斜坡的走向。

辽河坳陷火山岩与油气关系

辽河坳陷第三纪火山岩喷发造成了较高地温异常，使部分烃源岩早熟，提供油源；火山岩原生和次生孔隙使其可成为储集层，在一定条件下又可成为盖层。这使辽河坳陷存在多种与火山岩有关的油气藏。火山岩发育区可以形成有经济价值的油气藏，是该类地区油气资源评价中值得重视的问题。

辽河坳陷沙三、沙四段泥页岩微观孔隙特征及其成藏意义

为深入研究辽河坳陷次级凹陷沙河街组三、四段泥页岩储层孔隙特征及成藏意义,选取了5口泥页岩钻井岩心样品进行了氩离子抛光-扫描电镜(FIB-SEM)、氦气吸脱附、X-衍射全岩分析、干酪根镜检及配套有机地化等实验,从微观孔隙结构到成藏意义进行了深入探讨。结果表明,研究层段共存在粒间孔、粒内孔、晶间孔、溶蚀孔、有机孔、微裂缝6种孔隙类型。孔隙发育不仅与沉积压实、胶结、溶解作用相关,另外还与页岩岩性、矿物组构、有机质类型、有机地化等因素密切相关。粘土矿物集合体粒间孔和层间微孔缝对页岩油气的赋存和运移贡献最大,且是页岩储层各向异性(渗透率)的主要控制因素;溶蚀孔及晶间孔次之;有机孔因相对不发育,对页岩油气的渗透贡献较小,但仍然是吸附态页岩油气的主要场所;微裂缝的影响不容忽视,是沟通宏孔与中孔的主要微通道。另外,低熟条件下粘附-结合态有机质中有机孔的大量发现表明粘土矿物对有机质的早期催化生烃起到重要作用,同时,有机质与矿物(主要是粘土矿物)紧密共生的保存特点,也反映了有机质保存形式与油气生成之间的密切关系。实验同时表明无定形体是研究层段生成页岩油气的主要贡献者。

断陷盆地陡坡带构造样式与油气聚集——以渤海湾盆地辽河坳陷西部凹陷陡坡带为例

通过对渤海湾盆地辽河西部凹陷东部陡坡带构造演化史、陡坡带沉降史和断裂活动强度等构造地质方面的研究,把陡坡带划分为3种构造样式:①正反转构造样式;②伸展断裂构造样式;③"潜山"披覆构造样式。对研究区的演化史进行研究,分为正反转演化类型和伸展构造演化类型。由陡坡带沉降史研究得出,本区构造沉降次序是"由北向南"逐渐沉降演化的。对断裂生长指数的定量计算表明,台安-大洼断裂的不同部位活动强度不同,大洼地区断裂活动强度最大。在该区部署的赵古1井在太古界潜山获得高产油气流。对陡坡带断裂演化史的研究进而分析裂缝发育带是在潜山深部寻找高产油气藏的关键。

辽河坳陷火成岩油气藏勘探关键技术

火成岩油气藏已经成为辽河坳陷油气勘探的重点领域之一。通过多年攻关研究和勘探实践,形成了3项具有辽河特色的火成岩油气藏勘探核心技术。1火成岩油气藏评价技术决定勘探方向:主成盆期的沙三段是火成岩油气勘探的主要层系;近源成藏决定了油气勘探的主要区带;优势岩性岩相和裂缝改造区是有效储层发育的勘探目标。2火成岩体识别与预测技术锁定勘探目标:属性—反演联合地震识别,落实火成岩体的分布范围;火成岩岩相地震识别与刻画,预测优势岩相的分布区;地质—测井的综合识别,确定火成岩类型,识别优势储层。3火成岩储层改造技术有效提高储量动用:针对该区火成岩油藏的"大排量、低砂比、高强度、多级段塞压裂"的储层改造工艺,提高产能效果显著,保障了油气勘探成功率。

辽河坳陷天然气中汞的成因及地球化学意义

汞是天然气中常见的非烃气态组分,含量变化范围很大。前人研究认为,天然气中的汞含量主要受气源岩母质类型影响,煤型气汞含量相对较高,油型气汞含量相对较低,因而将其作为判识天然气类型的一种地球化学指标。但在辽河坳陷,东部凹陷部分地区和西部凹陷油型气的汞含量(14.4～1930μg/m3)明显高于东部凹陷煤型气的汞含量(25.2～52.5μg/m3),同时其天然气比我国产自稳定克拉通盆地的天然气要异常富集汞。对此进行的研究表明:天然气(尤其是油型气)中汞含量明显受盆地构造背景和深部地质过程的影响,与源岩母质类型没有明显相关性;天然气中汞含量与稀有气体3He/4He比值具有明显的正相关关系,表明天然气中一部分汞可能是来自地球深部的挥发分或与深部地质过程有关。图2表1参6(王孝陵摘)