松科2井早白垩世沙河子组孢粉组合及其古气候意义

为探讨黑龙江省安达市松科2井深层(3395.46~3901.35 m)地层的时代特征,分析地史时期的古植被及古气候条件演变,利用孢粉学方法对松科2井进行研究。结果显示,研究井段可划分为Leiotriletes sp.-Cyathidites australis-Chasmatosporites sp.孢粉组合(3832.94~3901.35 m)和Klukisporites triangulus-Aequitriradites sp.-Pristinuspollenites sp.孢粉组合(3395.46~3613.62 m),孢粉组合指示的地质时代为早白垩世欧特里夫期(Hauterivian)—巴列姆期(Barremian)早期,可作为松辽盆地沙河子组上部生物地层学对比的标志;此外,孢粉组合反映的植被类型演化规律是针叶林、灌草丛—常绿阔叶林—针叶林、灌木丛—针阔叶混交林,揭示研究区沙河子组后期气候带演替规律是暖温带—南亚热带—暖温带—温带,气候干湿变化规律为湿润—半湿润—湿润—半湿润。

松科2井带涡轮钻具取心钻进探索

松辽盆地资源与环境科学钻探工程(松科2井)是目前我国最深的大陆科探井,施工目的是获取松辽盆地白垩纪地层原位、连续岩心,井底高温是其一关键工程难点。为克服地层高温、提高取心钻进效率,三开、四开中分别应用了不同结构、多规格的涡轮钻具进行取心钻进,探索出涡轮钻具取心钻进与全面钻进时工艺差别。针对涡轮钻具在取心钻进过程中出现大排量、高泵压、转速高、损岩心等问题,优化了钻具组合,并自主研制了小排量、全金属结构涡轮钻具,改进了配套单动双管取心钻具,使得涡轮钻具取心钻进能提高机械钻速的同时,也能确保岩心质量及采取率。

松科2井岩芯保护技术方法与效应分析

松科2井是全球第一口钻穿白垩纪的全球最大陆相地层的大陆科学钻探井,具有重要的地学深部科学研究价值。本文针对松科2井岩芯的管理与保护条件,依据野外现场工作环境与馆内长期保存技术现状,确定了松科2井岩芯保护的技术方法及保护措施,对其进行了详细的阐述。同时,结合这些保护技术方法在实际工作中的应用效果,以及在接收、保护中产生的社会效应,认为这些技术方法具有很强的实用性和示范性,可以在全国实物岩芯的管理与保护中得到广泛的推广应用。

松科2井特殊钻进工艺下钻井液技术

松科2 井为国际大陆科学钻探计划（ICDP）支持的全球第-口钻穿白垩纪陆相沉积地层的大陆科学钻探井.该井二开（2 840 m）钻遇地层中伊蒙混层、伊利石和高岭石等黏土矿物总含量高达60% 以上,易水化分散导致缩颈和垮塌;二开上部套管？508 mm,下部井径Ф215.9 mm,上下两部分井径相差悬殊而导致岩屑返排困难.通过XRD 衍射矿物鉴定、室内钻井液材料复配以及现场岩心浸泡等实验分析,优选出适宜于大口径Ф311.2 mm 和？215.9 mm 取心工作的低成本钻井液体系.现场应用过程中,钻井液动塑比维持在0.45-0.82 Pa/（mPa·s）,润滑系数控制在0.11-0.14,泥饼黏附系数0.12-0.15,有效解决了携岩困难问题,并降低了长裸眼卡钻风险.在大口径取心试验、正式设计取心与全面钻进等作业频繁更换以及钻井液性能不断调整过程中,井内未发生大的坍塌与掉块,圆满完成了在491.12-510.94 m 段Ф311.2 mm 口径试取心试验,以及1 074.00-1 148.01 m 和1 182.74-1 256.01 m 段的Ф215.9 mm 口径设计取心任务.

松辽盆地大陆深部科学钻探地球科学研究进展

松辽盆地大陆深部科学钻探工程"两井四孔"之一的松科二井东孔(简称松科二井),位于黑龙江省安达市境内,于2018年5月26日正式完井。松科二井的科学目标涵盖古气候研究、资源能源探索、基础地质研究和发展深部探测技术四个方面。自2014年正式开钻以来,松科二井科学钻探工程组织实施了钻井取芯、原位测井、岩芯元素化学分析以及井周边深部结构探测等工作,目前已取得初步科研进展:获取长4134.81 m原位岩芯资料,完成了对白垩纪最完整最连续陆相地层厘米级高分辨率的精细刻画,初步建立起陆相地层标准剖面;发现了松辽盆地深部非常规天然气资源与盆地型干热岩良好的勘探开发前景;首次重建了白垩纪陆相百万年至十万年尺度气候演化历史,并发现白垩纪气候波动重大事件;揭示了古大洋板块俯冲、聚合的深部证据,为松辽盆地成因再认识及深层油气勘探提供了理论依据。松辽盆地大陆深部科学钻探工程的实施,对探索地球奥秘、解决深部能源环境等重大问题,具有重要意义,是"向地球深部进军"道路上迈出的坚实一步。

“松科二井”邻域岩石圈精细结构特征及动力学环境——深地震反射剖面的揭示

为揭示"松科二井"邻域岩石圈精细结构特征,布设了一条过井近南北向的深地震反射剖面,采用多尺度药量结合的激发技术,长排列、重点段加密接收高次覆盖的采集方式,通过高保真、高保幅的处理流程获得高分辨率、高信噪比的叠前时间偏移剖面.结果显示:T4反射轴之下沉积岩层状反射与火成岩杂乱反射相间,有两处疑似上古生界地层,分别位于松科二井下方(双程走时,Two way travel time,TWT,3.5～4s)和任民—永安断隆下方(CDP,3500～4500,TWT,3～4s);中下地壳可观察到近平行的北倾反射,中和断陷下方存在上下关联的透镜状强反射,整体轮廓呈蘑菇云状,解释其为岩石圈伸展构造中发育的深部热流底辟体;北部莫霍面呈近水平连续强反射,南部徐家围子断陷区域莫霍面反射较弱,同时剖面上存在3种明显的岩石圈上地幔反射,包括倾斜地幔反射、近水平地幔反射和超深地幔反射,推断其分别为早期俯冲遗迹、早期增厚地壳底界面以及现今岩石圈底界面.本文利用过松科二井地震剖面的最新成果,揭示出古亚洲洋、蒙古—鄂霍茨克洋和古太平洋三大构造域先后作用下,保留在松嫩地块岩石圈内的结构特征,为探讨松辽盆地形成原因、构造背景及动力学因素提供新视野.

松科二井轻烃组分垂向分布特征及其对深部油气的指示

松辽盆地深部油气已成为今后油气战略性接替领域的一个重要方向,松科二井连续取样的6042组103种单体的轻烃组分数据显示,轻烃组分垂向分布特征呈现明显的分段性,整体可划分为6个区段:Ⅰ段(井段470~1000 m)罐顶气峰面积小,出峰个数少,主要以甲烷为主,重烃较低,为浅层低熟油气段。Ⅱ段(井段1000~2800 m)罐顶气峰面积小,出峰个数多;甲烷含量中等,重烃含量普遍较高;有机质类型以Ⅰ型为主,处于成熟阶段,为常规油气段。Ⅲ段(井段2800~3320 m)罐顶气峰面积小,出峰个数较少、零散;甲烷含量整体较高,重烃含量与Ⅳ段相似,表明该段气源可能来源于Ⅳ段。Ⅳ段(井段3320~5940 m)罐顶气峰面积大,集中分布在3400~3800 m和5200~5400 m井段,明显高于Ⅲ段和Ⅴ段;为Ⅲ型烃源岩,处于高成熟-过成熟阶段。Ⅴ段(井段5940~6200 m)罐顶气峰面积、出峰个数低;甲烷和重烃含量较低。Ⅵ段(井段6200~7018 m)出峰个数、罐顶气峰面积低;甲烷含量较高,重烃含量中等,其总体特征与Ⅳ和Ⅴ段不同,推测深部可能存在气源。上述垂向分布特征反映了白垩系、侏罗系和前侏罗系在油气成因类型、成熟度和含气性及其油气来源等具有不同的特征,为松辽盆地深部非常规天然气探索拓展提供了重要依据。

松科二井邻域沙河子组含油气地层结构特征——基于测井和地震数据的分析

松辽盆地大陆深部科学钻探工程“松科二井”获得了最完整的沙河子组地层岩心,初步识别出深部页岩气气测异常43层,累计厚度102 m,显示出沙河子组地层具有良好的深部能源前景。为进一步分析松辽盆地沙河子组地层油气资源潜力,本文在前人研究的基础上,结合松科二井测井、岩心数据和地震数据,分析松科二井邻域沙河子组地层的层序特征和空间展布,同时以随钻录井记录到的气测异常为出发点,分析沙河子组地层的测井和地震响应。结果显示:松科二井邻域沙河子组地层具有厚度大、横向延续小的地层展布特点,根据测井、岩心及地震数据,将沙河子组地层分为4个三级层序:SQ1、SQ2、SQ3和SQ4,其中顶部SQ4层序具有较好的油气前景,其岩性以泥岩为主,并具有相对较高孔隙度、低波阻抗的测井曲线特征,在地震剖面上表现为连续强振幅,阻抗反演剖面上存在局部低波阻抗特征,揭示了该区沙河子组深层天然气资源的赋存条件。

松科二井深地震反射数据Q值分析及其对含气层位的确定

地震波在地下介质中传播时,地震波能量会出现一定程度的衰减,品质因子Q作为衡量地下岩石吸收衰减属性的重要参数,对描述岩性特征以及预测油气分布具有重要意义。本文针对深地震反射数据,利用基于S变换谱比法的Q值分析技术,获得了更加准确的Q值。以松辽盆地沙河子组为主要目标层,对穿过松科二井的叠后深地震反射剖面进行Q值计算,生成Q值剖面,总结出沙河子组Q值分布特征,同时结合松科二井测井、分层和气测异常资料进行分析,推断沙河子组为含气储层,为下一步深部储层预测提供思路,为东北地区深地勘查工程提供服务。

基于SPAC法探测松科二井深层地热储水构造

微动探测技术作为一种获取地下地层速度结构和探测隐伏断裂构造的方法,具有无须人工源、勘测过程便捷、抗干扰能力强的优势,在城市、村庄浅层勘探中很受青睐。为进一步探索松辽盆地北部深层地热资源潜力,在黑龙江省安达市南部松科二井及周边,布设了一条微动探测剖面,以获取该区嫩江组至坳陷层底部登娄库组地层的横波速度结构。基于空间自相关法(SPAC)从微动信号的垂直分量中提取S波频散曲线,通过内插、光滑与反演计算,获得了一条长9 km、探测深度达到地下4000 m的二维S波速度结构剖面。探测结果表明:研究区地下S波速度总体呈现西高东低的趋势,在松科二井西侧100 m、东侧2300 m、东侧3700 m处,深度1400~2800 m范围内存在三个明显的低速异常带,推测这些位置很可能存在断层或隐伏断裂构造。结合地层分层资料,在该深度范围内以泉头组和登娄库组为主,岩性多为砂岩和泥岩互层,是良好的水热储层。本研究探索了基于空间自相关法的微动探测在识别深层地热储水构造的适用性,为松辽盆地北部清洁能源调查指明方向。

松辽盆地深层陆相页岩储层测井评价:以国际大陆科学钻探为例

松辽盆地大陆科学钻探松科2井在深层沙河子组气测异常层段较多,累计厚度大,含气特征明显,揭示了松辽盆地深层陆相页岩层系具有广阔的勘探前景。采用常规和特殊测井方法,结合岩心测试数据,对沙河子组3700~4500 m层段的页岩储层进行评价,运用测井曲线叠合法和交会图法识别页岩含气储层,定量分析页岩储层总有机碳质量分数((w(TOC))、孔隙度、渗透率、脆性以及总含气量等参数,建立相应的解释模型和计算方法。研究结果表明:深层陆相沙河子组页岩含气储层表现出自然伽马高、电阻率高、铀(U)质量分数低、声波时差低、密度低、补偿中子低等特征;3700~4500 m页岩储层w(TOC)局部呈高值,部分层段平均w(TOC)在2%以上;孔隙度分布在0.28%~8.45%之间;渗透率分布在(0.002~0.509)×10^(−3)μm^(2)之间;脆性指数分布范围为19.86%~67.87%;总含气量为1.79~2.57 m^(3)/t;松辽盆地深层陆相页岩储层整体上呈低孔低渗的特征,含气层段较多,3722~3762 m层段、3820~3860 m层段、4100~4150 m层段以及4400~4460 m层段为Ⅰ类含气储层,3890~3940 m层段、4220~4280 m层段和4320~4360 m层段为II类含气储层,具有页岩气资源开发潜力。