利用碎屑宇宙成因^21Ne分离美国内布拉斯大平原中新世到现代河道中沉积物储存与再旋回所产生的源-汇信号

离造山带物源区的砾岩的保存通常是从构造或气候营力的角度加以解释的。为了将沉积信号与物源区条件的变化联系起来,需要确定从源到汇的沉积物搬运路径过程和持续时间。本文首次利用来自美国内布拉斯大平原(Great Plains of Nebraska)上现代北普拉特河(North Platte River)砾石层和古北普拉特河新近系砾岩的石英岩砾石中宇宙成因”Ne含量来量化沉积物搬运历史。研究证明,在距离落基山脉弗兰特岭(Front Ranges)约400公里处的大部分砾石都存储在较老的河道沉积中,储存时间最长可达数百万年,然后发生了再旋回(recycled):这是由于盆地沉降速率异常缓慢甚至没有沉降而造成的。这就意味着,上游构造或环境对地表过程的控制作用与下游的沉积记录分离。即使构造和气候营力已经发生了变化,但中新世、上新世和现代河道砾石中的“Ne值仍具有相似性。这也就为上述观点提供了支持。

通过石英和伊利石胶结作用动力学模拟评估储层品质和埋藏模型:德国北部赤底群实例研究

硅酸盐反应动力学(silicate reaction kinetics )为其他即有古温标(paleothermalindicators),如用于评估热史重建的有机质成熟作用等,提供了补充。在本研究中,我们把有机质成熟作用模型与石英及伊利石胶结作用动力学模型相结合,来评估德国北部五口盐下井的埋藏史,这五口井都是以岩性和构造都很复杂的赤底(Rotliegendes )群储层为目的层。有机质成熟作用模型对于最高温度最为敏感,但无法提供有关达到峰值温度的时间或高温持续时间的直接证据。与之形成对照的是,与有机质古温标(organic indicators)相比,石英胶结动力学受暴露于高温下时间长度的影响更大。类似地,纤维状伊利石形成的动力学模型对时间和温度也都很敏感,可用于预测伊利石形成的时间,而预测结果可以与放射性年龄测定结果进行对比。将这些有机和无机古温标结合起来,可改善对热演化的约束,得到优于常规方法的结果。本研究中我们采用这些指标评估了两种可供选择的埋藏史情景。情景1考虑了关于侏罗纪热流峰值以及上侏罗统沉积和后续剥蚀的假设。而情景2则忽略了有关侏罗纪热流峰值及上侏罗统沉积和侵蚀的假设。虽然这两种情景下的预测结果都与有机质成熟作用的实测结果一致,但情景2能与石英胶结物含量和纤维状伊利石K-Ar定年结果更好地匹配。

艾伯塔省中南部地区泥盆系斯泰特勒组上段和罗斯菲尔德段的回流白云石化及相关成岩作用:岩石学和同位素证据

对艾伯塔省克罗斯菲尔德(Crossfield)走向带西面多套泥盆系克罗斯菲尔德储层开展的岩石学和地球化学研究给出了新的证据,说明回流盐水在早期弥漫性细晶基质白云石(matrix dolomite )的形成及储层孔隙改造方面发挥了作用。埋藏史早期和晚期阶段其他相关的成岩作用包括压实作用、早期基质白云石的重结晶作用以及次生硬石膏、块状方解石、鞍状白云石和热硫酸盐还原作用(TSR )相关成岩矿物的沉淀。来自斯泰特勒组(Stettler)的盐水在密度驱动下回流,致使弥漫性细晶基质白云石发育。其证据如下:(1)白云石化作用发生在固结程度相对较低的沉积地层中,而且在微晶白云石和细晶-中晶基质白云石样品中,原始组构(例如窗孔和球粒)的保存相当明显;(2)基质白云石为细晶-中晶,粒度范围为< 10μm^200μm,平均<100μm;(3)基质白云石的组构介于面状-S到非面状之间,而且一般不发光或发非常暗的光。对先存灰岩的交代作用一般都具有拟组构性(mimetic),大多数的原始沉积构造得以保存;(4)近平行网状(anastomosing )缝合线的发育及其随后因基质白云石化作用而愈合的现象说明,沉积地层在发生白云石化作用之前经历了浅埋藏。然而,随后发生的多期次组构破坏性缝合作用以及横切白云石基质组构的溶蚀缝(dissolution seams )的发育都说明,大多数的重大化学压实作用事件都是随着埋深加大而发生,而且是在先存基质发生弥漫性白云石化作用之后。(5 )对于所有的微晶白云石和细晶白云石基质样品而言,白云石的氧同位素(δ^18C)都是介于-6.17‰-4.79‰( VPDB )之间,而碳同位素(δ^13C )均介于0.22‰~1.47‰(VPDB)之间。这些数值都与假定的法门期(Famennian )海水的氧和碳同位素值有重叠,而且都略低于后者,这可能说明它们是从蒸发后的法门期海水中沉淀的。这些同位素值的负偏移现象可能是重结晶作用的结果,这种重结晶作用在后续的埋藏成岩作用过程中影响到了基质白云石。(6)基质白云石的^87Sr/^86Sr比值(0.70805~0.70830 )说明,微晶白云石和细晶白云石是从法门期海水(或略微蒸发后的海水)中沉淀的。原生蒸发盐的87Sr/86Sr比值也接近法门期海水的数值,这进一步说明了微晶白云石和细晶白云石是从法门期海水中沉淀的。中晶和粗晶及基质白云石更偏放射性成因(0.70949~0.71053 ),而且与氧/碳同位素数值结合在一起,可能进一步证实在埋藏过程中重结晶作用使基质白云石发生了成岩蚀变。

巴西东南部陆缘盐下下白垩统半地堑的构造格架

用最新采集并处理的叠前深度偏移地震资料,识别了巴西海域大坎普斯盆地(Greater Campos Basin )(桑托斯、坎普斯和圣埃斯皮里图盆地)盐下同裂谷期到后裂谷期(凹陷期)过渡阶段沉积地层内下白垩统不对称半地堑的关键构造要素。有关构造形状(structural configuration )的证据来自地震反射几何形态,例如断层边缘上的扇形化(强烈发散地震反射结构)、减薄(收敛地震反射结构)和对挠曲边缘的上超。此外,还识别出了基底下盘断点(cutoff point)之上的压实向斜(compaction syncline )。在成像质量较差的区域,可以根据发散地震反射结构的终止(termination )确定半地堑主断层的位置。据推测,由裂谷充填与相邻基底隆起之间巨大的性质反差所造成的半地堑边界断层边缘处的差异压实作用,对于反向区域倾斜(counterregional dip )的形成而言是一个关键因素,而反向区域倾斜又是在凹陷层位(sag level )形成四面闭合构造圈闭所必需的。虽然凹陷沉积层序(sag sequence )延伸到了下伏的裂谷沉积充填范围之外,通常上超到或披覆在基底之上,这些圈闭类型的关键风险因素是上覆盐层直接覆盖在基底之上的可能性大小。断面反射(fkult-plane reflection )指示了面状断层面几何形态占据主导地位。这与滚动背斜(rollover anticlines )或上盘背形构造(hanging-wall antiforms)缺乏的现象一致,而这些构造直接取决于非面状的铲状断层。最终的圈闭形状(trap configuration )可能还会被一些盆地尺度的重要因素所改造(例如桑托斯盆地中岩浆底侵作用引发的隆升)。

三维油气系统模拟技术与迭代蒙特卡罗法相结合进行钻前和钻后油气柱预测

三维油气系统模拟技术与随机模拟方法相结合能够形成一套强有力的工具，用于对尚未钻探的远景构造内是否存在油气进行预测。随机模拟方法比经典的基于情景（scenario-based）的模拟方法更具优势，因为前者可以给出客观的最可能结果及与之相对应的不确定性范围。利用单井及油田的实测数据对随机模型进行标定是一项困难重重的工作。事前输入参数的分布通常约束性很小，导致无法得出与实测数据高度吻合的模拟实现（realizations）。为了使随机模拟标定过程更加客观也更加高效，我们提出了迭代蒙特卡罗方法，在该方法里，输入参数及其不确定性在循环迭代之间进行调整。通过相对于实测数据的失配（misfit）估算结果确定以往系列模拟中每一次实现（realizations）的权重，计算后验输入参数分布。失配估算通常是基于已完钻井中油气柱高度的模拟结果与实测结果的对比情况。随机模拟的成果包括勘探风险图以及油气柱高度钻前预测值，而后者可以用作风险评价的输入并用于远景构造的排序。通过钻后分析可以确定预测质量的概率量度（aprobabilistic measure），而且不论是否运行新的蒙特卡罗迭代，更新后的钻前预测都可以进行编图。这样随着盆地勘探的深入以及数据和知识的增多，就可以对模型进行持续的更新与验证。

巴西圣保罗高原南部桑托斯盆地外隆起构造演化及其对油气勘探的意义

桑托斯盆地深水区盐下地层的多种地质要素组合在一起,产生了一个相当独特的油气成藏层带(play):发育优质成熟怪源岩;同裂谷期构造中包括了盆内隆起;上覆的蒸发岩盖层在盆地大部分地区都有分布。储层是否存在及其物性好坏(deliverability)存在较大的不确定性,这一直是该新兴盐下油气成藏层带油气勘探的主要风险因素,但随着2006年以来钻探的持续进行,这种不确定性已逐步降低。该地区最重要且最广阔的盆内隆起是桑托斯盆地的外隆起(Outer High ),这是一个区域性的基底构造,在阿普蒂阶层位上形成了面积12000km2的四面闭合圈闭(fbur-wayclosure ) o外隆起的地质历史涉及了巴列姆期一系列裂谷断块肩(fkult-block shoulder )的多期次隆升和剥蚀。在这个地质时期,一次夭折的海底扩张引发了区域性隆升,并导致了原型洋壳(proto—oceanic crust)在桑托斯盆地南部的侵位。据推测,与此同时还发生了岩浆底侵作用(underplating),导致了地壳局部增厚,并均衡地支撑外隆起,使之成为高于现今周围环境的正向构造。由于桑托斯盆地中陆壳极度伸展,在陆壳向洋壳的过渡带附近可能存在深部地壳甚至上地幔的剥露(exhumation ) o在大陆裂解之前,外隆起所处的位置到非洲和巴西枢纽线(hinge lines)的距离大致都在200km。由于地处远源环境,再加上存在正地形(positive relief ),来自陆缘的硅质碎屑沉积物的输入受到了限制。在早阿普蒂期,在这个碎屑沉积物缺乏的环境中长期存在一个古隆起,因而有利于宽阔碳酸盐岩台地的发育。受构造控制的水平面升降对台地的发育产生了较大影响,从而在储集岩相的发育中发挥了重要的作用。在2000年代中期油气钻探活动开始以来,外隆起已经成为桑托斯盆地盐下油气勘探突破的核心区。这个巨大的前沿地区的油气资源潜力仍未被全面认识清楚。