四川盆地天府气田中侏罗统沙溪庙组砂岩储层致密化机理及其与油气充注的耦合关系

近年来,四川盆地中侏罗统沙溪庙组致密砂岩气勘探开发取得持续突破,展示出了良好的天然气勘探开发前景,但是砂岩储层致密导致“甜点区”分布复杂,特别是对储层致密化机理及其与油气充注的耦合关系认识不清,严重制约了沙溪庙组致密砂岩气藏的规模效益开发。为此,以四川盆地天府气田沙溪庙组一段(以下简称沙一段)致密砂岩储层为研究对象,综合岩心物性测试、薄片鉴定、扫描电镜、地球化学测试等多种资料,系统表征了致密砂岩储层的物质组成、储集物性、成岩作用等特征,并探讨了储层致密化机理,最后结合油气成藏期次,明确了储层致密化过程与油气充注耦合关系。研究结果表明:(1)沙一段储层以岩屑长石砂岩为主,发育少量长石岩屑砂岩,储层孔隙度为0.82%~17.48%,平均孔隙度为10.09%,渗透率为0.0001~632.4200 mD,平均渗透率为5.4200 mD,储层储集空间以原生孔隙为主,局部发育长石溶孔和浊沸石胶结物溶孔;(2)沙一段压实作用以弱—中等为主,绿泥石包壳广泛发育,浊沸石呈基底式、孔隙式和颗粒交代状等多种形式胶结,方解石呈基底式和孔隙式胶结,溶蚀作用以长石溶蚀和浊沸石溶蚀为主;(3)沙一段发育3种类型的致密储层,第一种致密储层是在压实作用基础上早期强胶结作用下形成的;第二种致密储层是在压实作用基础上晚期胶结作用下形成的;第三种储层现今并未致密,但是早期的压实胶结作用导致储层曾经致密,后期溶蚀作用改善储层物性。结论认为:(1)该区沙一段储层具有一期成藏特征,发生在距今88~68 Ma,第一种和第三种致密储层不能发生有效的油气充注,第二种致密储层可以发生有效的油气充注;(2)该区储层致密化过程与油气充注的耦合关系控制了天府气田简阳区块的天然气相对富集程度。

四川盆地中部中侏罗统沙溪庙组沉积期古环境与古气候演化——以永浅1井为例

四川盆地中部中侏罗统沙溪庙组沉积期古环境与古气候研究对揭示该时期盆内的沉积格局、重建古地理及油气形成与演化具有重要的理论和实践意义。本文以四川盆地中部永浅1井的47件泥岩样品为研究对象,通过主微量元素的变化特征恢复研究区沙溪庙组沉积期的古环境与古气候演化过程。研究结果表明,Sr/Ba比值、Rb/K_(2)O比值、Ca/Mg比值和Ca/(Ca+Fe)比值指示川中地区中侏罗统沙溪庙组沉积期整体为淡水环境,但在沙溪庙组一段沉积中、晚期出现了短暂的水体盐度升高;V/(V+Ni)比值、U/Th值、V/Cr比值与Ni/Co比值指示沙溪庙组沉积期整体为间歇暴露的浅水氧化环境,局部为弱氧化或还原环境;C值、CIA值和Rb/Sr比值等指标显示,沙溪庙组沉积期古气候总体为温暖湿润的气候环境,但期间发生波动性干旱,在温暖湿润和半干旱—半湿润之间频繁波动。多元地球化学参数为川中地区中侏罗统沙溪庙组沉积期的古气候演化和区域性古气候对比提供了新的证据。

煤系岩石电性特征与含水饱和度定量关系实验——以山西宁武榆树坡为例

煤层含水量定量预测对于解决矿井水灾害问题、提升煤矿防治水技术水平、降低煤矿防治水经济成本投入以及提高煤矿安全与经济效益具有重要意义。为实现煤层含水量定量预测,本文选用山西宁武榆树坡5煤顶板石炭系上统太原组富水区岩石,测量其物性及电阻率参数;基于测量结果,分析确定Archie参数,建立岩石物理量板,确定电性参数与含水饱和度、储层压力、岩性以及孔隙的定量关系。研究表明:1)煤层顶板岩石具有低孔低渗特征。2)储层有效压力对煤层顶板岩石电阻率具有影响,有效压力增加导致低频段(10 Hz)电阻率降低,但对高频段(100 kHz)电阻率几乎无影响。3)含水饱和度对煤层顶板岩石电阻率影响显著,含水饱和度增加导致低频段电阻率降低,但对高频段电阻率影响微弱;低含水饱和度对电阻率频散影响更明显,高含水饱和度对电阻率频散影响相对微弱,全饱和状态下无电阻率频散影响。4)煤层顶板岩性以砂岩为主,同时存在泥岩、灰岩等,岩性差异对干燥和饱和水样品均有显著影响,不同岩性之间的电阻率差异可达两个量级。5)胶结指数、饱和度指数以及岩性系数均随深度变化,但变化率相对平缓,以其平均值构建的岩石物理量板对含水饱和度能够进行有效预测。

四川盆地简阳地区二叠系火山碎屑岩储层特征与成岩演化

火山碎屑岩油气藏作为重要的非常规油气藏,对油气增储上产具有重要的意义。通过岩心观察,综合薄片鉴定、QEMSCAN扫描、X射线衍射、物性分析、包裹体测温及碳氧同位素分析等资料,系统分析了四川盆地简阳地区二叠系火山碎屑岩储层特征及其成岩演化过程。研究结果表明:(1)简阳地区二叠系火山碎屑岩储层岩石类型主要包括火山角砾熔岩、凝灰熔岩和熔结火山角砾岩,整体物性都较好,孔隙度为0.78%~32.00%,平均为16.67%,渗透率为0.001~2.680 mD,平均为0.125 mD,属于高孔低渗储层,储集空间以次生孔隙和裂缝为主,包括脱玻化孔、基质溶蚀孔及溶蚀缝等类型。(2)研究区发育多种成岩作用,主要有熔结、压实、脱玻化、胶结及溶蚀作用等。(3)研究区经历了同生成岩、表生成岩与埋藏成岩3个阶段,成岩演化受深部热液、大气淡水及有机酸流体的共同影响,一方面流体活动造成热液矿物或碳酸盐胶结物的沉淀对储层物性起破坏性作用;另一方面热液流体促进油气运移,酸性流体的溶蚀改造作用对储层孔隙发育起建设性作用。

多级构型界面下致密砂岩储层构造裂缝发育特征——以川西坳陷须家河组二段为例

裂缝对四川盆地川西坳陷须家河组二段致密砂岩储层天然气的高产稳产至关重要,不同沉积环境下形成的砂体构型界面控制了储层裂缝的发育。通过野外露头勘测、岩心观测、测井识别和岩相精细刻画等方法,提出了川西坳陷须二段砂体构型界面划分方案,识别划分了研究区的2~4级砂体构型界面,厘清了不同级次构型界面约束下裂缝发育的特征及其油气地质意义。不同级次构型界面控制着储层裂缝的产状、开启程度、发育程度和储渗能力;2级、3级界面的有效控制范围分别为0~0.35 m和0~3 m,4级界面控制范围较大(0~11 m)。不同构型界面控制下裂缝发育特征存在差异,其中2级界面下裂缝欠发育,4级界面下裂缝一般发育,3级界面下裂缝最发育,主要为低角度斜缝;裂缝走向主要为NNE—SSW、SEE—NWW和SSE—NNW,开度较大(>0.04 mm)和倾角较大的裂缝较多。多级界面控制下裂缝发育段的岩心孔渗呈明显的正相关,3级界面下裂缝对储层物性的改善作用最强,对油气贡献度最高;4级界面次之,2级界面最弱。明确不同级次构型界面对裂缝发育的控制作用,有利于研究区致密砂岩储层气藏的有效开发。

吉尔伯特型三角洲沉积过程与沉积模式

在国内外文献调研的基础上,系统总结了吉尔伯特型三角洲概念、沉积物特征、沉积过程及模式。吉尔伯特型三角洲特指顶积层、前积层、底积层三层结构显著、重力流沉积过程主导前缘沉积的三角洲沉积。吉尔伯特型三角洲以兼具牵引流沉积与重力流沉积为典型特征,三角洲平原对应顶积层,以辫状河道沉积垂向叠置为主要特征,波浪改造作用发育;三角洲前缘斜坡以碎屑流沉积和浊流沉积为主,超临界浊流沉积构造发育,典型的沉积构造包括侵蚀凹槽、旋回坎、后积层理和广泛发育的分层构造;前三角洲对应底积层,以低密度浊流沉积为主,滑塌变形构造与碎屑滚落沉积发育,局部可见风暴改造沉积。吉尔伯特型三角洲前积层的形成过程是沉积物垮塌再搬运形成的重力流与洪水作用形成的异重流综合作用的结果,其形成过程受沉积物粒度和泥质杂基含量等内部因素与基准面升降、气候变化和构造活动等外部因素综合控制。异重流触发下超临界浊流发育的吉尔伯特型三角洲前积层形成过程研究和沉积过程与沉积构型要素综合的沉积模式研究,是吉尔伯特型三角洲沉积未来研究的攻关方向。

陆相湖盆深水浊流与泥质碎屑流间过渡流沉积与沉积学意义

深水浊流与泥质碎屑流间过渡流沉积,对深刻理解细粒沉积物沉积过程及非常规油气勘探意义重大。陆相湖盆发育湍动增强过渡流、下部过渡塞流、上部过渡塞流三种过渡流体类型。湖盆湍动增强过渡流沉积以向上粒度变粗砂质沉积为主,大尺度沙纹层理发育;下部过渡塞流沉积以上下等厚沉积单元为特征,中间多发育薄层状砂质与泥质明暗相间条带;上部过渡塞流沉积整体以泥质沉积为主,下部发育的反序薄层砂质沉积中可发育低幅波纹层理。湖盆过渡流体沉积包含侧向搬运演化与垂向物质分异两种成因类型。前者紧邻相对粗粒砂质沉积,为低密度浊流在演化的晚期由于膨胀减速,演化为湍动增强过渡流或下部过渡塞流沉积,以下部砂质沉积单元厚度大于上部泥质沉积单元厚度为典型特征。后者主要发育于沉积最远端,多为泥质碎屑流搬运晚期底部剪切形成的上部过渡塞流沉积和发生内部碎屑颗粒重排的泥质碎屑流沉积,以下部砂质沉积单元厚度小于上部泥质沉积单元厚度为典型特征。细粒重力流形成的砂泥频繁互层沉积组构受外部因素和内部沉积分异作用综合控制,其沉积过程解释对沉积环境恢复意义重大;湖盆中重力流过渡流体沉积发育区域可能是有机质富集的有利部位,也是潜在的页岩油气甜点发育区。

近岸水下扇扇体沉积新认识与油气勘探再实践——以济阳坳陷陡坡带为例

在济阳坳陷砂砾岩体油气勘探中,砂体复杂分布和油水差异聚集等问题引发了对现有近岸水下扇沉积充填样式的思考、探索和补充。为完善断陷湖盆陡坡带砂砾岩体发育模式提供实验素材和地质实例,在系统梳理前人研究硕果的基础上,通过开展水槽沉积模拟实验、解析沉积充填过程,并结合油气勘探实践论证。可将断陷湖盆陡坡带近岸水下扇分为扇根、扇中、扇间和扇端4种沉积亚相,并包括9种沉积微相;较之以往,补充建立了扇中坡积朵叶体微相和扇间侧向迁移朵叶体微相,前者多超覆在早期扇主体斜坡之上,纵向呈独特的前积式反旋回并表现为“底凹上凸”的外部形态,后者则以发育正粒序中—细砂岩为主,沉积充填特征显著;二者均与半深湖—深湖泥岩、扇端和扇间泥岩紧密接触,利于形成岩性圈闭;济阳坳陷陡坡带以坡积朵叶体和侧向迁移朵叶为勘探目标的多口井接连获得高产、稳产工业油气流,在勘探实践中验证了近岸水下扇扇体沉积新认识,拓宽了断陷湖盆砂砾岩体的勘探新空间。科学发展的动力之一来源于理论与实验的矛盾,油气地质学更是着重表现出“问题由实践中来,认识到实践中去”的特点,基于水槽模拟实验的沉积充填模式探讨是促进沉积学繁荣发展的有效手段。

致密砂岩储层中黏土矿物发育特征及其生长机理研究进展

[目的]沉积岩中广泛发育的黏土矿物贯穿构造—沉积—成岩整个地质过程,记录了全盆地、多尺度的水—岩—烃相互作用信息。针对砂岩储层中黏土矿物的形成、生长和转化过程进行系统调研,不仅对健全成岩作用体系研究具有重要的学术探索意义,也从孔喉结构演变和物性响应角度为致密砂岩油气勘探、开发提供有力支撑。[方法]围绕这一主旨,详述了蒙脱石、高岭石、伊利石、绿泥石和混合晶层黏土矿物的基本特征、物质基础与生长环境,在归纳前人经典认识和最新进展的基础上梳理关键科学问题和前沿研究热点。[结果]黏土矿物与母岩性质、沉积微相之间空间耦合特征明显;黏土矿物内层包膜形成过程中可能存在机械渗滤和生物诱导两种机理,有待后续研究进一步明确;在成岩环境主导下,黏土矿物外层包膜的生长与其他流―岩作用的发生存在物质依赖和空间竞争关系,并反向影响介质条件。在含油气盆地中,黏土矿物通过改变孔喉结构和成岩进程对储层品质表现出绝对消极和相对积极的“双刃剑”作用;利用原位微区分析技术精准揭示多尺度的黏土矿物生长过程和控储作用,既满足油气勘探开发的现实需求,又推动了盆地流体—岩石相互作用的发展。[结论]技术创新驱动储层地质学认识不断深化,并在实际勘探工作中逐渐完善,为实现油气增储上产提供理论基础。

深水重力流沉积油气勘探中的几个基础沉积学问题与研究展望

深水重力流沉积物中多蕴含着丰富的油气资源,但现阶段对深水重力流沉积砂体分布及优质储集层分布规律认识还存在较多问题,制约了油气勘探与开发。超临界浊流与亚临界浊流之间的相互转化和浊流向泥质碎屑流的转化是形成重力流沉积物分布新认识的2个核心热点问题。深水重力流沉积存在水道—堤岸、水道—朵叶转换带和朵叶等多种沉积构型要素,对其沉积识别标志的精细解析是明确砂体分布的重要依据。深水超临界浊流向亚临界流转化过程中强烈的水力跳跃作用侵蚀基底沉积物是形成重力流水道的最新认识。构造活动、沉积物供给和海(湖)平面变化是控制重力流沉积砂体分布的盆外因素;沉积盆地水体密度、盆底地貌和地形坡度则是决定重力流沉积砂体分布的盆内因素。深水重力流沉积砂体埋藏成岩演化过程中的砂泥协同成岩作用对相对高孔隙度和渗透率的优质储集层发育起到重要控制作用。野外露头与现代观测并重的沉积过程研究、深水重力流沉积构型要素与内幕结构研究、深水重力流成因细粒沉积与页岩油气研究、深水重力流沉积砂体成岩作用研究有望成为下一步深水重力流沉积油气勘探沉积学研究的重点。

砂砾岩体跨频段地震岩石物理响应特征——以东营凹陷陡坡带为例

砂砾岩体不仅是重力流沉积的主要研究对象,在油气勘探和水文地质勘探领域同样占据重要地位。选用东营凹陷北部陡坡带典型砂砾岩样品,分析其物性,测量其超声频段弹性波速度,依据统计学理论计算指示因子,寻找岩性及流体敏感参数;基于超声频段弹性波速度反演裂隙密度和软孔隙特征,计算砂砾岩频散特征并与地震频段弹性参数测量结果对比,分析跨频段(地震频段和超声频段)岩石物理响应特征。结果表明:(1)依据敏感参数,砂砾岩与泥岩、砾岩差异明显,但砂砾岩与砂岩之间不易区分;对于流体,砂砾岩储层中气和水易区分,但油和水不易区分;(2)在原位储层压力下,相较于砂岩、砾岩、泥岩和灰岩,砂砾岩纵波速度频散范围更大,裂隙密度更大,相应的闭合压力范围也较大;(3)频散特征满足“喷射流”机制,其中微裂隙纵横比为一组分布,频散发生的频率范围及幅度可作为区分油和水的敏感参数。研究成果为区分砂砾岩储层中不同频段地震波响应特征及进一步识别流体类型提供了理论依据,有助于实现储层与非储层的地震精准预测。

南黄海盆地中部隆起上古生界沉积环境探讨

CSDP-2井是大陆架科学钻探计划(CSDP)在南黄海盆地中部隆起实施的第一口连续取芯井,完井深度2 843.18 m,平均取芯率高达97.7%。综合利用该井岩芯、测井、岩石薄片及古生物化石资料,准确识别出南黄海盆地中部隆起上古生界的岩石类型、沉积构造、岩性组合序列等特征,进而探讨研究区沉积环境及其垂向演化规律。研究结果显示:CSDP-2井所钻遇的二叠系、石炭系、泥盆系地层既包含碎屑岩也包含碳酸盐岩,发育了三角洲相、滨岸相、潮坪相、碳酸盐岩台地相、浅海陆棚相等多种沉积相类型;南黄海盆地晚古生代先后经历了两个完整的海侵—海退旋回,自下而上发育碎屑岩浅海—潮坪沉积体系、碳酸盐岩潮坪—潟湖—颗粒滩沉积体系和碎屑岩三角洲沉积体系,反映了研究区由海相向海陆过渡相逐渐演化的沉积充填过程。

大陆架科学钻探CSDP-2井揭示的南黄海中—古生界油气地质特征

0引言南黄海是我国大陆架的重要组成部分,是连接扬子块体和海区,以及破解朝鲜半岛和东亚大陆边缘演化的重要节点。南黄海中—古生代海相地层分布,是研究扬子块体向东延伸及岩相古地理的关键,也是目前油气勘探的重要领域。南黄海自北而南可划分为千里岩隆起、北部坳陷、中部隆起、南部坳陷及勿南沙隆起5个二级构造单元(图1)。

基于孔喉结构建立致密砂岩储层评价方案——以松南中央坳陷泉四段为例

致密砂岩储层评价方案是识别储层"甜点"的基础,也是致密油勘探的重点和难点,但目前国内对此尚无统一认识。为此,以松南中央坳陷区泉四段致密砂岩为例,综合常规压汞、恒速压汞、高压压汞等多种资料对致密储层微观孔喉结构进行了精细表征,并以此为基础建立了致密砂岩储层评价方案。结果表明:研究区致密砂岩孔喉小、物性差,储集空间以次生溶孔为主;储层渗透性主要由占小部分体积的最大孔喉半径所控制,喉道半径越大、大喉道所占比例越高,致密储层的渗透率(K)就越高、品质就越好。在此基础上,由孔喉结构的差异性出发,将松南中央坳陷区泉四段致密砂岩储层分类4类,其中,石油能够充注至Ⅰ—Ⅲ类致密储层,且Ⅰ类致密储层(K为(0.1~1.0)×10^(-3)μm^2)品质最高,可视为储层"甜点"。

北黄海盆地东部坳陷勘探突破对我国近海残留“黑色侏罗系”油气勘探的启示

最新的勘探和研究证实,北黄海盆地东部坳陷发育了中、上侏罗统2套有效烃源岩并以上侏罗统为主力烃源岩层,在其供烃范围内形成了上侏罗统—下白垩统"下生上储式"和中—上侏罗统"自生自储式"2类成藏组合,取得了我国东部海域以侏罗系为唯一源岩的含油气盆地勘探突破。为进一步探索我国近海盆地残留"黑色侏罗系"的资源潜力和勘探前景,本文采用地震-地质综合解释、烃源岩地球化学分析、盆地模拟等方法,综合分析了我国近海主要盆地残留"黑色侏罗系"的分布和地球化学特征。结果表明,我国近海残留侏罗系暗色泥岩烃源岩非均质性较强,多属"中等"级别,局部发育"中等—好"、"中等—差"级别烃源岩,侏罗系烃源岩大多存在早(J_3—K_1)、晚(E_2末—N_1)2期生、排烃高峰,生烃总量达1.4×10^(11 )t,资源前景乐观,预测可形成侏罗系"自生自储式"和侏罗系—白垩系(或新生界)"下生上储式"2类源储组合。

南黄海有关地层与构造的研究进展及问题讨论

南黄海为一叠置于下扬子地块变质基底之上的中、古生代海相与中、新生代陆相多旋回叠合盆地,经历了长期的构造演化及多期次构造改造。有关南黄海多期次盆地地层格架及分布特征、构造变形及动力机制、盆地性质及成因机制等问题,仍存在诸多争论。本文在总结前人研究的基础上,利用近几年最新获得的地质、地球物理数据,对南黄海有关地层与构造相关的主要问题进行了探讨。地球物理及综合研究表明:南黄海北部燕山晚期以来陆相断陷盆地之下并不存在印支—早燕山期的前陆盆地;朝鲜半岛西缘断裂带是存在的,扬子地块与华北地块汇聚碰撞过程中存在壳内多层次的互相楔入构造;南黄海海相中、古生界广泛分布,往东抬升剥蚀,可能主要残留下古生界,中部隆起残留有完整的下三叠统—震旦系。

由下扬子区海陆对比分析南黄海盆地下志留统烃源岩特征及其主控因素

针对南黄海盆地海相油气勘探的重大需求,在收集、整理下扬子苏、浙、皖地区地质和地化资料的基础上,依托科学钻探CSDP-2井岩心,系统对比了南黄海盆地与下扬子陆区早志留世古地理背景和沉积充填特征,进而利用一系列地化测试数据总结了南黄海盆地下志留统烃源岩特征并探讨其主控因素。研究结果表明:南黄海盆地大陆架科学钻探CSDP-2井目前已钻遇了坟头组和高家边组上部两套丰度很低的厚层、暗色(粉砂质)泥岩,其有机质类型主要为Ⅱ2型,热演化程度已整体进入过成熟阶段;受控于全球海侵事件和扬子板块构造活动的发展阶段,早志留世初期深水陆棚环境逐渐向后期的浅水陆棚环境演变,加之早期较高的初级生产力和良好的保存条件,使得下扬子区高家边组下部烃源岩的品质明显高于上部,并以底部黑色笔石页岩段有机质丰度最高。因此,南黄海盆地高家边组底部理应存在一套优质烃源岩层,可作为下一步页岩气勘探的重点层位。

我国近海非常规油气资源勘探态势及其地质有利性

0引言我国的非常规油气资源潜力巨大,全国油气资源动态评价最新结果表明,以致密气、页岩气和煤层气为代表的非常规天然气地质资源量是全国天然气总地质资源量的近2倍。预计至2030年,我国致密油和致密气年产量可分别占油气年产量的约8%和40%;页岩气和煤层气年产量分别占天然气年产量的约20%和6%。非常规油气将成为我国油气产能接替的重要生力军。

东海陆架盆地南部中生界沉积模式

在沉积相综合分析基础之上,通过地震相分析的手段明确了东海陆架盆地南部中生界的沉积特征;结合古地理背景分析,建立了该区侏罗纪和白垩纪的沉积模式。侏罗纪时雁荡低凸起和瓯江凹陷均未形成,闽江凹陷和基隆凹陷连为一体,物源来自浙闽隆起区,发育滨浅海沉积体系,火山作用较为强烈。白垩纪晚期—古新世,随着太平洋板块俯冲角度的加大,浙闽隆起区发生裂陷,雁荡低凸起形成。西部的瓯江凹陷沉积了一套陆相的冲积扇-河流-三角洲-湖泊沉积体系;由于此间台北低凸起尚未起到分割作用,东部的闽江凹陷与基隆凹陷仍然连为一体,物源来自浙闽隆起带和台北水下火山岩带,发育滨浅海沉积体系,火山作用影响强烈。

大陆架科学钻探CSDP-2井揭示的南黄海中—古生代构造演化框架

0引言'大陆架科学钻探'计划,是一个聚焦中国大陆架以及东亚大陆边缘的形成演化,以中国大陆架的地层、构造、环境和资源等科学问题作为具体目标,以获取连续的大陆架海底岩心为手段,进行多学科多目标综合研究的科学计划。CSDP-2井选址在工作程度较高且科学问题比较聚焦的南黄海,是大陆架科学钻探的第二口科学探井。