Organic geochemistry and petrology of source rocks from the Banqiao Sag, Bohai Bay Basin, China: Implications for petroleum exploration

The organic geochemistry and petrology of source rocks determine the hydrocarbon generation potential of the Banqiao Sag. In this study, organic geochemistry and petrology were used to determine the abundance of organic matter(OM), OM type, OM maturity, and sedimentary environments of the source rocks, collected from Cenozoic Shahejie Formation, Banqiao Sag, Bohai Bay Basin, China. Vitrinite and liptinite are the main maceral composition of the source rocks, and range from 18% to 81% and from 2% to82% on a mineral matter free(MMF) basis, respectively. The values of vitrinite reflectance(Ro)(0.36%-1.20%) and the Tmaxvalues(397-486.C) show that the thermal maturity range from low mature to peak-maturity. The abundance of OM varies between 0.22% and 4.37%, suggesting that the source rocks of the Shahejie(Es) Formation are mainly fair to good source rocks. The Rock-Eval pyrolysis results show that the source rocks have good petroleum generation potential. The amount of free hydrocarbons(S_1)and hydrocarbons generated from pyrolysis(S_(2)) range within 0.01-3.70 mg/g, and 0.04-29.17 mg/g. The hydrogen index(HI) varies between 18.18 and 741.13 mg HC/g TOC, with most of the samples appearing to be mainly Type II kerogen, and thereby exhibiting the ability to generate both oil and gas. The ratios of Pr/Ph, the cross plot of Pr/nC_(17)-Ph/nC_(18), the cross plot of C_(29)/C_(27)-Pr/Ph, and ternary of dibenzothiophene, dibenzofuran, and fluorene, indicate that the Shahejie Formation deposited in suboxic and weak reducing environments. The main biological source is from advanced plants. The maceral composition and rock pyrolysis data indicate the kerogen type is a humic type or mixed sapropelic-humic type. The source rocks of the Shahejie(Es) Formation occur in the oil window, and the abundant organic richness,humic kerogen demonstrate that these rocks are effective oil and gas source rocks. The mudstone rocks in the Shahejie Formation are the main source of oil and gas and represent the main exploration target for the Banqiao Sag. This study enhances the great prospect of oil and gas production in the Banqiao Sag.

渤海湾盆地板桥凹陷构造演化特征及油气地质意义

板桥凹陷位于渤海湾盆地东部,断裂发育特征较为复杂。基于地震解释资料,根据断裂活动特征及构造演化史恢复,明确板桥凹陷主干断裂几何学特征及活动过程,分析断层形成演化模式;根据砂箱物理模拟实验结果,验证先存主干边界断层几何形态对后期构造变形特征的控制作用。结果表明:板桥凹陷构造演化遵循“断陷—断坳—坳陷”的演化序列;新生代,区域伸展方向逐渐由NW—SE向过渡为SN向,新生界断裂优势走向从NE向逐渐转变为近EW向。板桥凹陷于沙河街组三段—二段、沙河街组一段—东营组、馆陶组—明化镇组沉积时期发生3期断裂活动,分别对应裂陷Ⅰ幕、裂陷Ⅱ幕和后裂陷期。板桥凹陷伸展变形过程符合铲式断层主控下的多期次构造演化模式,上盘地层在多期演化后可划分为地层旋转区、裂陷区和斜坡区。该结果对研究区下一步油气勘探开发具有指导意义。

断裂输导-封闭转换部位预测方法及其在渤海湾盆地歧口凹陷的应用

为了研究含油气盆地输导断裂附近的油气分布规律,在断裂输导-封闭转换机制及部位分布研究的基础上,通过活动期断裂有利与不利输导部位和确定停止活动后断裂封闭与不封闭部位,建立了一套预测断裂输导-封闭转换部位分布的方法,应用其对渤海湾盆地歧口凹陷板桥断裂在沙一下亚段内输导-封闭转换部位进行预测。结果表明:板桥断裂输导-封闭转换有3种部位,有利输导-封闭转换部位分布在其西部和东部绝大部分部位,有利于下伏沙三段源岩生成的油气在沙一下亚段内运聚成藏;不利输导-封闭转换部位仅分布在其东部端部,不利于下伏沙三段源岩生成的油气在沙一下亚段内运聚成藏;不利输导-不封闭转换部位仅分布在其中部局部,更不利于下伏沙三段源岩生成的油气在沙一下亚段内运聚成藏,预测结果与板桥断裂附近沙一下亚段内目前已发现的油气分布一致。研究成果可准确预测断裂输导-封闭转换部位,可为含油气盆地油气勘探提供理论支持。

厚层湖泊滩坝砂体成因机制探讨及地质意义——以黄骅坳陷板桥凹陷沙河街组二段为例

滩坝储层是近年来油气勘探、开发的重点目标之一。板桥凹陷沙二段发育典型的厚层湖泊滩坝砂体,单砂体平均厚10余米,垂向上通常累积成厚数十米、内部夹层发育的复合滩坝砂体。根据研究区滩坝砂体的沉积特征、平面形态和发育位置,将滩坝砂体细分为坝中心、坝侧翼、坝间、近岸滩、远岸滩5种微相类型。在古构造、沉积环境等综合研究的基础上,指出该区厚层滩坝砂体是物源、水动力和同生断层在时间和空间上有机结合、共同控制的结果。来自南部的辫状河三角洲砂体作为主力物源为板桥凹陷滩坝沉积提供了物质基础。凹陷缓坡带具有大面积的水动力作用区,控制着滩坝的规模和分布,波浪能量的变化影响着滩坝砂体的相分异。同生断层是板桥凹陷发育厚层滩坝砂体的主导因素。一方面,同生断层控制物源的分配,在断层下降盘具有充足的砂体供应,同时,断面的陡坎部位形成持续的水动力高能环境,并长期接受波浪作用,逐渐形成厚度较大的滩坝砂体;另一方面,同生断层的活动性增加了下降盘基准面上升的概率,为滩坝沉积提供了时间条件,滩坝砂体不再因短期基准面的频繁变化而层层错叠,而是在纵向上连续厚层堆积。断层下降盘是厚层滩坝砂体的有利发育部位,并极易形成构造-岩性圈闭,有利于油气聚集、成藏。

板桥凹陷构造坡折带对层序和沉积体系的控制

板桥凹陷是大港油田的主要油气勘探和开发区之一。对板桥凹陷古近系层序构成样式和沉积充填的综合研究表明,在盆地幕式断陷活动和同沉积断裂差异断陷活动等构造作用下,形成了断坡带、构造调节带和断阶带3种构造坡折样式,它们制约了沉积物的分散过程和砂体堆积,对板桥凹陷层序样式和沉积体系形成分布起到重要的控制作用,构成了不同的层序构成和沉积充填模式。其中,构造调节带和断阶带控制了研究区主要砂体的展布,特别是低位三角洲或盆底扇砂体的发育和分布,有利于形成砂岩透镜体、岩性上倾尖灭、地层超覆及构造—岩性圈闭等多种圈闭类型,是寻找砂岩油气藏的有利区带。

板桥凹陷断裂陡坡带沙一段层序样式和沉积体系特征及其成藏模式研究

板桥凹陷为一单断式箕状断陷,在凹陷的西北侧断裂陡坡带发育,本文以该区断裂陡坡带沙河街组一段为研究对象,对其层序样式和沉积体系特征进行了深入研究。研究发现:在断裂陡坡带以下高位扇三角洲前缘没有低位扇三角洲前缘发育的规模大,且低位时期下切谷和河流沉积较发育;陡坡带控制着砂体空间展布特征,砂体顺着断裂带分布,与断裂带的走向平行;断裂陡坡带还控制着优质烃源岩的发育部位,砂体、优质烃源岩和控盆断层组合,形成了多种油藏样式。本文总结了该区断裂陡坡带层序样式和沉积体系特征,建立了相应的油藏模式。

深层异常温压条件下碎屑岩成岩作用特征初探——以板桥凹陷下第三系深层碎屑岩地层为例

依据《碎屑岩成岩阶段划分规范》 ,黄骅坳陷板桥凹陷根据古地温、孢粉颜色、TAI、Ro、泥岩中黏土矿物演化等各项指标所划分的成岩阶段之间存在着明显的不吻合现象。分析认为 ,这是由于板桥凹陷普遍存在异常高压 ,而压力对有机质热演化和无机物质反应具有明显的抑制作用 ,延缓了有机质成熟 ,温度虽然较高 ,但成岩演化阶段出现相对滞后的现象。为此 ,根据自生矿物组合、黏土矿物演化及有机质热演化等 ,重新建立了异常温压背景下碎屑岩储集层成岩阶段划分方案。图 4参 2表

异常压力对有机质的抑制作用及其石油地质意义

板桥凹陷异常压力发育,在板深35井中发现有机质的演化明显的受到了超压的抑制作用,具有和活化能、热导率、水动力等因素造成的热演化异常明显不同的特征。综合地质、地球化学分析表明,异常孔隙流体压力对有机质热演化的抑制作用是有条件的,在超压早期发育、高原始有机质丰度和高有机质热演化产物滞留的情况下超压对有机质的演化具有明显的抑制作用,超压对有机质演化的抑制作用在深层勘探方面具有重要的意义。

黄骅坳陷板桥地区湖相滩坝砂体内部隔(夹)层成因机制与分布样式

黄骅坳陷板桥地区古近系沙河街组沙二段具有典型的湖泊滩坝沉积特点，其砂体内部主要发育泥质、钙质和致密粉砂质3种类型的隔夹层。利用构型分析法，将滩坝砂体分为复合坝、单一坝和坝内增生体3个构型要素，将内部隔（夹）层分为单一坝间隔层和单一坝内夹层2个级别。单一坝间隔层具有3种成因机制：（1）基准面波动造成单一坝叠置区分布的细粒沉积；（2）风暴作用形成的滞留泥砾沉积；（3）坝后水动力低能区域形成的泥质沉积。单一坝内夹层则是波浪能量衰减形成的细粒沉积，岩性以粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主。通过分析夹层的井上识别特征，结合青海湖、岱海现代沉积的原型地质模式，对单一坝进行内部构型解剖。结果表明，夹层厚度为0.1～1m，靠近岸线近水平分布，向湖中心方向以低角度倾斜，倾角为2°～5°。不同级次与成因的隔（夹）层在滩坝砂体中都有特定的发育部位，其分布规律和空间配置关系不仅可以反映不同隔（夹）层的沉积时间顺序，还可以依此来推测滩坝的沉积规模与展布形态。隔（夹）层会导致含油气性的差异，认识隔（夹）层分布规律是提高滩坝储集层油气采收率的关键。

板桥凹陷沙三段沉积体系与物源分析

板桥凹陷位于黄骅坳陷中北部 ,老第三系沙河街组沙三段是主要生储油岩系。根据沉积环境、沉积特征及重矿物组合分布 ,板桥凹陷沙三段沉积期在湖盆的陡岸发育扇三角洲—深水浊积扇—深湖沉积体系以及近岸水下扇—深湖沉积体系 ,不同的物源区通过边界断层的运动控制着沉积体系的发育。在盆地的裂陷兴盛期 ,北部燕山褶皱带物源经过北塘凹陷和海河断层 ,于长芦一带形成扇三角洲 ,并进一步向板桥凹陷中央推进 ,形成板桥深水浊积扇沉积体 ;西北部的沧县隆起物源则沿着不同的入口 ,在沧东大断裂下降盘形成近岸水下扇和扇三角洲 ,它们也可进一步向凹陷深处推进而形成深水浊积体。应用沉积体系分布与油气聚集的规律 ,处于沉积体系的中间相带的扇三角洲和深水浊积扇 ,具有良好的油气生储盖组合 ,是断陷湖盆中有利的勘探目标。

板桥凹陷同沉积断层主控的滩坝砂体沉积机制与分布样式

根据测井、地震、岩心等资料,以板桥凹陷沙二段为例,对不同区块滩坝砂体的沉积特征进行对比,在此基础上对滩坝的形成机制和分布规律进行研究。结果表明:板桥凹陷沙二段滩坝储层中单砂体平均厚度大于10 m,累积厚度可接近100 m,除了熟知的粉、细砂岩外,还有许多砾质组分;同沉积断层的活动造成凹陷内部不同断块的滩坝砂体在岩性、岩矿、粒度和沉积构造等方面都具有明显的差异性,从根本上控制了滩坝砂体的沉积机制和分布规律;以同沉积断层为主控因素的滩坝沉积存在两种分布模式,即断层下降盘原地式连续型滩坝沉积和断层上升盘错叠式间歇型滩坝沉积;前者单砂体厚度大,内部夹层发育,以正旋回沉积为主,平面上'依附'同沉积断层下降盘分布;后者更多反映出反旋回相序特征,纵向上相互错叠,平面上呈'条带状'平行湖盆边缘展布。

板桥凹陷带油环凝析气藏类型和成藏条件分析

根据板桥凹陷勘探实际和该凹陷天然气的成因、演化、生储组合和烃类相态特征,将该凹陷天然气藏划分为3种类型(自生自储型带油环凝析气藏,下生上储型带油环凝析气藏,新生古储型带油环凝析气藏)。总结了带油环凝析气藏的成藏条件,认为:气源丰富是板桥凹陷带油环凝析气藏形成的物质基础;特殊的地质背景决定了带油环凝析气的“赋存”状态;次生孔隙发育为带油环凝析气聚集提供了有效储集空间;高压是带油环凝析气运移和聚集的动力;大型构造背景为带油环凝析气的聚集提供了场所。

渤海湾盆地黄骅坳陷板桥凹陷深层低渗透(致密)砂岩气藏充注特征及成藏过程

渤海湾盆地深层发育大量的低渗透(致密)砂岩气藏,但是有关深层低渗透(致密)砂岩气藏的充注特征和成藏过程缺乏系统的研究。文章以板桥凹陷为例,综合利用测井、岩心、地震和分析化验等资料,从油气的来源入手,分析天然气的充注通道、动力和阻力的关系,探讨充注方式,同时结合流体包裹体的系统测试分析,探讨了板桥凹陷深层低渗透(致密)砂岩气充注特征及成藏过程。研究结果表明,板桥凹陷深层天然气主要为凝析油伴生气和煤型气的混合气,来自于成熟-高成熟演化阶段的沙三段烃源岩。依据烃源岩和储层的空间配置关系,深层天然气的源储结构主要为源储一体型、源储相邻型和源储分离型3种类型。深部砂层中的孔隙和裂隙以及断裂均可以构成深层天然气充注的通道,天然气的充注动力比较大,其中源储一体型在7.80~7.95 MPa,源储相邻型和源储分离型在4.80~9.55 MPa。断裂带的排替压力分布在3.14~7.05 MPa,砂层排替压力分布在0.01~0.29 MPa,充注动力均大于断层的排替压力和砂层的排替压力。源储一体型中的深层天然气第一种充注方式为由烃源岩直接向砂层充注,第二种充注方式为首先通过断层垂向运移,然后再向相连的砂层侧向充注成藏,但以第一种充注方式为主,而源储相邻型和源储分离型的深层天然气主要为第二种充注方式。结合流体包裹体和埋藏史分析,研究区存在沙一上至东营组早期和明化镇组中后期至现今两次主要的油气充注过程。板桥凹陷深层天然气藏具有"两期油气充注,早油晚气,晚期为主"的多阶段、动态成藏过程,从而总体上呈现出"上油下气,断层带富集"的分布规律。

大港油田板桥凹陷构造变换带与油气富集

在伸展断陷盆地中,构造变换带对油气具有重要的控制作用,其附近往往是油气富集的有利部位。伸展断裂沿走向上发生伸展量呈消长关系变化的部位通常是构造变换带发育的部位。由于地层的沉降幅度在构造变换带附近具有减小的趋势,沿构造变换带走向上地层沉降幅度的差异造成了大港油田板桥凹陷"凸、凹相间"的构造古地理格局。构造变换带附近往往发育断鼻等正向构造,因此,构造变换带也常常是油气富集的有利部位。研究发现,板桥凹陷构造变换带较为发育,且其附近断鼻构造圈闭发育,并处于生烃洼陷之中,因此,构造变换带成为板桥凹陷油气较为富集的有利部位。

板桥断裂构造带油气成藏组合特征

板桥断裂构造带位于板桥凹陷的东侧,受板桥凹陷和大张坨断层控制。该带富集的天然气除来源于自身烃源岩外,主要来源于板桥凹陷。板桥凹陷气源丰富(有机质丰度高,母质类型好,具有较完整的烃源岩演化序列)、圈闭形成时间早(为天然气早日成藏提供了场所)、油气充注时间晚(前后有4个油气充注期)、盖层封盖能力强(最好的烃源岩同时又是区域盖层)。将板桥凹陷油气藏分为3套成藏组合:①沙一段中部自生自储型咸藏组合;②沙三段生气、沙二段和沙一段下部储气的下生上储型成藏组合;③沙三段自生自储型成藏组合。

烃源岩中支链烷烃化合物的检出及意义

以板桥地区烃源岩为例，对烃源岩中的支链烷烃化合物进行了详细的研究。烃源岩中的支链烷烃主要包括异构、反异构、单甲基中间交链烷烃和类异戊二烯烷烃。在板桥地区烃源岩中，共检测到各类支链烷烃６１种，对它们的结构进行了鉴定；对其分布特征及生源意义作了初步探讨，推测这类化合物大多反映烃源岩中细菌微生物生源输入的贡献。

歧口凹陷板桥斜坡滨Ⅰ油组有利储集相带分析

通过测录井、岩心、粒度分析等资料,综合研究了歧口凹陷板桥斜坡滨Ⅰ油组主要沉积相类型、富集高产相带及其展布规律。研究表明,歧口凹陷板桥斜坡滨Ⅰ油组以发育扇三角洲前缘为主,局部见远岸水下扇重力流沉积,可识别出水下分支河道(包括主水下分支河道、水下分支河道2种二级微相)、河口坝、席状砂、前缘远端滑塌浊积体等沉积微相。统计分析表明,不同沉积微相储集物性差异明显,对含油气性及油气产量具有明显的控制作用,其中,主水下分支河道砂岩单层厚度大、粒度粗、分选好、泥质含量低,储集物性好,含油气性好,油气产量高,是最有利的储集相带;水下分支河道、河口坝次之,席状砂、浊积体相对较差。该研究为油气勘探部署及井位优选提供了依据。

板桥和歧北凹陷沙河街组深层碎屑岩储层物性特征及其影响因素

对黄骅坳陷板桥和歧北凹陷深层沙河街组碎屑岩储层储集物性分布特征及其影响因素分析表明 ,深层碎屑岩储层物性在横向上受砂体微相控制 ,在纵向上受次生孔隙发育带控制 ,并具有强烈的非均质性。在板桥和歧北凹陷中 ,沙二、沙三段深层碎屑岩的有利储集相带与有利沉积相带及碎屑组分的溶解作用带具有明显的一致性。深部异常高压带、烃类的早期侵入和有利的储层埋藏史对于深层碎屑岩储层具备良好的储集空间及含油气性创造了条件。

断层垂向封闭的断-储排替压力差法及其应用

为了更准确地研究油气纵向分布规律,在前人断层垂向封闭的断储排替压力差法的基础上,考虑了排替压力方向对断层垂向封闭性的影响,建立了一套新的断层垂向封闭的断储排替压力差法,选取歧口凹陷板桥断裂为例,利用该方法对其在沙河街组一段（沙一段）中部泥岩盖层内的垂向封闭性进行了定量评价,结果表明：歧口凹陷板桥断裂在13条测线处沙一段中部盖层内垂向上均是封闭的,可封闭住的最大油气柱高度为2.3～67.1 m,低于以往方法的评价结果,但与目前勘探确定的油气柱高度吻合关系更好,表明该方法用于断层垂向封闭性定量评价是可行的.

板桥凹陷隐蔽油气藏类型及特征研究

板桥凹陷内断陷结构发育完善,具有凹深、坡广、断裂多、不整合面多的地质结构,并且发育了多种类型的砂体。在对各类型砂体与构造地质相匹配关系的研究中,发现多种隐蔽油气藏类型,对该地区隐蔽油气藏归纳为3类6种:砂体尖灭油气藏、孤立砂体油气藏、断层岩性油气藏、斜坡带地层超覆油气藏、古地貌油气藏、复合型油气藏,并对各类隐蔽油气藏的特征进行了研究。