苏北盆地黄桥地区盐城组氦气成藏地质条件及富集规律

苏北盆地黄桥地区新近系盐城组天然气中He含量介于1.05%~1.40%,普遍高于工业品位,为壳—幔复合型氦气资源。目前,对于这种来源的氦气富集主控因素以及勘探目标评价的研究较为薄弱,为此,系统剖析了黄桥地区典型富氦气藏氦气成因、来源及圈闭特征,重点分析了幔源断裂对富氦气藏输导作用、盐城组圈闭条件的影响,提出了黄桥地区盐城组富氦气藏富集模式。结果表明:(1)黄桥地区南新街深大断裂在盐城组沉积时期持续活动,导致幔源物质上涌,伴随着火山活动及CO_(2)、N_(2)以及氦气沿断裂运移至浅层;(2)黄桥地区盐城组埋深为370~400 m,盐城组底部砂岩厚度约为40 m,上覆10~40 m泥岩,储盖组合有利,富氦气层由东往西尖灭;(3)黄桥地区盐城组整体为单斜构造,盐城组底部界面与下伏地层呈角度不整合,通过地震标定及解释,刻画出了富氦气层岩性—地层复合圈闭面积。黄桥地区盐城组富氦气藏具有断裂沟通地幔输导、砂岩储集、泥岩作为盖层、岩性—地层复合圈闭富集等特征,该认识对黄桥地区氦气有利目标评价具有重要意义。

苏北盆地黄桥CO_2气田成因特征及成藏机制

苏北盆地黄桥CO2气田具有深部气田与浅部气田、海相气田与陆相气田匹配组合互成一体、多个气藏组合分布的特点,其CO2主要以深部幔源成因为主,浅层混有部分热变质成因和少量有机成因CO2,氦气和氮气主要为幔源成因,而且,黄桥地区CO2气藏的发育与深大断裂和岩浆火山活动具有很好的时空配置关系,形成了独特的"黄桥式"CO2气成藏模式,并具备良好的储盖圈保条件。但黄桥CO2气田气源与常规的烃类气藏不同,故应重视对拉张环境下火山发育区、地幔柱、深源地震区等地幔流体上升通道的勘查,尤其是要重视对盆地外剪切带、含地幔岩包体的火山口等按传统有机成气理论判断不会出现烃类气藏地区的研究。

江苏黄桥地区龙潭组沉积相与有利储层预测

由于印支不整合褶皱抬升,下扬子局部地区龙潭组被剥蚀,钻井揭示残余的龙潭组砂岩横向变化明显。岩心、测井和三维地震解释等综合分析表明,江苏黄桥地区龙潭组为向上变粗的三角洲前缘沉积序列,砂岩主要为三角洲前缘席状砂和分流河道沉积。测井约束波阻抗反演和孔隙度反演结果表明,较高波阻抗的砂岩平面上呈3个三角洲前缘朵状体展布。龙潭组砂岩平均孔隙度在4%～10%之间,平均孔隙度随现今埋深变浅而增大。

苏北盆地黄桥地区富CO2流体对油气储-盖系统的改造作用

查明富CO2流体对储-盖系统的改造作用,对于研究CO2活动与油气成藏效应、CO2储存和CO2驱油提高采收率有着重要意义。选取下扬子苏北盆地黄桥地区和句容地区的二叠系龙潭组储层和大隆组盖层组合,分别作为有无CO2流体活动的对比研究对象。通过薄片观察统计、矿物成分和碳同位素分析,查明了两个地区储层的异同点。黄桥地区储层的自生矿物以石英次生加大边和高岭石充填为主,发育少量片钠铝石,句容地区不发育片钠铝石,且次生石英含量不高;黄桥地区储层孔隙度明显高于句容地区,薄片下观察到大量长石溶蚀孔隙,偶见长石溶蚀孔内生长片钠铝石雏晶,是CO2与长石发生水岩相互作用的直接证据;黄桥地区和句容地区盖层均为黑色块状泥岩,黄桥地区盖层发育微裂隙,但裂隙均已再充填方解石脉,碳同位素数据表明方解石脉为富CO2流体活动结果,在句容地区泥岩盖层中未见大量裂隙和矿物脉。综合研究分析表明,富CO2流体充注引起储层砂岩中长石大量溶蚀,增加了孔隙空间,片钠铝石、次生石英和高岭石自生矿物组合序列沉淀,同时富CO2流体的连续活动导致泥岩盖层发生方解石沉淀,充填盖层裂缝,有利于提高盖层的封盖能力。

下扬子区黄桥、句容地区油—源对比研究

对下扬子区黄桥、句容地区烃源岩氯仿沥青"A"及原油族组成、全油及其族组分碳同位素、原油甾萜烷生标特征分析表明,研究区原油来源存在一定的差异,黄桥地区龙潭组致密砂岩中原油主要源自上二叠统龙潭组和中二叠统孤峰组有机质类型属混合型的泥质烃源岩;句容地区龙潭组、青龙组、葛村组产层中原油组成特征相似,除源自青龙组、龙潭组、孤峰组烃源岩外,大隆组、栖霞组烃源岩的贡献大于黄桥地区。龙潭组煤及有机质类型属腐殖型的泥质烃源岩对成藏基本没贡献。

黄桥地区烃源岩有机质的化学动力学研究

通过对黄桥地区烃源岩进行封闭热模拟实验，获得了不同成熟度的系列样品，对实验的液态产物进行地球化学特征分析，并将未抽提与抽提的样品进行开放热模拟实验，探讨其二次生烃的动力学特征。随着热模拟温度的提高，烃源岩二次生烃活化能的分布逐渐后移，活化能整体增大。未抽提样品中残留有初次生烃的产物，其二次生烃起始温度低于抽提样品。由于未抽提样品中的残留烃在加热过程中进行了二次裂解，未抽提样品的活化能在36～50kcal/moL之间存在一个独立的小峰，而抽提的样品基本没有。溪1井二叠系大隆组烃源岩的生烃史模拟，表明其二次生烃的潜力较大。

下扬子黄桥地区二叠系龙潭组储层特征及成岩演化模式

借助大量岩石薄片和铸体薄片鉴定以及扫描电镜观察等手段,对黄桥地区二叠系龙潭组进行储层特征分析,认为该区岩石成分成熟度较低,结构成熟度中等。该区储层的储集物性主要受沉积作用和成岩作用的共同影响。研究区储层碎屑岩的矿物粒度、分选性和磨圆度等因素直接导致了研究区储层的低孔渗值。成岩作用中的压实和胶结作用使储层原生孔隙迅速减少、渗透率降低,而溶蚀作用则是导致次生孔隙发育及改善砂岩储集性能的主要因素。黄桥地区龙潭组储集层主要处于中成岩B期阶段,决定了该区溶蚀型次生孔隙较为发育。结合成岩作用特征和研究区成岩演化模式,认为中成岩阶段A期晚期(白垩纪晚期)是研究区油气藏形成的最佳时期。

苏北泰兴黄桥地区剥蚀厚度恢复及其意义

苏北泰兴黄桥地区的二叠系孤峰组灰黑色页岩和龙潭组黑色泥岩与煤层是一套重要的海相—海陆过渡相生烃层系,受印支期挤压造山、燕山期断陷、喜马拉雅早期断陷等构造运动影响,它们经历了复杂的埋藏和生烃作用。虽然在北部深陷区埋深达万米以上,可能发生了持续的生烃,但其他大部分凸起构造上的现今埋深只有200～2000m,凹陷和斜坡构造上埋深2000～5000m,不同构造部位的生烃强度与剥蚀厚度和埋藏史有关。根据井点最大厚度估算的该区印支期的最大剥蚀厚度为2256m。钻井泥岩声波时差法和地震剖面上地层趋势外推法恢复的该区燕山期和喜马拉雅早期最大剥蚀厚度分别为900m和550m,主要剥蚀区位于东、南、西次凸斜坡带,随时间推移较大剥蚀厚度位置向东、西方向扩展。根据恢复的剥蚀厚度和埋藏—构造热演化分析得知,北部和西部凹陷主体区的二叠系烃源岩在燕山期末至今达到了主生烃期,斜坡和次级凸起区处于低成熟—未成熟阶段。

下扬子黄桥地区二叠系龙潭组致密砂岩储层成岩作用与孔隙演化

下扬子黄桥地区二叠系龙潭组砂岩储层物性总体较差,属于致密砂岩储层。通过对该地区多口钻井岩心的观察研究,并对岩石薄片进行鉴定、电镜扫描及黏土矿物X-射线衍射分析,认识和恢复储层成岩作用及孔隙演化过程。研究结果表明:龙潭组砂岩主要成岩作用有压实作用、胶结作用、交代作用、溶蚀作用和压溶作用,它们对孔隙发育的影响很大。压实作用和胶结作用是导致储层致密化的主要因素。长石、岩屑、杂基及石英的溶蚀作用是形成次生孔隙的主要因素,明显提高了致密砂岩的储集性能。

下扬子黄桥地区下二叠统栖霞组有利储层预测

黄桥地区是下扬子区比较活跃的油气勘探区,前期工作主要寻找构造油气藏,虽有成果,但均未成规模。随着上扬子地区礁滩相气田的突破,生物滩为油气勘探的重要相带。在江苏黄桥地区多口钻井发现大量的生物滩指向特征,证明黄桥地区有生物滩发育。结合区域地质情况,以沉积相分析为依托,测井地震为主要技术手段,通过黄桥地区生物滩体测井响应特征、地震反射和地震属性分析,确立一套黄桥地区生物滩预测方法。刻画出生物滩在平面上的分布规律,并结合岩溶分布,指出黄桥地区栖霞组有利储层分布区。

下扬子黄桥地区构造样式分析

黄桥地区是下扬子有利含油气区,后期改造强烈、构造复杂,制约着该区的油气勘探工作。黄桥地区经历3期构造运动叠加,形成了大量的正断层、逆断层和褶皱,组合成多种构造样式。通过区域构造和三维地震剖面精细解释,结合其成因,主要分为挤压构造、伸展构造和反转构造3种构造样式。在此基础上,将黄桥三维区分为西北斜坡带、中部隆起带和东南低凹带3个构造区,指出中部隆起带构造稳定区是油气勘探的有利区。

多沉积旋回背景下黄桥句容地区烃包裹体成藏特征研究

明确包裹体发育时捕获流体的来源和捕获的期次是正确进行烃包裹体分析的关键,黄桥句容地区经历了复杂长期的构造运动,发育有多个沉积埋藏—抬升剥蚀的旋回,对其储层烃包裹体展开详细研究,有助于了解该地区油气成藏过程,并丰富南方下古生界油气成藏理论。油源对比显示黄桥和句容地区油气来源相对单一,以自生自储为主要特征,同时烃源岩生烃数值模拟表明,其具有动态多期的生烃过程,边生烃边充注边发育包裹体,因此储层主要发育同源多期包裹体。根据烃包裹体的产状和性质,研究认为黄桥和句容地区油气充注至少有两个发育阶段,黄桥地区主要为侏罗纪中期和古近纪早期,句容地区则主要为白垩纪的早期和晚期。

下扬子黄桥地区构造特征及其与油气的关系

下扬子黄桥地区位于下扬子对冲构造带上,记录了多期构造变形,并且保存了较完整的中古生界海相地层,发育多套烃源岩,具有良好的油气前景。文中采用三维地震工区构造精细解释及运动学正演模拟方法,分析了研究区的构造变形特征及其变形过程,结果表明黄桥地区中上古生界和下中生界地层在自SE向NW的挤压应力作用下,以前展式发育了多个断层相关褶皱构造。在构造前锋,断层相关褶皱反向发育,于工区中部偏北西侧形成明显的对冲构造,地层遭受强烈的褶皱、隆升,构造总缩短率高于47.55%;之后,区域应力场转变为NW—SE向拉张,工区南东侧发育负反转断层,且自南西向北东负反转程度逐渐变大,由上正下逆复合型转变为似正断层型;此次拉伸正断作用导致断层回滑,形成上白垩统填充的半地堑构造,对冲构造也受到了一定的破坏。在此基础上,结合前人油气成藏的研究成果,探讨了黄桥构造变形与其油气成藏的关系,并提出了对冲构造背斜、对冲构造下盘及南东侧的广陵构造背斜为黄桥地区的有利油气区块。研究结果对进一步认识黄桥及下扬子区的构造变形特征和演化、以及该区的油气勘探提供一定的参考。

奥陶系石灰岩推覆体含水层下煤层开采覆岩破坏特征研究

采用相似模型试验和数值模拟相结合的方式,分析了奥陶系石灰岩推覆体含水层下煤层开采的覆岩破坏及地表沉陷特征.经验公式计算,相似模型试验和数值模拟的对比分析表明：该特殊地质条件下,不考虑渗流场影响时,垮落带高度为采厚的2.2-4.5 倍,导水裂隙带高度为采厚的14.0-19.1 倍;渗流场的存在使导水裂隙带及垮落带高度增加,此时垮采比为4.8,裂采比为20.6.因此,从偏安全的角度考虑,煤层的实际开采过程应考虑渗流场的影响,以渗流场-应力场耦合作用下的导水裂隙带高度作为安全煤（岩） 柱合理留设的依据.

下扬子黄桥-句容地区二叠系-下三叠统油源分析

下扬子黄桥-句容地区二叠系-下三叠统烃源岩基本进入成熟阶段,部分进入高成熟、甚至过成熟阶段,常规生物标志化合物特征基本趋同,如Pr/Ph值基本分布于0.8-1.55之间,C27、C28和C29规则甾烷基本呈“V”形分布,三环萜烷以C23为主峰,C20、C21含量较低,伽马蜡烷、孕甾烷和升孕甾烷相对丰度均较高,无法用作油源分析。而烃源岩和原油（或油砂抽提物）中稳定碳同位素组成、三芳甾烷系列参数、Ts/17α-藿烷和苝的分布特征存在较大差异,可以依据这些差异进行精细的烃源岩和原油的地球化学对比。依据稳定碳同位素组成特征、三芳甾烷系列参数、Ts/17α-藿烷、苝的相对丰度,将原油划分为3类（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）。油源分析表明：黄桥、句容地区二叠系龙潭组储层中的成熟原油（Ⅰ类）主要来自二叠系大隆组、孤峰组烃源岩;句容地区三叠系葛村组和部分下三叠统青龙组储层中的高熟原油（Ⅱ类）主要来自二叠系龙潭组泥质烃源岩;青龙组储层中的低熟原油（Ⅲ类）主要来自三叠系青龙组烃源岩,但不排除有二叠系栖霞组烃源岩的油源贡献。

黄桥地区深源CO_2对二叠系—三叠系油气成藏的影响

黄桥地区CO2气田是我国陆上规模最大的CO2气田之一,主要是由古近纪以后岩浆火山活动地幔物质上涌形成的。该气田平面上临近深大断裂的交会部位,纵向上从下古生界到新近系盐城组都有分布。CO2是在相对较高温度下快速成藏的,且成藏时间晚于油气,二叠系—三叠系油气藏则以自生自储为主要特征。富含CO2的层位与主要的油气显示层位并不一致,CO2在向上运移的过程中很难将先进入储层的油气驱替出来,特别是在二叠系龙潭组致密的砂岩储层中。油气藏保存条件良好,但高温CO2带来的热量使原油大多热分解转化为轻质油,其品质好黏度低,有利于在物性相对较好的构造高点富集成藏。