Formation mechanisms of good-quality clastic reservoirs in deep formations in rifted basins:A case study of Raoyang sag in Bohai Bay Basin,East China

In order to reveal the development mechanism of high-quality clastic rock reservoir, the basic characteristics of Sha-3 Member of the Shahejie Formation in the Raoyang sag, Bohai Bay Basin, are analyzed based on cores observation, thin-sections and SEM images, and petrophysical properties measurements as well. It is found that high-mature composition and texture, early oil charging, and dissolution are the main factors controlling the formation and preservation of pores in deep reservoirs. Compaction is the major factor destructing pores, whereas formation overpressure is conducive to the preservation of original pores, high compositional and medium textural maturity can enhance the resistance capacity to compaction and protect primary pores. Early oil charging could lead to temporary cessation of diagenesis and thus inhibit the cementation. When organic acids entered reservoir formations, considerable amounts of secondary pores were formed, leading to the local improvement of petrophysical properties. When predicting good quality belt in exploration of deep basin, it is recommended that the superimposing effects of the multiple factors(overpressure, early oil charging, compositional and textural maturity, diagenesis) be taken into consideration.

沉积古地貌基本恢复方法及实例研究:以饶阳凹陷沙一段为例

沉积古地貌的恢复有助于重建沉积物搬运路径系统,是源-汇系统分析的重要内容,对研究沉积盆地古水系和沉积体系分布演化以及储层发育至关重要。文中梳理了恢复古地貌的常用方法及其研究进展,明确残余厚度法、印模法、回剥和填平补齐法、沉积学法、层序地层学法、地球物理学法等是恢复沉积古地貌的基本方法,认为在恢复沉积古地貌过程中还应考虑构造沉降差异、压实作用、地层剥蚀和古水深等因素影响,未来古地貌研究将逐渐向多学科理论交叉、多方法综合分析、多资料应用验证的方向发展。饶阳凹陷蠡县斜坡沉积古地貌研究表明:沙一段沉积前该地区为北北东走向、西抬东倾、南缓北陡的斜坡,自西向东依次为凸起区、斜坡区和洼槽区;地貌对砂体的分布有明显的控制作用,斜坡区受2条坡折带控制,在坡度较缓处更易发育砂质沉积物,而洼槽区多组北东向正断层形成的半地堑组合地貌限制了砂体的发育,但在地势较低处和靠近断层处更易堆积砂质沉积物,这些砂体在平面上呈连片状,可作为潜在的有利储集层。

断陷盆地缓坡带物源转换与沉积响应——以渤海湾盆地饶阳凹陷蠡县斜坡古近系源-汇系统为例

寻求盆外物源通量变化与盆内沉积体系的定量耦合响应仍然是源-汇系统研究的薄弱环节,也是断陷湖盆源-汇系统研究框架下的一个重要命题。基于渤海湾盆地饶阳凹陷蠡县斜坡全覆盖的3D地震资料和岩心、测井数据,结合碎屑锆石U-Pb定年技术,对研究区古近系沙(沙河街组)二段与沙一段开展物源体系定量化表征,并通过定量沉积构造解释和定量地震地貌测量,建立了浅水三角洲的定量化表征方法。研究显示,沙一段-沙二段沉积时期,古永定河分支被古大清河袭夺,造成蠡县斜坡A区特征锆石含量由37%下降至26%,对应的A区浅水三角洲面积由144 km2减小至38 km2,平均水下分流河道宽度由104 m减小至47 m;古唐河水系特征锆石含量由31%上升至39%,对应的B区浅水三角洲面积由71 km2增加至94 km2,平均水下分流河道宽度由77 m增加至88 m;古大沙河水系沉积物通量未观察到明显变化,对应的C区浅水三角洲面积由206 km2降低至185 km2,平均水下分流河道宽度由120 m减小至81 m。构造作用、气候变化及湖平面升降等异旋回作用影响范围较大,将会造成沉积体系的同步响应;而物源通量变化将影响特定沉积体系,是研究区浅水三角洲沉积响应的主要驱动机制。

饶阳凹陷蠡县斜坡北部沙一下亚段细粒沉积岩岩相类型及地质意义

为进一步探究饶阳凹陷蠡县斜坡北部非常规油气勘探潜力,以西柳地区沙河街组一段下亚段为研究对象,通过岩心观察、薄片鉴定、扫描电子显微镜、全岩X射线衍射、全元素测定及有机地球化学实验分析的综合应用,对目的层段岩相类型及控制因素进行分析。结果表明:西柳地区沙一下亚段湖泊沉积岩主要发育中有机质粉砂质混合细粒沉积岩、中有机质块状黏土岩、高有机质页状灰质混合细粒沉积岩、高有机质页状灰质黏土岩和高有机质页状灰岩5种岩相类型;特征元素比值参数垂向上的变化反映了沙一下亚段沉积时期具有一定阶段性,即沙一下亚段底部形成于低物源影响、高水体盐度及强还原环境,而上部细粒沉积岩形成于较高物源影响、低水体盐度及较弱还原条件的沉积环境,沉积环境的变化控制了岩相的发育及有机质的赋存状态。研究结论有利于深化断陷湖盆细粒沉积岩基础研究,同时为后续非常规油气勘探提供参考。

冀中坳陷马西断裂带分段特征及其与油气的关系

马西断裂是饶阳凹陷马西洼槽的边界断层 ,也是一条重要的控油断层。在大量地震剖面解释及构造变形特征分析的基础上 ,结合对沉积的控制作用等 ,将马西断裂划分为 3段 :即北部显著走滑段、中部主升降段及南部帚状撒开段。马西断裂发育于前古近纪阜平变质核杂岩侧向伸展的大型拆离滑覆构造前缘的逆冲断裂带 ,在古近纪区域右旋剪张应力作用下发生强烈的伸展裂陷 ,并于古近纪末及新近纪末分别发生了左行及右行走滑活动 ,北部显著走滑段是在古近纪末走滑活动中贯通并发生统一的运动。断层的多期走滑活动不仅有利于油气运移 ,同时也形成一系列圈闭构造。但同一断层的不同部位在同期的构造活动中形成不同类型的圈闭构造 ,并且后期的构造对前期构造具有明显的改造作用 。

蠡县斜坡中北部沙二段—沙一段层序地层研究

通过对研究区岩芯、地震、测井和录井等资料的综合研究,建立了沙二段—沙一段的层序地层格架,将其归为2个三级层序,划分出低位体系域、湖扩展体系域和高位体系域3种类型的6个体系域,并在此基础上进行了详细的沉积演化研究。工区以辫状河三角洲和滨浅湖滩坝沉积为主,沙二段平原亚相广布于斜坡外带,前缘亚相呈北东向沿斜坡中带展布;沙一段为广盆浅水环境,三角洲沉积范围较沙二段明显缩小,中期发育了一套全区最重要的烃源岩,受博野水系强物源的影响,仅在大百尺一带发育辫状河三角洲前缘沉积。斜坡中带毗邻生油洼槽的前缘砂体及雁翎、西柳地区的滩坝体系是成藏的有利区带。

渤海湾盆地饶阳凹陷古近系源岩特征与新近系油气来源

饶阳凹陷古近系主要发育Es1(下)和Es32套烃源层,沉积中心具有自东南向西北迁移的特征。以原油和烃源岩饱和烃色谱、色谱—质谱分析为基础,对饶阳凹陷新近系已发现原油与源岩的成因关系进行了分析。研究表明,饶阳凹陷目前已发现的新近系原油主要来自Es1(下)烃源岩,具有就近运移的特点。受烃源岩分布、成熟度及构造等影响,新近系原油主要来自临近生油洼槽Es1(下)烃源岩;武强—杨武寨地区Es1(下)烃源岩未进入生油阶段,新近系原油来自Es3(上)特殊岩性段;此外,马西地区存在混源油现象,新近系原油主要来自马西洼槽的Es1(下)烃源岩,混有部分Es3(上)烃源岩。

油气由断裂向砂体侧向分流能力定量评价方法——以渤海湾盆地饶阳凹陷留楚构造为例

在油田勘探中,判断油气由断裂垂向运移后侧向分流的优势层位十分重要,但目前缺少有效的评价方法。以渤海湾盆地饶阳凹陷留楚地区为例,在综合分析盖层厚度和断-砂接触面积等影响油气侧向分流能力因素的基础上,利用储层地震反演等地球物理技术建立了主要影响因素的求取方法,并系统分析圈闭充满度与各因素之间的相关性,优选出有效影响因素,然后综合有效因素建立断-砂侧向分流能力定量评价公式。结果表明:当断-砂侧向分流系数R大于0.3时开始发生油气侧向分流,并且R越大圈闭充满度越高,当R大于0.9时油藏为纯油层。利用断-砂侧向分流系数对f038和f008两条断层的侧向分流情况进行验证,结果与实际钻井情况吻合较好。

冀中坳陷饶阳凹陷蠡县斜坡带层序地层发育模式及主控因素

蠡县斜坡是冀中坳陷饶阳凹陷西部的一个古近系构造—沉积型斜坡,该斜坡南、北两个区域由于构造活动强弱程度的不同以及物源供给充足程度的差异,使其在斜坡类型、层序地层的对称性、湖平面的变化及沉积充填特征等方面均有不同。主要表现为斜坡北部具有构造—沉积型斜坡的特征,在沙三上亚段沉积时期构造活动强烈,构造坡折明显,层序地层格架具明显的三分性,发育了构造控制下的以高位体系域占优势的不对称层序,以顺流加积的辫状河三角洲沉积为主;沙二段沉积时期构造活动减弱,物源供给控制了层序的发育特征,由于北部物源欠发育,泥层厚度较大,以"泥包砂"为特点;沙一段沉积时期北部由于物源供给不足,A/S值逐渐加大,导致地层退积明显,在湖泛时期沉积了一套较厚的砂岩。而南部为典型的单斜型沉积斜坡,斜坡区不发育坡折,缺少低位体系域,沉积了以前积为主的三角洲体系;在沙二段沉积、沙一段沉积时期,物源供给和湖平面变化控制了层序的发育,南部受主物源影响,形成了大套分布广泛的三角洲前缘砂体,以"砂包泥"为特征。

饶阳凹陷沙河街组辫状河三角洲沉积特征及储集性

饶阳凹陷沙河街组主要为砾岩、含砾砂岩、砂岩、粉砂岩和泥岩构成的一套碎屑岩组合,根据沉积特征将其确定为辫状河三角洲沉积。该沉积三层结构清楚,由下而上出现前辫状河三角洲亚相、辫状河三角洲前缘亚相及辫状河三角洲平原亚相,呈明显的进积层序,主要发育辫状河道、洪泛平原、水下分流河道、水下分流河道间、河口坝和席状砂等沉积微相。据其岩性、沉积构造、粒度及沉积序列等特征,建立了沉积模式。从岩性特征看,沙河街组辫状河三角洲沉积物具有分布较广、储集物性较好的特点,辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体和河口坝砂体储集物性最好,是下一步勘探的有利目标。

渤海湾盆地冀中坳陷饶阳凹陷沙一下亚段页岩油可动量评价

以渤海湾盆地冀中坳陷饶阳凹陷沙一下亚段页岩油储层为例,对不同埋深层状和块状泥页岩储层岩心样品开展有机碳、热解和孔隙度等实验分析,结合研究层段测井曲线,弄清储层岩石压缩系数、原油压缩系数、地层水压缩系数和原始含油饱和度随深度的变化特征,确定块状和层状泥页岩储层最大天然可动油量随深度的变化特征。研究表明:除了在2 500 m未熟油阶段有一段高值区之外,沙一下亚段块状和层状泥页岩储层中弹性驱可动油量和溶解气驱可动油量均随深度增加而增大。块状储层弹性驱可动油率明显大于层状样品,其溶解气驱可动油率略小于层状储层。但单位体积块状泥页岩储层弹性驱可动油量、溶解气驱可动油量分别略小于和明显小于层状样品。块状和层状泥页岩储层弹性驱可动油量平均值分别为0. 13×10-3t/m3和0. 14×10-3t/m3,溶解气驱可动油量平均值分别为0. 56×10-3t/m3和1. 27×10-3t/m3。

蠡县斜坡沙河街组构造及其演化特征

蠡县斜坡位于饶阳凹陷的西部,整体为SE倾向、NE走向的单斜构造。斜坡断裂十分发育,断裂走向多为NE或NEE向,与斜坡倾向大致垂直。断裂样式主要为雁列式阶梯状断裂和主干断裂与次级断裂构成的Y字型、反Y字型、树枝状组合断裂,反映所受拉张和张扭应力作用较强烈。斜坡由高阳、雁翎和西柳三个构造带组成,雁翎构造带多发育断块和小型断层鼻状构造,高阳构造带发育较大规模的断层鼻状构造,西柳构造带发育小型的地堑式断槽构造,断块和小型断层鼻状构造发育。斜坡发育期主要位于沙一段—东营组沉积期,喜马拉雅早期构造运动对斜坡的发育具有重要作用,沙河街组中、下部沉积期属于深层古隆起构造背景上的继承性披覆发育期。

饶阳凹陷南部古近系中深层有效储层物性下限及控制因素

综合运用实测物性、测井解释物性、试油等资料,分别应用分布函数曲线法、测试法、试油法求取饶阳凹陷南部古近系中深层不同深度段的有效储层物性下限,并对物性下限与深度的关系进行了回归拟合。在此基础上,引入孔隙度差值,结合饶阳凹陷南部古近系中深层储层的沉积特征、成岩作用特征及地层压力特征分析,探讨了有效储层发育的控制因素。结果显示:研究区辫状河三角洲前缘水下分流河道、河口坝沉积微相有利于有效储层的发育,而席状砂、水下分流间湾砂体有效储层发育较少,储层物性较差;厚度大于3m的砂体有利于有效储层的发育。研究表明:成岩作用对储层的影响主要表现为压实作用和胶结作用使储层物性降低,而溶蚀作用使储层形成次生孔隙、提高储集物性;地层超压的存在促进有效储层的发育。

饶阳凹陷潜山油气分布特征及富集规律

饶阳凹陷是冀中坳陷潜山油气勘探的重点地区之一。综合应用现代油气成藏、地球物理、地球化学等理论和方法,对饶阳凹陷潜山油气成藏的地质条件进行了分析。结果表明,该区带油源丰富,储集条件好,发育多套有效的储盖组合,各成藏要素时空配置良好,具有形成大规模油气田的有利条件。根据已发现油气藏构造特征、成藏条件及油藏类型得出,研究区油气藏集中分布于潜山顶、潜山坡及潜山内幕。在此基础上,提出了潜山油气藏多分布于近源的断裂带附近,水动力承压区、深凹陷、古隆起的叠置区,断棱、峰顶、内幕高点等位置的油气富集规律。

断陷盆地深层优质碎屑岩储集层发育机理——以渤海湾盆地饶阳凹陷为例

基于岩心观察、显微镜和扫描电镜观察以及岩石物性测试结果,对渤海湾盆地饶阳凹陷古近系沙河街组三段砂岩储集层的基本特征进行分析,揭示深层优质碎屑岩储集层发育机理。地层超压、碎屑成分和结构成熟度、早期油气充注和溶蚀作用是控制深层储集层孔隙保存及形成的重要因素。压实作用是孔隙破坏的主要因素,地层超压作用可以有效地保存原生孔隙,同时较高的成分成熟度与中等的结构成熟度有助于提高岩石抗压实强度,也有利于保护原生孔隙。早期油气充注可使成岩作用暂时中止,从而抑制胶结作用对储集层孔隙的破坏。有机酸充注后,形成了相当数量的次生孔隙,局部改善储集空间物性。在进行深层勘探有利储集层区评价和预测时,应综合考虑地层超压、油气充注、沉积物原始组分与结构及成岩作用等多因素的叠合效应。

饶阳凹陷主断层活动期与新近系油气成藏关系

处于活动期的断层是油气纵向运移重要通道,油气运移受到断层活动时期及活动部位的控制。在油气成藏时期内活动的断层会成为油气纵向运移的有效通道。文中利用地震资料对饶阳凹陷新近系主干油源断层生长指数及断层落差进行计算,定量确定了油源断层在不同地质历史时期的活动强度及活动部位。对与烃类包裹体伴生的盐水包裹体进行测温,准确界定新近系油气藏的成藏时间。在油气成藏期持续活动的断层部位,就是油气由古近系向新近系纵向运移的主要通道,也是新近系油藏的有利聚集区。研究发现,饶阳凹陷新近系油藏的成藏期为明化镇末期,凹陷内主要油源断层的局部位置在新近纪活动性较强,饶阳凹陷已探明新近系油藏多分布在新近纪活动较为强烈的主干断层附近。

渤海湾盆地饶阳凹陷早渐新世高精度年代地层格架建立及意义

渤海湾盆地饶阳凹陷"断裂发育"和"多隆多洼"的特点限制了传统测年方法的应用,层序边界绝对地质年代未曾考究。基于旋回地层学和层序地层学理论,选取标准井进行米兰科维奇旋回分析,建立天文年代标尺,计算层序边界绝对地质年龄。以标准井为中心建立等时地层格架,讨论沉积相分布与沉积速率的耦合关系。结果表明:饶阳凹陷沙一段地层沉积时间为2.78 Ma,6个四级气候层序自下而上分别历时320、430、1 000、410、400和220 ka,平均沉积速率约为150 m/Ma,湖盆内不同沉积环境下沉积速率差异显著。旋回地层学和层序地层学的有机结合是陆相湖盆全息地层学研究的必要手段。

渤海湾盆地饶阳凹陷烃源岩再认识与资源潜力分析

饶阳凹陷是渤海湾盆地富油凹陷之一,其中发育的富氢页岩是优质烃源岩,但此前一直被忽视,借鉴南堡油田勘探发现的启示,重新对富氢页岩进行了有机地球化学分析。结果表明,该套烃源岩是任丘潜山大油田的主要贡献者:有机碳含量大于3%,热解生烃潜量平均为24.89mg/g;以无定形体占绝对优势的Ⅱ1型母质为主;主力烃源层下第三系沙三段处于生油高峰阶段。资源复算其生油量为28.61×108t,占凹陷总生油量的27%,从而使饶阳凹陷剩余石油地质资源量增加到7.59×108t。就目前资源探明情况,还存在较大的勘探空间和新的勘探领域,勘探前景乐观。

富油凹陷洼槽区油气成藏机理与成藏模式--以冀中坳陷饶阳凹陷为例

随着正向构造带勘探难度的增加,洼槽区逐渐成为渤海湾盆地富油凹陷增储上产的重要领域,而成藏机理的特殊性制约了洼槽区勘探的深入。以冀中坳陷饶阳凹陷为研究对象,通过对洼槽生烃能力、油气成藏时期、成藏动阻力条件以及输导体系等分析,探讨了富油凹陷洼槽区油气藏的形成机理及模式。研究表明,饶阳凹陷富油洼槽区有效生烃范围大,热演化程度较高,存在东营组沉积末期和新近纪明化镇组沉积期2期主要生烃及成藏过程;东营组沉积末期油气充注范围较小,储层物性好,成藏阻力小;而明化镇组沉积充注时期,储层物性差,成藏阻力大,但剩余压力大,油气成藏动力强。洼槽中心区的油气多沿源岩层系中的砂体、裂缝和小断层等进行短距离运移聚集形成岩性为主的油气藏;洼槽边缘区往往发育深切入烃源岩的油源断层,成为油气垂向运移的重要通道,油气沿断层运移聚集形成构造为主的油气藏。富油洼槽区存在"源内-两期成藏-隐蔽输导-短距离运移"与"源外-单期成藏-断裂输导-垂向运移"2种油气成藏模式,成藏动、阻力条件控制着洼槽区有效烃源岩层系内油气成藏的物性下限,而断层为主体的输导体系分布特征及有效性控制着洼槽区源外油气的分布和富集程度。

冀中坳陷饶阳凹陷留西地区古近系沙河街组沙三上亚段沉积相与隐蔽油藏

通过岩心观察和单井相分析,结合沉积背景资料,认为留西地区古近系沙河街组沙三上亚段发育辫状河三角洲相和湖泊相,以辫状河三角洲前缘亚相和滨浅湖亚相为主,主要发育辫状分流河道、越岸沉积、水下分流河道、河口坝、席状砂等微相。根据层序地层学基本原理,结合前人研究成果,认为本区沙三上亚段为一完整的三级层序,可划分为低位、湖侵和高位3个体系域,分别对应于沙三上亚段沉积时期的早期、中期和晚期,绘制了每个沉积阶段的沉积相图,在此基础上研究了沉积体系的平面展布特征。沙三上亚段沉积时期形成的北高南低的构造背景与辫状河三角洲近东西向展布的砂体形态相互配置,加之良好的油源供给,为后期成藏创造了条件。沙三上亚段沉积早期发育的辫状河三角洲前缘水下分流河道与河口坝砂体是主要的储集体,与沉积中期发育的烃源岩形成了十分有利的生储盖组合,具有优越的隐蔽油藏发育条件。总结了该区隐蔽油藏成藏的4种模式,确定留西地区中南部沙三上亚段沉积早期发育的辫状河三角洲前缘砂体是下一步隐蔽油藏勘探的有利目标。