源-汇系统要素定量表征及耦合模式——以沙垒田凸起与沙南凹陷沙河街组为例

源-汇系统的定量表征是目前地质学领域及油气勘探重点关注的热点问题。渤海湾盆地沙垒田凸起与沙南凹陷构成了一个完整的源-汇系统,本文基于该区岩心、锆石测年、测井及三维地震等资料,表征了源-汇系统要素之间的定量特征,探讨了源-汇要素之间的耦合关系,建立了斜坡型源-汇系统的发育模式,结果表明:在沙河街组沉积时期,沙垒田凸起东段南部基岩类型为元古界混合花岗岩,源区共发育7个汇水体系;在沙垒田凸起东段南部共识别出与汇水体系相对应的7条断槽型与古沟谷型主要输砂通道,其中古沟谷型输砂通道又可进一步细分为V型、U型及W型;沙南凹陷在沙三段沉积时期主要发育扇三角洲、浊积扇及滨浅湖—半深湖沉积,而在沙一、二段沉积时期则主要发育扇三角洲、辫状河三角洲、滩坝及滨浅湖沉积;从源-汇系统要素的定量表征来看,盆内的沉积体积与源区的地形高差、汇水面积及沟谷截面积等3个参数密切相关,其中地形高差与沉积体的相关性最高,汇水面积次之,沟谷截面积最小;从源汇系统的耦合模式来看,地形高差大、汇水面积大,形成的沉积体系体积越大;反之地形高差小、汇水面积小,在盆内形成的沉积体系体积就小。

渤海海域西部凸起区大型雁列断层特征

渤海海域西部沙垒田凸起区新近系地层中发育三组雁列断层系A、B、C,平面特征表现为:断层呈左阶排列,雁列断层斜向分布在沙垒田凸起上,A组由西南向北由北东走向变成正北和北北西走向,B、C两组走向为北东向,每组雁列断层由掉向相反的两列成对的雁列断层构成,形成了局部垒块,显示出该区基底存在北西向的破碎带或断层。剖面特征表现为:雁列断层的垂向最大断距相对较小,大部分都单独断至潜山表面,局部见到少数浅层调节断层,与主断层呈Y字形相交,表明雁列断层在深层没有相交,都是独立的;雁列断层在剖面上形成了三组花状构造,在潜山内部每组浅层花状构造在潜山内部都汇合于一条主断层。综合分析认为,雁列断层具有伸展特征,在形成演化过程中可作为油气垂向运移的良好通道。

深时源—汇系统综合研究和沙垒田实例分析

【意义】源—汇系统研究是当今沉积地质学关注热点,其重建对理解区域构造、气候、海(湖)平面升降、物源供给、搬运通道和分散系统及其相互关系与规模性砂体预测均具有重要作用。【进展】源—汇系统可以根据时间尺度、成因机制、级次等要素进行分类,其主要研究内容包括物源体系、搬运通道及沉积体系研究。研究方法主要涉及碎屑矿物年代学定量示踪、源区地貌重建与定量古地貌分析、地貌比例关系分析、沉积物通量定量估算和地层正演模拟综合表征等;源—汇系统要素之间存在定量的收支平衡关系,基于收支平衡模型可预测砂体规模和有利储层分布。沙垒田地区源—汇系统研究表明,均一母岩组成与边界条件约束下汇水高差和汇水面积较大以及地形坡度较陡通常对应形成规模和厚度较大的扇体。【结论与展望】未来源—汇系统研究应加强基于盆地类型和成因的源—汇系统类型和级次划分,加强源—汇系统参数定量研究,不断提高深时源—汇系统要素表征精度,建立具有预测功能的深时源—汇系统要素耦合模型,有效预测砂体时空分布,不断实现多学科与多方法交叉融合,建立具有中国区域地质特色的源—汇系统模型。

断陷盆地拗陷期河流层序样式及其地貌响应:以渤海湾盆地沙垒田凸起区新近系明化镇组下段为例

对于断陷盆地拗陷期远离滨岸的河流而言,其层序划分是层序地层学研究的难点。本研究在已有钻测井、岩心及地震资料分析基础上,以渤海湾盆地沙垒田凸起区新近系明化镇组下段(简称"明下段")作为研究对象,将其划分为1个完整的三级层序、4个四级层序(即SQm1-SQm4)。沉积间断面、宽浅下切谷及复合连片砂体是该地区河流层序界面重要的识别标志。每个四级层序均由低可容空间和高可容空间体系域组成。地震地貌学定量分析表明,低可容空间体系有利于低弯度河流(辫状河、低弯度曲流河)发育,高可容空间体系域有利于中高弯度河流发育。新增可容空间和沉积物供给速率的变化对于河流不同体系域的砂体样式具有重要控制作用。

渤西地区新生代断裂体系特征及形成演化

为明确渤西地区新生代断裂体系发育特征,利用最新的三维地震资料及钻井资料,通过地震切片、方差体切片、断层活动速率等技术方法,重点从断裂几何学特征、性质及样式、运动学特征、构造演化动力学背景等方面对渤西新生代断裂体系发育特征进行了精细刻画。结果表明:研究区断裂发育存在北东、北西和近东西向三个优势方向,早期(古近纪)以发育张性断裂为主,后期叠加走滑作用,使得断裂复杂化;渤西地区新生代断裂体系演化经历了古新世-早始新世末的初始伸展、始新世中晚期强烈伸展、晚始新-早渐新世弱拉张-弱张扭、中-晚渐新世张扭-走滑、上新世至今强走滑等五个阶段。渤西地区新生代多期次、多阶段、不同性质复杂断裂体系是受区域应力场、沙垒田古隆起、基底先存断裂等因素综合作用的结果。

渤海湾盆地沙垒田地区新近纪走滑断裂发育特征及其对油气富集的控制作用

沙垒田凸起地区是渤海海域西部新近系油气最为富集的区域,为了明确新近系走滑断裂发育特征及对油气富集的控制作用,依托连片高精度三维地震、钻井取心等资料,对走滑断裂类型及发育特征进行了详细刻画,并对走滑断裂与成藏要素之间的关系进行了探讨。综合研究表明:研究区发育断穿基底走滑断裂、盖层走滑断裂及伸展-走滑断裂三种不同类型走滑断裂;走滑断裂对圈闭的控制作用表现为在不同类型走滑断裂控制下,断裂带内及断裂带间形成了多种类型圈闭,其中大型披覆背斜圈闭、断鼻、断背斜圈闭为有利圈闭,小型断块圈闭为不利圈闭;走滑断裂对输导体系的控制作用体现在断裂活动控制了骨架砂体输导体系及断裂输导体系的形成发育,有利于周边凹陷成熟烃源岩排烃及运移输导;走滑断裂对储层的控制作用表现为走滑作用形成的高角度裂缝提高了储层渗透率,改善了储层物性。新近纪普遍发育的走滑断裂是研究区油气富集的主控因素。

渤海沙垒田凸起带地层流体特征及其形成机制

盆地流体动力学研究是当前油气勘探的焦点问题,针对沙垒田凸起带流体化学特征及压力系统特征认识不清等问题,通过对沙垒田凸起及其周缘地区上百个地层流体化学数据和实测地层压力数据的系统分析,查明了研究区平面上和垂向上的地层流体特征,进而讨论了水-岩相互作用过程。研究结果表明:沙垒田凸起及其周缘地区新生界分为3个水化学作用带,包括地层水交替自由带、地层水交替阻滞带和地层水交替停滞带;地层水蒸发浓缩作用和泥岩压实排水作用发生在1 300 m以浅的交替自由带,而黏土矿物淡化作用主要发生在2 300 m以深的地层水交替停滞带,地层压力系统也与之有一定联系;地层水矿化度呈现出随地层埋深而增大的趋势,在3 000 m处出现峰值;膏盐溶解是交替自由带和交替阻滞带Na+富集的主要因素,碳酸盐胶结物的形成、斜长石的钠长石化、钠长石的高岭石化是研究区地层水交替停滞带的主要水-岩相互作用。通过地层水化学和压力特征以及两者之间耦合关系的研究,揭示了地层流体的形成机制,可指示油气赋存的层位,对于沙垒田凸起带的油气勘探有一定借鉴作用。

渤海西部海域新生代盖层特征及对油气的控制作用

渤海西部海域新生代盖层发育情况与油气富集密切相关。利用渤西地区丰富的钻井资料、测井资料、取心分析化验资料等对研究区新生代盖层发育特征、封闭性及其对油气成藏的控制作用开展了研究。研究结果表明,该区主要发育东二段下部、明下段下部及明下段上部3套区域泥质岩盖层,东二段下部区域泥岩盖层相比于明下段两套区域泥岩盖层具有单层泥岩厚度大、色暗、质纯、高泥地比、横向分布稳定及更高成岩阶段等特点,东二段下部泥岩盖层封闭性好于明下段泥岩盖层;东二段下部区域泥岩盖层控制了油气在凹陷区域深部沙河街组、东营组的聚集成藏并决定了油气朝沙垒田古隆起上倾方向运移,明化镇组下段区域"终极盖层"与断裂共同作用控制了整个渤西地区新近系的油气富集程度;提出了"周边凹陷东二下区域泥岩盖层底面构造脊输导体系"、"凸起斜坡及内部明下段泥岩盖层、断裂'耦合'油气输导体系"两种区域盖层控制下的油气输导模式。

渤西沙垒田凸起走滑断裂背景下油气成藏特征

以三维高分辨率地震资料为基础,结合实际钻井资料,对沙垒田凸起的断裂特征、沉积体系特征以及成藏模式等进行了深入研究,结果发现,沙垒田凸起发育多组北东向走滑断裂,且呈"雁列式"展布。在剖面上,"雁列式"断层向深部收拢,垂直断距较小,没有明显的水平位移,表现为"花状"构造,同时走滑断裂的位置对应着"沟谷",可改变基底和盖层的高低格局。走滑断裂对凸起区构造圈闭的形成、油气的聚集以及凹陷内古近系扇体的沉积均具有重要控制作用。构造脊是油气长期聚集的有利区带,受走滑断裂活动强度差异的影响,沙垒田凸起东段和西段油气的运聚模式存在一定差异:在东段,走滑作用相对较弱,圈闭在走滑断裂之间发育,属于"构造脊-断层-砂体"油气运移模式;在西段,走滑作用强,圈闭依附于走滑断裂发育,属于"沟谷充填砂-走滑断裂系"油气侧向运移模式。

沙垒田凸起西段走滑断裂发育特征及其对油气的控制作用

利用三维地震、钻井、测井、岩性等基础资料,对沙垒田凸起西段走滑断层平面、剖面特征进行了详细刻画,通过物理实验模拟了其形成机制,探讨了其对油气成藏各要素的控制作用。研究结果表明,沙垒田凸起西段F2走滑断裂平面、剖面特征差异较大;平面上,F2走滑断裂中深层表现为平滑孤立断层,浅层表现为由多条次级断层组成的帚状构造样式;剖面上,F2走滑断层西南段表现为“似花状”构造样式,东北段表现为简单的“Y”字形结构。物理模拟实验结果表明,F2走滑断层形成机制受先存基底断裂和断层两侧岩性的共同控制,西南段古近纪以弱伸展为主,新近纪叠加右旋强走滑作用,平面呈帚状样式,东北段古近纪表现出强伸展,新近纪叠加右旋弱走滑作用,平面呈现马尾状样式。F2走滑断裂的发育演化过程控制研究区圈闭的形态及规模,控制了研究区东营组沉积储层规模及类型,控制了研究区砂岩骨架输导体系、断裂输导体系的发育形成,改善了太古宇潜山储层物性,研究成果可为研究区下一步的勘探评价提供参考。

沙垒田凸起围区古近系源￣汇体系

沙垒田凸起区已经发现数亿吨原油,位于油气运移路径上的围斜坡区具有良好的勘探潜力,但储层预测成功率较低,寻找有利储层发育区带是突破的关键。文中以源-汇沉积体系理论为指导,明确了古近系研究区物源体系的岩性组成与分布,通过古地貌恢复技术还原不同时期物源输砂通道的特征、汇聚体系发育的类型与分布区域,明确了古沟谷与断槽物源通道的分布与尺度。在此基础上,总结出物源体系与汇聚体系之间不同耦合类型对沉积体系类型及展布特征的控制作用,建立了沙河街组与东营组源-汇体系耦合模式,明确了不同时期优质储层有利发育区域,为该区下一步寻找有利勘探目标提供了有力的技术支持。

沙垒田、庙西凸起前第三纪地层研究

长期以来,沙垒田凸起、庙西凸起前第三纪变质花岗岩被笼统地划归前寒武纪,对两凸起有代表性的4口井的变质花岗岩进行了锆石U-Pb同位素年龄测定,结果表明,变质花岗岩成岩年龄为2047～2483Ma,属新太古代-古元古代五台期-吕梁期的产物.对C1井井深1406～14 43m钻遇的灰岩地层进行了采样分析,首次获得了大量微体古生物化石,并证实灰岩地层属古生界下寒武统,从而为沙垒田凸起古生代地层划分提供了重要依据.

渤海沙垒田凸起及围区沙河街组储层成岩作用分析

成岩作用是深层储层发育最为重要的控制因素。对沙垒田凸起及围区沙河街组储层成岩作用及致密化过程进行了分析,结果表明:研究区沙河街组储层主要的破坏性成岩作用是压实作用和碳酸盐胶结作用,其中压实作用起主导作用,在其作用下随着埋深的增加储层趋于致密化;碳酸盐胶结作用以中、晚期为主,且碳酸盐胶结物含量越高,储层物性越差。研究区沙河街组储层主要的建设性成岩作用是溶蚀作用和超压支撑作用,其中溶蚀作用对研究区储层物性的提升有相当明显的影响;超压消减了压实作用对储层的伤害,有利于深层储层孔隙的保留。薄片镜下观察和碳、氧同位素资料表明,研究区沙河街组溶蚀作用是有机质排放有机酸产生的,碳酸盐胶结作用是有机酸溶蚀以后的再沉淀,进一步证明了碳酸盐胶结作用发生时间较晚。

沙垒田凸起前古近系基岩分布及源-汇过程

沙垒田凸起及围区凹陷是一个完整的源-汇系统.基于钻井岩心、三维地震及锆石测年等资料,刻画了沙垒田凸起前古近系基岩组成及分布并探讨了古近纪早期源-汇体系配置关系.研究表明,沙垒田凸起自南向北依次发育太古界-元古界混合花岗岩、奥陶-寒武系碳酸盐岩与碎屑岩、中生界火山碎屑岩;其中,凸起东段以元古代混合花岗岩为主,西段以奥陶-寒武系碳酸盐岩为主.结合古地貌可知,砂岩富集区与源-汇耦合系统相对应,即基岩组成、汇水区、物源通道及边界样式共同控制沉积砂体组成样式与规模.对比分析凸起东西段、南北侧各控制要素与沉积砂体间关联性,可知凸起东段南侧混合花岗岩基底、较大的汇水面积与物源通道及斜坡带对应高效源-汇系统.

沙垒田凸起西部断裂陡坡型源—汇系统

沙垒田凸起西部发育完整的受断裂陡坡带控制的源-汇系统.基于最新的钻井、薄片资料及高分辨率三维地震资料,精细刻画沙垒田凸起西部源-汇三要素(即物源体系、搬运体系及沉积体系),探讨要素间相关性并建立耦合模式.通过岩石学分析,物源区以混合花岗岩为主,结合古地貌恢复,划分4个三级汇水单元并定量拾取垂向高差与汇水面积参数,明确古沟谷与断槽物源通道的分布及尺度,应用地震沉积学精细刻画沙三段内部3个亚段扇三角洲沉积时空展布及演化.定量探讨源-汇各要素间的相关性,明确汇水单元面积与垂向高差是沉积扇体发育规模的主控因素,构建断裂陡坡带控制下的混合花岗岩-古沟谷或断槽与断面组合的物源通道-近源粗粒扇三角洲-浊积扇-湖泊体系耦合模式.

渤海西部海域沙垒田凸起古近系边缘断裂构造样式与沉积充填响应

渤海西部海域沙垒田凸起为继承性的古凸起,凸起边缘主要受北西向先存断裂及北东向早期断裂控制,根据控凹主断裂特征以及主断裂、早期同沉积断裂和伴生断裂之间的组合关系,古凸起边缘可划分为同向断阶型边缘、大型低角度正断层控制的缓坡边缘、平直状正断层控制的缓坡边缘、板式正断层控制的陡坡边缘及铲式正断层控制的陡坡边缘和座椅式正断层控制的陡坡边缘等6种。受边缘断裂坡折地貌影响,不同类型凸起边缘沉积相展布和纵向演化具有一定的规律性:同向断阶型凸起边缘,早期盆缘坡折之下发育低位扇三角洲,晚期发育辫状河三角洲前缘加厚带,分隔凸起与缓坡的晚期主干断裂早期控制高位扇三角洲,晚期控制了辫状河三角洲的发育;大型低角度正断层之上发育的同沉积断层控制了沙三段强裂陷期低位扇三角洲、浊积扇的沉积,之后发育缓坡辫状河三角洲—滨浅湖;对于平直状同沉积断层控制的缓坡边缘,沙河街组沉积时期发育缓坡背景下的水进和高位辫状河三角洲,东营组沉积时受断裂坡折影响,坡折之下发育辫状河三角洲前缘加厚带,之上发育辫状河三角洲平原和小型沟谷充填。陡坡边缘沉积充填在垂向上具有分层结构,由早期冲积扇或扇三角洲向辫状河三角洲演变,陡坡坡折控制低位扇三角洲的发育,坡折之上发育沟谷充填和辫状河三角洲平原沉积。

沙垒田凸起古近纪源-汇系统中有利储层评价与预测

渤海湾盆地沙垒田凸起与围区凹陷形成了典型的陆相断陷湖盆源-汇系统.基于钻井、地震、岩心及储层分析资料,刻画了沙垒田凸起及围区源-汇系统要素特征,并将源-汇系统分为断裂陡坡型、断裂缓坡型、斜坡型及断槽型4大类.不同类型源-汇系统的物源供给控制相应的沉积体系发育,从而影响其储层的成岩作用与物性特征.研究表明,沙垒田凸起围区凹陷的储层发育受源-汇系统要素耦合与成岩作用的共同控制,其中断裂缓坡带由于源区高差与汇水面积大,沿断裂坡折带分布的沉积体系与砂体规模大、范围广,砂岩成分、结构成熟度较高,埋深浅、机械压实作用较弱,次生孔隙发育,为优质储层发育的有利区,而断裂陡坡型、斜坡型及断槽源-汇系统次之.