石灰泥岩——一种陆源机械成因的碳酸盐岩

石灰泥岩是束鹿凹陷含量最多的岩石类型之一,它分布于始新世沙河街组三段中下部,前人笼统地称之为泥灰岩。应用沉积学及同位素地球化学方法,对石灰泥岩的岩石类型进行详细的岩石学特征及成因研究。结果表明:研究区该类岩石结构组分主要为砂粒级、粉砂粒级碳酸盐成分的碎屑颗粒以及泥粒级的碳酸盐质点;岩石的碎屑结构较清楚;石灰泥岩和由同成分而不同粒级颗粒(碳酸盐成分的砾、砂、粉砂、泥质等)所构成的岩石在空间上相伴出现;岩石中氧同位素(1δ8O)值为-9‰^-5‰,碳同位素(1δ3C)值大于1‰,最大值为3.2‰;碳-氧同位素资料均显示受物源的影响明显,认为这是一种罕见的陆源机械成因的碳酸盐岩。

束鹿凹陷泥灰岩储层测井解释方法研究

以双重孔隙解释模型为基础,通过对束鹿凹陷泥灰岩储层特征和测井响应特征的分析,在现有测井资料基础上探讨泥灰岩地层中测井系列优选原则,指出常规测井资料的不足和局限性,确立了泥灰岩储层评价标准。借助成像、偶极子声波等新技术测井资料,结合实例,指出了泥灰岩地层有效储层的富集规律,对泥灰岩储层勘探及测井解释均具有一定的参考意义。

渤海湾盆地束鹿凹陷中南部沙三下亚段致密泥灰岩储层分布预测

渤海湾盆地束鹿凹陷中南部古近系沙河街组三段下亚段(沙三下亚段)泥灰岩储层非常致密,具有源储一体、大面积连续分布、含油性好且边界不受构造控制等特性,勘探潜力巨大。但由于沙三下亚段岩性复杂、泥灰岩储层物性很差且非均质性强,储层预测难度大。为此在储层基本特征分析的基础上,提出针对致密泥灰岩储层的地球物理综合预测技术。首先,通过多井对比及井-震精细标定建立地震层序框架,细分沉积单元,落实构造背景;然后,采用地质模型正演、基本地震属性分析、叠后波阻抗反演等处理分析技术开展致密储层定性解释;最后,在地震层序界面约束下结合地层切片技术对致密泥灰岩储层开展三维时空动态分布预测。综合研究结果表明,研究区沙三下亚段为一个完整的三级层序;泥灰岩储层空间分布范围随沉积阶段由低位域—湖侵域—高位域变化而逐步扩大。其中,洼槽区为沉积中心,其泥灰岩厚度最大;湖侵域晚期泥灰岩分布范围最广,且相对较纯;而临近洼槽区的西斜坡内带北北东向断裂发育,泥灰岩与砾岩交互沉积,为寻找勘探甜点的有利区域。

湖相碳酸盐岩致密储层有机质赋存状态与孔隙演化微观机理

孔隙发育机理及预测是湖相碳酸盐岩致密储层研究中的一大难题。以渤海湾盆地束鹿凹陷沙三下亚段致密碳酸盐岩为对象，开展热压模拟实验模拟岩石埋深演化过程。通过对实验岩石产物进行地球化学、离子抛光扫描电镜及低温氮气吸附实验分析，研究了有机质赋存状态及成熟作用对其储集孔隙的影响，揭示了致密储层有机质孔隙热演化机制。结果表明：碳酸盐岩中有机质主要与泥质或灰泥质基质以络合-复合的形式存在，成熟作用对有机质孔隙形成与演化影响巨大。随有机质成熟度（ R0 ）从0.5%增加到1.5%，有机质丰度（TOC）减少一半以上（从2.07%降低到0.85%），孔隙总比表面积和孔隙体积增加3～4倍。在低成熟-生油窗阶段（R0 =0.5%～1.0%），有机质孔隙不很发育；随成熟度升高，有机质逐渐发育裂缝和孔隙，尤其进入湿气窗-干气窗阶段（R0≥1.5%），孔隙比表面积和总孔隙体积快速增加，孔隙大量生成。有机质的分解是孔隙总体积和比表面增加的主要原因。新生成孔隙主要为有机孔，尤其以微孔-介孔对成熟度变化最为敏感，直径小于5nm的孔隙对新增总孔隙体积和比表面积贡献最大。孔隙总体积和比表面的增加主要依赖于新增孔隙的形成，而不是原有孔隙的扩大。

渤海湾盆地冀中拗陷束鹿凹陷泥灰岩源储一体式致密油成藏特征

致密油资源是目前和未来一段时间我国非常规油气勘探和开发的主体,成藏类型以近源成藏居多,源储一体式较少.以渤海湾盆地冀中拗陷束鹿凹陷泥灰岩致密油成藏特征为例,探讨源储一体型致密油藏特征;综合岩心、地震、钻井地质和地球化学分析等资料,研究束鹿凹陷形成致密油藏的烃源岩、致密储层及源储组合特征.结果表明,研究区优质烃源岩处于成熟阶段,有机质丰度高、类型好、厚度大,具有较强的生油能力;储集层发育孔隙—裂缝双重空间,烃源岩与致密油储层一体化,为典型源储一体式致密油藏,主要分布在中、南洼槽中心及斜坡低带.该成果丰富我国致密油成藏类型,为推动冀中拗陷乃至整个渤海湾盆地致密油勘探开发起到指导作用.

渤海湾盆地束鹿凹陷“牙刷状”油藏成藏特征与模式

冀中坳陷束鹿凹陷具有良好的油气成藏条件,然而实际勘探中许多直井无法获得工业产能。以束鹿凹陷车城油田沙河街组“牙刷状”油藏为研究对象,从储层特征、隔夹层特征、盖层特征、油气来源及运移路径,综合分析了“牙刷状”油藏成藏条件及成藏过程,并总结了其成藏模式。研究表明:“牙刷状”油藏富集于优势砂地比储层中,油藏间被盖层分隔成不同的压力系统,油藏内被相对致密的砂岩隔夹层分隔成一系列压力系统相同的储集单元;断层是“牙刷状”油藏成藏的平面运移及垂向运移主要通道。该地区存在两期油气充注,第一期原油充注是“牙刷状”油藏的主要油气来源,且该期充注的油气沿同期发育的断层运移至地表浅层并散失,使得油气层厚度随深度变浅逐渐减小;油气运移方向与优质储层展布方向大致垂直,导致油藏集中发育在油气运移方向上的断层圈闭中,形成了一系列“牙刷状”油藏。文章系统论述了“牙刷状”油藏的成因机制,为研究区后续勘探开发工作提供可靠的理论基础。

冀中坳陷束鹿凹陷泥灰岩储层测井解释实践与认识

泥灰岩是一种过渡类型沉积岩,泥灰岩储层具有强烈的各向异性和非均质性,仅仅利用常规测井系列难以满足地质任务的需要。以双重孔隙解释模型为基础,通过对束鹿凹陷泥灰岩储层特征和测井响应特征的分析,总结探讨泥灰岩地层中测井系列优选原则,并分析系列优选后对解释工作的帮助及对勘探工作所起的作用。确立了泥灰岩储层评价标准,并借助成像、偶极子声波等新技术测井资料,结合实例,指出了泥灰岩地层有效储层的富集规律,对泥灰岩储层勘探及测井解释均具有一定的参考意义。

渤海湾盆地束鹿凹陷新河断层特征及其对成藏影响

充分利用钻井、测井和地震资料,并结合区域地质背景和前人研究成果,对渤海湾盆地束鹿凹陷地震资料进行详细解释,以此为基础对束鹿凹陷东部边界——新河断层的几何学特征、形成演化及其形成的动力学背景进行了深入分析。研究认为:新河断层为上陡下缓的铲式正断层,具有多期活动的特征,不同的构造阶段性质不同。新河断层活动具有分段性,主活动期为沙三段沉积时期,断层活动总体表现为南强北弱。沙一段—东营组沉积时期,总体表现为南北强、中间弱的特点,且北段最强。在活动性较弱的沙二段沉积时期,不同位置断层活动速率差异不大。馆陶组—明化镇组沉积时期,表现为南强北弱的特点。新河断层控制洼槽区烃源岩、有利储层的分布,控制潜山及古近系和新近系构造、岩性圈闭的发育和成藏。

渤海湾盆地束鹿凹陷古近系沙河街组湖相混积泥灰岩致密油储层特征

渤海湾盆地束鹿凹陷沙河街组三段下亚段(Es^3(下))广泛发育一套湖相混积成因"泥灰岩",是致密油勘探的主要目标层系。通过岩心和薄片观察、孔渗、压汞、扫描电镜、CT、核磁共振等分析,揭示了该套特殊成因混积泥灰岩储层地质特征;结合地质、地球化学综合分析,明确有利储层发育主控因素,建立储层分类评价标准,指出致密油勘探有利区带。结果表明:束鹿凹陷Es^3(下)泥灰岩主要包括互层混积的纹层状泥灰岩和结构混积的块状泥灰岩两类,矿物组成均以方解石为主,其次为白云石,粘土矿物与石英、长石含量低。储层孔隙度一般低于4. 0%,基质渗透率一般小于10×10^(-3)μm^2,属特低孔特低渗储层。储层孔隙类型多样、孔隙结构复杂,发育两大类8亚类储集空间,基质孔以纳米级孔隙为主。不同岩石结构的泥灰岩储层物性与孔隙结构差异明显,纹层状泥灰岩孔隙分布非均质性强,表现出双重或多重孔隙介质特征,孔渗条件和孔隙结构优于块状泥灰岩。混积泥灰岩有利储层发育受沉积亚相、岩石组构、有机质丰度与成熟度、构造缝等因素综合控制;斜坡内带及洼槽区半深湖-深湖亚相的高TOC纹层状泥灰岩是致密油勘探的有利目标。

冀中坳陷束鹿凹陷泥灰岩-砾岩致密油气成藏特征与勘探潜力

渤海湾盆地冀中坳陷束鹿凹陷泥灰岩-砾岩油藏是一种特殊的致密油气藏。基于束探1H井对泥灰岩-砾岩油藏勘探的突破,重新分析了该区泥灰岩发育的构造背景、沉积环境及地层层序特征。进一步结合钻井、测井和分析化验等资料对束鹿凹陷泥灰岩的生油能力、储集性能、成藏机理、油藏特征重新进行评价,取得一些新的认识:①束鹿凹陷泥灰岩作为烃源岩,具有有机碳含量高、有机质类型好(以Ⅱ_1型为主)、转化率高、排烃能力强等特征,为优质烃源岩;②泥灰岩因构造应力发育一些构造缝,作为烃源岩(当中包含的有机质)发生降解排烃产生的有机质孔隙、有机酸溶蚀碳酸盐岩产生的溶蚀孔隙、降解排烃中产生的异常压力缝等孔洞(缝)形成了泥灰岩的孔喉系统并充当了烃类的储集空间及渗流通道,所以泥灰岩具有储集性能;③包裹在泥灰岩中的砾岩存在欠压实作用,储集空间相对好于泥灰岩,砾岩的储集空间主要为粒间孔、粒内溶孔、贴粒缝、构造缝等孔缝。因此,泥灰岩是一种源-储一体的、特殊的"自生自储"连续致密油藏,而夹杂在泥灰岩中的碳酸盐岩质砾岩为源-储共生的岩性致密油藏。2种油藏类型均具有特低孔特低渗、非均质性强、压力系数高、产量递减快的特点。同时,利用成因法(氯仿沥青"A"法)探索束鹿凹陷泥灰岩致密油气资源量,对烃源岩总生油量的分配情况进行初步研究,发现束鹿凹陷致密油资源量丰富,勘探潜力较大,并给出束鹿凹陷砾岩-泥灰岩的勘探方向和建议。

渤海湾盆地束鹿凹陷西曹固构造带断层圈闭成因机制及定量评价

对渤海湾盆地束鹿凹陷西曹固构造带的断层圈闭进行了解剖,该区断层圈闭的主要类型分为同向和反向断层型圈闭,并通过断距的变化特征绘制出断距—距离曲线,恢复了断层的分段生长过程,明确了断层圈闭的成因机制。同向断层圈闭形成在断层分段生长时期的断裂带上盘区域;反向断层圈闭形成于断层成核时期的断裂带下盘区域的分段生长点之间,此部位也是断裂带下盘区域中断距最大的部位。在此基础上,对断层的主要物性参数即断层与地层之间的关系(同、反向断层)、最大断距、断层倾角与走向、地层倾角、断层段长度、旋转角度等的影响进行定量分析,建立了同、反向断层圈闭面积的模式和定量计算方法。应用晋93断圈进行了验证,计算误差值仅为2%左右,说明断层圈闭定量评价方法具有一定的可行性。