准噶尔盆地永进地区齐古组深埋砂岩成岩作用对储集层质量影响的定量表征

永进地区侏罗系齐古组是准噶尔盆地腹部一套重要的深埋含油层系,现今埋深5400~6100 m,其储集层质量控制了油气储量和产量。运用铸体薄片、阴极发光、扫描电镜、物性、XRD全岩和黏土矿物分析等资料对齐古组深埋砂岩储集层成岩演化过程开展研究,建立成岩演化序列,定量表征不同成岩作用对储集层质量的影响,结合区域埋藏史、油气充注史,最终明确储集层成岩演化过程。永进地区齐古组储集层岩性主要为长石质岩屑砂岩和岩屑砂岩,杂基含量低,胶结物类型主要为碳酸盐矿物、硅质和黏土矿物,具成分成熟度低而结构成熟度高的特征;储集空间类型以剩余原生粒间孔和粒间溶孔为主;整体处于中成岩A期阶段,储集层孔隙度变化主要受压实、胶结、溶蚀作用控制,压实作用和胶结作用是造成储集层减孔的主要成岩因素,分别造成原生孔隙损失率为65.98%和21.80%,溶蚀作用增加了5.25%的孔隙度,起到了有效改善储集层物性的作用。综合研究认为,永进地区齐古组储集层成岩演化主要受沉积环境、成岩作用、埋藏史、油气充注4大因素共同控制,成岩作用起到改造储集层物性的作用,是导致储集层非均质性较为明显的决定性因素。

准噶尔盆地中部永进地区走滑断裂发育特征及成因物理模拟

永进地区位于准噶尔盆地中部,最近发现了多个与走滑断层相关的含油气构造,但关于走滑断层的发育特征及成因机制研究程度不够深入。本文通过三维地震资料精细解释,在研究区三叠系—侏罗系内识别出近东西向、北西西向以及北东东向的三组走滑断裂体系,平面上呈“网格状”展布,剖面上具有不同深度几何学形态差异展布特征。在此基础上基于相似性原理设计四组砂箱模拟对比实验,重现研究区构造演化过程。模拟结果表明,这类走滑断裂的形成与基底先存断层的发育位置有关,是受先存构造和地层属性双重控制的广布式走滑断裂系统,从而建立了研究区的断裂系统成因模式。研究成果对具有相似地质背景地区的走滑断裂成因解释具有借鉴意义。

准噶尔盆地永进地区晚中生代断裂系统特征研究及其油气地质意义

准中地区构造上归属于准噶尔盆地腹部的中央坳陷带,整体位于深洼带,隶属于深层—超深层勘探领域,也是十四五期间规划的重要增产阵地。近年来的勘探研究表明,准中地区具有圈源分离的特点,在源、储分离的空间格架下,断裂体系即是沟通“源—藏”桥梁,又对油气富集起到圈闭遮挡作用。但多期应力背景下准中断裂系统整体分布规律及形成机制认识对现有探区并不完全适用.

准噶尔盆地腹部永进地区沥青特征及成因

沥青的形成和分布往往指示了油气藏形成后的调整改造作用(王兆云等,2020),根据成因及对应地质事件可确定沥青的形成时间,从而为整个油气成藏过程的精细刻画奠定基础。沥青在早期定义为赋存于晶洞或粒间孔的原油衍生物,为液态烃热演化过程中的裂解产物。同时,前期的沥青研究主要集中在天然沥青的物理性质(颜色、反射率、荧光、溶解度、密度等)和化学性质(挥发物含量、元素组成等)等。

准噶尔盆地永进地区油源新认识

永进地区位于新疆维吾尔自治区昌吉回族自治州玛纳斯县。构造上永进地区位于准噶尔盆地腹部,中央坳陷昌吉凹陷西段,北邻莫索湾凸起。主要目的层位为侏罗系齐古组,目前,在齐古组已获得高产工业油气流。前人通过油源对比认为,齐古组油气是以二叠系下乌尔禾组烃源岩为主,侏罗系八道湾组烃源岩为辅的混原油(李伟等,2006;秦黎明等,2007;林会喜等,2013;高剑雄,2021).

准噶尔盆地腹部永进地区侏罗系齐古组储层特征与主控因素

侏罗系齐古组是准噶尔盆地腹部永进地区主力含油层系,钻井油气显示极为丰富,多口探井及开发井获得高产工业油气流,截至目前已上报石油地质储量近8000万吨,展示了该地区侏罗系齐古组具有良好的勘探前景。但随着勘探开发的不断深入,发现永进地区不同井之间自然产能存在较大差异,究其原因主要与储层具有较强非均质性密切相关。

准噶尔盆地南缘永进地区齐古组陆相红层成因及地质意义

准噶尔盆地南缘永进地区齐古组红层具有较好的油气显示,对该区齐古组红层成因研究,有着切实的理论和经济意义,且能弥补齐古组陆相红层研究的不足。在前人对陆相红层研究成果的基础上,结合永进地区齐古组泥岩全岩测试分析、镜下(扫描电镜)特征及岩心观察,探讨该地区红层成因及地质意义。结果显示,永进地区齐古组泥岩主要以石英、钠长石和白云母为主,未见菱锰矿,其中钾长石在红/绿色泥岩样品中均有出现,赤铁矿仅出现在红色样品中。泥岩中粘土矿物组合呈高伊利石、较高伊蒙混层、少量绿泥石和蒙脱石,缺失高岭石的特点。认为永进地区齐古组下部红层为沉积暴露氧化成因,顶部红层是在沉积期发育局部红层基础上再次叠加潜水氧化作用的结果,主要致色矿物为赤铁矿。永进地区-天山北缘中段齐古组发育大量红层,可能是全球气候循环和构造相互作用的结果。

准噶尔盆地腹部永进地区砂岩储层中碳酸盐胶结物特征及其成因意义

准噶尔盆地腹部永进地区不整合面附近砂岩储层中次生孔隙和碳酸盐胶结物相对发育。通过薄片观察、阴极发光、扫描电镜/能谱分析,认为碳酸盐胶结物是研究区砂岩最主要的胶结物成分,其主要类型为(铁)方解石和铁白云石,垂向上含量随深度增加而增加,多集中分布在白垩系和侏罗系之间的不整合面之下约100m的范围之内。碳、氧同位素分析以及泥岩中各元素测试结果表明,大气淡水通过永进地区白垩系和侏罗系之间存在的角度不整合对其下伏地层物性作用不明显,晚期含铁碳酸盐胶结物和孔隙发育主要与有机酸关系密切。在有机酸作用下,早期发育的碳酸盐胶结物、长石碎屑颗粒以及粘土矿物为晚期碳酸盐胶结物的发育提供了物质基础,而且溶解的物质在酸性流体作用下运移至不整合面附近重新沉淀,造成高孔隙度和高含量碳酸盐胶结物在深度上具有重叠的特征。由于含铁碳酸盐胶结物形成时代晚而且储层未受到其他建设性成岩作用的明显改造,晚期碳酸盐胶结物含量和面孔率呈互相补偿的关系,表明了晚期碳酸盐胶结物对储层物性的破坏作用。

准噶尔盆地永进地区侏罗系层理缝成因及其对储层的影响

准噶尔盆地永进地区侏罗系由于埋藏深、成岩作用强烈,储层物性总体较差,但在侏罗系顶部红层中发育相对较好的储层,并获得了工业油气流。根据岩心观察,结合薄片、测井及试油等资料可知,优质储层的发育及分布与层理缝密切相关。层理缝不仅是良好的储集空间,而且增大了孔隙的连通性,为有机流体的运移提供了通道,促进了次生孔隙的发育。同时,层理缝对储层的影响程度与其密度直接相关,密度越大,储层物性越好。研究结果表明,颗粒粗、分选好的砂岩层易形成层理缝,车莫古隆起强烈抬升及断层活动是开启层理缝的主要动力,早期烃类充注和后期异常高压为层理缝的保存或进一步开启提供了条件。永进地区侏罗系有利勘探方向为永1井区向东北的车莫古隆起的隆升方向,靠近断层的区域为最有利的地区;永2和永9井区是次一级勘探有利区。

准噶尔盆地永进地区侏罗系红层成因

准噶尔盆地永进地区侏罗系和白垩系之间普遍存在一套以红色为主的砂泥岩地层,其层位归属和成因争议较大。利用地震区域追踪对比、连井标定和砂层组精细对比、岩心观察、粘土矿物、微量元素和化学蚀变指数等多种方法对该层进行了综合研究。研究结果表明,红层层位属中侏罗统西山窑组,主要是沉积作用形成的,红层是半干旱—半潮湿气候条件下的陆上—滨湖浅水环境的产物,而后期的风化作用较小。在该环境下,碎屑岩储层不含炭屑,增强了在成岩过程中的抗压实性,为永进地区6 000m深度依然存在相对高孔渗储层创造了条件,提高了勘探前景的评价,为该区有利储层的评价与预测提供了依据。

准噶尔盆地永进地区白垩系清一段沉积相研究

本文通过对录、测井及薄片等资料的综合分析,结合岩心识别,开展了准噶尔盆地永进地区清一段沉积相类型的研究。本次研究识别出泥岩颜色、岩性、砂岩岩石学、粒度特征及沉积构造等方面的沉积相标志,明确了清一段的滩坝沉积特征:泥岩颜色以灰色为主,反映还原性水体环境,泥砂比很高,砂岩主要为粉、细砂岩,单砂体较薄;砂岩碎屑成分成熟度高,粒度概率曲线多见两个跳跃总体,滚动组分缺失,沉积环境经粒度参数判别为浅湖环境;浪成的波痕、沙纹层理以及各种交错层理发育,具有丰富的层内冲刷构造;地震属性分析及反演显示井间砂体连通性很差。研究区滩坝可进一步细分为沙坝、沙滩和与裂流有关的砂体三种微相。受古地貌以及湖泊水动力条件的影响,砂体连片性较差,剖面上为透镜状砂体。在沉积相特征分析的基础上,勾画了研究区滩坝砂体平行岸线,多不连通的展布形态,并建立了位于三角洲侧缘低缓凸起上的滩坝沉积模式。

准噶尔盆地永进地区侏罗系红层成因探讨

新疆准噶尔盆地永进地区侏罗系顶部发育一套以紫红色为主的砂泥岩沉积,根据岩心、粘土矿物组成、泥岩氧化物比值、化学蚀变指数等分析认为,红层是在半干旱半潮湿气候条件下,物源运移和沉积的同时被氧化所致的滨浅湖或辫状河三角洲前缘相正常沉积的岩石,遭受化学风化及风化淋滤作用较弱,不具备风化壳的特征。分析认为红层层位应为头屯河组。车莫古隆起的发育在中侏罗世后期表现为短期下沉、后又抬升的特点。

准噶尔盆地永进地区油源研究

在分析和归纳可能烃源岩的有机地化特征并对原油样品进行分析测试的基础上,主要运用生物标志物和稳定碳同位素指标或参数,首次对准噶尔盆地永进地区原油的来源进行了系统研究,认为中二叠统和中下侏罗统烃源岩是为该地区提供油源的主要烃源岩,其次为下二叠统烃源岩,并可能有白垩系烃源岩的贡献。其中,中侏罗统西山窑组煤层之上及大部分白垩系储层中的正常原油主要来自中二叠统烃源岩;煤层之下及下侏罗统三工河组储层中的正常原油主要来自中下侏罗统烃源岩;在现今油藏中所占比例较小并已发生强烈生物降解的原油来自下二叠统烃源岩;永6井白垩系储层中的原油可能来自下白垩统烃源岩,但该套烃源岩的供烃规模可能较小。

油气富集程度的定量评价方法及其应用

油气富集程度的评价及预测是油气成藏和勘探部署分析的重要内容,其结果对资源潜力评价和勘探部署具有重要指导意义。在总结前人方法优缺点的基础上,提出评价单井各层段油气富集程度的方法——根据已知储量井的录井、测井和试油资料,利用油气显示级别对单井3种资料进行赋值,结合各油气层段的砂岩厚度,计算3种资料的油气聚集有效值,并建立其与储量丰度的数学关系,进而预测未知储量井各层段的油气富集程度。以准噶尔盆地莫西庄—永进地区为例,利用该方法预测了各井不同层段的油气富集程度。通过对比勘探成果与该方法的计算结果,认为其平均相对误差一般在10%以内,因此该方法具有可行性和准确性。评价结果表明,该区在征沙村中部和永进东北部油气富集程度较高,是将来增储上产预备区;深层三叠系百口泉组油气富集程度较高,但探明程度较低,为下步勘探的重点方向;探区东部凸起与凹陷过渡区为下步选区有利区。

准噶尔盆地莫西庄—永进地区白垩系清水河组地貌演化及沉积响应

不同古地貌背景下,盆地沉积充填特征不同。以准噶尔盆地莫西庄—永进地区白垩系清水河组为例,综合野外露头、岩心、测井、分析化验和三维地震资料,进行古地貌演化背景下白垩系清水河组层序地层、沉积物源和沉积体系研究。研究结果表明:莫西庄—永进地区白垩系清水河组发育一个完整的三级层序,清水河组一段发育低位体系域(LST)和湖侵体系域(TST),清水河组二段发育高位体系域(HST)。早白垩世,车排子—莫索湾古隆起(车—莫古隆起)整体埋藏,古隆起局部高部位仍出露地表,随着盆地全区接受稳定沉积,古隆起逐渐消亡。LST时期,盆地沉积中心位于研究区北部;TST至HST时期,在北部构造抬升掀斜作用下,盆地地形趋于平缓,沉积中心逐渐南迁。在此构造演化背景下,盆外北部物源体系由东北、西北方向向研究区供源,在盆地缓坡带浅水背景下发育远源辫状河三角洲—滨浅湖沉积体系。LST时期,受古隆起残余地貌、湖平面变化及水动力条件的共同影响,沉积碎屑多沉积于地貌低势区,发育局限展布的浅水辫状河三角洲,研究区以三角洲内前缘沉积为主,水下分流河道连片发育;LST时期发育的沉积体系平缓了原始地貌,在车—莫古隆起上继承性沉积TST时期的滨浅湖沉积体系和HST时期的浅水辫状河三角洲沉积体系,其中HST时期研究区以三角洲外前缘沉积为主,广泛发育席状砂,局部发育水下分流河道。继承性地貌控制盆地不同部位的沉积可容空间,决定沉积物搬运及分散路径,进而控制盆地的沉积充填类型和特征。

准噶尔盆地永进地区侏罗系西山窑组顶部沉积相研究

永进地区位于准噶尔盆地腹部中3区块、昌吉凹陷西段、车莫古隆起南翼,该区侏罗系西山窑组顶部发育一套紫红色泥岩及紫红色、灰色砂岩,为该区主要勘探目的层位。对永2井、永6井、永7井西山窑组顶部砂岩、泥岩取芯段岩性组合特征、沉积旋回特征以及沉积构造特征进行研究。结果表明:该地区侏罗系西山窑组沉积后期深水相发育,泥岩撕裂屑、丘状交错层理、变形构造等标志性沉积构造普遍发育,且横向上具有一定对比性,包括砂质滑塌、砂质碎屑流、浊流以及呈悬浮堆积的深水泥相;泥岩地化指标Th/U值为3.67~5.58,平均值为4.32;V/(V+Ni)值为0.49~0.60,平均值为0.55;Ce_(异常)值为-0.06~0,平均值为-0.03,均指示沉积于还原水体环境中。结合泥岩古氧化还原水体环境地化指标分析,剖析其沉积环境,为该地区下一步油气勘探提供方向。

准噶尔盆地莫西庄-永进地区油气成藏差异分析

莫西庄-永进地区横跨车-莫古隆起南北两翼,古隆起对南北两翼不同区带油气成藏的差异控制作用明显,前期学者多局限于古隆起周边局部成藏特征研究,而古隆起两翼油气成藏差异性尚不明确。结合古隆起不同时期演化特征,对古隆起两翼油气的成藏期次及成藏过程进行恢复和对比,揭示了两翼成藏的差异性。研究表明,古隆起南翼为多期充注特征,发育含油高度大、原油密度高和含油饱和度高的原生油藏;核部为早期充注,发育小规模调整-保留型油藏;北翼以晚期充注为主,发育含油高度小、原油密度低、含油饱和度低的次生油藏。

准噶尔盆地中部地区深层西山窑组砂岩成岩作用及其对储层质量评价的启示

综合利用薄片、扫描电镜、电子探针和X-射线衍射等手段,研究了准噶尔盆地中部永进地区西山窑组砂岩的岩石学特征和成岩特征,讨论了成岩作用对深层储层质量变化的影响和相对优质储层的形成模式。结果表明:西山窑组三角洲前缘亚相砂岩主要是极细粒—中粒岩屑砂岩及长石岩屑砂岩,自生矿物主要是方解石、铁方解石、铁白云石、黏土矿物、硅质及少量沸石类;影响孔隙演化的主要成岩机制包括压实作用,碳酸盐、黏土矿物胶结和溶蚀作用,其中机械压实引起塑性颗粒变形是造成大部分孔隙损失的主要原因,碳酸盐不同程度地充填孔隙也是导致孔隙度降低和非均质性增强的重要原因,绿泥石薄膜可能阻止石英沉淀而保持孔隙,而不稳定颗粒的选择性溶蚀贡献于孔隙的增大;深埋储层的成岩特征很大程度上取决于砂岩粒径和组分,在沉积微相单元内呈现出一定规律性的分布样式,分流河道中下部粒度较粗的砂岩中塑性颗粒含量较低,以压实程度较低、胶结物数量有限、发育绿泥石薄膜和较强的次生溶蚀为特征,形成了相对优质储层。实例研究说明,深层砂岩层内的成岩分布样式受原始沉积作用的制约,这种样式强化了沉积微相和内部结构控制的储层质量变化,因而通过建立沉积与成岩作用的内在关联模式,能够为深埋储层质量预测提供重要的约束。