济阳坳陷下古生界潜山储层形成机制与发育模式

下古生界潜山是目前济阳坳陷深层油气勘探聚焦的重点领域,但其储层具有强非均质性、难以有效预测的特点。本次研究基于钻井岩心、铸体薄片、测井资料,结合部分水-岩实验,分析储层的发育特征,明确增储机制,建立发育模式。研究表明,济阳坳陷下古生界潜山储层以次生孔隙为主,发育溶蚀孔、洞和裂缝,受岩性、裂缝、大气淡水、热液及有机酸流体共同控制,纵向上形成风化壳及内幕两套储集系统,两者之间以致密不渗透层相隔。风化壳储集系统灰岩较发育,在构造裂缝连通的情况下,受多期大气淡水淋滤改造,形成岩溶-缝洞型储层;内幕储集系统白云岩发育,受构造运动影响更易于破裂产生裂缝,在构造裂缝连通的情况下,受有机酸流体溶蚀,形成裂缝-孔隙型储层;燕山期热液流体沿构造裂缝也可对两套储集系统进行溶蚀改造。由此可见,岩石类型是溶蚀的基础,构造裂缝是桥梁,流体溶蚀与构造裂缝的有效匹配是优质储层形成的关键。研究成果对研究区及华北地台其他具有相似构造背景的碳酸盐岩潜山的储层预测及油气勘探具有重要的借鉴意义。

叠合盆地深层海相油气差异富集历史的动态模拟——以塔河油田下古生界含油气系统为例

以塔里木盆地塔河油田下古生界含油气系统为例,针对叠合盆地深层海相油气复杂的差异富集历史,采用成藏动力学模拟方法进行深层油气的生排烃、运聚和调整改造的历史恢复。研究表明:①塔河油田下寒武统烃源岩的热演化史反映出不同构造带的生排烃过程及其强度具有明显不同,是导致深层油气相态差异的主要原因。②走滑断裂和不整合面等构成的复合输导体系控制深层油气早期运移聚集和后期调整,中寒武统台内膏盐岩阻止深层油气的垂向运聚,致使深层油气呈现明显的“断控”特征,其中北东向走滑断裂带和深层油气运移低势区叠加有利于汇聚成藏,且主要沿北东向走滑断裂带呈串珠状分布。③成藏动态模拟揭示“源-断-缝-膏-保”时空配置控制塔河深层油气的差异富集,奥陶系经历多期充注、垂向运聚、侧向调整改造的成藏历史,深层油气一直处于运移聚集和逸散的动态平衡中。④油气残留量统计显示塔河油田深层奥陶系鹰山组和蓬莱坝组仍具有较好的勘探开发潜力,超深层中上寒武统具有一定的油气资源前景。研究为塔里木盆地深层油气的动态定量评价提供了参考依据,也可以为古老克拉通盆地碳酸盐岩相关油气成藏演化的研究提供借鉴。

鄂尔多斯盆地旬宜地区下古生界走滑断裂特征与油气勘探意义

近年来随着勘探和认识程度的加深,鄂尔多斯盆地不再被认为是“铁板”一块,盆地内多期多套断裂系统对油气成藏的控制作用越来越受重视。选取盆地南部旬邑—宜君(旬宜)地区,基于最新三维地震资料与钻井资料,应用走滑断裂理论模型,开展了断裂几何学与运动学分析,预测了断裂形成机制,并探讨了其对深层碳酸盐岩成储、成藏的控制作用。旬宜地区发育3套断裂系统,且存在深、浅层脱耦现象,下古生界走滑断裂在剖面上呈高陡直立、倾向摆动、“花”状构造等典型特征,平面上表现为“北西部挤压剪切、中部拉张剪切、主干断裂分段变形”。下古生界走滑断裂经历了两期构造活动,其中晚奥陶世至志留纪活动强度较大,为断层主要发育期,中—晚二叠世活动强度较弱,断层呈继承性走滑,形成北东、北西走向两组左行走滑断裂。鄂尔多斯盆地南部可能存在北东和北西向的基底薄弱带,加里东期Ⅱ幕洋盆俯冲闭合向盆内传递应力,斜向挤压导致旬宜地区基底断裂活化,是下古生界走滑断裂系统形成的主要动力机制。下古生界走滑断裂可有效改善深层碳酸盐岩储层物性,形成岩溶型或构造裂缝型优质储层,沿走滑断裂带形成“上生下储—旁生侧储”型成藏组合,是旬宜地区深层油气勘探值得关注的重点领域。

鄂尔多斯盆地南部下古生界岩溶古地貌及储层研究

鄂尔多斯盆地下古生界马家沟组主要以海相碳酸盐岩沉积为主。马家沟组上段地层受到风化剥蚀的影响,古沟槽发育,形成“台中有沟,沟前有河”的古风化壳分布格局。延长探区马家沟组出露的地层主要有马六和马五1,马六地层局部存在,受剥蚀影响,地层厚度变化较大;马五上段的地层发育受古沟槽发育的影响,使得在沟槽中,大多缺失马五1段地层。探区内以古岩溶台地、古岩溶斜坡和古岩溶盆地为主,局部存在岩溶残丘,发育两条近东西向的主要古沟槽和一条南西–北东向的次要古沟槽,探区东部主要发育岩溶盆地,古岩溶斜坡以北西–南东向展布。尽管受目前勘探范围所限,但周边古岩溶盆地内微隆起部位储层的发现,预示着本区岩溶盆地内部的微地貌特征也是今后一个值得关注的对象。

四川盆地及周缘下古生界页岩气深埋藏-强改造独特地质作用

四川盆地位于特提斯-喜马拉雅构造域和滨太平洋构造域的交接转换部位,盆地及其周缘海相、海陆过渡相富有机质页岩经历了多旋回构造体系下的深埋藏(高演化)、强隆升、强剥蚀和强变形,强改造作用过程。这是我国南方中上扬子地区页岩与北美页岩气产层在地质特征和演化上的最大不同。晚白垩世以来四川盆地多阶段性隆升过程致使地表普遍具有1 000~4 000m剥蚀厚度。地表差异性剥蚀幅度与陆相地层沉积厚度共同控制着其下伏地层的古埋深。四川盆地及其周缘下志留统龙马溪组底界和下寒武统牛蹄塘组底界古埋深分别大于6 500m和9 000m,等深线总体呈NE-SW展布,且二者底界埋深均具有由北东向南西逐渐减小的趋势。龙马溪组底界古埋深最浅处位于盆地南缘宜宾南绥江地区(约6 000m),最大埋深处为川北地区(约9 000m),古埋深分别向盆地东南缘和北缘明显加深,且盆地中央具有明显的NE-SW向展布低值或浅埋深带,即绥江—宜宾—泸州地区和达州—巴中地区。牛蹄塘组底界古埋深特征与现今埋深特征总体相似,最大埋深处位于川西-川北前陆盆地(古埋深大于11 000m);最小古埋深处位于川中—川西南宜宾—自贡—遂宁一带(古埋深小于8 000m)。四川盆地及其周缘下古生界页岩深埋藏与其高演化具有密切相关性。下志留统龙马溪组和下寒武统牛蹄塘组黑色页岩热成熟度Ro值普遍大于2.4%和2.8%,与其古埋深相似均具有由盆地北东向南西逐渐减小的趋势。强隆升、强剥蚀和强变形作用致使下古生界页岩经历强改造作用,具有动态的应力-应变、温度和压力变化特征,及其保存条件有效性的动态调整。四川盆地及其周缘现今钻探成果揭示差异性埋藏-隆升剥蚀-构造变形作用对下古生界页岩气富集与分布具有较大的控制作用。因此,我国南方中上扬子地区下古生界页岩气地质研究,不仅与北美一样,研究常规油气的优质烃源岩如何转化为非常规页岩气的优质储层,而且还须探讨在强改造作用下页岩气优质储层如何才能成为具商业价值的页岩气产层。

中国上扬子区下古生界页岩气形成条件及特征

从露头、钻井、岩心等资料出发，以沉积、地球化学、储层及含气性等为重点，对上扬子区下寒武统筇竹组和下志留统龙马溪组页岩气形成的地质条件与特征进行了初步探索，指出上扬子区早古生代的浅海一深水陆棚沉积环境控制了筇竹组、龙马溪组富有机质黑色页岩的发育与分布，深水陆棚沉积中心黑色页岩厚度最大；黑色页岩有机碳含量（TOC）普遍较高，平面上富有机碳黑色页岩（TOC〉2％）与深水陆棚相分布一致，纵向上富有机碳黑色页岩集中发育在各组的中下部一底部，连续厚度约30-50m，有机碳含量在4％以上；黑色页岩脆性矿物丰富、含量大，粘土矿物单一、无蒙脱石，与美国产气页岩相似；基质孔隙、微裂缝发育，成丝状、网状及蜂窝状分布，岩心实测孔隙度为2％～16％，具有较好的孔、渗能力；黑色页岩钻井气显示活跃，岩心含气量在最低工业开发含气门限之上，等温吸附模拟甲烷吸附能力强，综合含气性特征与北美产气页岩类似。总体认为，中国上扬子区下古生界筇竹寺组、龙马溪组具有优越的页岩气形成地质条件，是较现实的页岩气．勘探开发领域。

塔里木盆地下古生界白云岩储层油气勘探前景

综合研究表明,塔里木盆地下古生界白云岩储层的形成是多期次、多类型地质作用的综合结果,有利的原始沉积相带、多期白云岩化作用、多种类型的溶蚀作用、断裂作用及其伴生裂缝是该类储层形成的关键。其中溶蚀作用包括深埋条件下白云石的自身溶解、多期供烃携带的有机酸溶蚀作用、岩浆热液溶蚀作用、硫酸盐热化学还原反应所产生酸性流体的溶蚀作用、层序界面和不整合面岩溶作用等。白云岩储层综合评价及油气成藏条件系统分析表明,塔里木盆地寒武系—下奥陶统白云岩储层非常发育,且具备较好的成藏条件,其中有效盖层及后期较为稳定的构造环境是油气成藏的关键。英买力—雅克拉地区、塔中主垒带和玛扎塔格构造带的白云岩潜山储层、阿克库勒和塔中地区的下奥陶统—上寒武统白云岩内幕储层以及塔中和巴楚地区的中寒武统盐下白云岩储层是下一步勘探的3个重要领域。

页岩气储层孔隙类型及特征研究：以渝东南下古生界为例

通过薄片分析、扫描电镜及氩离子抛光技术,对渝东南下古生界含气页岩中的孔隙类型及特征进行了分类观察、描述,结合有机碳含量、X衍射、岩石物性、氮气吸附及甲烷等温吸附实验测试,分析了页岩气储层中各类孔隙的储气贡献,探讨这些孔隙对页岩中烃类运移的影响。研究认为,有机质孔隙、颗粒内孔、粒间孔隙及微裂隙是页岩气储层孔隙的4种类型,有机质表面的分散状孔隙多为nm级,石英碎屑可形成粒内或粒间孔隙,黄铁矿颗粒内部小晶体排列分布产生孔隙空间,黏土絮状沉淀形成片粒状结构孔隙,微裂隙普遍发育在页岩基质中,可达mm级。不同类型的孔隙能够为页岩气的赋存提供不同尺度的储集空间,页岩吸附含气量与表征孔隙特征的参数(TOC、BET比表面积、BJH总孔体积)具有显著的正相关关系。微裂隙与粒间孔隙对页岩中烃类的运移最有利。

重庆及其周缘地区下古生界页岩气成藏条件及有利区预测

从野外地表露头、井下岩心及典型剖面等基础资料出发,以富有机质页岩形成地质背景及其展布特征-页岩气成藏条件-有利区预测为主线,对重庆及周缘地区下古生界页岩气成藏条件进行分析,并采用综合信息叠合法对该区有利区进行预测。指出研究区下寒武统筇竹寺组和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组两套富有机质页岩普遍发育,分布广,厚度大,埋藏适中,有机质类型好,有机质含量高,具有充足的储集空间和运移通道,并且等温吸附模拟和现场解析实验也表明,这两套页岩均具有较强的气体吸附、较好的含气性能;多口井钻遇黑色页岩段气显异常普遍,也为页岩气的存在提供证据。总之,该区与美国东部典型页岩气盆地有诸多地质可比性,具有形成页岩气藏的有利地质条件,是页岩气勘探研究值得关注的重要领域。

北美页岩气研究及对我国下古生界页岩气开发的启示

北美近10 a来对构造较简单、中-高成熟度（Ro〈3.0%）、埋藏较浅地层（〈4 000 m）页岩气的形成、赋存与富集机理、评价方法与核心区预测作了大量研究,取得了实质性的进展,并实现了页岩气的大规模工业开发。我国南方下古生界成熟很高（Ro=2.5%~4.0%）、构造改造强烈、现埋藏深度差异大,对于这套地层的页岩气的评价,缺乏相关理论与方法。为规避风险、获得效益,需以北美页岩气研究为借鉴,针对其地质地球化学特点,在广泛开展相关基础研究的基础上,重点发展页岩含气量的现场测试技术与原地气量的定量评价体系,评估勘探开发示范区页岩的资源潜力,确定页岩气的主控因素,为实现我国南方下古生界页岩气的高效开发提供理论指导与方法基础。

川东南—鄂西渝东地区下古生界页岩气勘探前景

中上扬子地台发育2套重要的海相深灰色—黑色页岩,分别为下寒武统牛蹄塘组和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组,主要由富含黄铁矿、有机质或生物化石的黑色炭质页岩组成,厚度大、分布广。牛蹄塘组页岩有机质演化程度高、埋藏相对较深、钻井无天然气显示;龙马溪组页岩有机质演化程度相对中等、埋藏深度适度、钻井天然气显示丰度高,特别是志留系其它粉砂岩层段可产工业性气流。因此,下志留统页岩更有利于研究区页岩气的勘探和开发,更加适合作为中国南方页岩气战略先导区的重点目标勘探层位。总体上,两套页岩在川东南—鄂西渝东地区出露范围广,有利于针对页岩展开相关研究,特别是背斜和向斜的翼部区是页岩气勘探最为有利的地区。

四川盆地川中古隆起震旦系—下古生界天然气勘探新认识及勘探潜力

四川盆地川中古隆起安岳气田被发现后,在与其具有相似沉积背景的现今古隆起北斜坡震旦系—下古生界寻求天然气勘探发现便成为努力的目标。随着风险探井PT1井于川中古隆起北斜坡(以下简称北斜坡)上震旦统灯影组二段获得天然气勘探突破,以及JT1井在灯四段和下寒武统沧浪铺组发现天然气勘探新苗头,证实了北斜坡同样具备形成规模大气区的优越条件。为了进一步明确川中古隆起震旦系—下古生界天然气勘探潜力并指导后续勘探部署,对北斜坡震旦系—下古生界含油气地质条件进行了分析。研究结果表明:①北斜坡震旦系灯二段、灯四段两期台缘带在平面上基本分离,并且无论是台缘宽度还是沉积厚度均优于高磨地区,具备天然的沉积优势;②北斜坡震旦系灯影组储层储集条件较高磨地区更优,并且震旦系—寒武系纵向上发育多套优质储层;③北斜坡震旦系灯影组天然气成藏要素配置关系较好,岩性圈闭发育且累计面积较大,JT1井、PT1井已分别证实灯四段、灯二段岩性圈闭内含气,发育斜坡背景下的大型岩性圈闭气藏。结论认为,北斜坡震旦系—下古生界含油气地质条件比高磨地区更佳,并且具备纵向上多层系立体勘探的优势,展现出巨大的天然气勘探潜力和广阔的勘探前景,是该盆地常规天然气勘探的重要战略新区带。

论鄂尔多斯盆地下古生界烃源岩的成藏演化特征

鄂尔多斯盆地中东部广布的下奥陶统马家沟组碳酸盐岩形成于动荡、富氧的古地理环境,因而其有机质丰度低,有机质类型差,生烃潜力低,不能成为有效烃源岩。地质和地球化学分析证实,盆地西、南缘台缘深水斜坡相的中奥陶统平凉组存在优质海相烃源岩,其形成的油气最早富集在中央古隆起及其周围;伴随着中央古隆起带轴部的向东迁移和早白垩世末盆地西倾大单斜的定型,平凉组烃源岩在早白垩世生烃高峰期生成的天然气和早期古油藏裂解气,由中央古隆起带向北东方向发生二次运聚,最终在盆地中部奥陶系马家沟组风化壳中聚集成藏,即形成靖边大气田。这一过程包含了油藏、油气共存和气藏3个成藏演化阶段,也证实了盆地西、南缘平凉组烃源岩是靖边气田油型气的主要来源。

四川盆地震旦系下古生界天然气成藏过程和特征

四川盆地震旦系-下古生界具有三套泥质油系烃源岩,具有很好的生油潜力和生烃强度。受加里东隆升作用的影响,烃源岩有二次生、排烃的特征,三叠纪是主要圈闭形成期和二次生油的主峰期,大量的石油运聚至乐山-龙女寺古隆起范围内形成震旦系-下古生界古油藏。随着古油藏埋深的增加,温度和压力的增高,石油裂解成天然气,古油藏自身形成气源,在原地系统形成古气藏。这一过程持续到喜马拉雅期,之后受喜马拉雅运动的影响,强烈隆升和剥蚀,圈闭重新调整,气藏重新分配,最终形成现今气藏。因此,四川盆地震旦系-下古生界天然气的成藏过程是一个古油藏→古气藏→现今气藏的过程,具有生排差异、多期运聚、早聚晚藏的特征。

塔里木盆地满加尔凹陷下古生界烃源岩的再认识

综合考虑下古生界烃源岩的纵向分布特征,认为塔里木盆地满加尔凹陷下古生界烃源岩主要发育中、下寒武统,中、下奥陶统和上奥陶统3套烃源岩。中、下奥陶统黑土凹组烃源岩与中、下寒武统烃源岩的沉积相特征和发育特征相似,有机质丰度高、类型好;上奥陶统烃源岩分布局限、类型差。3套烃源岩具有不同的热演化特征,以满加尔凹陷中西部地区为例,中、下寒武统烃源岩在加里东晚期—海西早期进入生油高峰阶段,中、下奥陶统烃源岩在海西晚期进入生油高峰阶段,上奥陶统烃源岩则在燕山晚期—喜马拉雅期进入生油高峰阶段。满加尔凹陷古生界烃源岩的三分法能更准确地反映下古生界烃源岩的实际分布情况,同时构筑了解决油气来源、油气成藏观点冲突的框架,能更准确认识不同地区海相原油的混源特征。

徐州地区下古生界碳酸盐岩的碳、氧同位素研究

在已有的对徐州地区下古生界碳酸盐岩详细岩石学研究基础上,系统测试了碳酸盐岩方解石和白云石的碳、氧同位素组成特征;地球化学和岩石学研究相结合,综合提取了碳酸盐岩碳、氧同位素组成的沉积、成岩地质信息;初步探讨了同位素组成的地层变化及其意义。研究结果表明:碳酸盐岩碳同位素组成特征可以指示沉积环境及其演化,开阔陆表海、灰质障壁砂坝、局限陆表海、潮下带、潮渠、藻坪诸沉积相间碳酸盐岩的δ^(13)C值表现出规律性变化,碳同位素组成变化曲线上的显著正偏移与海侵有关;碳酸盐岩氧同位素组成对成岩环境及其演化有明显响应,淡水成岩环境、潮上成岩环境、潮间成岩环境、潮下成岩环境和埋藏成岩环境具有不同的碳酸盐岩氧同位素组成特征;徐州地区大北望寒武系剖面地层界线附近都有碳、氧同位素组成变化的特征显示,研究工作证实了徐州地区下古生界同位素地层划分的可行性。

川中—川东南地区震旦系—下古生界沥青来源及成烃演化

据实测实验数据分析了川中及川东南地区典型构造上勘探井震旦系—下古生界泥岩及沥青样品的生物标志化合物的特征,证实源岩的沉积环境主要为具有一定盐度的还原环境,生物多来自于低等水生生物的菌藻类。川中震旦系—下古生界和川东南震旦系储层沥青主要来自寒武系泥岩;川东南下古生界储层沥青则为寒武系和志留系的混合来源。利用Karweil方法分析了川中地区高科1井寒武系烃源岩的成烃史;采用磷灰石裂变径迹技术与Easy%Ro模型联合模拟恢复了川东南地区丁山1井的生烃史;对比分析表明,川东南寒武系烃源岩成熟时间、主生油及主生气期均早于川中寒武系烃源岩。

川南地区下古生界页岩气储层矿物组成与脆性特征研究

应用X射线衍射（XRD）分析技术，对川南地区下古生界下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组两套海相页岩气储层岩心样品进行了矿物组成与脆性特征研究。结果表明，川南地区筇竹寺组和龙马溪组海相页岩具有差异的矿物组成和含量特征。筇竹寺组页岩中，石英含量最高（28.4％～42.8％，平均35.7％），黏土矿物含量次之（25％～35.3％，平均28.7％），碳酸盐矿物含量较低（1.4％～21.7％，平均11.2％）。龙马溪组页岩中，黏土矿物和碳酸盐矿物含量高，前者为13.4％～66.1％（平均34.7％），后者为14.6％～80.0％（平均35.9％），石英含量相对较低（5.2％～41.4％，平均21.0％）。另外，这些页岩中还含有少量黄铁矿、长石、白云石等其他矿物。总的来说，该区下古生界海相页岩的矿物组成特征与北美海相页岩比较相似。川南地区筇竹寺组和龙马溪组页岩中脆性矿物丰富、含量高，前者为55.6％～73.9％（平均64.1％），后者为26.9％～86.6％（平均62.5％），整体上具有良好的脆性和可压性，有利于该区海相页岩气的压裂改造。

川南地区下古生界页岩气成藏条件研究

从钻井、岩芯样品等分析资料出发,以下寒武统筇竹寺组、下志留统龙马溪组页岩为研究对象,对川南地区下古生界海相页岩气成藏条件进行了研究,指出该区筇竹寺组和龙马溪组页岩主要形成于陆棚沉积相,富有机质页岩厚度大,有机质丰度高(平均TOC>2%),有机质类型为Ⅰ,Ⅱ1型,热演化程度处于高—过成熟阶段,页岩中脆性矿物丰富,微米—纳米级孔隙发育,含气量高,有利于页岩气的形成与富集。与成功勘探开发页岩气的北美页岩相比,川南地区下古生界海相页岩具有良好的页岩气成藏条件,认为筇竹寺组、龙马溪组均是该区现实的页岩气勘探目标层,并提出了其页岩气富集有利区。

塔里木盆地古城地区下古生界碳酸盐岩油气地质条件与勘探潜力

下古生界碳酸盐岩是塔里木盆地台盆区重要的勘探领域,累计探明油气地质储量超过22×108 t,但古城地区至今没有大规模发现,烃源条件、储集层规模及油气富集规律不清楚是制约油气勘探的关键。通过系统梳理下古生界碳酸盐岩油气地质条件,得到以下几点认识:①古城地区发育寒武系-下奥陶统斜坡-盆地相烃源岩;②奥陶系鹰山组下段云化滩储集层规模大,储盖组合好,气源断裂发育,是近期增储上产的重要领域,油气富集受储集层和气源断裂控制,中部云化滩带是勘探主攻方向;③寒武系台缘礁滩体规模大,物性好,紧邻烃源岩,有望形成整装气藏,盖层与保存条件是成藏关键,其中Ⅰ、Ⅱ期台缘礁滩体北部保存条件较好,是下步勘探主攻方向;④奥陶系鹰山组上段灰岩断溶体,储集层受断裂控制,规模较小但储盖组合条件好,是值得探索的领域;⑤奥陶系一间房组灰岩颗粒滩发育,含气性好,但暴露溶蚀时间较短,储集层非均质性强,是潜在的勘探领域。