柴达木盆地欧南凹陷上石炭统克鲁克组海陆过渡型烃源岩有机质组成及生烃特征

柴达木盆地北缘东段欧南凹陷上石炭统克鲁克组海陆交互混积型储层中获得良好油气发现,但该层段内烃源岩海陆混合型生物有机质组分及类型、生烃差异性等基础性问题的认识尚不清楚。选择尕海南山南坡柏树沟剖面克鲁克组烃源岩开展有机地球化学、XRD、岩石薄片、SEM等分析测试,研究了岩性及组分、丰度质量及类型、可溶有机质族组分及生烃母质等,结果表明:克鲁克组烃源岩残余有机质丰度总体较高,原始生烃能力强,处于高成熟演化阶段,残留腐殖型(Ⅲ型)为主的干酪根,可溶有机质主要来源于海洋低等水生生物有机质母质(Ⅱ型),反映出海陆两相混源生物有机质的特征,海相有机质在前次生烃过程中对生烃量的贡献相对高于陆源生物。大量放射虫等浮游硅质生物是克鲁克组烃源岩海相有机质的主要组分,是海相干酪根的主力生烃物质;晚石炭世,欧南凹陷南部古陆和北部海槽分别向凹陷提供陆相高等植物和海洋低等水生生物或富硅上升流,海相有机质的富集与硅质生物活动直接相关。该研究认识为探索石炭系有机质富集机制和优质烃源岩分布规律提供了参考依据,也对区域性油气勘探部署具有指导意义。

柴北缘石炭系克鲁克组泥页岩岩相特征与沉积环境分析

柴北缘石炭系克鲁克组发育了一套厚层富有机质细粒沉积岩,是研究区页岩气勘探的主力层系。克鲁克组泥页岩形成于陆表海沉积环境,与深海富硅质泥页岩和湖相富碳酸盐泥页岩具有显著差异,目前研究程度相对较低,因此对其开展岩相与沉积环境研究具有十分重要的沉积学与油气地质学意义。通过野外露头和岩心观察,薄片鉴定、X射线衍射分析等技术,以区分标志明显、易于识别为主要原则,综合矿物组成、沉积构造、化石组合及其他混入物等因素,将柴北缘石炭系克鲁克组泥页岩划分出10种主要岩相类型,分别指示不同的沉积微环境。其中,煤岩、水平层理碳质黏土岩、透镜状层理粉砂质黏土岩、波状层理黏土质粉砂岩、脉状层理粉砂岩均属于潮坪沉积;富含菱铁矿结核的块状黏土岩为潟湖沉积;块状泥灰岩和块状生屑灰岩属碳酸盐台地沉积;而含介壳粉砂型泥岩和介壳型泥岩则属于潟湖与局限台地之间的过渡沉积,具有原地混积的特点。由于陆表海平缓的古坡脚,致使区内沉积体系受短期海平面升降变化影响显著,随滨线快速迁移,不同沉积环境的泥页岩在垂向上频繁叠置,交互出现,可总结出3种主要的岩相组合类型,分别形成于局限台地相-潟湖相-潮坪相组合,局限台地相-潟湖相组合和局限台地相-生物碎屑浅滩相组合。在泥页岩的岩相类型、特征、沉积环境及垂向演化序列研究的基础上,最终建立了陆表海泥页岩沉积模式。

柴达木盆地北缘石炭系克鲁克组页岩气形成条件分析

以柴达木盆地北缘野外剖面地质调查为基础，结合相关钻井、露头资料和前人研究成果，综合分析柴北缘上石炭统克鲁克组富有机质泥页岩展布、有机地球化学、矿物组成、储集空间、含气性等方面特征。结果表明，克鲁克组页岩有机质丰度高， w（TOC）为0．28％～11．93％，平均值大于2％，Ro 为0．9％～1．44％，平均为1．12％，处于有机质热演化的成熟阶段，页岩有效厚度为30～150 m，脆性矿物含量大于40％，微米—纳米级裂缝和孔隙发育，含气量为1．01～2．85 m3／t，平均为1．87 m3／t，尕丘凹陷、欧南凹陷和德令哈断陷有利于页岩气形成与富集，是克鲁克组页岩气勘探开发的有利区。

柴北缘东段克鲁克组泥页岩储层特征

柴北缘东段石炭系克鲁克组为一套海陆过渡相碎屑岩和碳酸盐岩混合沉积，其中泥页岩较为发育。通过野外剖面踏勘和实测对克鲁克组泥页岩纵向发育特征进行了研究，发现克鲁克组一段泥页岩累计厚度为60m，泥地比达92．6％，是泥页岩发育最好的层段。通过精细岩心观察描述、全岩X射线衍射分析、岩石薄片鉴定、扫描电镜观察及物性分析等，对泥页岩矿物组成、岩相、储集空间类型及物性特征进行了研究，结果表明，泥页岩矿物组成以石英和黏土矿物为主；黑色纹层状泥质中粉砂岩相、灰黑色条带状泥质粗粉砂岩相、灰黑色条带状含灰-灰质泥质粗粉砂岩相和黑色纹层状含生物碎屑泥质中粉砂岩相为主要的岩相类型；储集空间主要发育顺层裂缝、溶蚀孔隙、黏土矿物晶间孔、有机质粒内孔隙及生物碎屑粒内孔；孔隙度在1％～3％，渗透率分布在0．01～1mD。储层的发育主要受沉积环境、矿物组成和成岩作用的影响，黑色纹层状泥质中粉砂岩相和灰黑色条带状泥质粗粉砂岩相由于沉积厚度大、碳酸盐胶结作用弱、脆性指数较高、储集性能良好，有利于泥页岩储层的发育。

柴达木盆地石灰沟地区克鲁克组烃源岩分子地球化学表征

通过有机地球化学相关分析测试,对柴达木盆地石灰沟地区石炭系克鲁克组烃源岩生物标志化合物特征进行研究,发现该地区烃源岩表现为有机碳含量较高、氯仿沥青"A"含量低,正烷烃分布具有低碳数优势,C27-C28-C29规则甾烷呈现V字型和反L型分布,说明烃源岩母质为水生生物和陆源有机质混合输入;Pr/Ph<1.0,Pr/n-C17和Ph/n-C18值及伽马蜡烷/C30藿烷的较高值表明烃源岩沉积环境处于弱氧化-弱还原的咸水环境;镜质体反射率(Ro)测定结果显示,研究区浅部烃源岩已处于成熟到高成熟阶段,深部烃源岩处于过成熟阶段,但生物标志物成熟度参数如Ts/(Ts+Tm)和C29甾烷αββ/(αββ+ααα)等指示正常成熟,其原因有待进一步研究。可溶有机质较少主要是因为原油裂解所致,也可能与盆地抬升后的烃类散失有关,总体评价认为柴达木盆地石灰沟地区石炭系克鲁克组发育一套良好的烃源岩。

柴达木盆地东部上石炭统克鲁克组碎屑岩储层特征及控制因素

柴达木盆地上石炭统克鲁克组是该区重要的古生界勘探层位,组内发育多套良好的碎屑岩层。为探究其岩石物性特征及控制因素,本次以野外露头调查为基础,利用普通薄片、铸体薄片鉴定及扫描电镜等手段,结合物性测试和压汞资料,对克鲁克组碎屑岩纵向分布规律,储层岩性、物性、孔喉特征及孔隙类型进行分析。认为克鲁克地层中克2段发育的三角洲前缘亚相和克3段的具障壁海岸潮坪相的大套含砾粗砂岩、粗砂岩砂体原生、次生孔洞发育,孔喉大、分布集中、分选好,为有利的碎屑岩储层。早成岩期压实作用、重结晶及胶结作用对克鲁克组砂岩的原生孔隙破坏严重,晚成岩期储层改造形成的溶孔、裂缝—溶孔是油气成藏的主要储存空间。该研究为预测柴东石炭系克鲁克组油气有利区域提供依据,为今后该地区的油气勘探提供理论支撑。

柴北缘东段上石炭统克鲁克组三段致密砂砾岩沉积与储层特征

上石炭统克鲁克组砂砾岩是柴北缘东段上古生界油气勘探的一套重要储层。为分析该套储层的发育特征及影响因素,通过对露头剖面实测和钻井岩心描述,利用岩石薄片、扫描电镜、物性分析测试等资料,对克鲁克组砂砾岩储层的沉积相、岩石学特征和物性特征进行研究。结果表明:上石炭统克鲁克组三段发育障壁砂坝、扇三角洲分流河道两种类型砂体,整体属于低孔—低渗型储层,储集空间包括孔隙和裂缝2大类共10种类型;成岩演化过程包括压实压溶、硅质与方解石胶结和交代、岩屑与长石颗粒蚀变与溶蚀4种类型,储层物性主要受沉积和成岩作用的共同控制。

青海石灰沟矿区克鲁克组煤中稀土元素地球化学特征

运用电感耦合等离子质谱、XRD、XRF、SEM-EDX等技术手段测试了柴达木盆地北缘克鲁克组煤的常量元素和稀土元素含量,分析了克鲁克组煤中稀土元素含量、分布特征、赋存状态、配分模式以及指相意义。结果表明,石灰沟克鲁克组煤中稀土元素的含量高于中国煤、世界煤和美国煤中稀土元素均值;煤中稀土元素主要以无机形式赋存,主要来源于陆源碎屑,部分稀土元素源于植物本身或受到微沉积环境的影响;通过对稀土元素地球化学特征参数研究发现,该研究区煤层中轻、中型稀土明显富集,且稀土元素与酸性沼泽水介质条件有关,在还原条件下形成,同时煤层中的稀土元素主要受到以玄武岩为主要源岩的陆源控制。

柴东欧南凹陷上石炭统克鲁克组构造背景、物质来源及沉积环境——来自细粒沉积岩元素地球化学的证据

柴达木盆地东部(简称柴东)欧南凹陷上石炭统克鲁克组获得油气发现,但该层段的构造背景、物质来源与沉积环境动态演化过程研究依然较薄弱。通过对欧南凹陷东北侧柏树沟露头上石炭统克鲁克组(C_(2)k)细粒沉积岩开展元素地球化学研究,结果表明,欧南凹陷在C_(2)k沉积期是阿尼玛卿洋壳向北俯冲控制的主动大陆边缘活动背景下弧后裂陷盆地的组成部分,南部的柴北缘加里东构造带向其提供酸性岩浆岩为主要母岩的陆源碎屑,北部的宗务隆海槽由于枕状玄武岩喷发和低温蚀变产生溶解硅,经海底洋流上升引发硅质浮游生物群落的繁盛而沉积生物硅。C_(2)k沉积期处于全球范围晚古生代冰期的第Ⅲ期事件,共识别出3期次间冰期(升温事件A、B和C)。古气候温度升高引发冰川型海侵,水体随之加深,缺氧程度增强,海水的回灌和升温蒸发作用使盐度升高而咸化;其中升温B期的温度升高强度和海平面上升幅度均强于升温A期和C期,对应于C_(2)k最大海泛面,古水体达到弱还原状态,宗务隆海槽方向以硅质生物为代表的海洋低等水生生物供给数量增多,其他时段主要受柴北缘构造带方向陆源有机质的影响。以上研究结果及认识为探索柴达木盆地石炭纪构造—沉积—古地理演化过程和有机质富集机制提供了依据。

柴达木盆地北缘晚石炭世构造环境及物源——以石浅1井为例

在沉积学、地球化学、大地构造学等理论的指导下,对柴达木盆地北缘石灰沟地区石浅1井克鲁克组-扎布萨尕秀组钻井岩心样品进行了系统的测试分析。主量、微量元素含量及相关判别图解表明,石浅1井克鲁克组-扎布萨尕秀组碎屑岩形成于被动大陆边缘盆地,同时体现出与其他构造背景碎屑岩差别极大的地球化学特征,克鲁克组及扎布萨尕秀组砂砾岩具有较高程度的沉积再循环(或源区岩浆岩高程度分异)及中等偏高的风化程度,碎屑物质来自于以酸性岩浆岩为主的后太古宙大陆上地壳。在碎屑岩地球化学研究的基础上,结合前人研究成果认为,柴北缘地区晚石炭世沉积盆地类型为受北侧宗务隆海槽扩张控制的被动大陆边缘克拉通盆地,碎屑物质来源于由酸性岩浆岩组成的柴北缘古生代造山带基底部分,海侵自北向南、沉积体系自南向北展布,总体呈现南山-北海的盆山格局。