准噶尔盆地腹部上二叠统-下三叠统浅水辫状河三角洲沉积特征与模式

准噶尔盆地下组合油气资源规模巨大,是最重要的战略接替领域;腹部四大凹陷二叠系—三叠系发育规模三角洲砂体,并在其中连获油气新发现。为了揭示腹部凹陷区沉积特征、沉积模式和砂体展布规律,基于大量新钻井岩心、测录井和地球物理资料,系统开展了盆地原型、层序格架、古地貌恢复和沉积体系研究。准噶尔盆地腹部上二叠统—下三叠统浅水辫状河三角洲发育期具有大型坳陷湖盆发育背景,沉积时期地形平缓,坡度小,物源供给充足,水体极浅且频繁动荡,氧化和还原环境交替出现,且整体以氧化环境为主;浅水辫状河三角洲具有粒度较粗、低杂基含量、中等结构成熟度、较长距离搬运、强水动力淘洗、发育交错层理和平行层理等沉积特征;腹部地区上乌尔禾组—百口泉组沉积时期优势水系主要来自西北和东北方向,整体自北向南延伸,发育乌尔禾、克拉玛依及克拉美丽3大物源体系。盆内地形分带性明显,形成扇三角洲区、辫状河三角洲平原区、前缘区和湖区4个相带,由此在腹部地区形成了“大平原、小前缘”的浅水辫状河三角洲沉积格局,其中平原区和前缘区均为有利砂体发育地带。

准噶尔盆地腹部地区断裂特征分析

将准噶尔盆地腹部地区断裂分为深层断裂系统 (断开三叠系及以下层位 )和浅层断裂系统 (断开三叠系及以上层位 ) ,深层断裂系统主要形成于晚海西期 ,发育逆断层 ,易形成冲起构造 ;浅层断裂系统主要形成于燕山早期 ,发育正断层 ,一般形成地堑、地垒。断裂呈现多种平面展布样式 ,北东向和北西向断裂控制主要构造格局。断裂在剖面上呈现以正反转构造为主的叠加构造组合 ,在平面呈现冲起构造组合。腹部地区断裂与油气运聚配置关系良好 ,深层先存断裂作为油源断裂 ,三叠纪末形成的区域不整合面将深层断裂系统和浅层断裂系统相连接 ,使油气以深层断裂、不整合面为通道 ,运移到浅层断裂系统控制的构造圈闭中聚集成藏。图 5表 1参

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。

准噶尔盆地腹部油气充注与再次运移研究

准噶尔盆地为一个经历多期构造运动的叠合型盆地。盆地腹部油气藏形成与演化是一个受多源、多期次油气充注与再次调整的复杂过程。采用烃源岩生烃史正演模拟与油气藏地质、地球化学反演分析相互验证的方法,表明腹部油气运聚可以分为早期、晚期和后期油气充注,即:早白垩世前的早期原油充注阶段,原油主要来自于下二叠统风城组烃源岩;晚白垩世以原油充注为主的晚期充注阶段,原油主要来源于上二叠统下乌尔禾组烃源岩;古近纪以来以天然气充注为主的后期充注阶段,天然气来自于风城组和下乌尔禾组烃源岩高过成熟阶段的产物。受喜马拉雅构造运动的影响,形成于中晚燕山期的腹部车莫古隆起发生掀斜作用,致使油气发生再次运移,调整后的腹部油气藏呈分散和小规模分布,油气藏类型由以构造圈闭为主变成以地层/岩性圈闭为主。

准噶尔盆地腹部侏罗系油气成藏地球化学分析

依据生物标志物的分布和组成特征,准噶尔盆地腹部侏罗系三工河组的原油可以分为两类,庄1井和沙1井原油属于第一类,源于下二叠统风城组;南部征沙村地区征1井原油为第二类,源于中二叠统下乌尔禾组,也有侏罗系的贡献。根据流体包裹体均一化温度分布,结合生排烃史与构造配置关系研究,认为征1井三工河组油藏主要成藏期是古近纪以来,油气来自于昌吉凹陷的下乌尔禾组和侏罗系烃源岩;而庄1井和沙1井三工河组油藏具有多源多期油气注入,早白垩世末至古近纪,油气来自于北部盆1井西凹陷风城组,古近纪构造调整以来,混入了来源于昌吉凹陷的油气。各口井原油含氮化合物的分布特征,证实了研究区侏罗系原油近期是从征1井向北运移的。

准噶尔盆地腹部陆西地区二叠系-石炭系火山岩地球化学特征及构造背景分析

通过对准噶尔盆地腹部陆西地区基底二叠系佳木河组—石炭系107个火山岩样品的全岩元素分析表明,其中38.7%属钙碱性系列,碱性系和强碱性系列占61.3%。该区火山岩不仅在纵向上分异、演化特征明显,在平面上也存在明显的分区分带性。研究表明,陆西地区火山岩喷发的构造环境具有岛弧体系特征,同时由于火山岩的主量元素和微量元素均具有明显的大陆稳定构造区派生的碱性火山岩特征,说明其岩浆源深度较大,可能为上地幔或洋壳物质在高等选择性熔融条件下形成。因此盆地腹部陆西地区火山岩的喷发环境应该是在岛弧发展后期,属于岛弧近大陆一侧、在地壳增厚的环境下喷发。

准噶尔盆地腹部地层压力异常特征与控制因素

应用钻井地层压力实测资料、测录井资料和地震速度资料等,结合盆地地层沉积结构分析,对准噶尔盆地腹部地区地层超压异常的横、纵向空间分布特征及其成因控制因素进行综合研究。研究表明:1)超压异常在盆地腹部地区普遍存在,其出现的顶界面具有穿层性,整体具有向西北方向超压顶面埋深变浅、向凹陷内埋藏变深的特点;超压顶面在莫索湾地区为侏罗系三工河组,顶面埋深在4 400 m左右,向西到夏盐-达巴松和玛湖地区超压顶面为三叠系,埋深在3 500 m左右,在莫南凸起的永进油田超压顶面在白垩系底部,埋深在5 800 m左右。2)莫索湾地区的侏罗系以下地层都存在超压异常,侏罗系的异常压力值最高,在二叠系-石炭系有所降低;同时,根据压力系数结构剖面特征分析,将超压异常划分为两种类型。3)分析盆地腹部超压异常的空间特征,认为不同层系、不同构造位置的超压异常形成具有不同的控制因素。

准噶尔盆地腹部侏罗系原油勘探前景探讨

准噶尔盆地腹部地区长期以来以二叠系原油的勘探与研究为主。本文在总结本区现已发现侏罗系典型原油地球化学特征的基础上,通过混源油人工配比模拟实验揭示了侏罗系与二叠系原油在混合过程中的典型生物标志物变化特点,提出判识混源油组成的可能标志。据此标准,查清了研究区现有侏罗系原油和油砂的分布特点,再结合侏罗系烃源岩的分布情况,认为本区侏罗系原油可望具有良好的勘探前景,应重视对其勘探和研究。

准噶尔盆地腹部地区深层砂岩储层孔隙特征研究

准噶尔盆地腹部地区目前已发现的油气多集中在侏罗系和白垩系砂岩中,储层埋深主要在3500～6200m左右,目前储层处于晚成岩阶段A期,砂岩储层主要发育粒间溶蚀孔隙,次生孔隙度主要分布在4%～20%之间,主要是烃源岩成熟产生的有机酸对碳酸盐胶结物和硅酸盐颗粒溶蚀形成的。根据温度—深度—成熟度之间的对应关系推测,由于有机酸在高温下可转化成CO2,因此垂向上发育的另一个次生孔隙带大约在6500m以下,主要是溶解含铁碳酸盐胶结物所致。

准噶尔盆地腹部永进地区深埋侏罗系砂岩内绿泥石包膜对储层物性的影响

准噶尔盆地腹部永进地区埋深侏罗系砂岩储层深度约为5850～6120m．由于塑性岩屑质量分数高，强烈的压实作用是破坏储层物性最主要的因素，但深部侏罗系砂岩内普遍发育的绿泥石黏土包膜是改善储层物性的重要因素.借助铸体、扫描电镜等手段分析表明，绿泥石包膜多为栉壳状垂直颗粒表面分布，为早期成岩阶段的产物；绿泥石包膜通过隔阻SiO2孔隙流体与石英颗粒的接触来抑制石英的次生加大，降低硅质胶结对孔隙的破坏；绿泥石包膜还可抑制压溶和颗粒溶蚀作用，减少易堵塞孔喉的自生矿物的形成，从而保存粒间孔隙，增加砂岩孔隙的连通性，有利于溶解作用的不断继续．

准噶尔盆地腹部复合圈闭成藏特征研究

准噶尔盆地是一个勘探程度相对较高的盆地,可供勘探的构造圈闭已经越来越少,因此地层岩性圈闭甚至构造岩性复合圈闭就成了油气勘探的主要目标了。对于准噶尔盆地腹部情况更是这样,由于准噶尔盆地腹部构造活动不强烈,构造圈闭相对较少,寻找岩性或构造岩性复合圈闭就显得更加迫切了。根据地震地层学、层序地层学和沉积相分析研究,准噶尔盆地腹部地区主要目的层侏罗系三工河组和八道湾组主要为河流相-三角洲相-半深湖相沉积,储集地层以各类河道砂体、三角洲前缘砂体为主。根据构造演化研究,准噶尔盆地腹部上构造层(侏罗系及上覆地层)主要为向北抬升的单斜层,这样的构造背景正好与各类岩性砂体复合形成复合圈闭。由于侏罗系和白垩系砂体展布复杂,导致工区油水关系复杂,从而使得工区复合成藏非常复杂。

准噶尔盆地腹部陆西地区石炭系火山岩储层的物性特征及其与电性的关系

通过对准噶尔盆地腹部陆西地区石炭系火山岩的研究,提出了该区的火山岩岩相模式,即火山通道相、爆发相、喷溢相、侵出相、火山—沉积相等5个相。对156个实测孔隙度和104个实测渗透率数据分析后发现:不同岩相火山岩的物性不同,且以爆发相和喷溢相为好;不同岩性火山岩的物性也有较大的差别,并以熔渣状玄武岩、杏仁状安山岩、火山角砾岩为好;在合适的条件下,加上岩相与岩性的有利组合,可以形成良好的储层;不同岩性火山岩的孔隙度和渗透率与不同,与电性之间的线性相关性亦有较大的差别,但总体上来说相关性都不大。

准噶尔盆地腹部超压地层烃源岩热演化史研究

以往的研究认为准噶尔盆地腹部二叠系烃源岩成熟生烃时期较早,与油气晚期成藏的认识不一致。因此,本文通过盆地热历史恢复和超压对烃源岩抑制作用的详细分析,重新厘定了准噶尔盆地腹部主要烃源岩的成熟度演化史。结果表明,因二叠纪盆地构造热体制的转变,准噶尔盆地中二叠世—早侏罗世经历了快速降温的过程;超压全面抑制了准噶尔盆地腹部主要烃源岩的热演化过程,且抑制程度随压力系数增大而增大,当压力系数达到最大值后抑制程度也达到极限(Ro偏低0.6%左右);利用与压力系数相关联的超压因子调节Easy%Ro模型中的化学反应频率因子能够有效地反映Ro值受抑制的特征,采用改进模型模拟的烃源岩成熟度演化史表明,盆1井西凹陷和沙湾凹陷中-上二叠统烃源岩主要生油期为白垩纪,侏罗系八道湾组烃源岩目前仍处于生油高峰期,明显滞后于传统生烃模式的预测结果,为深源油气晚期快速成藏提供了有利的烃源条件。

准噶尔盆地腹部及西南缘白垩系烃源岩地球化学特征及沉积环境分析

近年来,准噶尔盆地南缘勘探实践表明,部分油气来源于白垩系烃源岩,勘探前景广阔。系统分析了白垩系烃源岩分布特征、生烃潜力及沉积环境。研究结果表明,准噶尔盆地腹部及西南缘白垩系烃源岩分布范围广、厚度大,最大厚度达500m,但烃源岩非均质性强,成烃贡献区域主要集中在山前断裂带东西两侧,自西部四棵树凹陷部分区域,至沙湾凹陷东部。准噶尔盆地腹部及西南缘白垩系烃源岩生烃潜力变化较大,非均值性强,在四棵树凹陷与沙湾凹陷均有优质层段出现,w(TOC)在1.0%以上,(S1+S2)在2mg/g以上,烃源岩较好,有机质类型为Ⅱ2型,部分为Ⅲ型,生烃组分为孢子体、角质体及部分壳屑体。四棵树凹陷与沙湾凹陷白垩系烃源岩的地球化学特征比较接近,白垩纪沉积时期,研究区气候干燥,沉积中心在沙湾凹陷南缘区域,主要发育滨浅湖相沉积,局部地区(如沙湾凹陷)发育半深湖相沉积,烃源岩主要形成于以藻类或其他低等水生生物与陆源高等植物输入为主的弱还原-还原沉积环境。

准噶尔盆地腹部深层成藏条件及勘探领域分析

分析准噶尔盆地的热史、烃源岩热演化史、圈闭的形成史和油气的早期充注对储集层演化的影响 ,指出盆地腹部深层具有形成大型油气田的有利条件。准噶尔盆地古地温较高 ,使下二叠统烃源岩在三叠纪末大部分达到生烃高峰 ,而盆地腹部的深层圈闭在三叠纪末期或更早就已基本定型 ,与生烃史有很好的配置关系 ,因此深层油气在三叠纪末期以前就可聚集成藏 ;油气的早期充注可抑制孔隙的演化 ,由于深层具有早期成藏的特点 ,推测储集层物性应该较好。探讨了深层的油气成藏特征 ,包括油气特征、超高压和成藏模式等。图 5参 11(杨永泰摘 )

准噶尔盆地腹部盆1井西凹陷超压研究

准噶尔盆地腹部盆1井西凹陷存在明显的深部超压系统(4400m以下)。通过对超压段地质、钻井、地球物理特征的研究发现,超压段多为砂、泥岩互层,泥岩段大多几米到十几米厚,孔隙度在8%以下,已经过充分的压实,进入超压段,泥浆密度大幅增加,远大于1.2g/cm^3,砂岩、泥岩段同时具有高声波时差和低电阻率特征,井旁地震速度具有异常低值特征,超压顶面形态不规则,穿层分布,并且宏观上往往在一定的深度范围内。经过分析,欠压实以及煤层不是超压带低速的原因,烃类生成尤其是天然气生成对现今超压贡献最大。

准噶尔盆地腹部地区白垩系清水河组物源分析

通过对砂岩碎屑组分和结构特征、重矿物组合、重矿物ZTR指数、地震剖面、沉积特征等方面的资料进行分析,认为准噶尔盆地腹部地区清水河组沉积时期存在北部、西北-西部和东部等3个外部物源;清水河组沉积早期存在盆内物源,其物源为车莫古隆起上的侏罗系头屯河组、西山窑组和三工河组。

准噶尔盆地腹部超压演化及成因

准噶尔盆地腹部超压分布广泛,演化历史长,形成机制复杂。采用数值模拟技术,动态恢复了单井和二维剖面的超压演化历史,并基于不同机制对超压形成贡献量的定量分析,探讨了超压主要成因。准噶尔盆地腹部单井超压演化可划分为2个增压阶段,历经"一个半"压力旋回;剖面上发育深部和浅部2套分别以下二叠统和侏罗系为中心的相对独立的超压系统,其中深部超压系统发育时间早,在燕山运动期间曾经历明显的泄压过程,现今超压中心主要位于昌吉凹陷东部的深洼内;浅部超压系统形成时间相对较晚,其横向展布范围广,断层对超压分布具一定的分割作用;深部超压主要源于欠压实作用,浅部超压的形成主要与欠压实和石英胶结作用有关。

应用定量颗粒荧光技术研究准噶尔盆地腹部侏罗系油气运聚规律

准噶尔盆地腹部侏罗系油气运聚规律不明,导致油气勘探受阻。为揭示油气在侏罗系内的运聚规律,在储层岩心含油包裹体观察及丰度统计的基础上,利用定量颗粒荧光技术进行研究。研究结果表明:准噶尔盆地腹部J1s22和J1s212泥岩隔夹层发育层段的样品具有高的GOI值和强烈的轻质油QGF及QGF-E荧光响应特征,达到油藏标准值;随着深度增加,各指标逐渐降低,至J1s211大套板状砂岩发育层段,样品的各项指标只达到油气运移通道值或水层值;侏罗系早期经受过较大规模轻质油充注,但之后发生泄漏;油气进入J1s储层后,首先在浮力作用下快速垂向运移至有泥岩封隔层封堵的J1s22和J1s212,然后沿着泥岩隔层底面往低势区侧向运移,直至遇到侧向封堵性好的砂体才能成藏,这表明识别有效的侧向封闭对准噶尔盆地腹部侏罗系油气勘探有重要意义。

准噶尔盆地腹部超压层分布研究

准噶尔盆地腹部普遍发育深层(大于4 000 m)超压系统,很多钻井都钻遇超压。通过对超压段钻井、地质、测井、地震特征的系统研究发现,超压段泥浆密度大幅增加,具有高声波时差、低电阻率以及地震低速的超压响应特征。利用Dix公式计算地震层速度和利用Fillippone公式计算地层压力,得到超压数据体。准噶尔盆地腹部超压在白垩系及其以下沉积地层中均有分布,超压层的深度范围不同。盆1井西凹陷较浅,其次是东道海子北凹陷和昌吉凹陷东部,昌吉凹陷中部和西部最深。超压层大多顺层分布,只是在凹陷边缘以及昌吉凹陷西南有穿层现象。超压顶面分布的层位由北往南、从东到西逐渐变浅,从三叠系顶部到白垩系底部。深部超压对油气分布和富集有着重要的控制作用,准噶尔盆地腹部超压层分布的研究将对本区油气勘探起到积极的推动作用。