塔里木盆地塔中地区地层水化学特征及其石油地质意义

塔中地区主要含油层系奥陶系、志留系和石炭系地层水化学研究结果表明，奥陶系、志留系和石炭系地层水矿化度很高，是阴、阳离子分别以Cl-和K＋Na＋为主的氯化钙型水，钠氯系数平均值在0．73-0．87，脱硫酸系数平均值在1．54-9．29，变质系数平均值在5．54-12．80。剖面上，奥陶系、志留系和石炭系地层水化学成分和离子比值随深度表现为反向型、正向型和稳定型3种变化类型；平面上，石炭系地层水化学相对变化不大，而奥陶系地层水化学变化比较复杂。奥陶系、志留系和石炭系现今地层水总体处于封闭的流体动力环境，但奥陶系、志留系和石炭系CⅢ油组内部的流体动力环境相差较大，油气的聚集和保存条件也相差较大；而石炭系CI和CⅡ油组内部的流体动力环境相差较小，有利于油气的聚集与保存。平面上，在古隆起和沟通浅部地层的断层附近，地层水的矿化度比较低，封闭性相对较差。奥陶系和志留系地层水在地质历史时期曾经遭受过比较强烈的大气降水的入渗，为开放的流体动力环境。其中，志留系地层水曾经处于明显的开放流体动力环境，对油气的聚集和保存极为不利；而石炭系地层水一直处于相对封闭的流体动力环境，有利于油气的聚集和保存。

塔里木盆地哈得逊油田石炭系地层水化学特征及成因

塔里木盆地哈得逊油田石炭系地层水化学分析结果表明,地层水是以阴阳离子分别为Cl-和(Na++K+)为主的CaCl2型水,具有高矿化度特征(112～291 g/L)。地层水的钠氯系数均值为0.78,脱硫酸系数均值为0.23,Schoeller碱交换指数(IBE)均值为128。地层水化学参数在平面上相对变化不大,在剖面上随深度的增加,HCO3-、SO42-含量具有减小的趋势,而其他离子变化相对较小,表明研究区内的地层水形成于深部封闭环境条件下。地层水化学分析表明,该区地层水经历了强烈的阳离子交替吸附和水岩相互作用。(铁)白云石化作用导致了Ca2+的富集和Mg2+的亏损,形成了现今的地层水离子分布特征。石炭系地层水在构造反转油气藏调整时期一直处于相对封闭的流体动力环境中,这种环境有利于油气的聚集与保存。

高邮凹陷南部真武地区地层水化学特征与油气运聚的关系

在分析高邮凹陷许庄、真武和曹庄油田地层水化学垂向和平面分布特征的基础上,考察地层水成因及油田水化学特征与油气运聚的关系。结果表明:许庄油田大气水间断性下渗,下渗深度可能达到2.5～3.0km;真武和曹庄油田地层水成因主要为沉积埋藏水,但越流模式不同;高邮凹陷南部真武地区地层水化学场由南向北可划分为大气水下渗淋滤淡化区、汇合越流浓缩区和泥岩压实排水淡化区;研究区南部真武大断裂长期活动,大气水下渗淡化地层水,矿化度较低,油气成藏—保存条件较差,而北部地层水明显受泥岩压实排水淡化作用的影响,矿化度较低;地层水在离心流运移过程中不断越流浓缩,矿化度逐渐增大,部分油气随地层水二次运移途中遇到合适的圈闭逐渐聚集起来形成油气藏;中部汇合越流浓缩区为北部泥岩压实排出水和南部下渗大气水的共同指向区,地层水矿化度较高,有利于油气聚集成藏,且富集程度较高。

渤海湾盆地南堡凹陷东营组地层水化学特征的成藏指示意义

南堡凹陷是渤海湾盆地北部的富生烃凹陷,东营组是其重要油气勘探层位。通过对凹陷已有油气藏东营组地层水化学特征参数的统计分析,南堡凹陷地层水总体属于NaHCO3型,矿化度中等偏低,东营组一段和二段以及北堡油田的保存条件最好。利用地层水地化特征参数开展了断层封堵性示踪。结合区域盖层特征、断裂活动性和油气成藏特征分析,指出在区域性盖层发育区,主干断裂和浅层分支断裂发育带是浅层油气勘探的重要领域;而在东二段以下主干油源断裂带附近,应是中深层油气勘探的主要领域。

渤海湾盆地东濮凹陷文留地区现今地层水化学与油气运聚

东濮凹陷文留地区断裂及盐岩发育,油气运聚过程及油、气、水分布关系复杂。在分析文留地区古近系现今地层水化学纵向及平面分布特征的基础上,利用地层水氘、氧同位素测试资料确定地层水来源。结合文留地区构造以及水动力特征,深入研究文留地区古近系地下水化学特征与油气富集、分布之间的关系。同时,通过解剖文218—文245井典型剖面,进一步分析水化学特征与油气运移、聚集、成藏之间的耦合关系。地层水氢、氧同位素分析表明,文留地区地层水以原生沉积水为主,局部曾经受到古大气水下渗影响,反映其地层封闭性较好,有利于油气成藏、保存。纵向上,文留地区水化学可以分为(古)大气水下渗淡化带、越流泄水浓缩带、泥岩压实排水淡化带、断层越流淡化带和末端越流浓缩带等5个水化学垂向分带;平面上,文东滚动背斜带和文东地堑带为两侧凹陷离心流的共同指向区,地层水在越流过程中不断浓缩,矿化度、氯离子浓度增加,矿化度、氯离子浓度高值区与油气富集区有一致性。文留地区断裂连通性好,油气以垂向运移为主,侧向运移为辅。

塔中奥陶系地层水化学特征及其成因与演化

塔中地区奥陶系地层水化学组成以(K^++Na^+),Cl^-离子为主,大部分为 CaCl_2型水,矿化度变化介于4.8～220.2 g/L,r_(Na)+/r_(Cl^-)比值变化介于0.26～0.85之间,说明变质程度小,可能是海水发生蒸发浓缩作用之后被淡水所混合的产物。受断裂作用影响,地层水矿化度在平面上具有明显的分区性;受区域不整合影响,纵向上地层水离子浓度和矿化度存在明显的分带性。地层水中阴离子 Cl^-和 HCO_3^-的浓度与阳离子(Na^++K^+)和 Ca^(2+)的浓度的关系表明,本区可能的成岩作用过程主要为氯化钠矿物和碳酸盐矿物的溶解作用,而方解石的(铁)白云石化及钠长石化作用导致了 Ca^(2+)离子的富集与Mg^(2+)离子的亏损,形成了 CaCl_2型流体。区内地层水可分为常压高矿化度水和异常高压低矿化度水两种类型。前者可能与大气淡水淋滤和埋藏过程中的水-岩相互作用有关,后者可能与其形成的封闭体系有关。油气聚集和保存条件较好的区域位于塔中Ⅰ号坡折带和Ⅱ号构造带之间。

煤层气成藏地层水化学特征研究

我国煤层气资源中高煤阶和低煤阶的煤层气资源相当可观,但高、低煤阶的煤层气成藏的地层水地球化学特征存在着一定的差异,这间接地制约着我国煤层气产业化的进程。本文结合低煤阶煤层气成藏的水化学场物理模拟实验,对高、低煤阶煤层气成藏的水地球化学特征进行了对比分析。研究认为高矿化度有利于高煤阶煤层气富集成藏,低矿化度是低煤阶煤层气的富集成藏的有利条件。

川西坳陷中段侏罗系次生气藏地层水化学特征及与油气运聚关系

川西坳陷侏罗系地层水化学研究结果表明,侏罗系地层水以CaCl2型为主,其中上侏罗统蓬莱镇组见较多Na2SO4型地层水,结合地层水离子参数,总体上地层水封闭条件较好,有利于油气的聚集和保存。侏罗系地层水化学特征在垂向和平面上表现出明显的垂直分带性和平面分区性。纵向上,侏罗系地层水总体表现出断层越流淡化地层水的特征;平面上,地层水矿化度、主要离子浓度受构造位置以及断裂系统控制。构造位置较高或邻近烃源断层的地区,侏罗系地层水受大气水下渗淡化作用和须家河组五段湖相泥岩黏土矿物脱水淡化作用影响。与中国大部分油气田不同,川西坳陷侏罗系次生气藏主要分布在矿化度小于30 g/L,HCO-3浓度大于300 mg/L的区域。须家河组五段烃源岩黏土矿物转化析出的大量低矿化度层间水与有机质热演化和硫酸盐还原作用形成的烃类和CO2气体,在断层沟通下上涌进入侏罗系储层,导致低矿化度、高HCO-3浓度地层水的分布范围与气藏分布有较好的一致性。在断层欠发育地区,地层垂向连通性差,侏罗系次生气藏难以形成,地层水具有较高的矿化度和较低的HCO-3浓度。

大港油田埕北断阶区地层水化学特征与油气成藏

大港油田埕北断阶区古近-新近系地层水具有微咸水的特征,阳离子含量Na++K+>Ca2+>Mg2+,阴离子含量Cl->HCO3->SO42->CO32-,Cl-在一定程度上控制着总离子量。地层水矿化度具有明显的垂向分带性,水型以高矿化度的NaHCO3型为主,在研究区广泛分布。根据地层水矿化度与化学成分的纵向变化,可以划分为正向型、反向型及多向型水化学剖面;反向型和多向型剖面反映地层纵向连通性好,利于油气运移。根据矿化度、离子含量、钠氯系数、脱硫系数等参数的纵向分布,将水化学动力带分为地层水交替流畅带、交替阻滞带和交替迟缓带3类。交替迟缓带一般位于流体封存箱之下,地层水矿化度相对较高,是油气富集的区域。据此,预测张东、张东东地区的古近系沙河街组是油气勘探的有利目标区。

松辽盆地地层水化学特征及其流体—岩石相互作用探讨

地层水化学的空间分布特征研究是追踪流体运移及油气运移、聚集的重要手段之一。通过对松辽盆地水化学测试数据的分析,阐明了该盆地水化学特征的空间分布规律及其所反映的流体-岩石相互作用过程,指出水化学的时间演化特征受流体-岩石相互作用的控制。再通过研究水化学中C l--HCO3-和N a+-K+-Ca2+的关系进一步阐明了该盆地地层水早期为富含HCO3-的低盐度流体,含钠矿物(N aC l)与碳酸盐矿物的溶解作用导致了流体中各种离子及流体盐度的增高,随后的钠长石化作用导致流体中Ca2+的富集与N a+的亏损,形成了CaC l2型流体。最后指出松辽盆地水化学特征所反映的流体-岩石相互作用过程得到了其它地质观察的证明,认为地层水化学可以示踪流体-岩石相互作用过程,有广泛的用途。

蜀南地区茅口组古岩溶缝洞系统与地层水化学性质的关系

在总结和分析451口井地层水测试资料的基础上,对蜀南地区茅口组地层水矿化度和水型特征进行研究,结合钻井、地震、测井等资料,系统总结了古岩溶的垂向分带模式,阐述了各岩溶带在剖面上的发育特征,并对不同化学性质的地层水的储存方式进行了分析。结果表明:该区地层水矿化度普遍较低,变化范围大,矿化度分布特征与地层水势能有关。CaCl2型地层水矿化度较高,具正向浓缩、深变质、渗流缓慢等特征,NaHCO3型、Na2SO4型、MgCl2型水矿化度较低,其出现与岩溶作用有关,所在地区的地层水性质不活跃。古岩溶带在垂向上可分为:表层岩溶带、垂直渗流岩溶带、水平径流岩溶带和深部潜流岩溶带,不同岩溶带特征各异。CaCl2型水的形成与大气淡水淋滤、地层压实释水和埋藏变质作用有关,以深层滞留水方式赋存于地层孔隙中,低矿化度水则以封存水方式储存于岩溶封闭体中。

鄂尔多斯盆地东南部本溪组地层水化学特征与天然气成藏意义

通过对本溪组地层水性质与地球化学特征的详细研究表明:研究区地层水呈弱酸性,总矿化度介于50.68~391.74 g/L,阴、阳离子分别以Cl^-,Ca^(2+),K^++Na^+含量占优势为特征,水型为单一CaCl_2型;钠氯系数(rNa/rCl)介于0.18~0.49,平均为0.35;脱硫酸系数(100×rSO_4/rCl)在0~0.53,平均为0.1,指示其经历了强烈的浓缩变质与脱硫酸作用的改造。研究后认为,纵向上,随着深度的增加,地层水各特征参数的化学剖面在宏观上呈现出3种变化类型:先增后减型、增减交替型、波状递增型;整体上TDS(本2)<TDS(本1),rNa/rCl(本2)>rNa/rCl(本1),rSO_4×100/rCl(本2)>rSO_4×100/rCl(本1),这表明在流体(气、水)运移过程中,作为优势通道的不整合面使得与其相邻的本2段较本1段具有更强的开放性和流动性,且储层砂岩次生孔隙更为发育{rCa/rMg(本2)>rCa/rMg(本1)}。平面上天,然气在整体自西南向北、东向运移的路径上,其组分中CH_4含量逐渐增高,而N_2含量逐渐降低,呈现出较强的水溶气运聚特征。在运移过程中,天然气遇到合适的圈闭,则逐渐聚集起来形成气藏,且地层趋于封闭的还原环境,有利于天然气的保存。

塔里木盆地塔中低凸起地层水化学特征对不整合的响应

对塔中低凸起地层水化学特征与不整合之间关系的研究结果表明,地层水化学特征对不整合具有很好的响应。在遭受强烈抬升和剥蚀、之间形成不整合的奥陶系和志留系,以及紧靠不整合面附近的石炭系CⅢ油组,其地层水具有矿化度、Cl-含量、K++Na+含量和r(Cl-Na)/rMg值相对较小,而HCO3-含量、rNa/rCl值和rSO42-×100/rCl值相对较大的特点,反映出地质历史时期大气降水的影响。在志留系与石炭系之间以及志留系与奥陶系之间的不整合面附近,地层水的矿化度、r(Cl-Na)/rMg值和B3+含量变小,而rNa/rCl值和rSO24-×100/rCl值变大,具有典型的遭受大气淋滤的地层水化学基本特征。

伊通盆地岔路河断陷地层水化学特征与油气保存关系

对伊通盆地岔路河断陷古近系地层水的矿化度、水型及变质系数、脱硫系数的研究表明,该区地层水总体为NaHCO3型水;总矿化度偏低;平面上,孤店斜坡的油气保存条件最差,梁家构造带最好,垂向上,具明显的垂向分带性,万昌组保存条件最差;变质程度高。对地层水化学特征平面及剖面展布的分析,不仅为测井解释提供了准确的参数,更重要的是结合其他地质因素能够指出油气保存的有利地区。

陆相断陷咸化湖盆地层水化学场响应及与油气聚集关系——以渤海湾盆地东营凹陷为例

东营凹陷古近系水化学场分布与湖盆演化有着良好的对应关系,矿化度从深到浅逐渐降低,体现出沉积环境开放性的增强。高矿化度分布是咸化湖盆重要特征,盐岩溶解、扩散、运移和断裂沟通是其主要成因。在这种高矿化度地层水化学场中主要发育CaCl_2水型,在盆地边缘低矿化度地层水中,以NaHCO_3水型为主,同时发育有少量低—较高矿化度的Na_2SO_4水型和MgCl_2水型。对东营凹陷大量实测地层水及油气性质资料分析表明:东营凹陷CaCl_2水型指示地层封闭性条件较好的还原环境,在该环境中油气藏分布最为广泛,目前发现的高矿化度(>100 g/L)油藏与CaCl_2水型相关;低矿化度(<10 g/L)NaHCO_3水型指示封闭性条件差、水交替强烈的水文流畅环境,对油气聚集不利,可形成次生油气藏;高矿化度(30～100g/L)的NaHCO_3水型对油气聚集也有利,在该水型中多形成原生油气藏,其成因与地幔高浓度的CO_2运移及断裂通道的沟通作用有关;研究区高矿化度(>30 g/L)Na_2SO_4水型的形成与膏盐有关,其中可形成原生油气藏;低矿化度Na_2SO_4水型指示封闭性条件差的氧化环境,对油气聚集不利。研究结果表明,在东营凹陷断陷咸化湖盆中,含NaHCO_3水型的地层环境更能代表地层水交替强烈的开放性沉积环境,而Na_2SO_4水型分布多与硫酸盐有关;东营凹陷表现出高矿化度的NaHCO_3水型和Na_2SO_4水型等异常地层水环境,但在各类型地层水环境中油气藏都有所发现,显示出典型断陷咸化湖盆中水化学场分布特征及与油气成藏之间独特的相互关系。

大宛齐油田地层水化学特征与油气保存条件分析

大宛齐油田油层连通性差,是一个多油水系统的断块岩性油藏,各油藏之间没有统一的油水界面。通过对大宛齐油田水资料pH值、矿化度、常规离子成分以及主要离子组合特征的统计分析表明,大宛齐油田地层水矿化度高,为深层水、CaCl2水型,大宛齐油田具有封闭较好的地层水成因环境及有利的油气保存条件。

潜江凹陷南部地层水化学特征与油气成藏的关系

地层水矿化度的变化主要受沉积水体、成岩作用和烃类演化等因素的控制。通过对地层水矿化度变化的分析。可以为油气的成藏环境分析和油藏预测提供重要信息。对潜江凹陷南部地层水化学特征与油气成藏关系的研究发现:①地层沉积时水体的原始矿化度控制了地层水中矿化度分布的整体格局;②地层水中矿化度的分布、地层压实、成岩作用和烃类演化等地质作用之间具有一致的阶段性,代表着良好的生、储、排配置环境;③高矿化度水地层的压实速率大大低于淡水地层,更有利于储层孔隙的保存;④封闭的水化学环境对油气藏的形成和保存是非常重要的。

基于地层水化学场理论的地层水电阻率计算方法

地层水电阻率的确定一直是低孔、低渗泥质砂岩油藏测井解释的难点之一。引入地球化学场理论,从导致大庆西部古龙油田地层水矿化度差异的成因出发,将目的层在纵向上分为两段,分别建立与深度相关的地层水电阻率计算模型。对比计算值与地层水电阻率真值的绝对误差平均为0.05Ω·m,相对误差为9.8%,符合率较高。该方法对确定低孔、低渗储集层的地层水电阻率具有指导意义。

松辽盆地扶新隆起带扶杨油层地层水化学特征及其与油气运聚关系

扶新隆起带扶杨油层经历了近60年的勘探开发依然是松辽盆地南部最主要的油气富集区之一。然而,扶新隆起带构造条件复杂,断层密集,油、气、水分布极其复杂,油气运聚过程及油气富集规律尚不明确,极大制约了进一步油气勘探开发效果。在分析扶新隆起带北坡扶杨油层地层水来源以及纵向上和平面上分布规律基础上,解剖重点区典型的油藏剖面,结合地层压力及烃源岩条件,深入探讨扶新隆起带扶杨油层地层水特征,与油气运聚和富集的耦合关系。垂向上,扶新隆起带水化学可划分为大气水下渗淡化带、压实水淡化带、溶蚀浓缩带、粘土矿物脱水淡化带以及越流浓缩带5个区带;平面上,扶新隆起带新北鼻状构造带和新立鼻状构造带为是两大离心流发生集中越流泄水的区域,形成了高矿化度、高钠氯系数区域与油气富集区高度的一致性。源内成藏区、源边成藏区油源条件较好,地层受扰动深度较深,成藏条件良好。而在源外成藏区部烃源岩成熟度低,含油气流体影响深度较浅,油源条件较差。

惠民凹陷沙河街组地层水化学特征及其成因

根据惠民凹陷沙河街组水化学分析数据,探讨水化学成分分布特征,并初步进行地层水来源及成因方面的分析。研究结果表明:沙河街组发育的是以Cl-和Na++K+为主要离子组分的CaCl2型水,矿化度及其他水化学组分纵向上呈增加-减小交替变化的特点。各水化学参数反映凹陷内沙四段、沙三中下亚段和沙二段地层较好的封闭性,地层水总体被CaCO3饱和,尚未达到CaSO4饱和程度。与海水、湖水蒸发曲线进行对比,直观地反映水中离子的富集和贫乏程度,进而进行相应的地层水成因研究,即沙河街组地层水中Na+、Cl-浓缩,Ca2+富集,以及Mg2+、SO42-贫乏的现象是蒸发浓缩作用、斜长石钠长石化、脱硫酸作用、有机质生烃等共同作用的结果。此外,平面上沙四段以上各层地层水矿化度低值区均分布在临南洼陷内,粘土矿物脱水作用可以解释洼陷及周边地层水的淡化现象。