大地电磁测深法在太康隆起西部地热资源勘查中的应用研究

应用大地电磁测深法对太康隆起西部深部地层结构和隐伏断裂进行探测研究,布设了1条NNE向大地电磁测深剖面,获得了35个测深点。通过对大地电磁测深数据的处理、分析和反演,获得了研究区内4000 m以浅的二维电性结构模型。综合区域地质资料,地层由上至下依次划分为第四系-新近系、三叠系、二叠系-石炭系、奥陶系-寒武系、元古界。推断了新郑-太康断裂、大隗镇断裂、郭店断裂、张庄断裂以及推断断裂F5的位置、产状等信息,其中,新郑-太康断裂为新郑凸起与薛店-尉氏南次凹带的分界断裂,控制了三叠系沉积。认为研究区深部寒武-奥陶系岩溶型热储的有利区域为新郑-太康断裂附近。

太康隆起和周口坳陷上古生界煤系烃源岩地球化学特征

通过岩石热解和有机地球化学资料,对太康隆起和周口坳陷的有机质类型、有机质丰度和有机质成熟度综合分析。结果认为,研究区有机质丰度以煤岩最好,暗色泥岩以南部的襄城、谭庄-沈丘和倪丘集为中等-好级别,北部的太康隆起和鹿邑凹陷为差-中等烃源岩;太康隆起上古生界和襄城凹陷太原组为型干酪根,其他地区则为典型的腐殖型(型)干酪根;成熟度总体上呈“北高南低”,并以济源-郑州-太康-鹿邑一线为高-过成熟演化区,生气为主,南部的襄城、谭庄-沈丘和倪丘集处于成熟生油阶段。

太康隆起上古生界海陆交互相页岩气地质条件分析

上古生界太原组和山西组海陆交互相泥页岩是南华北盆地的主要烃源岩层系之一,以往的研究工作主要集中于坳陷区,针对隆起区页岩气成藏方面的研究相对较少。为解决海陆交互相地层砂泥岩(含页岩)互层频繁、垂向上非均质性强、页岩气地质条件复杂等因素导致储层改造层位优选困难的现状,通过对太康隆起西部海陆交互相页岩气参数井--尉参1井分析测试结果的解剖,结合邻井钻探成果,对太原组和山西组泥页岩的展布特征、地球化学特征及储层特征等开展研究,明确上古生界页岩气成藏要素。结果表明:太康隆起地区上古生界海陆交互相泥页岩发育,山西组和太原组泥页岩累计厚度为88 m,山西组连续厚层泥页岩厚度可达38 m,各层泥地比超过50%,有机碳含量高,含气性较好,具备一定的页岩气形成有利地质条件;泥页岩孔隙以纳米级无机孔隙为主,粒间孔、粒内孔均有发育,受沉积环境转变和有机质类型的影响,有机质孔隙发育较差;三叠系残余厚度是影响上古生界页岩气成藏的重要因素,太康隆起西部保存条件较好。详细阐明了上古生界海陆交互相页岩气地质条件,明确隆起西部是下一步勘探的有利地区,对该区后续页岩气储层研究及层位优选有重要意义。

太康隆起尉氏段地热资源勘探远景分析

在太康隆起尉氏段,通过地热地质调查了解区内地热需求、开采现状;通过大地电磁测深和二维地震等地球物理勘查方法,预测了新近系热储层底面和奥陶系热储层顶面构造形态和埋深;利用地热钻探验证了区内地层、构造和岩性特征等地热地质特征;采取抽水试验和水质分析等室内试验,对地热水进行了应用评价;利用石油参数井、WR-1地热井和区内煤矿预查等资料,综合分析了研究区地热成因和地热地质条件,确定了研究区新近系馆陶组和深部碳酸盐岩热储的地热勘探远景,指出研究区中深层地热的勘查开发方向,为地热资源的综合利用提供了依据。

南华北盆地太康隆起太原组砂岩储层致密成因及天然气充注特征

南华北盆地晚古生代时与鄂尔多斯盆地同属于华北克拉通盆地的一部分,发育广泛的石炭-二叠系煤系地层。其中,太原组不仅是重要的烃源岩层,而且具备良好的致密砂岩气等非常规天然气成藏条件。然而,关于砂岩储层的研究目前尚处于早期阶段,砂岩储层的特征、致密成因和天然气充注特征等一系列关键性问题仍然缺乏详细的研究。本文综合利用铸体薄片、扫描电镜、物性分析、X射线衍射、流体包裹体等实验测试方法研究了南华北盆地太康隆起太原组致密砂岩储层的岩石学特征、成岩特征及成岩作用下孔隙度演化历史,确定了储层致密时间和成因,同时结合地层埋藏史-热演化史,恢复了致密砂岩储层中天然气的充注过程,最终确定了砂岩储层的致密-气体充注之间的耦合关系。研究结果显示:太原组致密砂岩储层主要经历了压实、胶结和溶解等多种成岩作用,当前处于中成岩阶段B期,孔隙类型以次生溶蚀孔隙、黏土矿物晶间微孔和微裂缝为主。通过定量分析不同类型成岩作用对孔隙度的影响,确定压实作用是导致储层致密最主要的因素,造成储层原生孔隙度从38.6%降低了31.01%,黏土矿物、碳酸盐矿物及硅质胶结作用仅使孔隙度损失7.27%,长石、岩屑等颗粒溶蚀作用增孔能力有限(仅为3.28%);孔隙度演化恢复结果表明太原组砂岩储层在中成岩A期的晚期(晚三叠世)开始进入致密阶段。通过对流体包裹体的类型和成分分析,确定太原组砂岩经历过单期次的气体充注过程。含烃盐水包裹体均一温度与地层埋藏史-热史对比结果表明气体充注对应地质时间为229~213 Ma,对应地质历史时期为晚三叠世,与储层致密化时间基本一致,表明太原组砂岩储层属于“边致密边成藏”型储层。

太康隆起南缘新郑-太康断裂的新生代活动形迹与地震活动

在对比分析太康地区7个钻孔的新近纪地层及其底界基础上,对101条共4 991km长的浅层地震剖面进行了追踪解释,结果显示:沿太康隆起南缘新郑市—太康县一带发育1条新生代活动的区域性隐伏断裂,控制着太康隆起与周口凹陷的分界,可称为新郑-太康断裂。该断裂由东、西2支组成。西支断裂总体走向NW,断面NE倾,长度超过140km;东支断裂走向NW-NEE,断面倾向SW-SSE,长约50km。2条支断裂均断错了新近系的底界,局部向上延伸至第四系。断裂东、西2支的叠合地带可能为应力累积区,现代地震主要发生在这一部位。

太康隆起奥陶系研究新进展

以太参三井的资料为基础,综合其他钻井资料对太康隆起的奥陶系进行了再研究,取得了新进展。对本区奥陶系作了详细的划分,证实本区缺失下奥陶统冶里组和亮家山组,中奥陶统直接平行不整合在上寒武统凤山组之上。中奥陶统分为下马家沟组,上马家沟组和峰峰组。但是,这里的峰峰组不如华北地台北部那样完整,只见其第一段,缺失第二段。上石炭统直接盖在峰峰组之上。发现并报道峰峰组,在该区本文尚属首次。在太康隆起上发现峰峰组将改变以往对本区奥陶纪地质发展史的认识,并修改本区奥陶纪古地理图。新的认识对今后的油气综合研究和勘探部署具有重要意义。

太康隆起与周口坳陷边界位置讨论

太康隆起与周口坳陷位于华北板块南缘,中生代以前同属南华北盆地,中生代的燕山运动使隆起与坳陷格局初具雏形,古近纪是隆起与坳陷形成的关键时期,新生界沉积厚度是判别太康隆起与周口坳陷的关键点之一.太康隆起与周口坳陷边界位置争议较多,缺乏深部地球物理数据支撑.本文通过对许昌东部太康隆起与周口坳陷边界处一条长约55 km的南西—北东向大地电磁测深剖面数据的定性分析及反演解释,获得了太康隆起与周口坳陷两构造单元4 km以浅电性结构图.阻抗张量分解结果表明研究区主构造走向为EW向,研究区电性结构纵向上具有典型的分层特征,从上到下可分为三层:低阻层-中高阻层-高阻层.从南往北剖面经过区域发育四条断裂:商水断裂、固相断裂、张桥断裂和柏梁断裂.柏梁断裂两侧新生界沉积厚度差别大,据此判断太康隆起与周口坳陷的边界断裂为柏梁断裂,在L1-73测点位置处.太康隆起与周口坳陷边界断裂带划分对于该区地热资源勘探开发具有指导意义.

南华北盆地太康隆起西部新区上古生界天然气成藏条件与钻探发现

南华北盆地是我国东部重要的油气远景区之一,历经多年勘探,但始终没有工业性突破。以地震和钻井等资料综合分析为基础,以上古生界油气为主要目的层,综合考虑太康隆起油气地质条件,重点考虑保存条件,同时参考烃源岩及储层条件,可将太康隆起西部地区重新划分为5个次级单元,即:北部斜坡带、中部鼻状构造带、尉氏—薛店南次凹带、通许凸起和新郑凸起。太康隆起西部上古生界残存分布面积广、厚度大,埋藏深度适中,三叠系残存较为完整,构造整体比较稳定,圈闭发育,具备早期生烃的保存和成藏条件。从中优选出庄头断鼻部署实施钻探,在上古生界发现气测异常69段,累计厚度为81.3m,气测异常全烃最大值为24.1%;测井综合解释致密气7层,累计厚度为41.6m,其中厚度超过7m的单层为4层;页岩气层9层,累计厚度为72.3m,其中最大单层厚度为28.4m,进一步展示了太康隆起西部新区天然气的勘探前景,对推进南华北地区海陆交互相天然气资源调查和评价具有重要意义。

储层综合预测技术在太康地区上古生界的应用

太康地区勘探目的层为古生界太原组、山西组、石盒子组和石千峰组,具有砂泥岩薄互层及横向不连续等特点。针对该地区探井少、地震资料品质较差等特点,开展了储层综合预测技术应用研究。首先进行了区域沉积相分析和基于层序地层格架的砂体对比,分析认为三角洲前缘水下分流河道砂体为性能良好的储集体,横向连续性较好的石盒子组砂岩为有效储集体。然后进行了储层地球物理特征分析、测井资料预处理和合成地震记录制作,根据储层为砂泥岩薄互层,地震属性特征不明显这一特点,确定以砂组为单位进行储层预测;通过测井资料预处理以及资料分析,确定自然伽马值小于60 API为有效砂岩;通过制作正负极性合成地震记录,确定该区的地震剖面为负极性剖面。最后,在精细构造解释的基础上,利用相对波阻抗对储层进行了宏观预测,采用绝对波阻抗与多参数测井反演相结合的方法,对储层进行了精细预测。对预测结果进行了质量控制,检验了预测结果的可信度,在此基础上,初步确定研究区石盒子组砂锅窑砂岩、田家沟砂岩连续性良好,是下一步油气勘探的重点。

南华北盆地尉参1井上古生界海陆交互相页岩地球化学及其含气特征

为了明确南华北盆地太康隆起上古生界海陆交互相页岩含气性特征及资源潜力,以太康隆起西部页岩气参数井尉参1井的钻录井、岩心和测试分析等资料为基础,对泥页岩的发育特征、地球化学特征及含气性进行了研究。结果表明:太康隆起上古生界海陆交互相泥页岩较发育,累计厚度大;泥页岩有机碳含量高,二叠系太原组和山西组TOC平均值分别为1.46%、 1.01%;泥页岩有机质类型均为Ⅲ型,现场解吸气含量分别为0.172～5.478 m3/t和0.242～2.858 m3/t。并进一步探讨了埋藏深度、岩性特征及地球化学特征与含气性之间的关系,优选了优质烃源岩发育层段。

郑州-开封断裂新生代活动特征

开封凹陷向北以新乡-商丘断裂为界,与北华北坳陷相邻,向南以郑州-开封断裂为界与太康隆起相接,是由多组断裂围限的菱形块体。目前关于郑州-开封断裂的新生代活动特征及其与新乡-商丘断裂的构造关系仍不甚明确。通过对开封凹陷及太康隆起内的8口探井揭露的地层进行细分对比、标定地震地质层位,完成了多条地震反射剖面的对比解释。最终发现郑州-开封断裂平面上具有波状起伏特点,总体走向近EW,延伸长度约154km。剖面上该断裂呈上陡下缓、具有明显转折点的"L"型断层;转折点位于古近系与新近系不整合接触面附近。该断裂古近纪时期为强活动正断层,造成北侧开封凹陷内巨厚的古近系沉积。中喜马拉雅运动后该断裂向水平扭动演变,倾角变陡的同时活动程度急剧减弱,至第四纪已停止活动。郑州-开封断裂南侧部分段产生NW向雁列状宽缓褶皱带,以地壳缩短的方式响应了缘于断裂左旋剪切活动所产生的挤压效应。开封凹陷的活动性向北转移。

大地电磁测深方法在商丘南部隐伏断裂探测中的应用

为查明商丘市南部发育的2条断层——路河断层与商丘南断层的深部构造背景,在商丘市南部路河附近布设一条大地电磁测深测线,采用远参考数据观测与处理技术,获得地下电性结构,并对探测剖面深度5.5 km以上的电性剖面与地质剖面进行分析。结果表明,商丘南部的2条断层为倾向相对的正断层,南支规模较小,北支略大,均错断太古界,有向深部汇聚到主断裂的趋势,在太康隆起北部形成小型地堑。本研究结果可为商丘南部地震构造背景的相关研究提供参考。