准噶尔盆地东道海子凹陷二叠系平地泉组烃源岩特征及热演化史模拟

基于钻井、录井、测井及烃源岩分析测试等资料,对准噶尔盆地东道海子凹陷二叠系平地泉组烃源岩的生烃潜力和热演化史进行了系统研究。研究结果表明:(1)准噶尔盆地东道海子凹陷二叠系平地泉组烃源岩主要为深灰色、灰黑色泥岩,颜色深且厚度普遍较大,自东北部斜坡区向凹陷中部厚度逐渐增大,并向西部莫索湾凸起逐渐减小,最大泥岩厚度可达536 m。(2)研究区平地泉组烃源岩有机质丰度综合评价为中等—极好,纵向上以平一段有机质丰度最高,平面上以凹陷东北部滴南7井区和滴南19井区最高;平地泉组有机质类型主要为Ⅱ_(2)—Ⅲ型,少部分为Ⅱ_(1)型,纵向上以平二段有机质类型最好,平面上凹陷区烃源岩有机质类型主要为Ⅱ_(1)—Ⅱ_(2)型。(3)热演化史模拟结果显示,凹陷区和斜坡区烃源岩分别在晚三叠世和晚侏罗世达到生烃高峰,现今分别处于高成熟阶段和成熟阶段。(4)研究区发育“下生上储”和“自生自储”2类油气藏,其中平地泉组烃源岩与上乌尔禾组储集层形成“下生上储”油气藏,平二段和平一段的优质烃源岩与湖盆边缘的小型扇三角洲沉积在平地泉组内部形成“自生自储”油气藏,二者油气勘探潜力均较大。

准噶尔盆地东道海子凹陷二叠系平地泉组烃源岩特征

东道海子凹陷是准噶尔盆地二叠系重要的勘探领域之一,二叠系平地泉组是该区烃源岩发育的重点层系。通过对东道海子凹陷烃源岩分布及有机质地球化学特征分析,明确了平地泉组烃源岩生烃潜力及生成油气的类型。研究结果表明:①东道海子凹陷平地泉组烃源岩的Pr/nC17值为0.35~1.18,Ph/nC18值为0.23~0.81,显示其生烃母质主要为混合源,既有陆地生物的贡献,也有水体生物的贡献。②纵向上,平一段和平二段烃源岩质量最好,平一段的好—优质烃源岩占比为81.1%,TOC平均值为1.88%,平二段的好—优质烃源岩占比为62.5%,TOC平均值为1.55%,而平三段的好—优质烃源岩仅占30.2%。平一段和平二段烃源岩主要为Ⅱ型,占比分别为66.7%和48.4%,既可生油也可生气,平三段烃源岩质量较差,以Ⅲ型干酪根为主,具有一定的生气潜力;平面上,烃源岩从边缘区向凹陷区逐渐变好。③凹陷边缘区的烃源岩达到成熟演化阶段,凹陷区烃源岩埋深较大,达到高—过成熟演化阶段,该套烃源岩在埋深约为2500m时达到生烃门限,在埋深为4350m处达到大量排烃门限,而当埋深大于5050m时,进入大量裂解生气阶段。④研究区油气分布明显受烃源岩分布及成熟度控制,在远源端剥蚀区浅层侏罗系八道湾组发现成熟油,下凹斜坡区二叠系以轻质油为主,而凹陷中心以平地泉组“自生自储”气藏为主。

准噶尔盆地东北缘平地泉组岩体结构特征与三维模型构建

纹层和天然裂缝制约着页岩储层的压裂改造效果,精细刻画储层岩体结构是实现储层压裂改造体积最大化的首要前提。本文对准噶尔盆地东北缘平地泉组烃源岩中的纹层和天然裂缝进行了详细研究,并构建了三维岩体结构模型。首先,通过无人机近景航摄和数码照相,获取了平地泉组烃源岩直立剖面的高分辨率影像数据,然后基于影像数据构建了剖面的高精度三维数字模型并对天然裂缝和纹层结构进行了识别和解译。在此基础上,联合人工现场测量的天然裂缝及纹层参数,通过聚类分析确定了剖面主要发育3组高陡倾角裂缝,裂缝迹长均服从对数正态分布;纹层平均厚度为0.57 m,整体纹层厚度服从负指数概率分布。最后,基于天然裂缝和纹层的统计特征,利用蒙特卡罗模拟技术,分别构建了天然裂缝模型和层面模型,通过将二者叠加生成了融合天然裂缝和层面的三维岩体结构模型并得到了实测剖面的验证。该研究通过引入无人机技术获取烃源岩高陡剖面的影像数据,同步解译天然裂缝和纹层结构信息,有效提高了岩体结构表征的精细化水平,可为该盆地平地泉组烃源岩的数值模拟或物理模拟提供更加可靠的三维模型。

准东地区平地泉组微量元素地球化学特征及油气地质意义

文中在对准噶尔盆地东部(简称准东地区)平地泉组露头、钻井样品进行微量元素测试的基础上,分析了微量元素富集特征及相关关系。利用定量计算与元素比值法对研究区平地泉组古环境、古气候进行了重建,并分析其与有机质丰度分布的关系。结果表明:研究区基本处于弱氧化-还原环境与干热气候下,水体深度从平一段至平三段表现为半深湖—深湖增至深湖为主、又减至浅湖—半深湖,水体盐度从平一段至平二段的半咸水—咸水环境转变为平三段淡水—半咸水环境;微量元素特征指示的高水深、高咸度环境有机质丰度也较高,微量元素演化对有机质富集具有良好的指示作用。

准噶尔盆地石树沟凹陷二叠系平地泉组烃源岩地球化学特征及形成条件

二叠系平地泉组为准噶尔盆地东部地区石树沟凹陷的主要烃源岩层。选取石树沟凹陷石树1和石树4井30个岩心样品,采用总有机碳质量分数、岩石热解、有机质岩石学和饱和烃气相色谱—质谱等实验,分析平地泉组一段(平一段)和二段(平二段)烃源岩地球化学特征、生烃潜力、沉积环境和有机母质来源,揭示优质烃源岩的形成条件。结果表明:石树沟凹陷二叠系平地泉组烃源岩主要分布于平地泉组一段和平地泉组二段,其中平一段烃源岩有机质丰度为中等—较高,有机质类型为Ⅱ1和Ⅱ2型,沉积于半咸水—咸水湖相环境。平二段烃源岩有机质丰度很高,有机质类型为Ⅰ和Ⅱ1型,沉积于微咸水—半咸水湖相环境,有机母质主要来源于湖相低等水生生物,且蓝藻、硅藻等低等水生生物输入贡献较大,与平一段相比,平二段烃源岩中其他藻类等水生生物输入贡献相对增大。平一和平二段烃源岩的沉积环境和生物来源差异较大,采用Pr/nC_(17)、Ph/nC_(18)、Ga/C_(30)藿烷及C_(27)/C_(29)规则甾烷可以较好地区分两套烃源岩。该结果为研究区油源对比及油气勘探开发提供地球化学依据。

准东北部平地泉组致密油源岩生烃特征

准东北部平地泉组油藏为自生自储型油藏,原油主要来自平地泉组,储层致密、砂泥互层频繁,源岩的供烃能力是该区致密油勘探的主要制约因素。通过对该区平地泉组源岩有机质丰度、有机质类型和成熟度的研究,表明该区平一、二段烃源岩有机质丰度高,有机质类型较好,目前处于低熟—成熟阶段,具有较强生烃能力,但不同区块主力生烃层段纵向分布特征存在差异。该区平一、二段源岩生烃中心具有继承性,主要存在3个生烃中心,分别为火烧山背斜—火东—火南区块,石树沟凹陷和五彩湾凹陷彩2—滴南1井区。源岩演化主要受构造演化的影响,火东向斜和石树沟凹陷源岩成熟度最高,目前已达生烃高峰期;火南斜坡区和五彩湾凹陷次之,目前处于成熟阶段早期;火烧山背斜、火北、沙东地区和帐篷沟地区成熟度较低。目前勘探成果主要集中在火烧山背斜—火东—火南区块生烃中心,石树沟凹陷和五彩湾凹陷彩2—滴南1井区具较大勘探潜力。

准噶尔盆地东部中二叠统平地泉组具“斑状”结构热水喷流沉积岩的成因及地质意义

准噶尔盆地东部中二叠统平地泉组(相当于芦草沟组)发育一套陆内裂谷背景下的湖泊相砂岩、泥岩、灰岩、白云岩、凝灰岩互层以及它们的过渡岩石,是区内最主要的烃源岩和储集层。近年来,在帐北断褶带、石树沟凹陷和吉木萨尔凹陷中二叠统平地泉组暗色泥岩、泥晶白云岩中发现了一类特殊的沉积岩,该类岩石发育类似火山岩的斑状结构。"斑晶"主要为粗晶白云石、方解石、黄铁矿及方沸石等,在岩心标本上呈"树枝状"或"雪花状"散布于基质中;基质则主要由泥晶白云石或泥质沉积物构成,富含有机质,发育水平层理及小型变形层理等。岩石学和矿物学分析表明,"斑晶"往往为粗晶方解石或白云石的集合体,也常见黄铁矿、方沸石与碳酸盐矿物共生,"斑晶"方解石发育环带,而白云石未见明显环带。电子探针分析表明"斑晶"方解石具有低镁、低铁及锶分布不均匀的特点,而"斑晶"白云石(FeO含量介于7.272%~11.086%之间)与"基质"泥晶白云石(FeO含量为1.027%)相比具有明显富铁的特点。流体包裹体分析表明"斑晶"方解石均一温度平均为180.68℃,"斑晶"白云石均一温度平均为320.95℃。这种特殊"斑状"白云岩和"斑状"泥质岩很可能是湖底热液喷流作用的结果。当湖水沿深大断裂下渗至地下深处,与围岩发生物质交换并被加热后再沿断裂返回地表喷涌而出,热液流体携带的离子达到过饱和后就会析出方解石、白云石及黄铁矿等集合体,随热液的喷涌作用上升并破碎散落于湖底细粒沉积物内。"斑状"白云岩的发现对新疆北部中二叠统热水喷流沉积作用及该区油气的成因研究具有重要的意义。

准噶尔盆地东部帐篷沟地区中二叠统平地泉组的沉积环境和对比问题

本文基于对平地泉组化石古生物、岩性、特征矿物和微量元素等方面的研究,认为平地泉组沉积时期的沉积环境为陆缘近海湖。并指出在一套表征古盐度值较高的特殊动物群大量死亡富集的层位附近寻找物性较好的扇三角洲砂砾岩体为盆地东部油气勘探的重要方向。并把平地泉组与南缘芦草沟组至红雁池组和西北缘下乌尔禾组进行对比。

彩南探区二叠系平地泉组烃源岩展布与潜力评价

二叠系平地泉组是准噶尔盆地东部最好也是最主要的生油岩,但目前对于平地泉组烃源岩在彩南探区的具体展布情况研究较少,且各凹陷烃源岩的生烃潜力也需进一步分析。通过连井剖面对比分析、烃源岩热解资料评价以及生烃强度研究,明确了平地泉组烃源岩在研究区周缘凹陷的分布特征以及不同凹陷烃源岩的生烃潜力差异。结果表明:五彩湾凹陷平地泉组烃源岩厚度可达400 m且有机质丰度最高;研究区有机质类型整体以Ⅱ型为主,少数为Ⅰ型;各凹陷烃源岩均进入成熟阶段。综合评价生烃潜力认为,五彩湾凹陷平地泉组烃源岩生烃强度最高,达到形成商业油气聚集的级别;东道海子和阜康凹陷平地泉组烃源岩虽生烃潜力总体上不及五彩湾凹陷,但仍然具有一定的供油和供气能力。

含方沸石凝灰质豆粒灰岩的成因及地质意义--以准噶尔东部中二叠统平地泉组为例

在准噶尔盆地东部火烧山地区中二叠统平地泉组的暗色泥岩中,发育4层特殊的含方沸石凝灰质豆粒灰岩。通过岩心观察、显微镜下薄片鉴定、电子探针分析方法,对该凝灰质豆粒灰岩的岩矿特征和成因机理进行了研究,得出豆粒主要有3类。第一类最常见,具有核心和同心层包壳,包壳有3~7层,按核心特点又可划分为6种,第1种豆粒核心含有特殊“环带结构”方沸石,其余5种核心含有近圆形—他形方沸石、黄铁矿、火山玻璃、方解石及凝灰质等。方沸石环带的电子探针分析结果为,内部成分偏酸性,外部偏基性;将其成分与近圆形及他形方沸石进行对比,具有明显低镁、富铁、高锶的特点,认为“环带结构”方沸石应是湖底岩浆热液喷流作用形成,他形方沸石为“热水”与“正常湖水”混合后胶体沉淀形成。因此第一类豆粒是在核心(方沸石、方解石或火山玻璃等)形成后,由于湖底喷流作用发生,湖水动荡,水动能发生变化而形成明暗相间圈层。第二类豆粒,具有单层薄包壳,核心由凝灰质、泥晶方解石和火山玻璃或生物碎屑组成,其形成与火山作用关系更密切。第三类豆粒由近等大的方解石圆球粒构成,形成与生物作用有关。含方沸石凝灰质豆粒灰岩的发现对准噶尔盆地东部中二叠统热水喷流沉积作用研究具有重要的意义。

平地泉组泥岩热模拟实验中的生物标志化合物

对准噶尔盆地东部火烧山地区火11井二叠系平地泉组泥岩抽提物中生物标志化合物的热演化特征的研究结果表明,各类生物标志物随模拟温度的提高呈有序的变化;并发现甾烷类的异构化程度具明显的滞后现象,与工区原油的变化一致,可能反映了特殊的成油环境和地质背景。

准东北部平地泉组特殊矿物学特征及成因分析

这里的造岩矿物与一般的常见的湖湘沉积矿物不同,研究区平地泉组出现来自地幔的岩浆矿物和热液流体参与沉积的特征。主要的造岩矿物有石英、钠长石、正长石、透长石、白云石、铁白云石、方沸石,少量的霓石(霓辉石)、硅钡钛石、石盐和黄铁矿等。平地泉组特殊矿物的出现,表明研究区平地泉组沉积成岩过程中有来自深部的超基性碱性火山碎屑矿物的参与,碱性岩浆活动及地幔物质对该地区矿物及岩石组合的影响较大。岩浆活动和热液活动形成的特殊矿物不仅对油气成藏具有重要的指示意义,而且对烃源岩和储集层的形成意义重大。此类特殊矿物的发现可能为致密油的研究带来新的思路。

准噶尔盆地石树沟凹陷平地泉组烃源岩地球化学特征

应用岩石热解、显微组分分析、镜质体反射率、干酪根碳同位素、饱和烃色谱-质谱及生物标志化合物等地球化学分析方法,着重对石树沟凹陷平地泉组不同层段烃源岩的有机质丰度、类型、成熟度及沉积环境进行综合评价与对比。结果表明,石树沟凹陷平地泉组三个层段烃源岩的总有机碳含量、生烃潜量、氯仿沥青“A”含量及总烃含量均比较高,达到好-优质烃源岩标准,其中平二段烃源岩TOC均值为5.20%,S_(1)+S_(2)均值为31.13 mg/g,是区内最优质的烃源岩;平地泉组烃源岩有机质类型以Ⅰ-Ⅱ_(1)为主,少部分为Ⅱ_(2)型,显微组分以壳质组为主;R_(o)、T_(max)、CPI等参数一致反映平地泉组烃源岩处于成熟演化阶段;生物标志化合物分析显示烃源岩沉积环境为弱还原-还原的微咸水-咸水的滨浅湖相沉积环境,母质来源为低等水生生物和高等陆源植物混源输入。

石钱滩凹陷二叠系平地泉组层序沉积特征及石油地质意义

二叠系平地泉组为准噶尔盆地东部隆起区的重要勘探层系,隆起区西侧的帐北断褶带已在该层系发现石油地质储量丰富的火烧山油田,而东侧的石钱滩凹陷仅见到油气显示,下一步有利勘探方向不明确。通过系统分析地震、钻井、测井以及露头等资料,划分平地泉组层序地层单元,明确层序地层格架内沉积特征,建立层序沉积充填模式,分析石油地质特征。研究结果表明:石钱滩凹陷平地泉组自下而上划分为2个三级层序,层序1发育低位域、湖侵域和高位域,层序2发育低位域和湖侵域,高位域缺失。层序1沉积时期,石钱滩凹陷南北两侧分别发育三角洲、扇三角洲沉积,湖侵域发育半深湖-深湖亚相暗色泥页岩,为一套较好的烃源岩。层序2沉积时期,石钱滩凹陷自北向南发育扇三角洲、滨浅湖沉积。层序1湖侵域扇三角洲前缘、灰坪与高位域扇三角洲前缘、三角洲前缘、灰坪紧邻烃源岩,为研究区最有利的沉积相带,其中高位域三角洲前缘前积砂体是寻找岩性油气藏的有利勘探方向。

准噶尔盆地东部二叠系平地泉组烃源岩富集规律与主控因素

准噶尔盆地东部(准东)油气勘探成效差,是否发育规模有效烃源岩是必须回答的关键科学问题。通过地球化学法、ΔlgR法、井震结合对准东地区二叠系平地泉组烃源岩进行识别和评价,探讨烃源岩的空间分布。研究表明,平地泉组烃源岩以暗色泥岩为主,丰度为中等-好,以半深湖-深湖相泥页岩为优,优质烃源岩在平二段富集。平面上烃源岩富集在准东北部的克拉美丽山前带和南部的博格达山前带,中间被奇台凸起所分割。南、北带内部烃源岩的丰度受次级凹陷分割,表现出西高(TOC>1.5%)东低(0.5%<TOC<1.5%)的特征。这种分带分块特征受北天山岛弧、东准噶尔岛弧两大体系和断裂活动控制。沉积期湖水古盐度分析表明北带为彼此分割的小型凹陷,而南带为彼此联通的裂谷盆地。研究成果启发北带的油气勘探应遵循自西而东的勘探思路,而南带则宜东西并重。

准噶尔盆地东道海子凹陷平地泉组烃源岩地球化学特征

对准噶尔盆地腹部东道海子凹陷二叠系平地泉组烃源岩地球化学特征进行评价,通过对烃源岩有机质丰度、类型与成熟度及烃源岩厚度特征分析表明,平地泉组发育湖相泥岩,在凹陷内分布广泛、厚度大,为东道海子凹陷的主力烃源岩;凹陷东北部滴南地区平地泉组烃源岩为中等-好的烃源岩,有机质类型为Ⅱ2型-Ⅲ型,热演化达到成熟-生油高峰阶段;平地泉组门限深度为2 350m,生油高峰深度为2 900m左右。结合邻区资料,认为东道海子凹陷主体平地泉组烃源岩有机质丰度高、类型较好,达到生油高峰-高成熟阶段,具有较高的资源潜力。

准噶尔盆地东部沙帐地区中二叠统平地泉组一段致密油源储组合模式

综合利用录井、镜下薄片及压汞等资料,对准噶尔盆地东部沙帐地区中二叠统平地泉组一段致密油储集层岩性、储集空间和孔隙结构等特征进行了分析,在此基础上结合平一段致密油纵向岩性组合特征及源储关系,总结了平一段致密油源储组合模式。研究发现平一段致密油储集层岩性以碎屑岩为主,云质类岩石次之,储层孔隙结构具"粗态型"、"偏细态型"和"细态型",储集空间表现为常规孔隙与纳米孔隙并存;平一段源储组合表现为"泥包砂"、"砂包泥"和"砂泥互层"。研究表明:平一段储集层表现为致密储层特征,纳米孔喉是致密油储层的主体孔喉,平一段致密油具有源储一体型、源储交接型和源储隔离型三类组合模式。

准东北部二叠系平地泉组致密油勘探潜力分析

准噶尔盆地东部二叠系致密油南有芦草沟组、北有平地泉组。目前芦草沟组云质岩发育区致密油已获得突破,多井钻获工业油气流。位于准东地区北部沙帐断褶带-石树沟凹陷的平地泉组致密油沉积环境与吉木萨尔凹陷二叠世沉积环境相似,云质岩发育区面积广,二叠系平地泉组一段、二段规模发育优质烃源岩。通过平地泉组烃源岩评价、云质岩分布范围、储集层物性裂缝发育特征及后期构造活动影响对准东北部致密油油藏进行综合潜力分析,指出准东北部致密油成藏关键因素及有利勘探区,为该区下步勘探工作提供依据。

准噶尔盆地东部五彩湾-石树沟地区二叠系平地泉组储层成岩作用及孔隙演化

通过对岩心、薄片、铸体薄片、扫描电镜等多种资料的综合研究,详细阐述了准噶尔盆地东部五彩湾-石树沟地区二叠系平地泉组储层主要成岩作用的形成机理和作用方式,分析了成岩序次和孔隙演化。压实作用和胶结作用是原生孔隙和部分次生孔隙的主要破坏者,方沸石的溶蚀作用、压溶作用是次生孔隙的主要建造者。并指出1300～2300m为次生孔隙的发育段。

克拉美利山南麓西大沟平地泉组(P_(2p))砾质扇三角洲沉积

新疆克拉美利山南麓西大沟二叠系平地泉组,按其沉积特征划分为扇三角洲沉积。它具有三带结构,即:①扇三角洲平原,以瓣状河流及席状洪流沉积为主,是冲积扇体系的一部分;②扇三角洲前缘,包括水下分支河道、河道间沉积及滨岸和席状砂沉积;③前扇三角洲,主要由泥岩和粉砂岩组成。整个剖面可划分为8个大的正旋回,各旋回又由许多小的正、反韵律层序组成。