塔里木盆地志留系沉积构造及沥青砂岩的特征

研究了塔里木盆地志留系的沉积特征、构造特征与演化 ,以及沥青砂岩在志留系的分布规律。塔中地区志留系在纵向上分为三个储盖组合。塔中、塔北及柯坪三大古隆起控制着沥青砂岩的分布。在塔中地区志留系沥青砂岩主要分布在五个次级构造带上 ,塔北地区的均分布在晚加里东期的区域隆起部位。研究还表明 ,塔里木盆地志留系沥青砂岩的分布均受控于泥岩盖层和物性 ,两种情况都说明这些沥青砂岩主要为古油气藏破坏的产物。志留系砂岩中沥青分布在微观上有两种赋存状态 :一种是块状 ,另一种是浸染状。在偏光镜下 ,可分为油质沥青 (晚期 )和胶质—沥青质沥青 (早期 )两种 ,两者常常共存 ,含量为互补关系。

塔里木盆地志留系沥青砂岩的成因类型及特征

通过对地质、地球化学等资料的研究，认为塔里木盆地志留系沥青砂岩有５种成因类型：①表生－浅层氧化沥青是指在油层露头区或油层位于近地表处，由于挥发、氧化、水洗和生物降解等作用而形成的一些焦油状沥青质重油以及固体浅层氧化沥青或硬质沥青。②储层分异沥青系指在油气二次运移的汇聚区，呈珠状或链状的烃类在运移和聚集过程中因储层物性变化重质组分滞留和轻质组分散失而形成的沥青或稠油。③蒸发分馏沥青是指晚期生成的轻质石腊族烃与早期生成的正常原油或稠油相混，造成不稳定状态，造成沥青从液态石油中析出。④水洗沥青系指油层或油气藏底（油水过渡带）因水洗作用而形成沥青或稠油。⑤热变质沥青目前在该盆地确认为热突变沥青，即由火成岩活动热烘烤而形成的沥青。

中国最老古油藏——中元古界下马岭组沥青砂岩古油藏

从冀北坳陷下马岭组(Qnx)沥青砂岩与火成岩侵入体的共存关系入手,利用有机岩石学、同位素年代学方法准确厘定Qnx沥青砂岩油藏的成藏时限。根据野外调查、实验室薄片镜下观察及浅钻结果,在前人已发现Qnx底砂岩油苗/沥青点的基础上,新发现Qnx油苗/沥青点31处(其中肉眼可见黑色沥青点21处),基本查明了Qnx沥青砂岩油藏平面分布规律并命名了4个古油藏:平泉双洞、凌源龙潭沟、宽城芦家庄和宽城塌山古油藏。根据沥青含量,采用体积法估算Qnx沥青砂岩古油藏的规模在7×108～10×108 t。大量样品的有机岩石学分析发现,Qnx沥青砂岩中发育两类具有不同反射率特征的固体沥青,在固体沥青中发现了类天然焦结构,首次以直接证据证实Qnx底砂岩沥青遭受过严重的热蚀变效应。Qnx辉长辉绿岩斜锆石SHRIMP U-Pb测年结果为1 327 Ma±2 Ma,限定Qnx沥青砂岩油藏的成藏时间为1 400～1 327 Ma,确定Qnx沥青砂岩油藏是迄今为止中国最古老的油藏。

塔里木盆地志留系沥青砂岩的形成期次及演化

从志留纪起 ,塔里木盆地下古生界烃源岩经历了三期生、排烃。下古生界源岩的生烃期和志留系的圈闭形成期控制了志留系沥青砂岩的形成期次及演化。志留系早期沥青砂岩形成后 ,经历了后期多次的构造沉积事件和三次烃类注入、混染 ,改变了志留系古油藏沥青形成时的原始产状。志留系沥青砂岩的三次注入分别是 :第一次是晚加里东注入期 ;第二次是晚海西—印支注入期 ;第三次是燕山—喜山注入期。志留系砂岩中沥青、稠油或其它油气显示是这三期作用的综合结果。

次生孔隙形成期次与溶蚀机理——以塔中地区志留系沥青砂岩为例

显微镜鉴定结果塔中地区志留系沥青砂岩次生孔隙可分为石英及硅质岩屑颗粒边缘溶孔、石英次生加大边溶孔、长石及火山岩岩屑溶孔以及粒间碳酸盐胶结物溶孔4种类型。根据成岩序次研究,结合烃源岩成熟史、油气成藏史以及流体包裹体数据分析,它们分别形成于志留纪末—泥盆纪初、泥盆纪—二叠纪末、白垩纪和第三纪4个时期。第一、三、四期的溶蚀作用主要与下伏寒武—奥陶系烃源岩成熟产生的有机酸有关,第二期的溶蚀作用与古油藏破坏烃类微生物降解产生的有机酸有关。溶蚀作用受岩性、古油藏抬升受破坏程度以及与断层的关系控制。溶蚀型优质储层主要分布于前滨相带,尤其是塔中I号断层附近或志留系抬升暴露较严重的地区。

塔里木盆地志留系沥青砂岩的特性及其成因

采用有机岩石学和有机地球化学相结合的方法，详细研究了塔里木盆地志留系沥青砂岩的特征及其成因。色质分析表明，志留系沥青砂岩含高的三环二萜烷且以Ｃ２３为主峰，与石炭系源岩不同，γ蜡烷含量不高，代表藻类生源的β胡萝卜烷含量较高，且具高孕甾烷、高重排甾烷的特征，反映沥青砂岩油源来自下古生界。有机岩石学研究表明，由于沥青砂岩含可溶性物质甚高，其油浸反射率（Ｒｂ为０２７％～０３６％）不能反映其真实成熟度，水浸反射率（Ｒｗ为１３５％～１５３％）与上下地层成熟度相吻合，排除了沥青砂岩“新生古储”的可能性。碳同位素分析结果进一步证实沥青砂岩源自下古生界的生油岩，是早古生代古油藏遭受后期构造破坏的结果。

塔北哈6井油砂及沥青砂岩抽提物的地球化学特征及对比

采集塔里木盆地哈拉哈塘凹陷哈6井石炭系油砂及志留系沥青砂岩样品共5件，对其抽提并进行稳定碳同位素、饱和烃气相色谱及色谱／质谱等分析。石炭系油砂与志留系沥青砂岩抽提物的稳定碳同位素组成十分相似；CPI值为0．95～1．06，OEP值为0．94～1．00，姥鲛烷／植烷值为0．34～0．76；C21／C23三环萜烷为0．37～0．47，C29／C30藿烷为0．91～0．97，C35 S／C34 S藿烷为0．91～1．00，伽马蜡烷／C30藿烷为0．69～0．79，Ts／（ Ts＋Tm）为0．39～0．43，C27、C28、C29规则甾烷及芴、硫芴、氧芴的相对组成均非常接近。样品抽提物中正烷烃和类异戊二烯烃与25－降藿烷系列化合物和UCM鼓包共存。分析认为石炭系与志留系原油源自相同的烃源岩，两者均存在多期充注且遭受了不同程度的生物降解作用。

塔里木盆地志留系沥青砂岩储集性非常规评价

塔里木盆地志留系沥青砂岩在宏观上以块状、顺层状、不均匀斑块状分布;在微观上,不同性质的沥青以充填状、侵染状充填于孔隙及胶结物中。实验表明,常规物性分析不能客观地表征被不同性质沥青充填的砂岩的储层物性及孔隙结构,因此在定量测算的基础上,提出了用残余孔隙度和残余渗透率来客观表征沥青砂岩储层物性及孔隙结构的方法。进一步的实验研究表明,低粘度原油可以再次充注残余孔隙度大于4%的沥青砂岩并溶解其中的有机质,使其残余孔隙度和残余渗透率大幅度提高,从而成为有效储层。

塔里木盆地志留系沥青砂岩有效厚度的确定方法

塔里木盆地志留系具有分布广泛的沥青砂岩,沥青砂岩段厚度在各个地区具有不均匀性,从几米到一百多米不等。岩心观察发现沥青砂岩段内并不全含有沥青,岩心剖面上呈现“黑白砂相间”的现象,“黑砂”的部分为含沥青层段,“白砂”的部分为不含沥青层段。弄清“白砂”中曾经是否有油气进入,对志留系沥青砂岩中沥青含量、古油藏油气储量的计算及志留系剩余油气资源量的评价具有重要的意义。本文通过对志留系沥青砂岩段的“黑砂”与“白砂”分别取样,采用物性测定、显微镜下岩性观察、含油包裹体颗粒指数(GOI)数据观测及定量颗粒荧光(QGF)指数测定等多种方法和技术手段对沥青砂岩段的“黑砂”与“白砂”进行对比研究。结果表明,沥青砂岩段的“白砂”没有油气进入或进入的油气量很少,在确定志留系沥青砂岩有效厚度时应剔除“白砂”层的厚度。

乌干达Albertine地堑含沥青砂岩的发现及其地球化学意义

Albertine地堑是乌干达共和国具有油气勘探潜力的中新生代断陷。通过野外考察及对采集样品的地球化学分析及综合研究,对该地堑的油气潜力有了一些初步认识。油-油对比表明,Paraa和Kibiro油苗具有相似的生烃源岩,而且烃源岩母质类型较好,含丰富的淡水藻类,Kibuku油苗母质类型较差,以陆生高等植物输入为主;油苗应源自白垩系或下第三系地层中的某一套烃源岩;2块含沥青砂岩具有相同的有机质来源,以陆源有机质输入为主,且明显不同于油苗,可能来自上第三系地层本身,即该地堑至少存在两套成熟烃源岩。成熟度分析表明,Paraa和Kibiro油苗成熟度较高,为烃源岩在生烃高峰期的产物;Kibuku油苗成熟度稍低,为烃源岩在生烃高峰前的产物;含沥青砂岩成熟度低于油苗。沉积环境分析表明,该地堑沉积环境变化较大,特别是沉积水体的咸度变化较大,油苗的原始母质为淡水湖相沉积,Kibiro地区的生烃凹陷水体较深,淡水藻类发育;Kibuku地区生烃凹陷水体较浅,陆生植物繁盛;含沥青砂岩的原始母质为咸水沉积环境。

塔北地区志留系沥青砂岩热模拟实验及其供烃意义

采用人工样品与地质样品2套模拟实验方案,开展了塔北志留系沥青砂岩作为再生烃源的生烃潜力的模拟实验。综合人工样品与地质模拟实验中不同温度的产率、产物组成变化,志留系沥青砂岩作为再生烃源的演化可分为蒸发分馏排油气阶段(模拟温度100～300℃,相当于Ro<0.9%)、裂解油气生成排出阶段(模拟温度325～400℃,相当于Ro=0.9%～1.8%)、裂解生排气阶段(模拟温度大于400℃,相当于Ro>2.0%)3个不同的演化阶段。就塔北志留系沥青砂岩实际埋深及成熟度而言,能进入裂解油气生、排阶段的志留系沥青砂岩,现今埋深应在6 000 m以上的,主要分布于沙西—哈拉哈塘地区。资源量估算认为,塔北志留系沥青砂岩虽不足以形成大规模的油气聚集,但也是塔北地区重要的辅助性再生烃源。

塔中地区志留系沥青砂岩成岩作用及其对储层性质的影响

运用沉积学原理对塔中地区志留系经历复杂成岩演化的沥青砂岩进行研究分析,了解到该岩石主要经过压实作用、胶结作用和溶蚀作用等成岩作用。其胶结物的主要类型有绿泥石、伊利石、高岭石、伊-蒙混层等粘土矿物以及碳酸盐矿物、石英、长石、黄铁矿等。孔隙类型以粒间孔隙、粒内孔、铸模孔、特大孔、裂缝孔隙等为主,其中以粒间孔隙最为发育,低地温梯度有利于在深层形成次生孔隙。志留系沥青砂岩储层物性受沉积和成岩双重因素的影响,成岩演化阶段处于晚成岩A期。根据影响储层物性的储层成岩作用,可将成岩相类型划分为不稳定碎屑溶蚀成岩相、压实-弱溶蚀成岩相、压实充填成岩相、压实压溶成岩相、碳酸盐胶结成岩相等几种主要类型,成岩相类型决定了储层性质,不稳定碎屑溶蚀成岩相和压实-弱溶蚀成岩相是本区较好的油气储层。

塔中隆起志留系沥青砂岩油气储层自生伊利石K-Ar同位素测年研究与成藏年代探讨

据自生伊利石K—Ar同位素测年技术对塔中隆起志留系沥青砂岩油藏成藏年代的测定，并与孔雀河地区进行对比。塔中隆起及孔雀河地区志留系沥青砂岩的自生伊利石年龄为383．45—203．96Ma，表明主要为晚加里东-早海西期和晚海西期成藏，位于盆地边部的乔1井、孔雀1井及龙口1井、英南2井相对较早（383．45—271．20Ma），主要为晚加里东-早海西期成藏，位于盆地中心的塔中37井、塔中67井、塔中12井及塔中32井相对较晚（203．96—235．17Ma），主要为晚海西期成藏，部分井如塔中23井、塔中30井相对较早（293．54和296．31Ma），为早海西期成藏。自生伊利石年龄与沥青砂岩厚度具有较好的对应关系，说明古构造格局可能是主要的成藏控制因素之一，位于沉降中心及其周围的古油藏如乔1井、孔雀1井成藏较早。测年结果不仅与油气系统等常规油气成藏史研究成果基本一致，而且还进一步反映了油藏形成时间上的差异。

英买力沥青砂岩自生伊利石K-Ar测年与成藏年代

利用沉降、离心和微孔滤膜真空抽滤相结合的综合分离提纯技术,分别提取不同粒级的自生伊利石进行K-Ar年龄测定,据此对塔里木盆地英买力地区志留系沥青砂岩油气藏的成藏年代进行分析与研究,并在盆地内进行对比。除局部地区外,英买力志留系沥青砂岩中的黏土矿物均主要为伊利石/蒙皂石(I/S)有序间层,具明显的自生成因特征,属自生伊利石。英买力志留系沥青砂岩自生伊利石年龄为255～293Ma,主要集中在277～293Ma,相当于晚石炭世—早二叠世,表明志留系古油藏成藏时间主要为早海西晚期—晚海西期。英买力地区志留系沥青砂岩的自生伊利石年龄符合盆地内的整体分布规律。古构造格局和生烃中心可能是导致不同地区成藏时间差异的主要原因之一。英买力地区成藏时间相对较晚,可能与其距生烃中心相对较远有关。

塔里木盆地西部四十厂剖面志留系柯坪塔格组沥青砂岩沉积特征

塔里木盆地西部四十厂剖面志留系柯坪塔格组上部发育典型的沥青砂岩,分别位于若干个正韵律沉积旋回的中下部。通过典型露头剖面写实、沉积物粒度分析、矿物镜下鉴定、铸体薄片鉴定和X衍射等手段,对该剖面沥青砂岩进行了精细研究,发现沥青砂岩形成于潮坪沉积体系中潮间带下部的砂坪或混合坪内,岩性以细砂岩和粉砂岩为主,发育典型的双向交错层理和浅水动物遗迹等;其沉积物以跳跃搬运为主,受潮汐改造作用明显;碎屑矿物以石英或生物碎屑为主,含少量长石和粘土矿物。结合储层物性测试对沥青砂岩储集性进行了分析,结果表明,优质沥青砂岩储层往往是中等成分成熟度的长石石英砂岩,其内部长石含量在5%~10%之间,石英含量在75%~83%之间,其次是较高成分成熟度的石英砂岩,其内部长石含量一般在2%左右,石英含量在90%以上,较差的是含大量生物碎屑的砂岩,其内部生屑含量在60%左右,石英含量在35%左右。这对该区志留系沥青砂岩储层评价具有一定的借鉴意义。

油气充注对塔中志留系沥青砂岩储集性影响的模拟实验研究

志留系储层原油演化成沥青过程中,沥青充填于粒间孔及填隙物中,占据了孔隙空间,残余孔隙率、渗透率很低。通过模拟实验的方法分析了油气充注对沥青砂岩储集性的影响,早期充填沥青少而残余孔隙率、渗透率很低的砂岩,晚期油气仍不能充注,是非储层;早期沥青均匀充填、充填程度高,残余孔隙率、渗透率低的砂岩,晚期低粘度稀油仍能充注,孔隙率、渗透率有大幅度提高,是有效储层;早期沥青充填较均匀,残余孔隙率相对较高,不同粘度的原油充注后,孔渗条件发生明显的改善。常温的实验表明,原油的物理性质是决定沥青砂岩能否再次充注的关键因素之一,稀油充注是志留系沥青砂岩成藏的必要条件。

塔中志留系沥青砂岩的地质特征及研究进展

塔里木盆地塔中地区广泛分布着志留系沥青砂岩,主要分布在古隆起和早古生代生油盆地的上倾方向,表明本区规模巨大的志留系沥青砂岩可能为古油藏露头带。沥青砂岩的分布主要受油源区、古隆起、沉积体系以及储集层物性的综合控制,沥青的微观特征也反映了志留系油气多期注入和破坏的历史。油质沥青与胶质-沥青质的含量呈彼此消长关系,沥青含量高的部位可动油相对较少。由于存在不同期次的沥青,沥青反射率的数据比较离散。总体而言,沥青反射率均较低,为0.15%～0.50%.通过烃源岩及构造演化史研究认为,塔中志留系沥青砂岩的油源主要为中-下寒武统。

塔里木盆地志留系沥青砂岩岩石学特征及其意义

为了探讨塔里木盆地志留系沥青砂岩的成因和演化期次 ,利用岩石学、有机岩石学的方法 ,研究了该套沥青砂岩中沥青的表观特征、显微特征、沥青反射率和荧光特征 ,以及砂岩的岩石学特征、成岩作用特征、成岩序列、成岩阶段划分等 ,认为塔里木盆地志留系沥青砂岩中有灰黑色至褐灰色干沥青、软沥青和稠油 .宏观上 ,有均匀分布 (块状 )和非均匀分布 (斑状 ,又分为顺层状、透镜状、裂缝状等 )二种 .微观上可分为充填状和侵染状 .砂岩的成岩序列为 :机械压实 (颗粒塑性变形 )→粘土膜形成及转化→石英自生加大、铝硅酸盐溶解→连晶状方解石沉淀→石英压溶加大→方解石向铁白云石转化→绿泥石沉淀 ,其成岩阶段可划分为 :早成岩 A亚期、早成岩 B亚期、晚成岩 A亚期和晚成岩 B亚期 .沥青反射率 BRo反映了沥青的形成受热作用影响不大 ,BRo大小实际上反映生物降解程度的强弱 ,志留系沥青砂岩主要是由较强烈的生物降解作用而造成的 .志留系沥青砂岩的成岩作用特征等资料证明 ,沥青砂岩的形成是烃类多期次注入的结果 .

海相砂岩储层流体包裹体特征与成藏时期——以塔中志留系沥青砂岩为例

利用流体包裹体均一温度结合精细时温埋藏史曲线研究油气充注时间.结果表明:塔中志留系成藏期为3期,第1期为志留纪末期-泥盆纪,油气遭到破坏,形成大面积分布的沥青砂岩;第2期为三叠纪,充注的油气中主要是高碳数的烷烃;第3期为喜山期,充注的油气以低相对分子质量的烷烃较多,表现为轻质油气,高熟油裂解气顺断裂进入红色泥岩段之下的砂岩中聚集.

冀北坳陷龙潭沟中元古界下马岭组沥青砂岩烃类包裹体特征

以冀北坳陷龙潭沟古油藏中元古界下马岭组沥青砂岩为研究对象,在烃类包裹体显微岩相学研究的基础上,利用均一法、显微傅立叶红外光谱法等进行研究。研究发现该砂岩至少存在两期次的油气充注,早期油气充注时期为下马岭组成岩早期,该期次油气形成了古油藏,辉绿岩侵入体的烘烤作用对其造成破坏;晚期油气充注发生在成岩期后的燕山期,油气类型为成熟度高的中-轻质油气。冀北地区下马岭组中仍保存有游离的液态原油,具有良好的油气勘探前景。