孟加拉湾深海扇石油地质特征及其勘探潜力

孟加拉湾深海扇构成了深海层序LST的主体,沉积了巨厚的第三系复合体砂体,可识别出5套层序界面。该深海扇中新统Bhuban组、渐新统Jenam组、始新统Kopili组3套烃源岩生烃期分别为早上新世(5 Ma)、渐新世末(29.3 Ma)、古近纪末(23.3Ma)。储层以深水浊积砂岩为主,具有多期垂向叠置的沉积模式。渐新统—中新统储盖组合为最有利的储盖组合。垂向断层、不整合面、连续分布的砂体构成了良好的输导体系,其成藏模式为"下生上储型"地层或复合气藏类型。孟加拉湾深水区主要以天然气为主,其有利勘探层系为恒河水系中上部扇带和印度东部海域中上部扇带等环孟加拉湾深水盆地第三系加积局限型水道复合体,以及中下部扇带"无底水道"附近潮道天然冲积堤砂体。

深海扇油气勘探综述

深海扇是在大陆坡海底峡谷前缘,由陆源碎屑物经浊流作用通过海底峡谷搬运至洋底堆积而成的扇形或锥形沉积体,一般可分为上部扇、中部扇、下部扇等单元。深海扇的沉积作用主要受地质构造、地形地貌、海平面变化、物源区的气候等因素的控制。世界许多大河口外都发育有大型深海扇,其中最大的为孟加拉深海扇。深海扇蕴藏着丰富的油气资源。上世纪90年代以来,随着世界对能源需求的增加、陆地和浅海区油气发现难度的增大及海洋工程技术的进步,深水勘探逐渐成为热点。深海扇和相关油气藏可能成为今后几十年油气勘探开发的最前沿。目前,国际上深海扇油气勘探已取得空前成功,已有60多个国家进行了深水油气勘探,但在我国尚属新的勘探领域。南中国海可能发育诸多具良好油气勘探前景的深海扇,目前已在珠江口盆地白云凹陷深水区发现荔湾3-1气田。由于沉积成因机理和油气成藏规律的特殊性,深海扇油气勘探与陆地及浅海区的油气勘探有着显著差异。深海勘探被认为是21世纪科学、技术和环境面临的主要挑战之一,诸多理论和技术问题尚待进一步研究和解决。

塞内加尔盆地北部次盆白垩系被动大陆边缘深海扇演化特征及主控因素

被动大陆边缘深海扇是当今海洋深水油气勘探的热点。识别深海扇,明确其时空演变特征,总结关键地质因素对其发育的控制作用,对于建立深海扇成因与预测地质模型具有重要意义。本文通过地震与钻井资料综合解释,分析塞内加尔盆地北部次盆白垩纪被动大陆边缘时期的构造-沉积演化特征,识别深海扇体,并分析其岩性、形态与规模的演变特征;然后分析海平面变化、陆源物质供给、陆坡与沟谷地貌等地质条件对深海扇体发育的控制作用。研究表明,研究区在白垩纪盆地被动大陆边缘阶段,经历了早白垩世的碳酸盐岩台地建设期、Albian-Santonian期碎屑岩沉积被陆坡内外分割的沉积期、Campanian-Maastrichtian期的碎屑岩缓坡沉积期等3个构造-沉积演化阶段;从早白垩世Aptian期到白垩纪末期发育了具有不同岩性、形态与规模特征的深海扇体。全球海平面变化、陆源碎屑供给、陆坡与沟谷地貌特征共同制约了深海扇的演化特征,但它们对深海扇发育与演化的影响作用又有所不同。全球海平面变化与陆源碎屑供给特征更多是影响了扇体的岩性粗细与规模,而陆坡沟谷地貌特征则直接决定了扇体的形态与分布。

孟加拉深海扇大洋钻探研究:科学问题与钻探前景

孟加拉深海扇是连接高原与深海“源-汇”过程的转换带,不仅是板块漂移与碰撞过程的重要产物,而且其巨厚的沉积层是研究构造隆升与沉积演化等相关核心科学问题的天然“档案室”。前人基于钻探样品及地球物理资料,获取了孟加拉扇早渐新世以来沉积演化过程、90°E海岭性质与演化、南亚季风形成与变化等科学问题的重要认识。但埋藏于海底的大型线性基底性质的争议和扇体对隆升过程全时序沉积揭示的不足,直接制约了南亚季风形成时限、板块碰撞过程的构造特征和扇体物源时空转换等关键科学问题的揭示。因此,在存在构造隆升过程完整沉积记录并同时兼顾特殊构造地区开展大洋钻探,有利于上述科学问题的揭示。依据在扇体下游合理位置新近获取的高质量多道地震数据,查明了孟加拉深海扇下游地区的基底起伏、完整沉积层结构和构造发育特征,并在此基础上针对孟加拉深海扇全时序地层层序揭露不完整、玄武岩洋壳年龄和特殊构造性质等钻探科学目标,选取了该地区未来3个科学钻探井位,并分别对其开展了井位标定与岩性预测,钻探实施不仅对解决以青藏高原为核心的地球系统科学前沿具有重要科学意义,而且对服务我国自有大洋钻探船钻探井位储备具有现实意义。

北海盆地第三纪深海扇的定量分析

北海盆地第三纪深海扇的定量分析Ｔ．Ｒｅｙｎｏｌｄｓ深海扇内富存有大量的碳氢化合物。因此，无论是从扇容积作为石油储层还是在生产期提供水的补给方面来说，它们的规模、几何形态、砂的体积、纯砂体积与总体积之比以及砂的连通性都是石油工业的关键问题。但是，至今深...

扩展弹性阻抗反演在深海扇含气储层识别中的应用

深海扇A区块的纵波阻抗对气水层的分辨能力低,利用常规叠后波阻抗难以有效预测流体展布范围,为此采用了叠前扩展弹性阻抗反演技术。扩展弹性阻抗反演技术是弹性波阻抗反演的进一步推广,其包含更丰富的岩性和流体信息,是一种有效的流体检测技术。在简介扩展弹性阻抗的概念以及反演方法原理的基础上,着重分析了研究区流体检测敏感参数,优选了流体检测的最优理论角度,最终计算生成了用于流体检测的扩展弹性阻抗曲线。对研究区实际资料进行的扩展弹性阻抗反演的实际应用效果表明,扩展弹性阻抗反演在深海扇储层的流体识别,特别是气水判别方面具有良好的效果,由此为深海扇储层的含流体性质建立了一种有效的判别方法。

深海沉积理论发展及其在油气勘探中的意义

深海沉积理论的进展主要涉及"鲍玛序列"、浊流、砂质碎屑流和深海层序地层四方面。以Shanmugam为代表认为:"鲍玛序列"并非唯一浊流产物,可含有砂质碎屑流、浊流、内潮汐、内波、等深流多种流体作用的结果;过去识别的"鲍玛序列"A段有浊流也有相当部分是砂质碎屑流成因,B—D段交错层理则是底层牵引流沉积产生的;只有浊流的沉积物才能称为浊积岩;"高密度浊流"是指砂质碎屑流而不是浊流;浊流是一种有牛顿流和紊乱状态的沉积物重力流;浊积岩没有复杂的颗粒悬浮层和碎石浮层,不发育逆粒序。Shanmugam等关于"鲍玛序列"这一新解是深海沉积学理论的一个进步。深海牵引流过去数十年取得了较大进步,但理论与实践脱节。深海层序地层是深海沉积理论进展的另一个方面,层序界面类型、体系域沉积有自身的独特性:层序界面至少存在斜坡侵蚀面、低水位下超面和水下沉积间断面三种;当沉积背景以陆源碎屑为主时,LST主要为盆底扇,TST和早期HST表现为非钙质远洋沉积,晚期HST一般不发育;当碳酸盐沉积为沉积背景时,LST主体为碎屑流和跨塌蹦落沉积或淡水透镜体,TST和早期HST为钙质细粒沉积,晚期HST可能存在有较小规模的钙屑海底扇。建议慎重解释"鲍玛序列",审视"浊积扇"理论,废弃"浊积扇"概念,加强深海牵引流沉积机理方面的研究;LST浊积砂体、砂质碎屑流形成的块状不规则砂体、深海牵引流砂体可在深海储层预测方面具有巨大潜势,深海沉积作用及其过程的精细研究在指导深海油气勘探方面将会发挥越来越为重要的作用。

珠江口盆地白云凹陷早中新世深水层序模式

近年来深水勘探已成为寻找油气的重要领域,白云凹陷在早中新世经历了复杂的构造沉积环境,解剖深水层序模式有利于揭示深水沉积演化规律。通过井震结合及属性分析对白云凹陷早中新世层序地层进行研究,识别出3个层序界面:ZJSB1(23.8 Ma),ZJSB2(22Ma),ZJSB3(21Ma)。其中ZJSB1、ZJSB3为重大不整合面,ZJSB2为水道下切侵蚀面。与之对应的界面发育3套层序:ZJSQ1,ZJSQ2,ZJSQ3。由于白云凹陷构造运动及古地貌的差异性,总结了2套深水层序模式:水道—深海披覆泥层序模式与块状搬运复合体—砂质碎屑流深海扇—水道—深海泥层序模式,在不同的演化阶段,前者主要受海平面的变化控制,而后者是受构造和海平面双重影响的。而同一地质时期古地貌又控制了沉积发育,高地势区发育下切水道,而低洼区发育深海披覆泥岩。因此,深水层序模式下研究深海沉积单元,对指导深水沉积和油气勘探具有极其重要的意义。

浊积岩范式50年(1950s-1990s)--从批判视角来看深水沉积过程和相模式

受盛行的浊积岩模式影响,人们在应用“浊积岩”概念时不严谨(即呈牛顿流体性质和紊动状态的浊流沉积),它经常被用来描述塑性层流状态的碎屑流沉积。例如,由于“高密度浊流”基于3个不同的因素(流体密度、粒度和驱动力)定义,因此对其沉积物缺乏统一的识别标准,结果导致深水环境中源于碎屑流的块状砂岩经常被误认为是高密度浊积岩。作为浊流的一种,增强流的概念尚存疑问,因为它是基于速率定义的,而不是基于流体流变学和流体状态;增强流的概念可能使得反粒序砂岩被误认为浊积岩。或许,最有疑问的争论点是能否将人工水槽实验观察到的冲积水道牵引底床沉积作为鲍马序列(即源于悬浮沉积的经典浊积岩)5个层段的模拟体。这是因为人工水槽实验是在均衡流体条件下完成的,而自然条件下的浊流沉积发生在不均衡的减弱流条件下。就这些深水沉积过程与沉积相模式等问题,笔者将会在此篇文章中阐述个人见解。基于流体流变学和流体状态因素,将重力流分为牛顿流(如浊流)和塑性流(如碎屑流)是有意义的、可行的;尽管通用的深水沉积相模式是基于搬运机制建立的,但难以在沉积过程中找到可靠的标准来解释(确定)搬运机制。根据现今的浊积岩沉积相模式,理想的浊积岩(有着砂砾到粘土粒径组成的正粒序沉积)应有16段组成部分,然而,在现代和古代地层中还没有发现这样的沉积。通过深海底流(也归类于等深流)来识别沉积单元是很困难的。牵引结构是底流改造的良好指示,区分漫溢浊流沉积与底流沉积对完善沉积模式具有重要意义,其对油气勘探和开采有重要影响,然而要做到这点并非易事。笔者认为,砂质碎屑流是深水环境中砂体搬运与沉积的主控因素。根据砂质碎屑流实验得知,低含量粘土(可低至1%)足以提供砂质碎屑流所需的强度。实验中的砂质碎屑流沉积以含块状砂体、突变接触、凝浮碎屑、反粒序、含碎屑正粒序和水溢结构等为特征。以浊流为主的扇模式主要适用于海底环境,与此对应,斜坡模式应运而生,其被应用于水道或无水道型的以碎屑流为主的沉积系统。与一般观点不同,砂质碎屑流沉积可以成为厚层的、区域延伸的、纯净的(泥质含量少)优质储集层。高频流体易于形成侧向连通性好的席状碎屑流沉积。具有浊积水道和朵叶状海底扇模式已经在我们的头脑中存在了近35年,然而,正是这些陈旧的固定思维阻碍了我们的前进。外扇朵叶的概念为建立扇模式提供了基础,也建立了席状浊积砂岩和丘状地震相显示的关系,由此影响了沉积学和层序地层学。然而,最近此概念却被它的建立者所弃用,这使得被广泛接受的层序地层学扇模式处于摇摇欲坠的境遇;因此,一个模式的转变必将在21世纪上演,这个转变将印证深水块状砂岩是碎屑流沉积,而非“高密度浊流”沉积。然而,现在还很难找到标准的垂向相模式来广泛地应用于碎屑流、等深流或砂质碎屑流沉积。科学研究就像旅行,而正确相模式的确立是这旅行的目的地。

可能代表以往气候状态的黑海多层似海底反射

多瑙河深海扇的高分辨率地震反射数据上出现的多层似海底反射是一种先前未知的模式，其声学特征表明了游离气的存在。我们的研究表明，这一模式与多瑙河扇的典型水道一溢堤系统结构相关。发育于水道一溢堤系统中的多层似海底反射形成一个相对封堵的含气系统，其顶部位于气体水合物稳定带底界之上。在这一系统内部，游离气在岩性、构造和地层的联合作用下聚集于气体水合物稳定带底界之下。最上部的BSR与当前稳定的气体水合物稳定带底界对应，甲烷占气体组分的99％以上。根据小同气体组分和温度压力条件模型得出的气体水合物稳定带底界的深度表明，对应水合物稳定带底界的多层BSR，（1）要么是含有大量的高分子烃类或者硫化氯的气体水合物层，（2）要么是代表冰期与当前温度条件之间的稳定气候事件。由于假设（1）所必需的气体水合物组分与这一研究区域正常的游离气组分是明显矛盾的，因而我们认为此处的多层BSR最可能是早期气体水合物稳定带底界的残留，它与气候连续变暖的步调是对应的。在此情况下，多层BSR能提供这些时期的海底古温度值并因此可能揭秘以往的气候状态。

大洋钻探计划155航次钻探成果

大洋钻探计划155航次的研究人员在亚马逊河深海扇的17个钻位钻成34个钻孔,取得4000米沉积层序样品,该层序保留了25万年的气候变化、海平面变化和扇演化的记录。 亚马逊扇由大陆架向海伸延700多公里,各处厚度达10公里以上。目前,全世界河流沉积物的10％是通过亚马逊河运送的。自中新世以来,亚马逊河便不断将沉积物输送到亚马逊扇,持续了2500万年。这些沉积物中的有孔虫和孢粉化石。