琼东南盆地砂岩侵入体成因及其对天然气水合物成藏的影响

目前对有关砂岩侵入体在天然气水合物成藏系统中的作用的研究较少。中国南海海域同时具备形成砂岩侵入体和天然气水合物藏的地质条件,但侵入体对天然气运移及天然气水合物成藏的作用值得进一步探讨。为此,基于研究区地震资料并结合前人研究成果,精细刻画了琼东南盆地砂岩侵入体的地质特征,结合地质背景确定了砂岩侵入体的成因机制,从而确立砂岩侵入体的演化模式,并总结砂岩侵入体对天然气运移和水合物成藏的作用。结果表明:①琼东南盆地陵南低凸起发育多个大型砂岩侵入体,它们主要位于黄流组顶部,两翼斜向上伸入莺歌海组,个别规模较小的侵入体整体处于莺歌海组底部地层。砂岩侵入体在地震剖面上呈U型或宽V型强振幅反射,横向展布范围为3~5 km,竖直高度约为350~750 m,平面形态为圆形或椭圆形,具有环形特征。②中新世中期沉积供源砂体,中新世晚期沉积泥质低渗盖层,同时为梅山组砂体超压提供条件,上新世时期形成多边形断层,梅山组砂体由于欠压实未固结,液化后受火山活动扰动发生流化侵入。砂岩侵入体的各触发机制在时空上相互匹配,具备良好的砂岩侵入体形成条件。③砂岩侵入体可作为甲烷气由深部到浅层的接力运移通道,大量深部热解气经过深部的底辟和裂缝之后,可以通过砂岩侵入体运移到浅层稳定域中形成水合物藏,对水合物勘探、开发具有重要意义。

地震触发下砂岩侵入体变形模拟实验研究

砂岩侵入体形成的触发机制有差异压实、地震、流体注入、波浪、重力滑动等,但普遍认为地震是最常见的一种触发机制。目前对于地震触发的砂岩侵入体的变形机理研究还相对薄弱,通过建立一套模拟地震触发砂岩侵入体的实验装置,成功地模拟了地震发生不同阶段的砂质变化过程。基于实验结果观察、分析,将地震触发砂岩侵入体的形成过程分为三个演化阶段,即:(1)震前阶段,局部地层因差异压实或地层饱含流体,导致砂质地层微弱起伏变形或无变化;(2)震中阶段,由于地震循环剪切波的影响以及不同介质内地震波波速存在差异,地层异常压力迅速增大并突破上覆盖层破裂强度,产生裂缝,同时砂质发生液化、流化形成一系列的变形构造;(3)震后阶段,伴随余震的产生,液化砂质会继续进行小规模的迁移改动直到地震完全结束,砂岩侵入体整体形态固定。地震作用可以独立触发砂岩侵入,也可以诱发其他地质作用,共同控制砂岩侵入体的形成。

珠江口盆地砂岩侵入体的识别特征及其石油地质意义

对国外报道的砂岩侵入体与中国南海珠江口盆地的岩心、测井曲线和地震反射等资料的对比分析,认为珠江口盆地发育有砂岩侵入现象,其特征在岩心中表现为不同规模的泥岩碎屑,大量的液化和泄水构造以及砂岩褶皱与充填等构造类型;在测井曲线上表现为伽马曲线总体呈箱状,倾角测井呈杂乱状,偶见高陡倾角的特征;在地震剖面上表现为翼状侵入或锥状侵入的反射异常,其反映的砂岩侵入的规模较大,对于小型岩墙和岩床的识别还需要更高的地震分辨率。

砂岩侵入体的形成机制分析

砂岩侵入体是指深水沉积砂体受到外界的触发,并在一定条件下形成超压,致使上覆弱渗透性沉积物等围岩发生破裂,砂体以流化和液化的形式向周围沉积物产生侵入。砂岩侵入体的形成过程为形成超压、盖层破裂、产生液化和流化、发生侵入。差异压实、地震引发的液化、流体的加入和压力传递等多种因素都可以使砂岩中形成超压,当地层压力达到并超过破裂压力时,发生水力破裂,或地震引起上覆地层破裂,超压砂岩发生流化,侵入到低渗透围岩中。大量未固结的深水沉积砂岩、低—非渗透层的快速覆盖、形成超压的机制和触发事件是砂岩发生侵入的必备条件。

砂岩侵入体——岩性油气藏勘探开发中值得注意的一个新领域

砂岩侵入体是由沉积后的砂岩再活动并侵入到周围地层中形成的一种特殊砂体。从20世纪80年代开始,人们对砂岩侵入体的重视程度日益增加,目前业已发现砂岩侵入体岩性油气藏。文中介绍了国际上有关砂岩侵入体的研究现状,概括了砂岩侵入体的结构模式、露头特征以及岩心、测井与地震识别标志,总结了砂岩侵入体的触发机制和流动机理,并对砂岩侵入体的石油地质意义进行了讨论。砂岩侵入体对油气藏的形成和油气勘探开发都具有重要的影响,是岩性油气藏勘探开发中应当注意的一个新领域。

基于体素模型的砂岩侵入体三维重建

砂岩侵入体是由沉积后的砂岩再活动并侵入到周围地层中形成的一种特殊砂体。为了研究其演化过程,设计了砂岩侵入体形成过程的模拟实验。针对实验结果,提出了基于体素模型法和Petrel软件的三维重建方法:在实验切片的基础上,对所得到的实验照片进行预处理,将其转化为Petrel软件能够识别的Gslib格式的数据体,再使用克里金插值算法进行模拟。结果表明,克里金算法可以很好地再现砂岩侵入体的外部形态,多组切片的特征参数统计可以定量地刻画出侵入体的形态,以期为实际岩性油气藏中的规模预测提供理论指导。

珠江口盆地白云北坡砂岩侵入体特征分析

利用地震反射结构分析的方法,对珠江口盆地白云凹陷珠江组SQzj3层序底部发育的一套地震反射异常体进行了地震相研究。研究表明:地震反射异常体为溢出相砂岩侵入体,砂体来源于下部SQzj2层序低位体系域的陆架边缘三角洲前缘砂体,沟通渠道为大量的断层和裂缝,砂岩侵入体的形成受17.5 Ma左右的频繁地震作用、裂缝与断裂等沟通通道共同控制。砂岩侵入体由上覆巨厚的泥岩封盖形成了良好的岩性圈闭,这些圈闭的天然气源、输导条件较好,推测为油气勘探的良好目标。

东海西湖凹陷古近系砂岩侵入体及其地质意义

在调研国外文献的基础上,通过对中国东海西湖凹陷的区域构造背景及岩心资料进行对比分析,认为在东海西湖凹陷中发育砂岩侵入体。研究区发育的砂岩侵入体包括大量泥岩碎屑、液化岩脉、泄水构造(碟柱状构造)、液化卷曲变形构造、重荷模与火焰状构造及球-枕状构造。从沉积学角度对砂岩侵入体的形成机制、岩心特征及其对石油地质的意义等方面进行了简要的讨论。砂岩的侵入能够形成特殊的侵入圈闭,并能极大地提高储层的孔隙度和渗透率,从而改善油气储层的储集物性。因此,正确认识并深入研究砂岩侵入体对岩性-地层油气藏的勘探开发具有重要意义。

北海盆地维京地堑渐新统砂岩侵入体形态特征及成因

砂岩侵入体是由处于浅埋藏阶段、尚未固结的砂质沉积物发生液化并侵入到上覆盖层所形成的一类软沉积物变形,在北海盆地维京地堑渐新统地层中非常发育。为探讨砂岩侵入体的形态特征及诱发机制,通过高分辨率三维地震及测井资料,利用地震反射结构分析、地震相干切片等手段对砂岩侵入现象进行了识别;并结合多边形断层系统、流体充注与砂岩侵入之间的关联性,对砂岩侵入体的成因机制进行了分析。结果表明:在地震剖面上可识别的砂岩侵入体多呈V型或W型强振幅反射特征,其横向展布规模约1~2 km,垂向侵入高度约100~200 m;流体的大规模充注及多边形断层诱发盖层破裂是形成砂体内部超压并诱发其发生液化的关键因素。砂岩侵入体在形成之后可以作为流体运移通道,对强化流体的垂向运移具有重要意义;并且砂岩侵入体本身即可作为油气的有利储集体。因此识别并分析砂岩侵入体的成因机理,对盖层封闭性评价及油气勘探具有重要指导意义。

对向顺层梯度测深探测煤层内砂岩侵入体

采煤工作面宽度较大时,受信号穿透能力的影响,常规探测工作面内部构造的方法无法有效穿透,使探测效果不理想。采用可以灵活设计极距实现长距离探测的单极供电梯度电测深法,分别在工作面两侧巷道内,煤层侧帮布置电极,顺煤层对向探测大宽度工作面内部的砂岩侵入体。克服侧帮片帮及裂隙引起电极与煤层接触不良的难点,在总结了采煤工作面内部介质电性变化特征的条件下,采用观测电位差,重构电阻率分布的方法,推断了煤层内砂岩侵入体的分布范围、延展及薄厚变化规律,经巷探及后期回采揭露证明,探测结果与实际情况吻合。

砂岩侵入体及其油气地质意义

北美加利福尼亚地区良好的露头和北海油田的成功勘探与开发为砂岩侵入体研究提供了范例。砂岩侵入体广泛发育于晚元古代—全新世的多种沉积体系中,以深水环境居多。侵入体岩性以浊积体的中砂岩—细砂岩最为常见,宿主层以泥岩、页岩为主。侵入体系统包括供源砂体、侵入(出)体、宿主层和断裂体系4个构成要素和砂岩脉、砂岩床、砂岩柱、侵出体和复合体5种类型。侵入体外部呈碟状—翼状结构、锥形结构和顶梁复合结构3种类型,侵入体顶部发育丘型变形,内部块状或类层理状,常见侵蚀边、泥岩撕裂屑和各种软变形构造,呈拼图状。侵入体形成条件包括未固结供源砂体、低渗透—非渗透覆盖层、孔隙流体超压和砂体优势通道4部分,地震液化、差异压实、沉积负载、区域构造应力、流体流动是最常见的触发机制。侵入体形成过程包括孔隙流体超压、供源砂体液化、水力压裂与流化、砂体充注和砂体再沉积5个过程。侵入体增加了储层体积,沟通了砂体,可形成侵入型圈闭,还可用于恢复区域古应力场,但也可能导致盖层封闭性破坏和水窜。侵入时间确定、侵入后地质过程以及触发机制确定性等研究面临挑战,多学科交叉、虚拟露头、物理模拟及数值模拟技术将是砂岩侵入体研究未来的发展方向。

砂岩侵入复合体的建筑结构要素及其特征

砂岩侵入复合体是指沉积砂质母岩,在未固结时由于某种机制而积累了异常高压,产生液化、流化、再活动,向上覆细粒沉积物侵入的各种砂体的总和。目前已经在全球50多个深水盆地中(Braccinietal,2008)及所有的年代地层中都发现了从毫米到千米级别的砂岩侵入体。砂岩侵入复合体包含母岩、侵入体系和喷出体系三部分,通过对目前报道的一些砂岩侵入复合体实例分析,对其各建筑要素的外部几何形体和边界特征、内部沉积构造和显微结构进行了总结。不规则的几何形态,突变的边界特征,与液化作用相关的无构造砂岩、碟状构造、管状构造以及独特的泥岩碎屑表现出来的粒序性、条带等沉积构造,形状各异的矿物颗粒以及泥岩碎屑中砂岩裂缝切割等显微结构都可以作为识别砂岩侵入复合体的标准。加强砂岩侵入复合体的研究,为侵入圈闭的勘探和开发提供理论基础。