加权断层泥比率法(WSGR)定量判别断层封闭性——以苏北盆地高邮凹陷永安地区为例

断层封闭性评价是断块圈闭成藏条件分析的重要内容,在改进断层泥比率法基础上,提出了一种新的断层封闭性评价方法——加权断层泥比率法(WSGR)。首先,通过不同的地质模型开展断层泥比率法计算参数及影响因素分析,明确了断层断距、泥质含量及泥岩分布特征是泥岩涂抹的重要影响因素;并认为断层断距范围内,滑过目标位置的对置盘所有泥质含量都具有涂抹贡献,但不同点的涂抹贡献不同,距离目标位置越近泥质含量越高的对置盘泥岩点,其涂抹贡献越大。为此引入了一个新的表征参数——距离系数,定义为断层断距与各泥岩点到目标位置距离的差与断层断距的比值,来表征泥岩分布对泥岩涂抹的影响作用;在此基础上,构建了加权断层泥比率计算方法,定义为各点的泥质含量与距离系数的乘积之和再与距离系数之和的比值。利用加权断层泥比率法对苏北盆地高邮凹陷上含油气系统已知的油水层进行封闭性验证,认为当加权断层泥比率值大于0.6时,断层具有较好的封闭性,从而确定了该方法的封闭性判别标准。在高邮凹陷永安等地区始新统戴南组断层封闭性评价中取得了较好应用效果。

苏北盆地高邮凹陷古近系阜宁组二段页岩油富集主控因素

高邮凹陷古近系阜宁组二段是苏北盆地页岩油勘探的重点区带和层系,已部署实施的8口页岩油水平井的成功,证实其具有非常大的页岩油勘探潜力和良好的勘探前景。针对该层段页岩油井产能存在差异、富集主控因素认识不清楚等难点问题,综合利用岩心、测录井、分析测试数据和生产动态数据等资料,对阜二段地质特征和页岩油富集主控因素进行研究。高邮凹陷阜二段泥页岩以长英质—黏土质混积岩和长英质—灰质/白云质混积岩为主,有机质丰度中等,有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ1型为主;自下向上有机质类型由腐殖型向腐泥型逐渐转变,有机质丰度总体由低逐渐增高,具有较好的页岩油形成条件。综合岩相、生油性、含油性、储集性、可压性等多因素评价可知,高邮凹陷阜二段共发育Ⅴ-4~Ⅴ-9、Ⅳ-2~Ⅳ-7小层和Ⅱ~Ⅲ亚段三套勘探有利层段。阜二段页岩油富集具体表现为:①有利岩相组合是页岩油富集的物质基础,其中混积岩夹白云石条带是有利的源—储配置组合,页岩油产能高;②复杂的孔缝系统是页岩油富集的核心,层理缝和裂缝是页岩油流动的主要通道,有效沟通基质孔隙,提高页岩油导流能力;③较高的成熟度和良好的保存条件是页岩油高产稳产的关键,镜质体反射率(R_(o))介于0.8%~0.9%时滞留油含量相对较高,远离长期活动性断层的井游离烃含量(S1)相对较高。

苏北盆地高邮凹陷阜宁组二段页岩油赋存状态定量表征及控制因素

鉴于页岩油赋存状态对页岩油富集和可动性有重要影响,以苏北盆地高邮凹陷阜宁组二段(阜二段)页岩为研究对象,利用多温阶热解和激光共聚焦显微镜等技术,定量表征高邮凹陷阜二段页岩油赋存状态,明确赋存状态的控制因素。结果表明:高邮凹陷阜二段页岩油赋存状态分为游离油和吸附油两大类,以游离油为主,平均占总含油量的65.16%;不同岩相页岩油赋存状态差异明显,游离油占比由高到低依次为长英质页岩>长英—灰云质混积页岩>长英—黏土质混积页岩>灰云质页岩;有机质成熟度、总有机碳质量分数(w(TOC))、矿物组分和孔隙结构等因素共同控制高邮凹陷阜二段页岩油赋存状态。游离油和吸附油量主要受w(TOC)和孔隙结构控制,游离油量与w(TOC)呈弱正相关关系,吸附油量与w(TOC)呈强正相关关系。游离油、吸附油量与孔体积呈正相关关系,与比表面积相关性不明显。游离油和吸附油的比例主要受有机质成熟度、长英质矿物含量和孔隙结构影响,吸附油比例随有机质成熟度增高而减小,游离油比例与长英质矿物含量呈弱正相关关系。宏孔及微裂缝越发育,游离油比例越高。该结果对苏北盆地页岩油的规模勘探开发具有指导意义。

基于正断层差异生长演化分析识别不同类型断层相关背斜圈闭——以苏北盆地高邮凹陷汉留断层为例

为了明确正断层差异生长演化特征,以及断层相关圈闭成因与分布规律,本文以苏北盆地高邮凹陷内的汉留断层为例,通过断层垂直断距-距离(T-X)曲线和垂直断距-埋深(T-Z)曲线对苏北盆地高邮凹陷汉留断层运动学进行分析。得到汉留断层自W向E由Fh1、Fh2和Fh3等3个断层段组成,呈左阶斜列分布,各断层段形成时期与生长演化特征不同,表现在运动学上为相互独立的4个断层段。戴南组时期,Fh1段和Fh3段东部(Fh3b段)最先形成;三垛组时期,Fh1段存在新生的断层核与下部戴南组时期形成的断层段最初在垂向上是分离的,随着上下断层段的传播最终发生垂向连接,Fh3b段继承性活动,同时形成Fh2段和Fh3段西部(Fh3a)段。各个断层段相互作用并沿走向发生几何连接或者形成重叠带,最终形成了Fh1、Fh2和Fh3等3个断层段。断层在沿走向平面分段生长过程中,在其分段连接部位或重叠处可以形成背斜构造;同时在断层垂向分段生长过程中由于围岩流变学特征差异也可形成背斜构造,这2种不同类型的断层相关背斜构造均可构成油气富集的有利场所。

高邮凹陷阜三段隐蔽油藏主控因素及成藏特征

随着高邮凹陷阜三段勘探程度不断提高,构造油藏勘探空间越来越小,迫切需要探索潜力较大的隐蔽油藏。从油气成藏基本条件入手,结合油藏分布特征,对高邮凹陷阜三段隐蔽油藏的主控因素及油藏类型进行了分析和总结。结果表明:三角洲前缘前端发育的水下分流河道及河口坝、滩坝等是形成隐蔽油藏的有利砂体类型,控制着岩性圈闭的分布;断层输导和封闭性控制油气分布层系及富集程度;构造背景与砂体展布配置关系控制油气运移趋势。在此基础上,总结了断层-岩性复合油藏和岩性油藏两大类阜三段隐蔽油藏类型,并细分为断层-河道或河口坝岩性、断层-滩坝岩性、岩性上倾尖灭、滩坝砂岩透镜体等4种类型;总结了阜三段具有“断岩、翘倾、独滩坝”的隐蔽油藏成藏特征,明确了隐蔽油藏勘探有利区在三角洲前缘前端,为高邮凹陷阜三段隐蔽油藏勘探指明了方向。

致密砂岩储层成因类型与致密化过程差异性——以高邮凹陷阜一段为例

通过微观薄片图像、CT扫描与流动性分析等手段,对高邮凹陷阜一段致密砂岩储层开展了成因类型的分析,按形成的主要因素将其分为原生型与次生型两大类。由于埋藏过程与成藏条件的不同,高邮凹陷不同地区存在两种致密化过程。北斜坡内坡带为先成藏后致密型油藏,储层主要发育次生型,其特点为在垛二段时期发生致密化,但随后大规模排烃导致的强烈溶蚀作用解除了致密化,盐城组末期再次深埋的影响导致成藏后储层再次致密化,造成油藏储层具有相对较高孔隙度,且含油饱和度较高,但孔喉的连通性较差,孔隙中赋存烃类流体的流动性不佳,这类油藏需要大规模储层改造才能获得较好产能。南部断阶带为先致密后成藏型油藏,主要发育原生型储层,其在垛二段时期发生致密化,之后的成藏阶段溶蚀作用并不强烈,油藏的含油饱和度不高,但因为后期成岩作用影响较弱,孔喉连通性较好,流体可动性较佳,经适当储层改造后能够获得稳定的持续产能。

高邮凹陷深凹带岩性油藏砂体叠置样式及地震响应

高邮凹陷深凹带岩性油藏砂体变化快,储层非均质性强,储层预测难度大。为更准确地预测储层,采用动态实时正演的方法开展砂体叠置样式等机制模型的地震响应反射特征研究。结果表明:研究区单砂体厚度小于10 m,砂岩声波时差为257μs·m^(-1)、波阻抗为9844 m·s^(-1)·g·cm^(-3),泥岩声波时差为290μs·m^(-1)、波阻抗为8828 m·s^(-1)·g·cm^(-3);韵律模型正演分析显示韵律变化对薄层砂体地震响应的影响较小,可以忽略韵律对地震响应的影响;砂体调谐厚度模型正演分析显示当研究区主频20 Hz时,地震可识别砂体的厚度为40 m,研究区实际单砂体的厚度小于10 m,在实际资料的基础上直接预测砂体非常困难;地震属性对于横向叠置范围小于50 m砂体,以及大于1/4砂体厚度高程的叠置特征能够进行分辨;正演显示峰谷为多套砂泥复合的地震响应,过井剖面的正演与单井结果一致,建议薄互层砂泥岩油藏研究尺度为以砂体组合模式开展储层预测研究。

苏北盆地高邮凹陷断裂系统发育特征及其控藏作用

苏北盆地高邮凹陷油气资源丰富,已发现的油气藏类型及其分布与断裂发育特征、断裂演化过程密切相关。利用高精度三维连片地震资料,对高邮凹陷断裂发育特征及活动期次进行研究,划分断裂系统,并分析断裂系统对油气成藏的控制作用。高邮凹陷主要发育晚白垩世—古新世伸展断裂系统、始新统戴南组沉积期伸展断裂系统、始新统三垛组沉积期张扭断裂系统和长期活动断裂系统等4类断裂系统。晚白垩世—古新世,在NW—SE向伸展应力场下发生分散变形,形成NEE—NE向伸展断裂;始新统戴南组沉积期在NW—SE向伸展应力场下发生集中变形,形成NE向伸展断裂;始新统三垛组沉积期在近S—N向伸展应力影响下发生张扭变形,形成近EW向张扭断裂。长期活动断裂系统垂向输导油气,晚白垩世—古新世伸展断裂系统和始新统戴南组沉积期伸展断裂系统侧向封堵油气,始新统三垛组沉积期张扭断裂系统破坏原生油藏,使油气发生逸散。深凹带内长期活动断裂上盘的滚动背斜圈闭和横向背斜,断阶带在长期活动断裂分段点间断层下盘的断块圈闭,以及斜坡带内东部斜坡的掀斜断块圈闭是油气运聚成藏的有利目标区。

陆相页岩游离油定量表征及其影响因素——以苏北盆地高邮凹陷古近系阜宁组二段为例

为准确、定量评价陆相页岩游离油量及其影响因素,选取了苏北盆地高邮凹陷古近系阜宁组二段陆相页岩样品,利用全岩X射线衍射分析、有机碳测定、多温阶热释烃、高压压汞、有机质抽提和二维核磁共振等实验技术手段,分析了页岩样品矿物成分、生烃品质、孔隙结构和含油性等特征。结果表明,页岩富含石英、长石、方解石、白云石以及黏土矿物等成分;总有机碳含量(TOC)为0.61%~3.70%,镜质体反射率(R_(o))为0.70%~0.72%,处于成熟阶段;储集空间主要为晶间孔、粒间孔和有机孔。二维核磁共振可以有效表征页岩游离油赋存状态。抽提分离出页岩储层内可动用的游离态轻、重烃类化合物和可溶有机质,对抽提前、后页岩样品进行二维核磁共振谱图分析,将谱图划分出轻质油和类固体有机质等区域。抽提后类固体有机质含量和TOC有良好相关关系,抽提前核磁轻质烃含量和核磁轻质烃抽提差都与热解游离油量有较好线性关系。游离油量随着长英质矿物含量增加先增大后减小,与TOC含量整体上为正相关关系;Ⅰ型和Ⅱ1型干酪根有机质页岩游离油量较其他类型高;适中的成熟度演化使干酪根生成烃类轻组分增多、可动性增强,游离油量增多。高孔隙度、高比孔体积及高孔喉半径均值的页岩储层有利于游离油富集。

苏北盆地高邮凹陷原油地球化学特征及成因类型

苏北盆地高邮凹陷蕴藏着十分丰富的油气资源,勘探前景良好。根据原油物性、饱和烃和芳烃地球化学特征精细剖析,对高邮凹陷多个典型油田原油的沉积环境、生源输入及成熟度等特征进行研究,厘定高邮凹陷原油不同成因类型。研究结果表明,高邮凹陷原油来源于具有一定水体咸度的还原性环境,有机质生源为混合源,属于成熟原油。根据原油沉积环境、母质来源和成熟度特征,原油成因类型可划分为两大类:第一类原油姥植比一般比较低,补身烷/升补身烷比值一般接近1或者大于1,C_(21)TT/C_(23)TT比值较低,C_(24)四环萜烷/C_(26)三环萜烷比值较小,C_(29)降藿烷/C_(30)藿烷比值较低,规则甾烷C_(27)、C_(28)、C_(29)呈现不对称“L”形分布,原油沉积环境为还原环境,母质来源于混合型为主且高等植物输入稍高,属于成熟原油,此类原油主要分布在赤岸、陈堡、瓦庄和沙埝等油田;第二类原油上述参数与第一类原油截然相反,该类原油沉积环境的还原程度比一类油稍低,母质来源属于典型的双重输入混合型,相比于一类油高等植物占比较少,属于成熟原油,此类原油主要分布在马家嘴、邵伯、许浅1和黄珏等油田。

苏北盆地高邮凹陷古近系戴南组沉积相及其对隐蔽油气藏的控制

苏北盆地高邮凹陷是江苏油田的主要油气勘探开发区,是一个南断北超的典型箕状断陷湖盆,其中的古近系戴南组为一套厚度近2 0 0 0m的河湖相砂泥岩地层,从下到上分为一段和二段。通过沉积充填分析和沉积相编图,戴南组一段沉积时,苏北盆地断陷构造活动相对强烈,地形高差大,水体相对较深,水体范围相对较小,从南向北分别发育近岸水下扇、湖底扇、三角洲等沉积相类型。戴南组二段沉积时,断陷构造活动有所减弱,地形高差变小,水体相对较浅,水体范围扩大至整个凹陷,从南向北分别发育扇三角洲、湖底扇、三角洲等沉积相类型。利用砂岩等厚图等资料,确定了戴南组的沉积相图。沉积相在平面上分布范围明确,纵向上既有差异性又有继承性。高邮凹陷边缘和内部的同沉积断层对沉积相和砂体的发育分布起着重要的控制作用,沉积相控制了油气分布,特别是对隐蔽油气藏的形成起重要作用。高邮凹陷戴南组的隐蔽圈闭类型主要有地层超覆、断层—岩性、砂岩上倾尖灭及透镜体圈闭等。湖底扇、三角洲前缘、扇三角洲前缘、近岸水下扇中扇等为有利的储集岩相带。结合石油地质条件的分析。

物源分析方法的综合运用——以苏北盆地高邮凹陷泰一段地层为例

目前高邮凹陷深层勘探以寻找岩性油气藏为主,准确预测岩性体储层是寻找油气藏的关键,而对岩性体做出准确的预测,需要对沉积时期的物源做出准确的判断。利用重矿物法、碎屑岩类分析法、沉积法对高邮凹陷的物源进行了分析。重矿物的相关性分析及R型聚类分析表明本区存在南北两大物源;碎屑岩类分析法表明本区物源来自再旋回造山带,砾岩和岩屑的分析表明本区也存在南北两大物源;沉积法表明本区除了南北两大物源外,还存在一个来自盆地西部菱塘低凸起的次级物源。结果表明:高邮凹陷泰一段沉积时期,存在3个方向的物源,分别来自凹陷南部的通扬隆起、北部的建湖隆起、西部的菱塘低凸起,物源对凹陷的贡献的大小也如上隆起顺序依次递减。

苏北盆地高邮凹陷古近系戴南组沉积相及沉积演化

根据岩心、电测曲线、录井以及地震资料,对苏北盆地高邮凹陷古近系戴南组的沉积相类型、展布特征及其演化规律进行了系统的研究。结果表明,戴南组发育扇三角洲、三角洲、近岸水下扇和湖泊四种沉积相类型,扇三角洲、近岸水下扇分布在凹陷南部陡坡,三角洲分布在北部缓坡,湖泊分布在凹陷的中心及扇三角洲、三角洲、近岸水下扇的侧翼,从凹陷边缘到中心,沉积相由扇三角洲、三角洲、近岸水下扇沉积逐渐变为滨浅湖、半深湖沉积,整体呈南北分异、隆凹成带的格局。戴南组的沉积演化可划分为戴南组一段和戴南组二段两个时期,不同时期的沉积特征、沉积相展布表现各异,总体表现出水体由浅变深,再变浅,沉积范围逐渐扩大,扇三角洲、三角洲、近岸水下扇先退积,后进积的特点。

基底断层在断陷盆地断层系统发育中的作用——以苏北盆地南部高邮凹陷为例

苏北盆地南部的高邮凹陷,是一古近纪半地堑式断陷盆地。其中发育了近东西向、北东东向与北北东向3套断层系统。高邮凹陷基底存在着中三叠世末前陆变形所形成的北东东向逆冲断层与晚侏罗世北北东向左行平移断层。古近纪期间该凹陷处于近南北向拉伸的区域伸展应力状态,近东西向断层就是在此应力作用下新生的正断层。高邮凹陷边界上总体北东东向的真①断层、吴①断层与柳菱断层皆是追踪北东东与北北东向两组基底断层而发育的,并以前者为主。它们呈现为右行平移正断层活动,因而真①断层派生了3条左阶雁列状的真②断层。凹陷中、西部大量出现的北东东向断层,一方面是由于南、北边界上北东东向断层影响了局部应力状态,另一方面也有部分是复活的基底断层。凹陷内部北北东向断层皆为复活的基底断层,以活动早、规模小为特征。高邮凹陷各类基底断层的复活方式包括形成直接复活断层、派生雁列状断层、断续分布断层与连接断层。高邮凹陷断层系统的形成机制表明,区域应力状态与基底断层是决定断陷盆地内断层系统方位与活动方式的两个关键因素,基底断层的作用与影响是不容忽视的。

高邮凹陷古近系戴南组扇三角洲沉积体系及其沉积相模式

扇三角洲是苏北盆地高邮凹陷戴南组较为发育的一种沉积类型,集中分布在凹陷南部陡坡带一侧,是该区一个重要的勘探领域。根据岩芯、测井、地震、粒度等资料,对高邮凹陷古近系戴南组扇三角洲的沉积特征进行了研究,建立了高邮凹陷戴南组的沉积相模式。根据单井沉积相、连井沉积相分析以及地震剖面反射特征和砂地比图综合分析,确定了戴南组各亚段沉积相的平面展布,编制了戴南组各亚段沉积相分布图。结果表明:高邮凹陷南部陡坡带地形陡,存在扇三角洲发育的条件,也存在反映浅水环境的岩性特点,成分成熟度和结构成熟度低反映了近物源的条件,还发现反映牵引流和重力流共存的沉积构造特点;从地震反射特征上看,反射结构不稳定,并发现向盆地边缘加厚的楔形地震相。在此基础上,重点对戴南组扇三角洲相各微相进行了分析,共划分出扇三角洲平原、扇三角洲前缘和前扇三角洲亚相,并进一步划分出水上分流河道、漫滩沼泽、水下分流河道、分流河道间和席状砂等微相,最后详细阐述了各微相的沉积特征。

高邮凹陷南断阶东部阜宁期构造应力场及其对断层的控制作用

在断层级别划分的基础上分析断层的走向变化、组合规律及活动特征,建立地质模型,并确定SE152°~NW 332°为区域应力的加载方向,结合岩石力学试验确定岩石力学参数及加载应力值,采用有限单元法对工区阜宁沉积期构造应力场进行数值模拟,详细分析构造应力对断层的控制作用。结果表明：南断阶东部阜宁沉积期最小主应力均表现为张应力,沿真①断层在许庄地区和竹墩地区的向北凸出位置出现两个最小主应力高值区,断层发育密集;剪应力呈条带状右旋、左旋区域相间展布,右旋最大剪应力和最小主应力控制产生北北东向正断层,左旋最大剪应力和最小主应力控制产生近东西向正断层。

江苏高邮凹陷古近系戴南组一段物源体系和沉积相

对碎屑组分和重矿物的分析结果表明,高邮凹陷戴南组一段沉积时期,北部斜坡带的花庄、富民北部和永安地区沉积物来自柘垛低凸起方向,联盟庄和马家嘴地区沉积物来自菱塘桥低凸起方向;南部陡坡带沉积物来自通扬隆起,周庄地区沉积物来自东部物源区。戴一段沉积物母岩岩性以中—低级变质岩为主,中酸性火山岩的分布较基性火山岩要广,深成岩较少或没有。根据岩心观察、录测井资料分析,及研究区物源体系特征,认为高邮凹陷戴南组一段沉积时期,发育扇三角洲、三角洲、近岸水下扇和湖泊沉积。凹陷北部斜坡带地形坡度较缓,来自柘垛低凸起和菱塘桥低凸起方向的沉积物呈点物源形式沿水下河道在缓坡带形成三角洲沉积,物源供给量的差异导致三角洲朵体大小不同;凹陷南部陡坡带地形高差较大,在湖岸临近高地发育多条水下河道,沉积物被剥蚀后呈多物源形式就近入湖沉积,加之母岩类型差异,在湖盆陡坡带形成近岸水下扇、扇三角洲沉积体;凹陷西南部因汉留断层的存在造成三角洲前缘与前三角洲的高差,使原沉积的三角洲前缘沉积物发生滑塌,并以线状物源形式在较深水处形成滑塌浊积扇;凹陷中部和砂岩及砂砾岩沉积体的侧翼和远端受构造活动影响较小,物源供给不充分,发育湖泊相沉积。

苏北盆地高邮凹陷马家嘴地区古近系戴南组物源分析

综合运用碎屑岩类分析法、重矿物法、沉积法三类物源分析方法对苏北盆地高邮凹陷马家嘴地区戴南组的物源进行了分析。马家嘴地区母岩岩性以火成岩为主,其次为变质岩和沉积岩,其中中酸性火成岩的分布范围要比基性火成岩分布范围广,变质岩以中—低级变质岩为主,深成岩较少。对研究区内各层段砂岩类型、岩屑类型及含量变化、砂岩百分含量、地层厚度、沉积相展布、重矿物稳定系数、重矿物组合、ZTR指数和重矿物指数等资料的研究结果表明,戴南组沉积时期马家嘴地区各个区块具有不同的物源方向,马8区块沉积物主要来自菱塘桥低凸起方向,部分来自通扬隆起;马31区块沉积物来自菱塘桥低凸起方向,古河流发生迁移;马33区块沉积物来自通扬隆起。

苏北盆地高邮凹陷第三系—上白垩统层序地层格架特征

依据地震、钻测井、岩芯、古生物等资料中的层序地层特征 ,可将高邮凹陷厚达 70 0 0m的第三系—上白垩统泰州组划分为 2个一级层序 ,4个二级层序 ,11个三级层序。进而依据最大湖泛面和断裂坡折带 (首次湖泛面 )对三级层序进行了体系域划分。在 11个三级层序中识别出低位、湖侵和高位体系域的不同组合。由于汉留断层在高邮凹陷东西向上发育的程度不同 ,造成凹陷西部为双断断陷式盆地结构 ,东部为单断断箕式盆地结构 ,据此建立了高邮凹陷西部具断裂坡折带和东部无明显坡折带的层序地层样式。最后分析了层序发育的主控因素 ,认为构造和气候是高邮凹陷层序发育的主控因素。

苏北盆地高邮—海安地区晚白垩世泰州组沉积相及物源分析

发生在晚白垩世的仪征运动,使泰州组不整合覆盖于赤山组或紫红色浦口组之上。促使了本区南断北超、南陡北缓的箕状断陷的形成与发展,由此导致本区泰一段冲积扇、扇三角洲、辫状河三角洲、半深湖泊沉积相当发育。从盆地边缘到盆地中心,沉积相逐渐由冲积扇沉积渐变为扇三角洲、浅湖、半深湖相沉积。泰二段沉积时期是本区最大湖侵期,半深水湖泊相最为发育。通过对重矿物组合、砂(砾)岩百分含量等值线图及沉积相展布格局等分析认为,本区泰州组沉积时期的物源主要来自南部的苏南隆起、北部的建湖隆起。