二连盆地吉尔嘎朗图凹陷南部基底花岗岩形成演化及其大地构造背景研究

二连盆地是中国北方重要的油气基地、煤炭基地和铀矿床富集区。基底花岗岩是盆地重要的含铀岩系沉积物源和铀源,以及重要的油气储层。然而,至今对二连盆地基底花岗岩的形成年代、成岩后剥蚀抬升历史及其与盆地构造演化关系的认识仍然比较薄弱。本文以吉尔嘎朗图凹陷南部地区钻井揭露的基底花岗岩为研究对象,通过锆石U-Pb年龄分析、锆石和磷灰石裂变径迹年龄分析,结合盆地地层和构造演化历史,对吉尔嘎朗图凹陷南部基底花岗岩的形成和演化进行了系统研究。研究结果表明,凹陷南部地区基底花岗岩成岩时代为早侏罗世(约175 Ma),成岩后经历了晚侏罗世((154±7) Ma、(146±7) Ma)和早白垩世中晚期((114±8) Ma)两期冷却事件。本文认为早侏罗世花岗岩的形成与蒙古—鄂霍茨克洋板块南向俯冲有关,成岩后的两期冷却事件记录了二连盆地经历的两期挤压构造作用,其中晚侏罗世冷却事件可能与蒙古—鄂霍茨克洋的关闭有关,早白垩世中晚期的冷却事件可能与亚洲大陆东缘发生的陆-陆碰撞事件有关。

二连盆地吉尔嘎朗图凹陷低煤阶煤层气勘探

二连盆地群低煤阶煤层气资源丰富但勘探程度相对较低,煤层气富集和主控因素认识不足,制约了开发实践。以吉尔嘎朗图凹陷为重点,对二连盆地群的构造、沉积、水文、物性和含气量分布进行精细解剖,总结了煤层气富集成藏规律。二连盆地群具有断陷小湖盆和残留盆地的特点,分割性强。煤系主要发育中、下侏罗统阿拉坦合力群及下白垩统巴彦花群赛汉塔拉组两套含煤建造,以辫状河三角洲相为主,煤层层数多且与砂泥岩叠置发育,煤层倾角平缓。针对研究区"浅部低煤阶、平缓厚煤层、多层砂煤组"的特点,建立了符合吉尔嘎朗图"斜坡区正向构造带富集模式",提出在煤层气勘探中应注意优选埋深适中、相对高渗、高含气量的"甜点区",并需要规避断层,在向斜两翼、背斜和单斜地层中寻找高产区。优选部署的吉煤4井在埋深430~470 m煤层段获得大于2 000 m^3/d的产气量,证实中国低含气量、厚煤层的褐煤区煤层气可以获得高产工业气流,有助于推进低煤阶煤层气资源的勘探进程。

二连盆地吉尔嘎朗图凹陷下白垩统赛汉塔拉组层序地层及聚煤特征

二连盆地吉尔嘎朗图凹陷是一个陆相断陷聚煤盆地,下白垩统赛汉塔拉组是其主要含煤地层,作者利用岩心、钻孔资料对其岩相类型、沉积相、层序地层及聚煤作用特征进行研究。(1)赛汉塔拉组主要由砂砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、碳质泥岩及厚层褐煤组成,发育扇三角洲平原相、扇三角洲前缘相、辫状河三角洲平原相、辫状河三角洲前缘相、滨浅湖相,分别属于扇三角洲沉积体系、辫状河三角洲沉积体系和湖泊沉积体系。(2)识别出2种层序界面:不整合面和下切谷冲刷面,将赛汉塔拉组划分为2个三级层序。从层序Ⅰ到层序Ⅱ,煤层厚度逐渐增大,聚煤作用逐渐增强。(3)在滨浅湖环境下厚煤层主要形成于湖侵体系域早期,在扇/辫状河三角洲环境下厚煤层主要形成于湖侵体系域晚期,煤层厚度在凹陷中部最大,向西北和东南方向均变小。聚煤作用明显受基底沉降作用影响,可容空间增加速率与泥炭堆积速率相平衡,从而形成了区内巨厚煤层。

二连盆地吉尔嘎朗图凹陷煤层气储层特征及勘探潜力

通过分析二连盆地吉尔嘎朗图凹陷煤层的煤厚分布、煤岩煤质、孔隙、等温吸附等特征,并从生气条件和保存条件方面分析其勘探潜力。结果表明,吉尔嘎朗图凹陷煤层厚度10~394 m,显微煤岩组分以腐植组为主(体积分数为80.5%~96.7%),为低煤级褐煤;煤层Langmuir体积为3.55~10.88 m^3/t,平均7.29 m^3/t;煤孔隙结构以微孔和小孔为主,孔隙形态多为开放型的圆筒孔或平板孔,这类孔隙结构对煤层气的吸附能力强,煤层气含量为0.97~3.83 m^3/t,平均2.08 m^3/t。综合以上分析认为,研究区东南部为下一步煤层气勘探目标区,其优势特征为:煤层离正断层较远,煤层气不易散失;煤层顶板岩性以泥岩和粉砂质泥岩为主,有利于煤层气的保存、次生生物气的补给。

二连盆地吉尔嘎朗图凹陷非构造油气藏勘探

吉尔嘎朗图凹陷是二连盆地勘探程度较高的凹陷,剩余资源量较高,勘探潜力较大。综合评价认为,沿主力生油洼槽的宝饶内带勘探潜力巨大,是该凹陷寻找非构造油气藏的主攻方向。以层序地层学理论为指导,深化地质认识,加强了沉积、储集层预测等各方面的研究力度,精细评价、精细井位标定,突破了该带的勘探,发现了千万吨级的整装规模储量,勘探工作取得重大突破。对今后继续开展非构造油气藏的勘探具有积极的指导意义。

吉尔嘎朗图凹陷吉东地区腾二段地震储层预测

下白垩统腾格尔组二段为吉尔嘎朗图凹陷吉东地区主要含油气层之一,该区断裂发育,腾二段储层受断裂控制,横向连通性差。通过对地震、地质和测井等资料的对比分析,在精细构造解释的基础上,提取并优选出地震反射强度、均方根振幅、平均能量、平均峰值振幅、振幅变化共5种地震属性,同时对腾二段进行地震波阻抗反演和伽马属性反演,综合地震属性和地震反演结果,对腾二段储层的几何形态和空间展布进行预测,并结合圈闭分布特征认为:LIN20井南和JI86井南为吉东地区腾二段油气勘探较有利地区;JI67井南部腾二段砂体分布范围和厚度相对较大,且砂泥岩匹配关系良好,应是地层岩性油气藏勘探有利地区。

二连盆地地层岩性油藏“多元控砂-四元成藏-主元富集”与勘探实践(Ⅳ)--勘探实践

通过二连断陷盆地4个地层-岩性油藏成功勘探的典型实例,针对不同凹陷,深化地层岩性圈闭(油藏)"多元控砂—四元成藏—主元富集"成藏体系研究,不断构建新的地层岩性油藏成藏模式,油气勘探取得重大突破。先后在巴音都兰凹陷、乌里雅斯太凹陷、吉尔嘎朗图凹陷、赛汉塔拉凹陷等发现了4个3000万～5000万t级的地层岩性油藏石油储量区块,开辟了油气勘探的新局面。

二连盆地吉尔嘎朗图凹陷低煤阶煤层气富集模式

二连盆地为我国典型低煤阶褐煤分布区,煤层气资源丰富,但煤层气富集成藏机制认识不足制约了该区低煤阶煤层气的勘探开发。为此以二连盆地吉尔嘎朗图凹陷低煤阶煤层气为研究对象,从煤层分布、含气性、煤层气成因、生物成因气模拟实验、保存条件等方面研究了该区煤层气富集的主控因素,并指出了下一步的勘探方向。研究结果表明:(1)浅水湖盆聚煤环境下,凹陷中部—缓坡带厚煤层发育,厚煤层弥补了含气量的不足;(2)含煤段堆积过程中,浅水湖泊周期性出现使得煤层上覆泥岩周期性发育,盖层条件有利;(3)凹陷中部—缓坡带位于地下水承压区,水动力侧向封堵有利于煤层气富集;(4)研究区煤层气为生物成因,原位条件下煤样产气0.25 m L/g,现今仍有生物气生成。结论认为:(1)厚煤层发育区、具备生物气生成以及良好的封盖条件并处于水动力承压区为吉尔嘎朗图凹陷煤层气富集成藏的关键;(2)吉尔嘎朗图凹陷煤层气富集模式为生物气+承压水封堵煤层气富集,中部—缓坡带L12—S88井区为下一步煤层气建产的有利区。

二连盆地吉尔嘎朗图凹陷低煤阶煤层生物产气影响因素

研究低煤阶煤层生物产气的影响因素对于寻找该类煤层生物气富集有利区及指导微生物增产技术都具有重要的意义。为此,选择二连盆地吉尔嘎朗图凹陷褐煤煤样,在不同温度、酸碱度(p H值)、氧化还原电位(Eh值)以及添加不同浓度微量元素等条件下进行了煤的生物气化模拟实验,进而探讨各种因素对微生物产气的影响、确定最佳的微生物产气条件。研究结果表明:(1)在模拟实验条件下,煤的产气量随着温度、p H值、微量元素浓度等参数值的增大或者Eh值的减小而表现出先增大后减小的规律;(2)温度介于30~35℃、pH值介于7.0~7.5、Eh值为-225 m V时,产甲烷菌代谢最活跃,最有利于生物气的生成,添加合适浓度的微量元素(Fe^(2+)、Ni^(2+))能促进微生物产气。结论认为:(1)二连盆地吉尔嘎朗图凹陷埋深介于300~600 m、弱径流的水动力条件与厌氧环境构成了生物气生成的有利条件;(2)添加合适的微量元素可作为微生物增产的有效手段。

吉尔嘎朗图凹陷下白垩统断裂特征分析

吉尔嘎朗图凹陷具有典型的断裂控制的箕状凹陷特征,吉东地区断裂十分发育,分布一系列NE、NNE向正断层,断裂都具有同生断层特点,主要活动期为晚侏罗世及早白垩世。NE向主干断裂控制了该区的构造与沉积格局,并将该区由北向南依次划分为宝丰构造带、洼槽带以及巴德构造带,在这些断裂的控制下,洼槽带成为该区的沉积中心;其它断裂为主干断裂的派生或调整断层,断层的相互切割使各构造单元内部进一步复杂化,形成大小不等的断块构造与断块圈闭。断块圈闭形成期与油气生成及运移期匹配,靠近洼槽的断块圈闭更有利于油气聚集。

二连盆地吉尔嘎朗图凹陷剥蚀量恢复及其对油气藏的影响

吉尔嘎朗图凹陷是二连盆地重要的产油基地之一,早白垩世腾格尔组和赛罕塔拉组沉积末期经历了两次强烈的抬升剥蚀,沉积地层剥蚀量的恢复对油气成藏评价有重要意义。文章基于钻井泥岩声波时差和镜质组反射率数据对二连盆地吉尔嘎朗图凹陷腾格尔组和赛罕塔拉组的剥蚀量进行了计算,恢复了其原始沉积厚度及埋藏过程。研究结果表明:研究区腾格尔组和赛罕塔拉组沉积后受构造反转的控制都经历了不同程度的剥蚀,腾格尔组的剥蚀厚度约为243~1933m,赛罕塔拉组的剥蚀厚度约为95~290m。剥蚀量厚度展布明显受不同方向、不同尺度断层在构造反转期的差异活动性影响,靠近西北边界断层的罕尼构造带剥蚀量相对较大,向东南缓坡带逐渐减小。区内不同构造部位剥蚀量的差异对油气成藏有直接影响,断陷区及后期反转控制的大沉积、强烈剥蚀区,烃源岩层生烃时间长。而构造反转形成的与构造走向一致的隆升带的剥蚀卸压有利于促使油气沿NE断裂面发生垂向和侧向运移,并在断裂面两侧有利的圈闭位置成藏。

二连盆地吉尔嘎朗图凹陷煤储层物性及煤层气资源有利区评价

以吉尔嘎朗图凹陷地区煤层气探井岩心和实验资料等为依据,探讨了吉尔嘎朗图凹陷地质构造演化特征,全面分析了凹陷煤岩与煤质、煤岩组成、煤层厚度、含气量及孔隙度等物性条件,确定凹陷在垂向上和横向上的有利区块。研究表明:在垂向上,认为吉尔嘎朗图凹陷赛汉塔拉组Ⅲ号煤、Ⅳ号煤和Ⅴ号煤是主要的含煤地层,煤岩含气性好,煤层累计厚度大,煤层物性总体上较好,富集条件好;在平面上,确定吉尔嘎朗图凹陷赛汉塔拉组Ⅲ号煤、Ⅳ号煤和Ⅴ号煤层的有利区块,有助于推进我国二连盆地低煤阶煤层气资源的勘探进程。

断陷湖盆缓坡带高位三角洲体系与油气成藏组合特征分析——以二连盆地吉尔嘎朗图凹陷为例

二连盆地由为数众多的早白垩世小型断陷湖盆组成,其缓坡带普遍发育的高位三角洲体系与特定的构造背景配置可形成多种类型的成藏组合,发育多个有利的油气成藏区带,构成立体含油、叠加连片的态势。以二连盆地吉尔嘎朗图凹陷为例,以层序地层分析为基础,在缓坡带的湖泊层序高位体系域识别出了扇三角洲、辫状河三角洲等两种粗碎屑三角洲体系。根据储层发育的层位和不同类型圈闭在缓坡带的分布特征,结合已发现的油藏类型,划分出了3个与高位三角洲体系密切相关的成藏组合。按照不同成藏组合在平面上的分布特点,指出缓坡内带是岩性地层油藏形成的有利成藏区带,而缓坡中、外带构成了构造油藏的有利成藏区带。不同成藏组合和成藏区带在缓坡带纵、横向上的分布规律,为缓坡带实施油气整体评价和立体勘探提供了科学依据。目前,以缓坡带高位三角洲体系为主要勘探目的层,在缓坡内带、中带和外带已经发现了规模整装储量,取得了良好的勘探成效。

二连盆地吉尔嘎朗图凹陷勘探实践及勘探方向

吉尔嘎朗图凹陷为二连盆地一个富油凹陷,历经3轮勘探相继发现稠油油藏、常规构造油藏及构造—岩性油藏,展示该凹陷构造油藏与岩性油藏并存、稠油油藏和常规稀油油藏成带的特点,但油藏类型多样,油气富集规律复杂。通过从构造油藏勘探转向岩性油藏、从斜坡向洼槽转变、从浅层向深层持续勘探等思路转变,实现了富油凹陷的持续发现,并总结了取得成功的启示,指出只有不断地转变思路、深化认识,才能不断取得新发现、大发现。该凹陷仍有5000×104t剩余资源可供探索,通过解剖已知油藏、分析油气赋存规律,认为斜坡带宝饶构造两翼是构造油藏继续扩大规模的重要方向,洼槽区岩性油藏勘探潜力较大,致密油领域是发现规模油藏的重要接替领域。

AVO技术在二连盆地吉尔嘎朗图凹陷低煤阶煤层气预测中的应用

吉尔嘎朗图凹陷白垩系的赛汉塔拉组煤层为含气量较低的低煤阶褐煤,寻找含气量相对高的“甜点区”是该地区优化钻井部署所面临的难点。针对该区沉积环境复杂、煤层厚度横向变化大等特点,动态正演模拟分析了煤层的含气性、厚度以及顶板岩性对煤层AVO的影响,总结AVO的响应特征和AVO属性的变化规律,判定AVO烃类检测的可行性和适用条件。结果表明,P+G属性烃类检测效果与实际钻井含气量和累计产气量的吻合率达到75%以上,利用该属性并结合区域地质认识,指出了有利的勘探方向。

晚中生代二连盆地吉尔嘎朗图凹陷地层和构造演化研究

二连盆地是中国东北重要的油气、煤炭和铀矿基地,吉尔嘎朗图凹陷是盆地最重要次级凹陷之一。吉尔嘎朗图凹陷的资源勘查工作已经持续了几十年,然而,至今凹陷形成和演化的过程仍缺少精细地刻画。通过磷灰石裂变径迹年代学分析、地震反射剖面分析,结合前人地层定年工作,对晚中生代吉尔嘎朗图凹陷地层和构造演化历史进行了研究。研究结果表明中侏罗世和早白垩世是凹陷的主要断陷期。但是,凹陷在晚中生代并不是始终处于伸展构造环境、凹陷至少在晚侏罗世晚期-早白垩世初(中侏罗统与阿尔善组沉积间歇期)、早白垩世中期(阿尔善组与腾格尔组沉积间歇期)、早白垩世中晚期(腾格尔组与赛汉组沉积间歇期)、早白垩世末-晚白垩世(赛汉组与新生界沉积间歇期)经历过短暂但强烈的挤压构造作用。