渤海湾盆地辽东湾地区辽西凸起中北段太古宇潜山成储规律及主控因素

渤海湾盆地是我国潜山油气资源勘探的重点地区之一,为了打开该区太古宇潜山勘探新局面,对辽东湾地区太古宇潜山成储规律及主控因素进行了研究。基于薄片、测井、地震等钻井资料,分析了辽西凸起中北段太古宇潜山岩石学特征、岩石展布特征、储层特征、构造演化和裂缝特征。研究表明,辽东湾地区辽西凸起太古宇潜山由片麻岩类、变质花岗岩类和碎裂岩类等组成,并以片麻岩为主;现今构造呈南高北低特征,北部地层保存相对完好,南部地层上部具剥蚀迹象,岩浆岩比例自北向南逐渐增高。该区太古宇变质岩以裂缝型储层为主,岩石中暗色矿物含量与岩石脆性呈反比关系;构造变形导致裂缝发育,太古宇潜山发育三组构造裂缝,即燕山早期受到NE向强剪切和SN向强挤压的应力方向发育NNE向剪裂缝和SN向张裂缝,喜马拉雅早期受到NW向强伸展和NE向弱剪切的应力方向发育NE向剪裂缝和北东向张裂缝,喜马拉雅晚期受到NE向强剪切和NW向弱伸展的应力方向发育EW向张裂缝及NE向和NW向共轭剪裂缝,区域构造差异活动程度控制了裂缝的有效性;燕山运动是变质岩储层主要造缝期,喜马拉雅期裂缝以方解石充填、半充填为主,后期经溶蚀可构成有效裂缝。

渤海辽西凸起中北段变质岩潜山地层年代学特征和储层发育主控因素

辽西凸起中北段发育前寒武纪变质岩潜山地层,精确厘定潜山年代、岩性和储层发育主控因素是潜山精细勘探的必然要求。矿物定量分析和锆石U-Pb定年分析结果表明,辽西凸起中北段前寒武纪变质岩可进一步细分为太古宙变质花岗岩和古元古代变质花岗岩,两者在岩性、矿物组成上存在差异,其中以J25-AS潜山地层为代表的凸起中部以富长石、角闪石的变质花岗岩类为主,形成年代为太古宙2506~2529 Ma;以J20-B潜山地层为代表的凸起北部以富石英、黑云母的变质花岗岩类为主,形成年代为古元古代2477~2497 Ma。按矿物组成、裂缝发育及溶蚀程度,辽西凸起中北段前寒武纪变质花岗岩储层分为3种类型,分别为以角闪石为主的中等暗色矿物含量-裂缝发育-强溶蚀型、低暗色矿物含量-强裂缝发育-弱溶蚀型、以黑云母为主的高暗色矿物含量-裂缝充填-较弱溶蚀型,前两者有利于形成有效储层。辽西凸起中北段前寒武纪变质岩有效储层的发育程度受控于暗色矿物含量及类型、风化淋滤、构造作用3个关键因素,其中暗色矿物含量及类型是核心主控因素,风化淋滤和构造作用次之。

渤海湾盆地辽西凹陷南洼原油的生物标志化合物特征及运聚模式

辽西低凸起是渤海湾盆地重要的含油气构造,南部油气环绕辽西凹陷南洼呈带状分布,辽西凹陷南洼对油气的贡献以及贡献多寡的问题一直存在争议,制约了该地区勘探进程。本研究通过分析围绕辽西凹陷南洼分布的油气生物标志化合物组成和地球化学特征,厘清原油与辽西凹陷南洼和辽中凹陷中洼烃源岩的关系。结果表明:①辽西低凸起南部油气带分布在辽西大断层两侧,环绕辽西凹陷南洼东北侧的油藏有LD5N、SZ36、LD5和LD4油藏,其中LD4油藏和LD5东二下段油藏具有高甲藻甾烷、低C_(30)4-甲基甾烷的低成熟特征,来源于辽西凹陷南洼沙三段和沙一段烃源岩;LD5东二上段油藏和SZ36S油藏分布在断层两侧,发育甲藻甾烷、C_(30)4-甲基甾烷和伽马蜡烷,原油处于成熟阶段,属于辽西凹陷南洼和辽中凹陷中洼混合来源;LD5N油藏和SZ36油藏具有高C_(30)4-甲基甾烷、低伽马蜡烷的特征,均为成熟原油,由辽中凹陷中洼烃源岩生成;②辽西凹陷南洼以低熟油为主,沿断层向LD5、LD4构造带深部运移充注,形成LD4和LD5东二下段油藏;LD5、LD4东二下段充满后,辽西凹陷南洼低熟油沿断层继续向浅部运移,与辽中凹陷中洼成熟油在LD5东二上段、SZ36S汇合,形成LD5东二上段、SZ36S混合类油藏,辽中凹陷中洼成熟油向SZ36油藏东北侧运移,跨过辽西大断层后在浅部形成LD5N油藏。

辽西凸起南段沙河街组双向物源沉积模式及油气勘探意义

古近系储层发育程度一直是制约辽西凸起南段勘探突破的关键因素。运用钻井地质、磷灰石裂变径迹分析、三维地震等基础资料,针对辽西凸起南段沙河街组储层发育问题,开展精细古热史-构造演化分析、古地貌半定量刻画,对目标区沙河街组储层进行预测,结果表明:辽西凸起南段主要经历了新生代早期构造抬升、古近纪沙河街组沉积期构造沉降、东营组沉积期构造反转和新近纪构造定型4个演化时期;断裂体系可划分为长期活动型、早断早衰型、晚断晚衰型3种断裂类型;辽西凹陷具有“盆满砂溢”的先天供源条件,构造演化的分段性特征又造成辽西凸起南段形成了特殊的“链状岛湾”沉积地貌,既可以为围区提供物源,形成近源沉积体,又可以形成较大的可容纳空间,汇聚来自于辽西凹陷满溢的砂体,在辽西凸起上形成了双向供源沉积模式。以上认识推动了旅大4-3油田的油气勘探评价,且对凸起围区的油气勘探具有较好的借鉴意义。

碳酸盐胶结物对深层优质碎屑岩储层影响研究

古近系沙河街组是渤海湾盆地的重要含油层系,但在渤海海域的渤中凹陷北部,沙河街组由于埋深大、成岩演化复杂,储层物性一般较差。为寻找深部优质储层,以辽西凸起南段LD25-AE构造油气的新钻探井为研究对象,针对沙一二段中孔中渗储层,基于多种实验手段,明确了碳酸盐胶结物对深层碎屑岩储层的影响。结果表明,储层内发育成分、成因和产状存在明显差异,分别为同生期生屑型、早期基底式胶结型和晚期交代富铁型3类碳酸盐胶结物;储层中方解石发生了同生期蒸发泵白云石化和晚期热液白云石化两期作用。同生期强烈的波浪淘洗导致粒间孔隙较为干净,利于胶结物发育;早期碳酸盐呈基底式胶结,保存了原生孔隙空间;有机酸溶蚀了早期碳酸盐矿物和长石颗粒,形成了大量次生孔隙。辽西凸起南段沙一二段富生屑碳酸盐混积型储层的发现进一步揭示了渤海海域3 500 m以深的勘探潜力,为海上少井区寻找古近系深部优质储层提供依据。

辽东湾地区辽西低凸起油气田成藏地质条件的差异

在油气藏特征、油气来源、输导体系等综合对比分析的基础上,总结了辽东湾地区辽西低凸起JZ20-2凝析气田、JZ25-1S油气田、SZ36-1油田3个大中型油气田成藏模式的差异性。JZ20-2为单向双源成藏模式,以东营组二段下亚段—东营组三段区域超压盖层分隔,上部东营组正常地层压力油藏为辽中北洼东营组三段烃源岩排出的油气沿东营组二段三角洲砂体运聚而成,下部沙河街组及潜山超压凝析气藏则是由辽中北洼沙河街组烃源岩释放出的超压凝析油气沿不整合运聚而成。JZ25-1S为双向油源混合型成藏模式,辽西凹陷的油气沿西侧辽西1号、辽西2号边界断层垂向运移到辽西低凸起,同时辽中凹陷油气沿东斜坡不整合、砂体侧向运移,最终两个方向油气在JZ25-1S构造沙河街组二段砂体或太古界潜山储集体混合聚集成藏。SZ36-1为单向油源成藏模式,辽中南洼的油气沿油源断层-三角洲砂体大规模、长距离运移至SZ36-1构造东营组二段砂体中聚集成藏。

辽西低凸起变质岩潜山裂缝储层及成藏条件

在岩心、薄片及FMI全井眼微电阻率成像测井和地震相干体切片分析基础上,研究了辽西低凸起太古界变质岩潜山储层的岩石学特征、储集空间类型、垂向成像测井响应特征、含油层段物性特征及裂缝发育带平面分布情况。研究发现,该区的变质岩储层岩性包括混合岩类、区域变质岩类和碎裂岩类等三种类型;储集空间类型包括裂缝、溶蚀孔洞和微孔隙,其中以构造裂缝为主。利用成像测井和双侧向等常规测井解释总结出五种测井响应类型并描述其识别特征,结合孔隙度测井对含油层段孔隙度范围和测井响应特征对比研究,并依据相干体切片分析了反映构造裂缝发育程度的断裂信息维数与油气藏数目之间的定量关系,进而从垂向和横向上揭示有利储层分布,为成藏综合分析提供依据。

渤海湾盆地辽西低凸起传递斜坡构造特征与潜山油气聚集

传递斜坡是调节区域构造应变平衡的一类重要的构造样式。根据新的三维地震资料解释和断层位移-距离关系以及相干体切片分析,探讨了渤海湾盆地辽西低凸起传递斜坡的特征,并简要分析传递斜坡与潜山油气聚集的关系。地震剖面解释表明,辽西低凸起潜山带的传递斜坡连接辽西1号断层的下盘和辽西2号断层的上盘;在数据体相干切片上,辽西1号和2号断层呈清晰的侧接形态;而位移-距离关系显示,辽西1号断层的位移沿着断层走向自南向北逐渐传递到辽西2号断层,断层位移在传递斜坡内部基本保持守恒。传递斜坡对潜山油气聚集的意义主要表现在对储层形成和改造方面,优质储层发育是JZ25-1S潜山大油气田的重要成藏要素。

辽东湾坳陷辽西凸起的形成与演化

以地震、钻井等地质资料为基础,结合磷灰石裂变径迹、断层活动性、平衡剖面等方法,对辽东湾坳陷辽西凸起新生代的形成演化过程进行了分析,结果表明:辽西凸起形成于新生代古近纪孔店组.沙四段沉积期,是在辽西1号、2号、3号断裂活动和区域性构造抬升共同控制之下形成的,其间发生了三期构造抬升事件,分别在孔店组.沙三段沉积初期(40Ma之前)、东营组沉积末期.馆陶组沉积初期(26~20Ma)和馆陶组沉积末期.明化镇组沉积初期(10Ma)。由于控制凸起的断层垂向活动性差异,辽西凸起不同分段的形成演化过程存在差异,整体上呈现出南段抬升强度大于北段;沙一、二段沉积期北段开始接受沉积,早于南段,区域内沙一、二段和东营组地层表现出由北向南逐渐减薄的趋势。作为辽东湾坳陷一个重要的次级构造单元,辽西凸起的形成演化与中国东部区域性构造事件具有很好的响应关系,但和东部的辽东凸起相比,二者在形成机制上存在一定的差异性,体现了统一区域应力场下局部应力场的时空差异。

渤海海域石臼坨—辽西凸起覆盖型潜山储集层发育特征与分布模式

渤海海域发育勘探潜力巨大的覆盖型潜山,这类潜山储集层的发育特征及分布模式是当前潜山油气勘探研究的重点和难点。利用地震、测井、铸体薄片、井壁岩心、常规物性、扫描电镜和X衍射等资料,开展了石臼坨—辽西凸起覆盖型潜山储集层的发育特征、主控因素和分布模式研究。研究结果表明:(1)覆盖型潜山以长英质含量较高的混合花岗岩为主,发育多种类型的溶蚀孔隙和裂缝,其中构造裂缝是最主要的储集空间。储集层平均孔隙度为2.2%,平均渗透率为0.445×10^(-3)μm^(2)。覆盖型潜山自上而下可划分为风化黏土带、风化砂砾岩带、风化裂缝带、裂缝发育带、相对致密带和基岩带。(2)富长英质的岩石为裂缝型储集层的形成提供了物质基础,较高的长英质含量利于构造成缝和风化、淋滤、溶蚀改造。(3)印支期—燕山期的强烈隆升是形成优质风化壳储集层的必要条件,而多期次构造作用叠加是潜山规模裂缝型储集层形成的关键,储集层距印支—燕山主控断裂的远近和所处构造部位进一步影响了裂缝的发育。(4)风化淋滤对于覆盖型潜山储集层的改造具有重要作用,是控制储集层垂向分带性的主要因素。(5)建立了覆盖型潜山储集层的分布模式,叠合破碎带的风化裂缝带和裂缝发育带是优质储集层的有利发育部位,二层结构潜山风化壳更为发育,多期构造活动叠加区域潜山内幕裂缝带厚度更大,裂缝发育带和破碎带发育更为密集。

渤海辽西低凸起南倾没端前古近系断裂特征及对潜山地层控制作用

渤海辽西低凸起南倾没端紧邻渤中凹陷和秦南凹陷,是环渤中凹陷重要的潜山勘探目标区,前古近系断裂对潜山地层的分布有重要影响。通过对三维地震资料进行精细解释,结合钻井资料和区域演化背景,对辽西低凸起南倾没端前古近系断裂发育及对潜山地层控制作用进行分析。辽西低凸起南倾没端前古近系主要发育负反转断裂、伸展-走滑复合断裂以及伸展断裂,在剖面上多组合成叠瓦式、似花状、“Y”型以及多米诺式等构造样式。平面上,前古近系断裂主要呈NW向、NE—NNE向以及NE—NEE展布。前古近系断裂主要经历了印支期、燕山期和喜山期等多期次活动,其中印支期断裂发生逆冲推覆,控制了古生界的展布,而燕山期逆冲断裂发生反转和新生成的伸展断裂共同控制了中生界的发育。喜山期在近SN向伸展应力影响下,部分燕山期断裂发生复活,形成伸展-走滑复合断裂。

辽西低凸起JZ25-1S太古界潜山原油地球化学特征及来源分析

为探讨辽西低凸起JZ25-1S太古界潜山原油的地球化学特征及其来源,分析了太古界潜山原油物性、族组分、稳定碳同位素、生物标志化合物分布特征并与古近系原油地球化学特征进行对比研究。该区古近系沙河街组二段和太古界潜山原油主要为轻质和中质原油;族组分具有中等饱和烃、高芳香烃、高非烃+沥青质的特征;原油碳同位素分布在-26.2‰^-24.4‰,族组分同位素分馏效应小;色谱曲线明显见到生物降解形成的“鼓包”,单高峰—后峰态为主,Pr/Ph一般在1.3左右,Pr/nC17、Ph/nC18均为高值;原油的甾萜烷特征表现出伽马蜡烷丰度较高、C27重排甾烷和4-甲基甾烷含量中等,甲藻甾烷含量低,规则甾烷C27、C28、C29指纹呈不对称的偏“V”或“L”型分布。但JZ25-1S-4D井和JZ25-1-10D井太古界原油与上述原油特征存在较大的差异。JZ25-1S地区古近系和太古界潜山原油主体为辽西凹陷沙三段、辽中凹陷沙一段烃源岩混合来源,其母质来源于具有一定盐度的弱还原环境,以藻类等浮游动植物输入为主,且原油成熟度较高,受生物降解严重。JZ25-1S-4D井和JZ25-1-10D井太古界潜山原油来源于辽西凹陷沙三段烃源岩,为淡水弱还原环境,原油成熟度高,受生物降解较弱。

辽东湾海域锦州20-2气田沙河街组沉积相研究

渤海辽东湾海域辽西低凸起锦州20-2气田古近系沙河街组沙二上亚段储层具有岩性杂、埋藏深、总体厚度薄及横向变化大的特点,因而储层分布成为制约气田开发调整的重要因素。从岩心和薄片观察入手,以岩石学特征分析为基础,根据已钻井测井曲线的形态特征、岩相组合进行了沉积微相和沉积环境分析,识别并划分出了生物滩、碳酸盐局限台地、碎屑滩和深湖4种沉积微相;应用地震层位拉平技术恢复了研究区目的层沉积时的地貌;以单井相划分为主要依据,结合沉积环境分析和古地貌恢复的认识,通过井-震结合,分析了沙二上亚段微相平面展布。研究认为:锦州20-2气田古近系沙河街组沙二上亚段沉积微相平面上明显受古地形控制,为湖泊孤岛型台地沉积;储层岩性有碳酸盐岩、砂岩和混积岩,相对而言,生物碎屑碳酸盐岩的储层物性最好并且厚度大;储层发育和分布受沉积微相控制。

锦州X油田东营组油气成藏模式及滚动开发

通过锦州X油田的油源、储盖组合、油气疏导体系和运移方式的详细分析,结合油田的油气分布、流体性质变化、油藏压力变化及边界断层活动规律的研究,建立了锦州X油田上渐新统东营组油气藏的成藏模式。研究结果表明,锦州X油田的油气运移为单向、双源、侧向独立运移,不同时期气、油沿断层垂向聚集,属差异置换的成藏模式。在这种成藏模式的指导下,发现了主力油藏下部的新气藏,新增了油田的石油地质储量。气藏的发现满足了油田的发电需求,也为周边其他气田提供了气源。同时,新增的石油地质储量也提高了锦州X油田的开发效益。

渤海湾盆地辽西凸起北段锦州20油田原油地球化学特征及油源对比

辽西凸起是渤海海域辽东湾地区目前勘探程度最高的地区之一。通过对辽西凸起北段锦州20油田沙河街组和东营组原油地球化学分析,明确了该区原油的物性、族组分、成熟度和生物标志化合物的特征,在此基础上进行了油源对比研究。结果表明,辽西凸起北段锦州20油田沙河街组和东营组的原油均属于低硫、轻质低成熟原油,饱和烃色谱完整,显示未遭受明显生物降解。原油母质为混合型,并且沙河街组原油陆源有机质输入较少,东营组原油陆源有机质输入较多,原油母质形成于还原—弱还原条件下的微咸水或咸水沉积环境。沙河街组原油主要来源于辽西凹陷沙河街组三段和沙河街组一段烃源岩;东营组原油具有双洼混源的特征,主要来源于辽西凹陷沙河街组三段和辽中凹陷东营组三段烃源岩。

辽西凸起南段斜坡带油气地质新认识与勘探突破

斜坡带是油气勘探发现的重要领域,辽西凸起南段斜坡带却历经多年油气勘探一直未获商业性发现。近年来利用大量岩心、测井、地震、分析化验资料,对制约辽西凸起斜坡带油气勘探关键问题进行系统分析。研究表明,根据隐性走滑断裂解释新模式,重新落实了辽西凸起南段一批大型构造圈闭群;沙河街组厚层混积滩坝砂优质储层发育突破了传统薄层认识,奠定了沙河街组规模性油气储量的发现;构造-岩性双重作用控制中生界优质储层发育,形成了LD25-A构造区孔隙-裂缝型优质储层;超压封盖、高效输导通道联合控制斜坡带油气优势汇聚成藏。这些创新地质认识指导了LD25-A构造高丰度高产轻质油田的发现,实现了辽西凸起斜坡带油气勘探的突破,对渤海湾盆地斜坡带勘探具有重要指导意义。

JZS油田潜山裂缝储层形成机制及分布预测

依据岩石化学指标和微观特征,JZS潜山纵向上自上而下化学风化程度相应地可划分为风化、半风化和未风化3个级别,以岩心观察、岩石薄片鉴定和成像测井等资料为基础,结合生产测井资料,认为JZS潜山由表及里也可分为风化壳、半风化壳和基岩3个带,与化学风化级别相对应;潜山储层储集空间主要为半风化壳的构造缝及风化壳的溶蚀缝;裂缝储层发育受岩性、构造运动及风化溶蚀作用等因素综合控制,主控因素是构造运动。按断裂期次及倾角大小,JZS潜山构造缝可划分为4类,即早期半充填-充填水平缝、早期半充填-充填垂直缝、晚期半充填碎裂缝和晚期开启倾斜缝应用原油包裹体检测技求确定JZS潜山主要有敏裂缝为晚期开启倾斜缝和半充填碎裂缝。通过岩心和成像测测井资料标定,建立了JZS潜山常规测井资料识别有敏裂缝的标准并重构有效裂缝识别曲线利用重构曲线,进行裂缝储层反演及分布预测。该方法预测结果与其他地球物理方法预测结果吻合较好,为开发井部署提供了地质依据。

高精度古地貌恢复技术及应用——以辽西凸起南段东营组二段下段为例

辽西凸起南段东营组二段下段发育大型岩性-超覆圈闭,储层发育程度以及分布范围是本区油气富集的主控因素。以油组为单位在低勘探程度区开展高精度古地貌恢复,通过剥蚀量恢复,结合埋深和地震响应特征对原始地层厚度进行了压实恢复,并运用岩性、沉积相以及地震响应特征等对该地区进行古水深校正。通过对研究区沟谷的横截面积及延伸长度定量分析,下切沟谷沿地貌形态和地形坡度由高至低,依次发育V型、U型、W型,其发育横截面积和输砂能力依次降低,且不同时期沟谷形态和发育位置的迁移控制了沉积体系发育特征。精细刻画了不同时期储层分布和沉积体系演化特征。

辽西低凸起及辽中凹陷压力场特征与油气分布关系

辽西低凸起及辽中凹陷古近系广泛发育超压,异常高压主要分布在东营组二段下部至沙河街组一段和沙河街组三段。主力烃源岩生成的油气,在超压的强动力驱动下,沿断层、砂体、不整合面等输导体系侧向传递到辽西低凸起及凹陷两侧斜坡带等有利圈闭中聚集成藏。天然气藏主要分布于异常高压带的内部,油藏主要分布于异常高压带内部或异常高压带边缘(常压带或过渡压力带),少数岩性油气藏或封闭条件优越的凝析气藏位于超压区内,若油气藏上覆有压力和泥岩的双重封堵,则油气聚集量明显加大。

辽西凸起南部斜坡带泥岩盖层展布及封烃能力演化过程

辽西凸起南部地层超覆在斜坡带之上,形成大型地层超覆圈闭,其上倾方向靠近物源供给区,砂体极为发育,所以泥质盖层的展布及其封烃能力演化特征成为制约该区油气成藏的关键因素。结合岩性特征和测井响应对其盖层的类型进行了划分,刻画了目的层段盖层类型的展布特征,表明了超覆地层上倾方向泥质盖层与下伏储层的空间配置关系,并基于影响封烃能力的主控因素分析建立的数学模型对泥质盖层的演化特征进行了定量计算。研究表明:(1)斜坡带目的层段泥岩盖层连续展布,能够对下伏砂体形成有效遮挡,储盖组合良好,在砂体分布的构造高部位和油气运移优势通道上盖层类型较好,封烃能力较强;(2)目的层段泥岩盖层以物性封闭为主,东营组沉积期封烃能力的演化受地层温度和压实作用双重因素的影响,自10 Ma(明化镇组沉积期)至今最终在压实作用的影响下形成有效的封闭。