Enrichment model and major controlling factors of below-source tight oil in Lower Cretaceous Fuyu reservoirs in northern Songliao Basin,NE China

Based on the geochemical,seismic,logging and drilling data,the Fuyu reservoirs of the Lower Cretaceous Quantou Formation in northern Songliao Basin are systematically studied in terms of the geological characteristics,the tight oil enrichment model and its major controlling factors.First,the Quantou Formation is overlaid by high-quality source rocks of the Upper Cretaceous Qingshankou Formation,with the development of nose structure around sag and the broad and continuous distribution of sand bodies.The reservoirs are tight on the whole.Second,the configuration of multiple elements,such as high-quality source rocks,reservoir rocks,fault,overpressure and structure,controls the tight oil enrichment in the Fuyu reservoirs.The source-reservoir combination controls the tight oil distribution pattern.The pressure difference between source and reservoir drives the charging of tight oil.The fault-sandbody transport system determines the migration and accumulation of oil and gas.The positive structure is the favorable place for tight oil enrichment,and the fault-horst zone is the key part of syncline area for tight oil exploration.Third,based on the source-reservoir relationship,transport mode,accumulation dynamics and other elements,three tight oil enrichment models are recognized in the Fuyu reservoirs:(1)vertical or lateral migration of hydrocarbon from source rocks to adjacent reservoir rocks,that is,driven by overpressure,hydrocarbon generated is migrated vertically or laterally to and accumulates in the adjacent reservoir rocks;(2)transport of hydrocarbon through faults between separated source and reservoirs,that is,driven by overpressure,hydrocarbon migrates downward through faults to the sandbodies that are separated from the source rocks;and(3)migration of hydrocarbon through faults and sandbodies between separated source and reservoirs,that is,driven by overpressure,hydrocarbon migrates downwards through faults to the reservoir rocks that are separated from the source rocks,and then migrates laterally through sandbodies.Fourth,the differences in oil source conditions,charging drive,fault distribution,sandbody and reservoir physical properties cause the differential enrichment of tight oil in the Fuyu reservoirs.Comprehensive analysis suggests that the Fuyu reservoir in the Qijia-Gulong Sag has good conditions for tight oil enrichment and has been less explored,and it is an important new zone for tight oil exploration in the future.

松辽盆地北部下白垩统扶余油层源下致密油富集模式及主控因素

基于地球化学、地震、测井和钻井等资料,对松辽盆地北部下白垩统泉头组扶余油层地质特征、致密油富集主控因素及富集模式等进行系统分析。研究表明:①泉头组上覆上白垩统青山口组优质烃源岩,环凹鼻状构造发育,沉积砂体大面积连续分布,储层整体致密;②优质烃源岩、储层、断裂、超压和构造等多要素配置联合控制扶余油层致密油富集。源储匹配关系控制致密油分布格局;源储压差为致密油富集提供充注动力;断砂输导体系决定油气运移和富集;正向构造是致密油富集的有利场所,断垒带是向斜区致密油勘探重点突破区带;③基于源储关系、输导方式、富集动力等要素建立扶余油层致密油3种富集模式,一是源储对接油气垂向或侧向直排式:“源储紧邻、超压驱动、油气垂向倒灌或源储侧向对接运聚”;二是源储分离断裂输导式:“源储分离、超压驱动、断裂输导,油气通过断层向下运移到砂体富集”;三是源储分离断砂匹配式:“源储分离、超压驱动、断裂输导、砂体调整、油气下排后通过砂体侧向运移富集”;④油源条件、充注动力、断裂分布、砂体以及储层物性等方面的差异性造成扶余油层致密油的差异富集,齐家—古龙凹陷扶余油层具有较好富集条件,勘探程度低,是未来致密油探索重要新区带。

松辽盆地南部上、下白垩统界线研究:以松辽盆地国际大陆科学钻探松科3井为例

国际上公认的上、下白垩统界线绝对年龄为100.5 Ma,该界线的“金钉子”位于海相地层中,而陆相层序中有关该地层界线的“金钉子”迄今尚无报道。陆相上、下白垩统界线的研究对于了解白垩纪中期温室条件下陆地上所经历的古地理、古环境、古气候的演化过程具有重要价值。我国东北地区的松辽盆地发育完整的白垩纪陆相地层,可能为陆相的上、下白垩统地层界线的研究提供连续的地质记录。本文基于松辽盆地国际大陆科学钻探松辽盆地南部松科3井全取心资料,通过对岩石类型、岩性序列和沉积相研究,于井深1191.6 m处的泉头组二段上部滨浅湖相沉积序列中发现灰色、灰绿色流纹质岩屑晶屑沉凝灰岩。通过同沉积期岩浆锆石U-Pb测年获得年龄(96.8±2.9)Ma,时代属于塞诺曼中期。结合前人资料得到研究区登娄库组—泉头组沉积速率为90.54~110 m/Ma,由此确定出上、下白垩统界线位于松科3井泉一段中部(井段1526.6~1598.6 m)。本文在考虑测年结果误差的情况下,另外计算出松科3井上、下白垩统界线介于泉二段中部至登四段上部(井段1279.6~1917.6 m)。其他学者基于松辽盆地北部松科1井和松科2井年代学研究结果,推测该界线应位于登娄库组内部。松科3井连续取心结果揭示的登娄库组和泉头组为连续发育的河流相和湖泊相沉积序列。地震反射层位对比结果显示,在整个松辽盆地内普遍发育登娄库组—泉头组的地层和连续沉积记录,因此在松辽盆地其他地区的登娄库组—泉头组地层中也应存在上、下白垩统界线的连续沉积的地质记录。本文为在松辽盆地及邻区探寻上、下白垩统陆相地层界线的全球“金钉子”提供了基础资料和探索方向。

长春岭南区块浅层气成藏条件及其主控因素

浅层气资源分布广泛,勘探开发前景广阔。针对长春岭南区块浅层气分布认识不清的问题,以埋藏较浅的泉四段储层为目的层,通过分析成藏条件,明确主控因素,研究沉积微相和断裂对气藏成藏的控制作用。结果表明:研究区气源主要来自青山口组青一段烃源岩所生成的原油伴生气;储层为河流相沉积,河道砂体厚度大、物性好,有利于浅层气富集;断裂构造和倾斜的储层砂体为浅层气提供了良好的垂向和横向运移通道;研究区具有背斜形态,被南北、北西和少量北东走向的3组断裂切割,构造圈闭条件较好;青一段烃源岩同时作为区域盖层,厚度大,断层在明水组末期停止活动,保存条件良好。沉积微相和断层是研究区浅层气成藏的主控因素,应重点寻找断层-岩性气藏,研究区东部的背斜隆起带为有利勘探区。研究成果为该区块进一步勘探指明了有利方向。

德惠断陷合隆-兰家地区泉头组沉积微相研究

沉积微相发育情况是油气勘探潜力及后续开发的重要影响因素。德惠断陷泉头组是油气储集的重要层系,但并未对该层段进行系统的沉积微相研究,这对之后的勘探开发影响重大。综合前人研究成果及地质、地震、测井资料等,对研究区沉积环境及沉积微相平面展布特征进行了深入研究。将研究区泉头组地层划分为泉一段至泉四段,其中,泉一段下部发育辫状河相,泉一段上部及泉四段发育曲流河相,主要发育辫状河河道、曲流河河道、心滩、溢岸砂、河漫滩及泛滥平原微相,且砂体连通性强,具有良好的油气储集条件。

大型坳陷湖盆浅水三角洲形成条件和沉积模式:以松辽盆地三肇凹陷扶余油层为例

大量地质和地球物理资料分析表明,下白垩统泉头组沉积时期,松辽盆地三肇凹陷的物源主要来自凹陷北部和西南方向,具备了发育大型浅水三角洲的有利地质条件,即盆地基底稳定沉降,盆广坡缓;古气候干热,古温度可达37℃;母源区物理风化作用强烈,形成大量碎屑物质;古水体浅,小于10m,湖平面波动频繁,湖泊水位发生旋回变化等。大型坳陷湖盆浅水三角洲具有以下典型沉积特征:岩性细,成熟度中等,粒度概率曲线具有牵引流沉积特征;砂岩中发育有丰富的强水动力沉积构造;紫红色泥岩大面积展布,生物扰动强烈;垂向上多个间断正韵律相互叠置;具有叠瓦状前积反射地震相;三角洲大面积稳定展布,砂地比值低;发育分流河道、水下分流河道以及席状砂,不发育河口坝。气候是浅水三角洲展布形态的主要控制因素。在干旱气候条件下,湖泊收缩,河流携带碎屑物质长距离搬运,形成枝状三角洲,分流河道在凹陷内的延伸距离一般超过20km,宽度为800～1 800m。在湿润气候条件下,湖泊扩张,受湖泊的阻碍作用,河道频繁分叉改道,形成网状三角洲,分流河道在凹陷内的延伸距离一般不超过15km,宽度为500～1 600m。浅水三角洲分流河道砂体分布广,纵横叠置,利于构成岩性油气藏。

松辽盆地北部白垩系泉头组扶余油层致密油成藏主控因素

松辽盆地北部中央坳陷白垩系泉头组扶余油层发育河流—浅水三角洲环境下形成的低渗透致密砂岩储集层。在已提交的探明储量中,储集层孔隙度平均为11.8%,渗透率平均为2.30×10-3μm2,以岩性油藏为主;剩余勘探目标以赋存于孔隙度小于10%、渗透率小于1×10-3μm2储集层中的致密油为主。从烃源岩、构造、断裂和储集层4个方面阐述了扶余油层致密油成藏主控因素,认为成熟烃源岩控制了研究区致密油分布范围,构造高部位是油气运聚指向区,北西向断裂带控制油气富集,河道砂体控制致密油"甜点"区。采用类比法进行致密油资源潜力评价,初步估算扶余油层致密油资源潜力为13.09×108t,是大庆油田资源接替的重要领域。

松辽盆地中央坳陷南部下白垩统泉头组四段沉积相

松辽盆地中央坳陷南部下白垩统泉头组四段沉积时期,松辽盆地地形平缓,基底沉降缓慢,在湖平面整体扩张及浅水背景下河流入湖形成三角洲沉积。通过岩心观察、相标志与测井相研究,该区储层主要为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩,识别出三角洲平原、三角洲前缘、前三角洲3种亚相,以及分支河道、天然堤、决口扇、分支河道间湾、水下分支河道、水下决口扇、河口坝、远沙坝、水下分支河道间湾9种微相。三角洲平原、三角洲前缘广泛发育,前三角洲不发育。三角洲平原分支河道通过填积和频繁的分叉改道,向湖盆中心方向长距离推进,在三角洲前缘的浅水区域发育了大量水下分支河道,分支河道与水下分支河道砂体相互切割、叠加,形成了平均宽度200～600m、平均厚度3～8m的河道单砂体,(水下)分支河道砂体构成了油气富集的主要储集体。该区沉积相的精细研究,为进一步调整开发井网奠定了基础。

退积型浅水三角洲沉积演化特征及砂体展布规律——以松辽盆地北部临江地区下白垩统泉头组四段为例

浅水三角洲沉积砂体已经成为现今油气勘探的重点对象,进一步深化浅水三角洲沉积特征及砂体展布规律研究,对于加快该类砂岩储层的油气勘探具有重要意义。为此,以松辽盆地北部临江地区下白垩统泉头组四段为研究对象,在总结前人研究成果的基础上,结合岩心、录井、测井以及地震资料,对湖盆扩张期退积型浅水三角洲沉积特征及砂体展布规律进行了深入研究。研究认为:退积型浅水三角洲沉积水体具有波动式上升的特征,沉积物粒度随着水体的加深逐渐变细,泥岩颜色自下至上逐渐由氧化色向还原色过渡,受水体短期波动影响,紫红色或灰绿色泥岩常交替出现。退积型浅水三角洲沉积环境仍然以三角洲平原和前缘沉积为主,随着沉积水体的加深,沉积相边界迅速向陆地迁移,但实际上在沉积演化过程中通常还存在着多次短期的湖平面升降和相带边界的双向迁移,从而使得在远离湖岸的区域出现河道沉积。河道沉积砂体是退积型浅水三角洲砂体的主要构成部分,在湖平面上升过程中河道砂体发育规模逐渐减弱,表现为纵向上连续沉积砂岩厚度逐渐变薄,并且河道砂体末端在湖浪作用下常呈现席状砂化。平面上由陆向湖河道砂体发育期次逐渐减少,湖平面大规模上升之前的三角洲平原和近岸三角洲前缘区域沉积砂体最为发育,是岩性油气藏勘探的有利目标区。

松辽盆地大安油田下白垩统泉头组四段特低渗—超低渗储集层成岩作用定量研究

利用普通薄片、铸体薄片、扫描电镜、物性分析、测井解释和粒度分析等资料,对松辽盆地大安油田下白垩统泉头组四段特低渗—超低渗储集层成岩作用类型、成岩作用强度及其影响因素等进行了研究。结果表明：（1）压实作用是导致大安油田泉四段特低渗—超低渗储集层物性变差最主要的成岩作用。研究区储集层压实程度为中等,压实破坏程度与储集层复合砂体厚度、分选系数、泥质含量等参数具有较好的相关性。（2）胶结作用是研究区储集层物性变差的又一重要因素。区内胶结作用强度较弱,胶结作用减孔率与相对构型界面的位置、石英绝对含量、碎屑组分含量和杂基含量等因素具有明显的相关性。（3）溶蚀作用对区内储集层物性的改善程度相对较小。溶蚀作用增孔率与复合砂体厚度、杂基含量具有一定的相关性。压实、胶结、溶蚀作用对储集层物性改造程度影响因素的分析结果,反映砂体的垂向叠置关系、河道厚度规模、水动力强度等沉积特征对成岩作用类型及其强度有一定的控制作用。

松辽盆地南部泉头组四段—姚家组西部坡折带的成因及演化

大型坳陷湖盆中存在与海相盆地中陆坡相似的坡折带。根据对地质、地球物理资料等的综合研究,松辽盆地南部的泉头组四段—姚家组发育两级西部坡折带(套堡—双岗高位坡折带和红岗-海坨子低位坡折带),同一坡折带在不同的发育时期有着不同的主控因素。早期两级坡折带都受到基底断裂的影响,后期发育过程中,套堡—双岗高位坡折带的主控因素是物源的方向和侵蚀力,红岗—海坨子低位坡折带后期发育主要受沉积物的供应和差异压实作用的影响。坡折带形成的主控因素不同,则坡折的规模、延伸性以及坡度均存在一定的差异。

三角洲平原复合分流河道内部单砂体划分——以扶余油田中区南部泉头组四段为例

以扶余油田中区南部泉头组四段为例,在沉积微相研究的基础上,综合应用岩心、测井、动态等资料,对三角洲平原复合分流河道内部的单砂体进行系统识别。研究结果表明,研究区泉头组四段发育大面积连片状、条带状的多成因复合分流河道砂体。在单砂体精细解剖的基础上,发现该区单砂体主要包括多层式、叠加式、多边式、单边式、对接式、孤立式六种叠置关系,识别出单砂体垂向分期、横向分界的8种测井相标志。采用研究区密井网小井距资料建立了单砂体宽厚比定量预测模式,以此为指导,在研究区泉头组四段5—10小层内共识别出44个低弯度曲流型单砂体。这些单砂体在平面上主要呈西南-东北方向条带状展布,宽度介于150～500 m,厚度介于2～8 m,宽/厚比介于40～100。最后,通过多组示踪剂分析测试资料,验证了单砂体划分的合理性。

松辽盆地西部坡折带的成因演化及其对地层分布模式的控制作用

大型坳陷湖盆中存在与海相盆地中陆坡相似的坡折带。松辽盆地西部发育套堡—双岗高位坡折带和红岗—海坨子低位坡折带两级坡折带,本次研究系统分析了坡折带的成因演化及对其地层分布的控制作用。早期两级坡折带都受到基底断裂的影响,后期发育过程中套堡—双岗高位坡折带物源的方向和侵蚀力是其主控因素,红岗—海坨子低位坡折带后期主要受沉积物的供应和差异压实作用的影响。套堡—双岗高位坡折带和沟槽的共同作用控制了沉积体系的展布,红岗—海坨子低位坡折带控制了低位域发育的范围。

松辽盆地南部东南隆起区白垩系泉头组典型河流相沉积特征

根据岩心、电测曲线、录井、分析化验和地震等资料,分析了松辽盆地南部东南隆起区白垩系泉头组储层特征、沉积相类型以及沉积体系的空间配置。东南隆起区泉头组岩性以氧化较强的紫红色砂岩和粉砂岩沉积为主,储层成分主要由石英、长石、岩屑及微量造岩矿物组成,属低孔、低渗型致密储层。结合重矿物组合和砂岩百分含量分析法确定了盆地主要受梨树-桑树台、长春-农安和榆树-扶余三大水系控制,自东向西,沿着沉积盆地边缘至凹陷区方向,砂岩百分含量逐渐变小。泉头组沉积整体上表现为沉降速率快、粗粒沉积物快速充填的特点,具有陡坡成扇、缓坡成河的沉积特征。层序V-q1主要发育辫状河沉积和冲积扇沉积,层序V-q2和层序V-q3为从辫状河沉积过渡为曲流河沉积的过程,主要发育了冲积扇、辫状河和曲流河沉积体系,层序V-q4辫状河到曲流河的过渡结束,完全表现出曲流河沉积特征,长春-农安与榆树-扶余两个水系在此时期于长春岭背斜带汇聚,形成了泉头组末期的河流沉积。

松辽盆地上、下白垩统界线划分

松辽盆地白垩纪发育有热河生物群、松花江生物群和明水生物群,表现为三大生物群有序演化与更替。白垩纪中期是松花江生物群发育期,松花江生物群具有明显的地域性色彩,泉头组被子植物化石Trapaangulata、Platanus septentrionalis和孢粉化石Crenwellia、Xinjiangpollis、Quantonenpollenites、Lythraites和Gothanipollis显示其时代已进入晚白垩世。火山岩锆石SHRI MP法U-Pb年龄测试结果表明,营城组的年龄为(115.1±1.2)^(111.1±0.9)Ma,说明营城组已属晚Aptian期至早Albian期。磁性地层学研究表明,登娄库组-姚家组以稳定的正极性为主,仅在登娄库组上部和姚家组下部分别出现一次短暂的反极性事件。青山口阶下部具一套广泛分布富含有机碳的黑色页岩、油页岩沉积,其干酪根碳同位素表现为明显的正向偏移特征,为古湖泊缺氧事件的产物。结合生物、同位素年代、磁性地层研究的结果,认为青山口阶底部缺氧事件层对应于白垩纪古海洋Cenomanian-Turonian期界线缺氧事件,由此,给出的松辽盆地上、下白垩统的界线划分在泉头组和登娄库组之间。

松辽盆地三肇地区泉头组三段上部介形类化石的指相意义

松辽盆地三肇地区白垩系下统泉头组三段上部(杨三组—杨一组)以大套的紫红、红色砂、泥岩沉积为主,在紫红色泥岩中含有较丰富、完整的介形类及其它门类化石。以往认为,这套以红色为基调的地层属河流相沉积。对其中介形类等化石的古生态、埋藏特征及丰度变化的研究表明,该地层的沉积环境应为浅水湖泊环境,而非河流等水上环境。湖相沉积自杨三组就已存在,向上分布范围不断扩大,反映了湖泊水域面积呈现逐渐扩大的趋势。

大型坳陷湖盆“洪水—河漫湖”沉积——以干旱背景下的松南泉四段为例

本文建立了一种干旱背景下坳陷湖盆全新的沉积充填模式,即"洪水—河漫湖"沉积模式。在干旱背景下,物源区的河流主要表现为季节性的洪水,大多数河流都消失在荒漠中,河水主要以地表蒸发、植被生态消耗、地下渗流、河流终端湖以及河漫湖等形式排泄,坳陷湖盆内并未形成统一大面积的汇水中心和湖相沉积。这种背景条件下,湖盆的沉积充填特征明显不同于经典的坳陷湖盆和浅水湖盆沉积。下白垩统泉头组四段沉积时期,松辽盆地具有气候干旱、地势平坦、生物单调贫乏等特征,盆地南部存在5大沉积体系及7条主要的水系。除在盆地西部古龙凹陷地区河流汇水形成小范围浅水湖泊外,在盆地南部主要为"洪水—河漫湖"的河流相沉积。坳陷湖盆"洪水—河漫湖"沉积具有以下特点:①全盆地没有统一的汇水中心,因而缺乏大面积分布的湖相和三角洲沉积;②河流表现为季节性的洪水,部分河流由于地形变缓,并未进入汇水中心,而是消失在荒漠中,河流相为盆地沉积充填的主要类型;③湖盆具有多物源、多漫湖、满盆含砂的沉积特点;④河漫湖与河流在空间分布上存在3种关系,即河流终止于河漫湖、河流穿过河漫湖、河流绕过河漫湖等。坳陷湖盆"洪水—河漫湖"是一种中—新生代陆相坳陷湖盆沉积充填的新模式,具有重要的理论和实践意义。

松辽盆地泉三、四段高分辨率层序地层格架

依据高分辨率层序地层学原理,研究了泉三、四段地层的岩石学和地球物理学等特征,准确识别出层序界面、湖泛面和基准面升降旋回等层序标志特征。将泉三、四段地层划分为三级层序1.5个对应3个基准面升降旋回、四级层序7个对应14个基准面升降旋回,较好地解决了泉三、四段地层6个油层组与层序地层的对应关系,最终建立了松辽盆地泉三、四段地层高分辨率等时层序地层格架。

松科1井南孔白垩系泉头组沉积序列精细描述：岩石地层、沉积相与旋回地层

中国白垩纪大陆科学钻探松科1井南孔连续取泉四段至泉三段顶岩心,心长132.07m,岩心收获率为100.00%。松科1井南孔泉头组岩心的精细描述,揭示其岩性-岩相-旋回地层的序列及其过程。松科1井南孔泉头组取心段识别出9种基本岩石类型,相类型主要有曲流河、浅湖和三角洲前缘3种亚相,以及点砂坝、天然堤、决口扇、决口水道、河漫滩、河漫湖、河口砂坝、水下分流河道间、湖相静水泥质沉积和浊流沉积等10种沉积微相。相应井段可识别出2类8种米级旋回(六级旋回),整个井段由76个米级旋回构成,叠加成25个五级旋回、8个四级旋回和2个三级旋回。泉三、四段厘米级刻画的陆相红层为全球白垩纪富氧事件研究提供了可能的立典剖面。泉头组三、四段发育的在盆地内广泛分布的储层砂岩是大规模坳陷形成前的必然沉积产物,这一时期是松辽盆地由断陷向坳陷转化的阶段,也是大规模坳陷的初始阶段。

松辽盆地南部腰英台地区早白垩世登娄库-泉头组储层特征及影响因素分析

松辽盆地南部腰英台地区早白垩世登娄库—泉头组储层岩石类型以长石岩屑质石英砂岩、长石质岩屑砂岩和岩屑砂岩为主,岩石结构成熟度和成分成熟度均不高,为超低孔超低渗和特低孔特低渗储层。登娄库组储层孔隙度和渗透率的高值区主要分布在Y81井区。以YB4—Y8102—Y8101井一线为界,西部孔渗值较高、物性较好,东部孔渗值较低、物性变差。泉头组储层孔渗值总体上由南向北递减,其中渗透率值递减速率较快。研究区目的层段成岩作用类型主要有压实、胶结、溶蚀、交代以及次生加大五种作用;成岩演化处于晚成岩A期和B期,成岩作用对储集物性的影响主要表现为对孔隙度和渗透率的影响,其中压实、胶结、交代和次生加大作用使储层原生孔隙迅速减少、渗透率降低,是导致研究区储层物性变差的主要原因,溶蚀作用则是次生孔隙发育的主要因素,从而在一定程度上改善研究区砂岩的储层物性。