准南阜康区块煤层后生生物成因H_(2)S的发现与成因机制

随着排采的进行准南东段阜康区块煤层气井产出的煤层气中H_(2)S浓度呈现逐渐增加的趋势,对安全生产构成严重威胁。基于煤层气勘探开发资料,结合实验室厌氧发酵实验,对该区块排采阶段煤层H_(2)S的异常原因进行初步探讨。煤层气勘探阶段含气量测试结果表明,煤层气原始气体中H_(2)S含量低,最高仅为2.152×10^(−6);排采初期并未出现H_(2)S浓度异常现象,但随着排采的进行,部分井出现异常,如13号井在排采7 a后H_(2)S含量异常增加,高达700×10^(−6)。灰色关联分析表明,H_(2)S的浓度与煤层气井的产水量和水质密切相关,当地下水的补给带来充足的营养物质供给菌群代谢时,就会促进H_(2)S的产出。由该区煤和排采水作为发酵基液构建的厌氧发酵系统表明,H_(2)S的产量与发酵液中SO_(4)^(2−)含量成反比、与HCO_(3)^(−)含量成正比;CH4的产气高峰滞后于H_(2)S,且累计生成量显著低于H_(2)S,而由该区的煤与蒸馏水作为发酵基液构建的厌氧发酵系统则以产CH4为主,仅生成微量的H_(2)S,说明H_(2)S是硫酸盐还原菌以CH4为电子供体还原SO_(4)^(2−)生成的;发酵液中小分子有机酸含量的不断减少说明硫酸盐还原菌同样利用了有机酸为电子供体还原SO_(4)^(2−)生成H_(2)S。因此,现场生产资料和实验室厌氧发酵结果表明该区H_(2)S是由煤层水中的SO_(4)^(2−)被硫酸盐还原菌还原生成。这种排采阶段生成的生物气与以往人们认为的原生和次生生物气都不相同,将其称为后生生物气,其中的H_(2)S称为后生生物H_(2)S。排采过程中后生生物气的生成进一步说明人工干预下的煤层气生物工程实施的可行性。

准噶尔盆地玛东斜坡百口泉组岩性油气成藏特征——以陆梁油田YB4井区为例

针对近年准噶尔盆地玛东斜坡百口泉组岩性油气藏成藏机制及分布规律不清的问题,运用层序地层学与沉积相成因理论,精细剖析了YB4井区已发现油气的成藏特征与条件。揭示该区百口泉组油气藏主要为上倾尖灭岩性型,主要受控于“发育上倾尖灭的扇根河道或辫状河道砂体”、“上倾方向有泥石流封堵”、“上覆有高水位泥质盖层”和“下倾方向有沟通油源的断层”4个基本因素,其中“泥石流封堵”和“高水位泥质盖层”是其成藏的关键控制因素。该上倾尖灭岩性油气藏主要分布于百口泉组水进体系域上部的百二段顶部与百三段底部,是今后玛东斜坡区主要找油目标。

准噶尔盆地阜康西区块西山窑组构造-水文地质控气特征

为查明准噶尔盆地阜康西区块中侏罗统西山窑组煤层控气地质作用,依据区域性水文地质边界池钢逆断层,将区块划分为2个构造单元,依据甲烷风化带、水文地质条件划分出煤层气富集单元。在对研究区构造特征和水文地质特征进行分析的基础上,探讨了构造-水文地质耦合控气机制。研究结果表明,阜康西区块西山窑组煤层气富集是构造-水文地质耦合作用的结果,构造运动使煤层发生动力变质作用与深成变质作用,有助于热成因气生成;燕山运动晚期与喜马拉雅运动期水平挤压运动产生的封闭性褶皱和逆冲断层有助于煤层气保存,燕山运动早期构造抬升不利于原生生物成因煤层气保存;地下水侧向补给至高矿化度滞留区,煤层气因水力封堵作用而富集。而中—浅部西山窑组煤层埋深小于600 m的斜坡带则由于构造抬升、较强的季节性径流和蒸发,导致煤层气逸散,同时气候干旱导致的高矿化度地层水抑制次生生物成因气生成,煤层气含量相对较低。

准噶尔盆地中部4区块储层主控因素

准噶尔盆地中部4区块储层以长石岩屑砂岩和岩屑砂岩为主,成分成熟度低,塑性岩屑含量高,成岩作用已进入晚成岩A期。孔隙类型以剩余原生粒间孔为主,另有少量的次生溶蚀孔隙和微孔隙。成岩压实作用是控制储层的主要因素,相对优质储层一般发育在辫状河三角洲平原、前缘或三角洲前缘水下分支河道,早期产生的异常高压抑制了成岩作用,保存了储层的孔隙。头屯河组及其以上地层、董2井北东埋藏较浅地区和早期形成的异常高压带为勘探的有利目标。

准中4区块侏罗系头屯河组滩坝及风暴沉积特征

在准噶尔盆地中部(简称准中)4区块侏罗系岩心观察的基础上,考虑粒度分析、薄片镜下观察及古气候恢复成果,认为该区头屯河组沉积时期发育滨浅湖滩坝沉积;以典型风暴沉积构造的识别为基础,提出一种与滩坝相伴生出现的新的风暴岩类型——滨浅湖风暴岩,并建立理想垂向序列模型,自下至上依次为:递变、块状层段(Sa),平行层段、冲洗交错层段(Sb),波状层段(Sc);断续纹层段(Sd)和滨浅湖泥岩段(Se).该类风暴岩发育在正常浪基面之上的滨浅湖地区,与半深湖风暴岩相比,更易遭受后期波浪改造而难以完整保存;因其发育的平面位置不同,滨浅湖风暴岩序列顶底的沉积物可以是氧化色调的滨浅湖泥坪沉积物或是正常的滨浅湖滩坝沉积物.滨浅湖风暴岩的提出完善了滨浅湖滩坝沉积体系,为研究区古地理、古气候特征的恢复提供线索,为滩坝的成因和沉积环境研究提供思路,对准噶尔盆地隐蔽油气藏的勘探具有一定指导意义.

准中4区块侏罗系成藏动力子系统划分及勘探意义

准噶尔盆地中部4区块侏罗系是一个下生上储并被区域性封隔层复杂化的成藏动力系统。通过层序地层学研究,结合异常流体压力分析,将侏罗系成藏动力系统进一步划分为3个子系统:顶部头屯河组常压-超压他源开放成藏动力子系统(Ⅰ);中部三工河组超压他源半封闭成藏动力子系统(Ⅱ);底部八道湾组高超压自源封闭成藏动力子系统(Ⅲ)。地化分析表明:油气从八道湾组烃源岩中生成之后,在三工河组砂体进行了广泛的侧向运移,并在适当位置聚集成藏;在喜山期,断裂带间歇性开启,油气可突破成藏动力子系统Ⅱ,沿断层运移至成藏动力子系统Ⅲ中进行聚集。这说明头屯河组油气主要来源于经过三工河组长距离侧向运移聚集的古油藏,并非来自深层油源断裂的直接输导。

准噶尔盆地准中4区块侏罗系断裂特征及对油气成藏的控制作用

准中4区块位于准噶尔盆地腹部,油气资源丰富,勘探潜力巨大,但勘探程度低。结合断层几何学、运动学及动力学特征,开展了侏罗系断层对油气藏控制作用的研究。结果表明:研究区侏罗系以走滑断层为主,构造样式有4种。D1井—D1井西区域以孤立或雁列式的中等角度逆断层为主,部分正花状构造,表现为早侏罗世拉张,中晚侏罗世压扭; D2井北区域以负花状构造为主,构造环境为张扭; D6井区域以直立缺少分支的走滑断层和负花状构造为主,表现为早侏罗世拉张,中晚侏罗世张扭。从时间上来说,中侏罗世断裂平均活动速率最强,早侏罗世次之,晚侏罗世最弱。从区域上来说,D2井北区域在早中侏罗世断裂平均活动速率最大,在晚侏罗世弱于D1井—D1井西区域,D6井区域在整个侏罗纪时期断裂平均活动速率最弱。同时,探讨了油源断裂、断层相关圈闭、断层侧向封闭性对油气成藏的疏导、富集场所、聚集可能存在影响。

多场耦合作用下致密储层地应力场变化规律研究——以准噶尔盆地某区为例

地应力是储层改造方案设计、提高油气勘探开发效率的重要指标。致密储层所处环境复杂,需要综合考虑温度-应力-渗流多场耦合作用的影响。为此,以准噶尔盆地中部4区块某三维区致密储层为例,基于COMSOL Multiphyics软件,建立了温度-应力-渗流耦合控制方程,研究了多场耦合作用下研究区致密储层地应力场的变化规律。研究结果表明:研究区最大水平主应力范围在113~134 MPa之间,最小水平主应力范围在106~124 MPa之间,均表现为压应力;在油气开采过程中,最大水平主应力先增大后趋于稳定,随着油气开采的深入,应力变化范围逐渐由井口周围向附近断层延展,并且优先沿着断层的开裂方向发展;在断层的破碎过渡区应力值最小,断层核部应力值介于破碎过渡区与连续地层之间;随着油气开采的深入,致密储层会发生竖向变形,储层最大竖向变形出现在井口附近,位移量超过10 cm,随着距离变远,沉降量不断减小。

准噶尔盆地中部4区块致密砂岩有效储集层物性下限

以准噶尔盆地中部4区块中侏罗统头屯河组致密砂岩储集层为例,利用测井解释、试油等资料,采用经验统计法、分布函数曲线法、试油法、孔渗关系法、正逆累计法和泥质含量法,综合确定了研究区有效储集层物性下限。研究结果表明,研究区有效储集层孔隙度下限为4.52%,渗透率下限为0.14 m D;孔隙度和渗透率呈幂函数关系;有效储集层物性下限随深度增加呈减小的趋势。根据各种方法可靠性加权平均确定研究区有效储集层物性下限,有效避免了单一方法的随机性和不确定性。

准噶尔盆地中4区中侏罗统头屯河组曲流河-浅水三角洲砂体微相分布特征研究

准噶尔盆地中部4区块(以下简称“准中4”)中侏罗统头屯河组砂体储层主要沉积于缓坡背景下湖泊-浅水三角洲-曲流河体系,是重要的石油勘探开发层系。本文以高分辨率层序地层学和沉积学为理论指导,利用岩心、测井和地震资料对中4区块头屯河组进行层序地层研究,根据识别出的多级旋回界面将中4区块头屯河组划分为1个长期旋回、3个中期旋回、10个短期旋回,并建立层序格架。结合测录井响应、岩心分析、粒度分析、地震切片划分出18种沉积微相并优选物性较好的微相类型;结合测录井响应、地震切片及平均砂岩累积厚度、平均砂岩密度、平均分层系数对砂体发育规模及连通性进行研究。结果表明:准中4区块头屯河组垂向从头1段到头3段沉积充填呈现滨浅湖-三角洲前缘向三角洲平原-泛滥平原过渡,由“大前缘、小平原、网状分流河道”向“大平原、小前缘、枝状分流河道”演化的特点;识别出的成因砂体类型中以边滩砂体(曲流河边滩砂在头屯河组少量发育)、分支河道砂体、水下分流河道砂体物性最好,有利于储层发育;自头1段到头3段,垂向砂体连通性逐渐变好,横向砂体连通性逐渐变差;缓坡背景下研究区沉积演化受湖平面变化控制,在以上研究基础上通过均方根振幅属性提取及最大波峰振幅属性切片共预测出16个有利砂体约108 km^2。

烃源岩生物标志化合物分布特征及其地质意义——以准噶尔盆地腹部地区中二叠统下乌尔禾组为例

选取准噶尔盆地腹部地区莫西庄和中Ⅱ区块中二叠统下乌尔禾组烃源岩样品,利用气相色谱—质谱分析技术,分析有机地球化学特征,揭示生物标志化合物对有机质生物来源、热演化和沉积环境的地质意义。结果表明:莫西庄和中Ⅱ区块中二叠统下乌尔禾组烃源岩有机质丰度为中等—好;莫西庄区块有机质来源于低等水生生物和藻类,中Ⅱ区块有机质来源以高等植物为主,有机质类型主要为Ⅱ型;有机质热演化为成熟—高成熟演化阶段,莫西庄区块烃源岩成熟度相对较低。下乌尔禾组烃源岩形成于缺氧—贫氧的湖相沉积环境,水体分层有利于有机质的保存。中Ⅱ区块比莫西庄区块具有更大的生烃潜力。该结果为准噶尔盆地腹部地区油源对比及油气勘探开发提供参考。

准噶尔盆地中部4区块地层压力预测方法及应用

异常地层压力是含油气盆地普遍存在的一种现象,对油气的生成、运移、聚集和保存具有重要的作用.准噶尔盆地中部4区块经钻探证实广泛存在异常地层压力,且具有超压成因机制复杂的特征.针对研究区的问题,综合利用了基于测井资料的平衡深度法、伊顿公式法和Bowers法,钻井资料的DC指数法以及地震层速度资料的Fillippone公式法,对中部4区块的地层压力进行了预测,再结合地层实测压力资料进行了对比分析.结果表明:在基于测井资料的预测方法中,Bowers法预测的地层压力与实测压力吻合度较高,误差小,可以较为真实地反映地层压力的情况;DC指数在异常压力段会向减小的方向偏离正常压实趋势线;利用Fillippone公式法预测的地层压力经过校正后,实现了研究区地层剖面的压力模拟,模拟结果较好地反映了研究区剖面的压力特征.综合分析研究结果,在研究区取得了良好的应用效果,为钻井和油气开发提供了有力的依据.

准噶尔盆地中部4区块侏罗系头屯河组河道砂体描述技术

针对准中4区块头屯河组河道砂体发育广泛、相互交错、纵向多期叠置等特点,应用一系列地球物理方法描述河道砂体。通过地震正演和合成记录标定,明确河道砂体的地震反射特征,利用相干体沿层切片划分河道砂体发育期次,分频属性的RGB融合,精细刻画河道形态并利用三维可视化及自动追踪技术实现河道砂体的描述。这些方法的综合应用可以快速、全面地识别并描述河道砂体,从两口井钻遇的六套砂体情况看,符合率达到100%。

准噶尔盆地中部4区块井壁失稳机理研究

针对准噶尔盆地中部4区块存在的卡钻、坍塌掉块等井壁失稳难题,利用X射线衍射、岩石铸体薄片鉴定、电镜扫描等分析测试手段,对易失稳井段头屯河组典型岩样的结构和理化性能进行了系统分析,研究了该复杂地层井壁失稳机理,并分析了工程因素对井壁失稳的影响。结果表明,该区块黏土矿物含量高,以伊/蒙混层为主,微间隙和微裂缝较发育,易发生泥页岩的局部水化分散,产生较大的水化膜斥力,使井壁失稳,易发生坍塌掉块及卡钻等井下复杂情况。

准噶尔盆地中部1区块三工河组流体包裹体特征及对油气多期充注—调整过程的指示

油气充注过程中形成的流体包裹体为研究成藏过程提供了依据。利用准噶尔盆地中部1区块56块三工河组含油储层样品,通过系统的流体包裹体显微鉴定、微束荧光光谱和均一温度测试等包裹体分析测试手段,结合盆地构造—热演化和烃源岩生排烃史模拟结果,研究了主要含油区块三工河组油气充注的期次和年代,探讨了油气充注—调整的过程。结果表明：有机包裹体主要以发黄色、蓝色、白色荧光的油包裹体为主,荧光光谱主峰波长分别对应于535-545μm、475-485μm和505-515μm等3个波长段,在成岩宿主矿物内被捕获的时序关系总体上依次变新;研究区在中晚侏罗世曾发生最早期的油气聚集,但随着晚侏罗世末的构造抬升和剥蚀,古油藏遭受破坏而形成炭质沥青;现今油气藏主要经历了2期有效油气充注,成藏时间晚于二叠系烃源岩的生烃高峰期;第一期成藏距今100-70Ma（K2）,主要以莫西庄、征沙村地区的I幕发黄色荧光原油充注为标志;第二期成藏距今62-0Ma（E—Q）,油气充注活动频繁且持续时间长,发黄色和蓝色、蓝色和白色荧光的烃类包裹体依次在较长的统一地质时期内叠置共存。表明各含油区块内三工河组油气藏随盆地构造演化发生了多次动态充注与调整,具有残留型、调整改造型及持续充注型等多种油气藏在空间上复合叠加的成藏特征。

松辽盆地中部含油组合高精度层序地层格架分析

上白垩统青山口组、姚家组和嫩江组一段是松辽盆地最主要的含油层系,习惯上称之为中部含油组合。地震、测井、录井、岩芯及古生物资料综合研究表明,中部含油组合由超层序SSQq-qn的高水位时期和湖泊萎缩时期形成的青山口组二三段和SSQy-n的低水位时期和湖泊扩张时期形成的姚家组和嫩江组一段组成。中部含油组合内部的姚家组底界为超层序界面,其顶底分别为超层序SSQq-qn和SSQy-n的密集段。中央坳陷区中部含油组合发育的地层较全。青一段和泉头组四段顶部组成1个三级层序,包含2个四级层序;青二三段由3个三级层序构成,又可划分为5个四级层序;姚家组由2个三级层序组成,并分别对应1个四级层序;嫩江组一段相当于1个三级层序,其中可划分为3个四级层序。不同级别的层序在古生物、岩性—测井曲线和地震反射资料上都有特征的响应。