陆相源内石油聚集地质理论认识及勘探开发实践

中国陆相源岩层系内石油资源丰富,是大力提升国内石油勘探开发力度和保障国家石油安全的重要战略领域。基于近两年中国石油天然气集团有限公司探区陆相源内石油地质研究和勘探开发最新进展,①提出陆相源内石油聚集及“甜点”地质内涵,源内石油聚集是指赋存于陆相富有机质页岩烃源层系内、原地滞留或源内捕获烃类而形成的富液态烃聚集,“甜点”是指整体含油的陆相烃源层系内,相对更富含油、物性更好、更易改造、具商业开发价值的有利储集层,主要包括夹层型、混积型和页岩型3类“甜点”;②研究取得咸水及淡水湖盆优质页岩可规模生烃、页岩层系多类有利储集层具规模储集能力、源内页岩层系整体含油且资源规模大、存在较多有利开发页岩层系等主要理论认识,勘探开发实践正推动形成以“甜点勘探”和“体积开发”为核心的勘探开发关键技术系列,先导试验为源内石油经济有效开发提供重要科学依据,推广应用已取得初步明显应用成效;③中国陆相源内中高成熟度富液态烃和中低成熟度富有机质两类源内石油资源潜力巨大,鄂尔多斯、松辽、渤海湾、准噶尔等盆地是主要资源赋存区。有效应对勘探开发各项理论技术挑战,将推动两类源内石油资源成为未来现实性接替石油资源和重大战略性接替石油资源。

多元天然气成因判识新指标及图版

为解决深层—超深层和非常规领域天然气勘探中面临的高演化、多元天然气成因和来源判识等关键性技术难题,通过实验新技术以及地质资料综合分析,完善了多元天然气成因判识方法体系。建立了腐泥型有机质不同演化阶段干酪根降解气和原油裂解气、聚集和分散型液态烃裂解气,N_2、CO_2有机和无机成因,惰性气体壳源和幔源成因,He、N_2、CO_2、天然气汞含量判识煤成气和油型气等多元天然气成因判识新指标及图版。通过在主要含气盆地的应用,明确了四川、塔里木和松辽盆地复杂气藏天然气成因和来源,有效支持四川盆地震旦系—寒武系古老碳酸盐岩、塔里木盆地库车坳陷深层、松辽盆地深层火山岩等领域的天然气勘探。

中国中西部燕山期构造特征及其油气地质意义

中国中西部地区燕山期构造运动具有普遍性,首先表现在白垩系与侏罗系呈不整合接触,甚至第三系直接与侏罗系呈不整合接触;其次,中西部地区各盆地均具有燕山期的古构造;再次,晚侏罗世到早白垩世,拉萨地体和羌塘地体沿班公湖-怒江缝合带发生碰撞挤压,地壳抬升,在羌塘盆地和拉萨地块沉积了一套红色磨拉石建造,白垩系与侏罗系形成明显的角度不整合。燕山期构造运动的特征为:区域性构造抬升,盆地沉积范围收缩,构造变形相对较为微弱;在造山带前缘普遍发育大套的砂砾岩粗粒沉积;以及造山带内部局部地区的岩浆活动。燕山期构造运动对油气成藏的意义主要是①加速烃源岩热演化作用,致使中、西部地区发育的晚古生界和上三叠统—早中侏罗统两套主要的煤系烃源岩,分别在燕山晚期进入生、排烃高峰期,或开始生烃;②燕山期古构造与烃源岩生、排烃适时配置,有利于油气早期聚集成藏;③经喜山期构造运动对油气重新调整后,在邻近燕山期古油(气)藏的新圈闭中利于重新聚集成藏,形成次生油气藏;④燕山期的构造抬升,以低水位体系域沉积的粗粒碎屑物质形成良好的储集砂体,有利于油气聚集成藏。

川东卧新双地区天然气特征及上三叠统须家河组天然气来源

天然气来源分析是一个重要的石油地质问题,直接关系到勘探决策。四川盆地川东地区须家河组勘探和开发相对滞后,基础地质研究的欠缺导致卧新双地区须家河组天然气的来源一直存在争议。天然气组分及碳同位素分析结果表明:卧新双地区须家河组天然气具有甲烷含量较低、重烃含量较高、干燥系数较低等特点;天然气中甲烷碳同位素值δ^(13)C_1<-40‰,具有δ^(13)C_3>δ^(13)C_2>δ^(13)C_1的特征;须家河组天然气为干酪根初次裂解的陆相油型气和混合气;须家河组天然气目前主要处于成熟-高成熟的湿气阶段。卧新双地区须家河组暗色泥岩较为发育,有机地球化学分析结果表明:须家河组泥岩主要以Ⅱ1和Ⅱ2型干酪根为主,具有较高的有机碳含量和氯仿沥青"A"含量,总体具有较好的生烃能力,泥岩中有机质处于成熟-高成熟的湿气阶段。卧新双地区须家河组天然气成熟度与烃源岩成熟度相当,结合须家河组天然气组分特征、同位素特征及成因类型等与下伏石炭系、茅口组、龙潭组、长兴组、飞仙关组、嘉陵江组及雷口坡组天然气存在明显区别,推测该区须家河组天然气主要为自生气。

库车坳陷克深大气田白垩系致密砂岩储层古流体地球化学特征研究

采用包裹体岩相学、均一温度、盐度、含油包裹体丰度、储层颗粒荧光定量实验分析方法,对库车坳陷克深大气田白垩系巴什基奇克组储层致密砂岩样品进行测试,剖析克深大气田深层致密砂岩储层古流体地球化学特征与油气充注。结果表明,克深大气田发育两期油气包裹体,分别为发亮蓝色荧光的轻质油包裹体与灰黑色的气态烃包裹体。克深大气田包裹体均一温度分布存在130~140℃与150~160℃两个主峰值,相应的古盐度值为16%~10%与12%~4%,表明有两期烃类流体充注,其中天然气高强度充注发生在2. 5 Ma以来。含油包裹体丰度分布在2. 1%~13. 4%之间,QGF指数为2. 2~9. 6,QGF-E强度为20~38 pc,揭示克深大气田形成过程中曾经存在强度较弱的轻质油充注。

四川盆地绵竹-长宁克拉通内裂陷东侧震旦系灯影组四段台缘丘滩体成藏特征与勘探前景

利用钻井、地震、测井等资料解剖已知气藏,分析四川盆地绵竹-长宁克拉通内裂陷东侧震旦系灯影组四段(简称灯四段)台缘带丘滩体成藏条件,得到4点认识:①将裂陷东侧灯四段台缘带划分为北、中、南3段,中段位于高石梯-磨溪古隆起核部、现今构造高部位,南、北两段位于古隆起斜坡部位、现今构造低部位,3段台缘带丘滩体的发育特征和储集层特征具有相似性;②裂陷东侧边缘发育多条近垂直于台缘带的断裂,断裂导致台缘带形成高低相间的古地形,古地形高以沉积台缘丘滩体为主、储集层物性较好,古地形低主要为滩间洼地、丘滩体不发育、储集层物性较差;③近垂直于台缘带的6组断裂导致台缘带形成7个大型台缘丘滩体,台缘带油气成藏条件和成藏演化过程相似,丘滩体油气相对富集;④丘滩体之间的滩间洼地岩性较致密,对古隆起斜坡区现今构造低部位的台缘丘滩体上倾方向起封堵作用,有利于丘滩体气藏后期保存,角探1井、荷深2井的成功钻探可以提供佐证。研究认为,现今构造低部位的台缘丘滩体具备良好的勘探前景。

蜀南低缓构造区须家河组岩性气藏形成条件与勘探潜力

与四川盆地川中地区须家河组岩性气藏相对比,近年来蜀南地区须家河组勘探和开发一直没有获得重大突破,蜀南低缓构造区须家河组是否存在岩性气藏形成条件和勘探潜力一直为众人所关注。综合分析露头、岩心和测井资料,并通过对该区须家河组构造背景、沉积砂体、烃源岩和储层等成藏条件、成藏主控因素研究认为:蜀南低缓构造之间存在大面积地层平缓区,具备大面积岩性气藏形成的构造背景;须家河组一段、三段、五段及六段二亚段为广覆式分布烃源岩,具备面式生烃特征,为岩性气藏的形成奠定气源基础;大型敞流型湖盆内须二段、须四段、须六段一亚段和须六段三亚段以砂岩沉积为主,砂体分布广并多层叠置,具备较好储集条件;源岩层与储集层间互沉积,源储一体使蜀南须家河组与川中须家河组具有相似的面状供烃、近源高效聚集成藏特征。蜀南地区须家河组具备岩性气藏形成基础,可形成大规模岩性大气区,勘探潜力巨大。该认识为低缓构造区须家河组勘探部署提供充分地质依据,并指明低缓构造之间的平缓区域是下一步勘探重要领域。

裂谷盆地致密砂岩气成藏机制与富集规律——以松辽盆地与渤海湾盆地为例

裂谷盆地致密砂岩气是当前勘探的新领域,本文以松辽盆地与渤海湾盆地为重点,对裂谷盆地致密砂岩气成藏机制与富集规律进行了全面系统分析,明确了裂谷盆地有别于克拉通盆地的致密砂岩气气藏特征,指出裂谷盆地致密砂岩气成藏机制上表现为:多因素促源快速生气、多物源催生有利储层、长距离运移立体成藏,先致密后成藏有利配置。气藏富集规律上具有断槽控制气藏分布、沉积相带与构造带控制成藏、次生孔隙带与物性下限控制气藏富集段的特点。分析了松辽盆地与渤海湾盆地致密砂岩气勘探前景,明确了下一步勘探方向。

利用流体历史分析技术研究库车坳陷大北气田油气充注史

运用流体包裹体岩相学、均一温度、含油包裹体丰度及储层颗粒荧光定量等多种流体历史分析方法,对塔里木盆地库车坳陷大北气田储层古流体特征、油气充注期次和时间进行了研究,并结合构造演化及沉积埋藏史恢复了大北气田油气充注史。研究表明,库车坳陷大北气田发育2期油气充注:第一期为6～4Ma的凝析油充注,该期充注被蓝白色荧光液态烃包裹体记录下来,QGF波长峰值也显示凝析油的特征,QGF指数分布在1.7～24之间,表明凝析油在大北古构造内形成有效充注,聚集形成古油层,库车中期凝析油沿穿盐断裂大量散失;第二期为3Ma至今的天然气充注,灰黑色的气态烃包裹体记录了该期充注,QGF-E谱图显示烃类流体整体偏轻,轻质的烃类流体充注与晚期的油气快速充注是该地区含油包裹体丰度偏低的原因。库车组沉积晚期以来天然气持续充注、优良储盖组合与构造演化的时空配置使该时期成为大北气田的主要成藏期,具有晚期成藏的特点。

海陆过渡相煤系页岩孔隙结构特征及其对含气性的影响

本次研究以四川盆地南部(川南地区)上二叠统龙潭组煤系页岩为例,利用场发射扫描电镜(FE-SEM)对页岩孔隙进行定性观察分析,联用高压压汞实验、N_(2)与CO_(2)吸附-脱附实验,以及CH_(4)等温吸附实验开展海陆过渡相煤系页岩全孔径孔隙结构特征的定量表征,并探讨孔隙结构对含气性的影响。海陆过渡相煤系页岩粒间孔、粒内孔和有机质孔等基质孔隙较为发育,微裂缝较少。孔隙形态以平板狭缝状和墨水瓶状为主,具有较好的开放性特征。页岩全孔径孔容分布曲线呈两极化分布,孔径小于30 nm和大于5μm的孔隙大量发育。宏孔(>50 nm)、介孔(2~50 nm)和微孔(<2 nm)的孔容贡献率依次降低,分别占42.2%、36.3%和21.4%。页岩孔比表面积分布曲线呈单峰型分布,随着孔径增大,孔比表面积减小,微孔尤其是孔径值小于8 nm的孔隙提供较大的孔比表面积。微孔、介孔和宏孔的孔比表面积贡献率依次降低,分别占72.7%、25.0%和2.3%。龙潭组页岩总含气量为2.61~6.02 m^(3)/t,其中吸附气比例占优势,含量为1.88~4.70 m^(3)/t,受孔隙比表面积影响较强,主要吸附于微孔和介孔中;游离气含量为0.60~1.34 m^(3)/t,主要受孔隙体积影响,主要赋存于宏孔中。

柴达木盆地腹部晚期构造带成藏模拟实验研究

柴达木盆地腹部晚期构造带成藏条件优越,但勘探一直未取得突破。为了深入研究该区天然气成藏机理与成藏模式,在以实际模型为基础建立的3种不同封闭体系之下,进行了2个阶段的成藏模拟实验,并根据实验结果提出了有利勘探方向。研究结果表明:①开放体系下,天然气分散运聚,有限的资源难以到达距离最远的高部位;②半开放—半封闭体系下,气藏内势能的变化造成了高部位砂体含气饱和度优于低部位,与物性关系不明显;③封闭体系中,气藏整体充注,含气性普遍较好。在晚期构造带中天然气主要沿断层进行运移,气藏垂向上叠置成串、平面上成带分布,具有高部位含水、薄砂层含气的特殊性。保存条件较好且圈闭较为完整的深层及浅层滑脱断层的下盘是下一步勘探的主要领域。

致密砂岩孔喉大小表征及对储层物性的控制——以鄂尔多斯盆地陇东地区延长组为例

孔喉大小是评价储层质量的重要因素,而致密砂岩储层孔喉分布较强的非均质性使其表征难度较大。在分析目前孔喉表征方法的基础上,通过场发射扫描电镜、高压压汞和恒速压汞等实验,研究了鄂尔多斯盆地陇东地区延长组7段致密砂岩储层孔喉大小分布特征及其对储层物性的控制作用。结果表明:储层孔隙类型主要为剩余粒间孔、溶蚀孔、微孔和少量微裂缝;高压压汞表征孔喉的大小分布在0.014 8~40μm,大于1μm的孔喉分布较少;恒速压汞测试表明对于不同物性的样品其孔隙半径分布相对集中,主要分布在80~350μm;喉道半径则表现出较强的非均质性,分布在0.12~30μm;高压压汞和恒速压汞结合有效地表征了致密砂岩储层整个孔喉分布特征,孔径分布在0.0148~350μm。储层渗透率主要由比例较小的大孔喉(大于R_(50))所控制,对于渗透率大于0.1 mD的致密砂岩,其渗透率主要由微孔和中孔所控制,而小于0.1 mD的致密砂岩则主要由纳米孔和微孔所控制;此外,小孔喉的比例随着渗透率的减小而增加,虽然其对渗透率影响较小,但对储层储集性的影响却十分重要。

塔里木盆地库车坳陷克深大气田深层天然气成藏地球化学特征

利用天然气组分定量、稳定碳同位素组成、流体包裹体显微测温和生烃动力学实验数据,对塔里木盆地库车坳陷克深大气田深层天然气的地球化学特征及成因、储层流体包裹体特征与均一温度、油气充注时间及成藏过程进行研究.结果表明:库车坳陷克深大气田深层天然气以烷烃气为主,甲烷含量占87.30%~98.33%,重烃(C2+)含量占0~0.66%,干燥系数达0.99%~1.0%;δ^13 C1值、δ^13C2值分别为-29.3‰^-26.4‰、-21.4‰^-16.1‰,属于过成熟的煤成气.克深大气田白垩系巴什基奇克组储层发育2期烃类包裹体:第Ⅰ期为发蓝白色荧光的液态烃包裹体,指示早期轻质油充注;第Ⅱ期为无荧光的气态烃包裹体,与其共生的盐水包裹体均一温度为145~160℃,为晚期天然气充注.克深大气田主要经历了库车组沉积期末(约2.5 Ma)以来的天然气大量充注,气源主要来自克深井区和拜城凹陷生气中心的侏罗系煤系烃源岩,为深埋快速生烃、强源储压差作用下晚期聚集成藏.

库车坳陷北部山前带中生界泥岩元素地球化学特征及其沉积环境意义

应用元素地球化学方法,对库车坳陷北部山前带中生界三叠系和侏罗系泥岩的主量元素、微量元素和稀土元素(REE)特征进行了研究,并探讨了其沉积环境意义。结果表明:库车坳陷北部山前带中生界泥岩主要为陆相淡水沉积,稀土元素具有轻稀土富集特征,稀土元素总量反映有机质快速堆积、陆源细碎屑补给速度慢的沉积特征。从三叠纪到侏罗纪古盐度略有上升,古气候以温暖湿润为主,整体处于贫氧—缺氧环境。黄山街组沉积时期温暖湿润的气候与较低的古盐度有利于有机质的形成,贫氧—缺氧环境提供保存条件。至恰克马克组沉积时期古气候开始向干燥炎热转化,且古盐度较高,影响有机质产量,但缺氧环境更有利于其保存。

库车坳陷迪北气藏侏罗系储层古流体特征与油气充注史

采用流体包裹体岩相学、显微测温及储层颗粒荧光定量等方法,对库车坳陷迪北气藏侏罗系储层古流体特征与油气充注史进行了研究。结果表明,迪北气藏侏罗系储层发育两期烃类包裹体:第Ⅰ期为黄绿色的液态烃包裹体,为早期原油的充注;第Ⅱ期为发蓝白色荧光的气液包裹体与无荧光的气态烃包裹体,显示晚期天然气充注。盐水包裹体均一温度呈双峰型分布特征,也指示两期油气充注。储层颗粒荧光定量分析表明,迪北气藏侏罗系储层中的油可能为不同源或不同成熟度原油的混合。结合迪北气藏沉积埋藏史研究得出,迪北气藏经历了两期油气充注:第一期为18~16 Ma期间的油充注;第二期为5~3 Ma期间的天然气充注。西域组沉积期以来构造运动强烈,气藏经历改造在构造低部位成藏。

柴达木盆地上侏罗统碎屑锆石LA-ICP-MS定年及指示意义

目前,锆石定年技术被广泛应用于盆地演化恢复重建中。通过对柴达木盆地北缘(柴北缘)关键变形期地层——上侏罗统进行地层序列、沉积环境、碎屑锆石定年等研究,深入探讨了燕山晚期—喜马拉雅早期的柴北缘的时空演化格局。多个证据表明,中晚侏罗世,祁连山开始隆升,整个柴北缘处于弱挤压的环境之下,构造属性发生了反转。①祁连山前的绿草沟以及团鱼山的野外露头表明,上侏罗统为一套干旱环境下的辫状河、滨浅湖体系的沉积序列,与中侏罗统差异较大;②地震剖面及野外露头中,上侏罗统与上下地层为角度不整合或平行不整合接触;③绿草沟及团鱼山的上侏罗统粗砂岩锆石U-Pb年代学分析结果表明,2个地区的上侏罗统具有相似的年龄谱特征,锆石年龄介于2 800～222Ma之间,其中,团鱼山样品的碎屑锆石年龄分别为242～226Ma,峰值年龄为242Ma;414～255Ma,峰值年龄为383Ma;964～559Ma,峰值年龄为559Ma;1 515～1 125Ma,峰值年龄为1 130Ma;2 437～1 746Ma,峰值年龄为1 960Ma,通过与周边物源区年龄谱的对比,上侏罗统的主要物源区为南祁连地区,与中侏罗统的年龄相比,上侏罗统碎屑锆石年龄表现出反序剥蚀的特征。弱挤压环境下形成的中上侏罗统之间的不整合面,是油气运移的高效通道,上侏罗统岩性圈闭是下一步油气勘探的主要方向。

常规油气区带与圈闭有效性定量评价原理及方法

随着含油气盆地勘探程度的不断提高,油气区带与圈闭的定量评价成为油气勘探走向精细化、提高评价精度的必由之路。基于中国49个石油开发区带、44个天然气开发区带和360个圈闭的解剖与控制因素分析,综合不同类型油气区带和圈闭的控制因素,优选评价油气区带和圈闭有效性的关键参数,提出了基于评价参数网格化的油气区带与圈闭的无量纲定量评价方法。通过对油气区带和圈闭的评价参数进行无量纲归一化和网格化定量处理,计算被评价油气区带和圈闭的有效性评价参数,结合资源量可以确定油气区带和圈闭的有效性,实现油气区带与圈闭有效性的定量评价。塔里木盆地库车坳陷克深1—克深2圈闭的勘探实践验证了天然气区带与圈闭有效性定量评价思路和方法的有效性,在新方法的指导下于秋里塔格构造带中秋1井白垩系巴什基奇克组获得高产工业油气流。油气区带与圈闭有效性定量评价方法可大幅提高油气区带与圈闭评价的符合率,有效提高油气区带和钻探靶区的选择精度,为提高油气勘探的钻探成功率提供技术支撑。

鄂尔多斯盆地东部奥陶系盐下古地貌恢复及其对滩体的控制作用

古地貌是控制鄂尔多斯盆地东部奥陶系盐下滩体发育的重要因素,寻找滩体发育带具有重要的勘探意义。运用印模法与沉积学分析法相结合的方法,通过残余厚度求取、压实恢复、沉积微相校正等步骤,恢复鄂尔多斯盆地东部盐下马五5亚段沉积前的古地貌特征,据此分析古地貌对研究区滩体的沉积控制作用。研究结果表明:研究区的古地貌特征整体呈现西北高、东南低、内部呈现隆洼相间的微古地貌沉积格局。岩心观察与薄片鉴定表明马五6亚段的内碎屑滩形成于碳酸盐岩台地内部的古地貌高部位,而膏盐岩发育于碳酸盐岩台地内部的古地貌低洼部位。

塔里木盆地库车坳陷东部地区下侏罗统储层特征及其主控因素

塔里木盆地库车坳陷东部地区下侏罗统具有良好的勘探前景,已有勘探成果表明研究区内储层特征差异性较大,储层发育的主控因素亟需研究。主要根据野外露头观测及岩心观察,对库车坳陷东部地区下侏罗统沉积相进行了研究,并结合铸体薄片、扫描电镜、X-射线衍射、镜质体反射率(R_O)、孔隙度及渗透率等分析测试成果,对下侏罗统储层岩石学特征、成岩作用特征及储层发育主控因素进行了详细研究。研究表明:库车坳陷东部地区下侏罗统主要发育辫状河及辫状河三角洲沉积,局部发育扇三角洲沉积;储层成分成熟度较低,主要为长石岩屑砂岩及岩屑砂岩,残余原生粒间孔及次生溶孔为主要的储集空间类型,储层总体呈自东向西逐渐变差的趋势;储层先后经历多期成岩作用的影响,其中压实作用和胶结作用对储层伤害最大,溶蚀作用及破裂作用则对储层有明显改善作用;储层目前处于中成岩阶段B期—晚成岩阶段,可划分为溶蚀—原生粒间孔隙相、溶蚀破裂相、碳酸盐致密胶结相及致密压实相4种成岩相,溶蚀—原生粒间孔隙相储层最好,次为溶蚀破裂相储层;储层物性同时受到物源、沉积相及成岩作用的影响和控制,主河道发育区原始粒间孔隙较为发育,而较低的花岗岩岩屑和塑性岩屑含量则有利于粒间孔隙的保存和次生溶孔的形成,研究区东部和中部储层物性相对最好,应作为勘探的重点区域。

塔里木盆地库车坳陷吐格尔明地区油气地球化学特征及烃源探讨

吐格尔明地区位于库车坳陷东部,近年来部署的吐东2井在侏罗系阳霞组获得工业油气流,指示该区油气勘探的前景广阔。吐格尔明地区油—气—源的对比研究结果显示:吐格尔明侏罗系阳霞组原油的生物标志化合物特征显示其母质为典型的淡水陆源高等植物来源,阳霞组天然气为煤型凝析油伴生气,成熟度与原油相同,两者来源于相同烃源岩。采用生物标志化合物对比技术、正构烷烃碳同位素对比技术系统对比了吐格尔明地区侏罗系阳霞组原油与该区侏罗系、三叠系烃源岩之间的差异,结果显示阳霞组原油与侏罗系阳霞组、克孜勒努尔组烃源岩之间存在母源关系,为该区油气资源评价提供重要参考。