陆相盆地油页岩成矿规律:以东北地区中、新生代典型盆地为例

油页岩作为常规油气的重要替代或补充能源,在全球资源战略中的地位日益彰显。为了更好地揭示我国陆相油页岩的特征与分布规律,在总结多年油页岩勘查成果的基础上,分析了东北地区松辽和桦甸典型含油页岩盆地矿床特征及成矿特点,揭示了陆相坳陷与断陷盆地油页岩成矿规律。油页岩主要发育于三级层序的高水位体系域和水进体系域;古气候和沉积环境对大型坳陷盆地油页岩的形成有重要的控制作用,温暖湿润的气候条件使湖泊自身生产力大大提高,为油页岩形成提供丰富的物质基础;油页岩的平面分布受控于沉积环境的变化,主要分布于深湖—半深湖相,盐度较高使水体处于盐度分层,有利于有机质保存。构造条件对小型断陷盆地油页岩成矿起着至关重要的控制作用,通过控制可容纳空间而影响了油页岩的厚度分布及品质特征,油页岩主要富集相带为靠近控盆同生断裂一侧的半深湖—深湖环境,且靠近控盆同生断裂一侧油页岩厚度明显加厚和含油率增大;同时,干湿交替的气候控制了油页岩的层数和保存条件。对比分析表明:坳陷含油页岩盆地规模多为大型,油页岩矿单独存在、分布面积大,以中薄层中低含油率为典型特点;断陷含油页岩盆地规模多为小型,油页岩矿单独存在或与煤相伴生,以薄层高含油率或巨厚层中等含油率为典型特点。在三级层序的水进和高水位体系域中,有机质丰度和湖泊生产力较高,层状藻和结构藻较为繁盛,外源输入较低、水体盐度较大、还原性较强,且呈碱性环境,是油页岩形成的有利时期。因此,古构造、古气候和沉积环境综合控制下的丰富有机质来源和良好的湖水盐度分层是油页岩有机质富集的有利因素。

桦甸盆地始新统油页岩稀土元素地球化学特征及其地质意义

稀土元素因其稳定的地球化学性质已经成为研究油页岩等细粒湖泊沉积物的物源、古环境、古气候等变化的良好指示剂,具有重要的研究意义。笔者测试并重点分析了桦甸盆地始新统桦甸组油页岩REE地球化学特征。分析结果表明:桦甸含油页岩段稀土元素含量要低于上下段泥岩和炭质页岩样品,油页岩稀土元素总量(∑REE)为(91.51～355.98)×10-6,平均值为162.56×10-6,高于全球平均大陆上地壳成分(UCC),略低于北美页岩;∑LREE/∑HREE及(La/Yb)N等化学参数表明轻、重稀土元素分异明显,REE分布模式为明显的轻稀土元素富集、重稀土元素亏损呈平坦状、具中等程度的负Eu异常和弱负Ce异常。以Ce异常值反映水介质的氧化还原性,桦甸油页岩形成于缺氧的还原环境;以REE的分异程度来表征油页岩的沉积速率,桦甸组自下而上(La/Yb)N值呈逐渐由增大→降低→增大的变化趋势,含油页岩段的沉积速率普遍比下段和上段低,与根据恢复压实后的桦甸组地层厚度和孢粉年龄估算得出的沉积速率结果相吻合,说明较低的沉积速率更有利于有机质的聚集和保存;以∑REE的纵向变化作为古气候波动的代用指标,高∑REE值指示暖湿的气候环境,低∑REE值指示冷干的气候环境。桦甸油页岩形成于干旱与温湿交替的气候环境,气候通过影响湖泊水体蒸发量与补给量的平衡而控制着湖平面的变化,从而控制了油页岩的层数和厚度。

依兰盆地始新统达连河组油页岩成因新认识

综合利用野外露头、岩石矿物组合、有机岩石学、元素地球化学等资料,研究了依兰盆地达连河组含煤-油页岩段与油页岩段油页岩成因。含煤-油页岩段油页岩有机质类型主要为II1型,油页岩段油页岩有机质类型主要为II1-II2型,且都表现为弱氧化-还原特征,但是两者却具有不同的成因。含煤-油页岩段油页岩形成于湖泊-沼泽沉积体系,油页岩形成于湖泛作用基准面上升时期,直接发育在原来沼泽发育的位置,由于该时期水动力很弱,无法带入新的氧气,又有大量的生物生长并且不断原地死亡堆积,形成了有机质很丰富的油页岩。油页岩段油页岩形成于半深湖-深湖体系,该体系中频繁重力流作用的出现,把陆源碎屑带入深湖、半深湖中的时候,也把氧气带入到湖底,不利于有机质的保存,导致该油页岩段的有机质呈混合型以及弱氧化-还原特征。

采用支持向量回归从测井曲线定量计算油页岩含油率

获取油页岩含油率是油页岩资源评价的重要步骤,传统从测井曲线计算油页岩含油率多采用回归模型,但存在误差大或过拟合的局限性和弱点.本文尝试结合大数据概念的数据挖掘算法和测井应用知识进行油页岩含油率定量计算,提高含油率计算的精度以及模型的泛化性.利用改进的ΔlogR技术获得DT_s、DEN_s、GR_s作为解释变量.采用数据挖掘算法——支持向量回归进行定量计算油页岩含油率能够大幅提高泛化性和精度,获得模型训练样本R^2得分为0.82,测试样本R^2得分可达0.70,拟合精度较高.支持向量回归模型比传统回归模型泛化能力更强,能够避免过拟合问题,具有广泛的应用性.

松辽盆地中央坳陷区晚白垩世嫩江组层序结构与沉降速率的耦合分析

为进一步揭示松辽盆地白垩纪的构造演化背景,推断构造沉降是否为嫩江组时期的沉积体系演化的控制因素,笔者利用钻井、测井资料,开展了沉积相、层序结构、米兰科维奇旋回以及埋藏史分析,定量分析了构造沉降与沉积演化、层序结构之间的关系。结果表明:嫩江组有3个三级层序,层序Ⅰ(嫩一、二、三段)发育TST、HST和RST,层序Ⅱ(嫩四段)和层序Ⅲ(嫩五段)发育完整的LST、TST、HST和RST;嫩江组存在16个405 kyr,时限从77.43 Ma到83.98 Ma,持续6.55 Ma;嫩江组沉降速率逐渐减小;嫩江组沉积演化和层序结构的主控制因素不是单一的构造沉降。

基于测井曲线的小波变换定量层序地层单元划分

盆地中沉积地层具有明显的旋回性,对应不同的测井曲线特征,可以用它来进行层序地层划分。为降低在一个视觉层次上划分地层的人为主观性,使得层序地层单元的划分更加科学,将一维的测井曲线运用小波变换技术拓展为二维时频域,将不同时间(深度)尺度的沉积旋回清晰地展现出来。以梅河盆地钻井为例,选取a值在0.25～0.5 amax区间利用小波时频能量图识别三—五级层序地层学单元特征明显。在小波时频能量图中,层序顶底高能量向中部减弱,进而划分出三级层序界面;层序内部能量从向大尺度转移-向小尺度转移-趋于稳定-向大尺度转移,反映了体系域从低水位-水进-高水位-水退的垂向变化过程;其内部每个小的能量团又可以看作是一个准层序。由此建立应用小波变换划分层序地层单元的模型,为层序地层学的定量划分提供了一种新手段。

罗子沟盆地有机质热演化对砂岩物性的改造作用

基于岩石薄片观察、压汞分析、扫描电镜和X衍射分析等方法对罗子沟盆地大砬子组砂岩物性特征进行了定性-定量研究。结果表明：罗子沟盆地大砬子组砂岩成分成熟度和结构成熟度低,以岩屑长石砂岩和长石砂岩为主;岩石孔隙度高,孔隙度主要为16.2%-26.4%,次生孔隙占总孔隙度面孔率的88%,但总体渗透率极低,渗透率主要分布在（0.13-1.68）×10^-3μm^2,为高孔特低渗的物性特征。有机元素分析、色谱分析、岩石热解及显微组分镜检分析表明,罗子沟盆地大砬子组泥页岩中有机质在热演化过程中产生大量有机酸,有机酸对砂岩中长石等矿物的溶蚀作用是次生孔隙发育的主要原因,但有机酸溶蚀产生的次生矿物在一定程度上堵塞了孔隙喉道。因此,研究区砂岩形成高孔特低渗的物性特征。

梅河盆地古近系梅河组沉积层序演化特征

梅河盆地为典型的断陷型含煤、油页岩盆地。通过岩芯、测井和地震的层序标志识别,在梅河盆地梅河组识别出1个巨层序、2个超层序和4个三级层序。其中,砂砾岩段、下部含煤段、中部泥岩段、上部含煤段分别对应着三级层序I、II、III和IV。通过对层序地层格架的认识,结合构造、沉积分析,揭示了研究区梅河组沉积层序演化规律,三级层序地层格架内沉积演化分别为:层序I发育了盆地初始裂陷阶段的冲积型和扇三角洲沉积;层序II发育了盆地裂陷扩张阶段扇三角洲、沼泽和浅水湖泊沉积;层序III发育了盆地最大扩张阶段深水湖泊沉积;层序IV发育了盆地萎缩阶段扇三角洲和湖泊沉积。因此,梅河盆地梅河组的层序I到层序IV的演化揭示了中国东部伸展环境下断陷盆地从初始裂陷阶段到盆地萎缩阶段完整的不同沉积层序演化特征。

准噶尔盆地西北缘夏南斜坡区三叠系含油气性复电阻率法检测

利用复电阻率法对准噶尔盆地西北缘乌夏断裂带夏南斜坡区开展油气检测工作,以降低钻探风险。在对成果剖面综合分析后,将研究区内8口已钻井的试油情况进行标定。结果表明,视充电率(> 9%)和电磁电阻率(<9Ω·m)是本次复电阻率法油气异常识别的阀值。根据阀值在剖面上识别了12个异常区域,结合已有勘探成果,综合分析各异常区的含油气性,认为夏南斜坡区整体异常较弱,夏039井处异常显示较好,钻探风险较低。复电阻率法在圈闭内含油气检测方面有其独特的技术优势及成本优势,可作为油气勘探的有效辅助检测手段。

敦化盆地土门子组砂岩地球化学特征及其地质意义

为研究敦化盆地新近系土门子组砂岩的源岩属性和源区大地构造背景,对其进行系统取样,并通过地球化学和镜下研究分析。研究结果表明：土门子组砂岩稀土元素具有轻稀土富集（w（LREE）为51.00~278.31μg/g）,重稀土平坦（w（HREE）为14.27~79.38μg/g）,较明显的Eu（平均w（δEu）为0.84）负异常等特征,而微量元素没有显著的均一化,表明土门子组源岩未经沉积再循环作用,属于短距离搬运堆积,且源岩主要为来自上地壳的长英质岩。结合砂岩地球化学特征与砂岩Dickinson图解及区域地质的研究判断认为,土门子组砂岩具有多个物源,其源区主要形成于印支运动晚期活动大陆边缘构造背景下的再旋回造山源区和基底隆起区,源岩主要来自于晚三叠世~早中侏罗世的长英质火山岩和侵入岩,而少量可能来自于晚二叠世的变质岩和残余白垩纪及古近纪的沉积岩。

伊通盆地莫里青断陷双二段岩性油气藏成藏特征

岩性油气藏是伊通盆地莫里青断陷的主要油气藏类型,其中双阳组是莫里青油田勘探主要目的层。通过分析岩芯、录井、测井及试油测试资料,双二段由上至下可以分为5个砂组,各个砂组均主要发育水下扇和扇三角洲沉积砂体,且主要集中分布在西北缘同生断裂控制下的靠山凹陷附近。同时,莫里青断陷发育较厚的暗色泥岩,较高的有机质丰度,达到了好烃源岩的标准。双二段各个砂组砂体属于低孔低渗储层,在剖面上主要呈"泥包砂"特征,其近烃源岩分布的特征有利于形成小而肥的透镜状砂体油气藏。试油结果表明,产油量大于1 t/d的井80%分布在双二段的四砂组,是双二段主要油气产层。该岩性油气藏在平面上主要分布在靠山凹陷的伊22和伊39两个井区附近的水下扇砂体中。

地热系统的概念与传热机制综述

地热能作为一种安全、稳定、成本低廉的清洁能源近年来备受推崇.地热系统是开展地热资源成因研究的基本单元,国际上按地质环境和热量的传递方式可将其分为热传导和热对流两大类型,据此进一步细分为沉积盆地型、地压型、干热岩型、岩浆侵入型、深循环型等5个亚类.本文回顾了地热系统的概念及发展史,并讨论了地热系统主控因素以及两大类型地热系统的传热机制.

断层封启性的研究现状与发展方向

断层封启性在油气运移和成藏中至关重要。断层封启性是指断层上、下两盘之间岩性和物理性质差异引起的排替压力差,这种压力差控制流体在断层上、下盘之间的通过能力。断层封启性从运移方向上分为垂向封启和侧向封启,从隔离带性质上分为断层面封启和岩性封启。封启性的控制因素有并置作用、碎裂作用、胶结作用、涂抹充填作用以及沥青质沉淀等。其研究方法有Allan图法、断层面压力法、泥岩涂抹法、声波时差法、地震速度谱识别法、逻辑信息法、非线性映射分析法、模糊数学法和连通性概率法等。目前的研究方法均为一定角度下手段单一的定量或半定量分析,因此断层封启性研究方法的突破方向将是在不同角度下的综合定量分析。

三江-中阿穆尔盆地早白垩世沉积特征分析

三江-中阿穆尔盆地跨中俄边界,该盆地面积较大,具有较好的油气资源潜力。结合测井及地震资料,本文根据岩芯和露头描述、粒度分析,开展了沉积研究。结果表明,盆地主要发育河流相、扇三角洲相、湖泊相与湖底扇相、海相沉积相类型。在此基础上,进一步研究了三江-中阿穆尔盆地早白垩世凡兰吟和欧特里夫-阿普第时期的沉积相,探讨了早白垩世贝里阿斯-阿尔必时期的沉积演化,盆地西南部(中国境内)自下而上发育滴道组、城子河组、穆棱组、东山组,盆地东北部(俄罗斯境内)自下而上发育戈林组、彼奥涅尔斯克组、皮万组、戈尔诺普罗托卡组和斯特列尔科沃组。本研究不仅为三江-中阿穆尔盆地进一步油气勘探部署提供了参考,也为中国境内黑龙江东部残留的三江盆地的原型盆地研究提供了重要依据。