苏北盆地黄桥地区富CO2流体对油气储-盖系统的改造作用

查明富CO₂流体对储-盖系统的改造作用,对于研究CO₂活动与油气成藏效应、CO₂储存和CO₂驱油提高采收率有着重要意义。选取下扬子苏北盆地黄桥地区和句容地区的二叠系龙潭组储层和大隆组盖层组合,分别作为有无CO₂流体活动的对比研究对象。通过薄片观察统计、矿物成分和碳同位素分析,查明了两个地区储层的异同点。黄桥地区储层的自生矿物以石英次生加大边和高岭石充填为主,发育少量片钠铝石,句容地区不发育片钠铝石,且次生石英含量不高;黄桥地区储层孔隙度明显高于句容地区,薄片下观察到大量长石溶蚀孔隙,偶见长石溶蚀孔内生长片钠铝石雏晶,是CO₂与长石发生水岩相互作用的直接证据;黄桥地区和句容地区盖层均为黑色块状泥岩,黄桥地区盖层发育微裂隙,但裂隙均已再充填方解石脉,碳同位素数据表明方解石脉为富CO₂流体活动结果,在句容地区泥岩盖层中未见大量裂隙和矿物脉。综合研究分析表明,富CO₂流体充注引起储层砂岩中长石大量溶蚀,增加了孔隙空间,片钠铝石、次生石英和高岭石自生矿物组合序列沉淀,同时富CO₂流体的连续活动导致泥岩盖层发生方解石沉淀,充填盖层裂缝,有利于提高盖层的封盖能力。     

塔里木盆地雅克拉地区氦气资源评价与成藏模式

塔里木盆地北部雅克拉地区发现具有开采价值的含氦气田,其中古生界氦气的平均含量为0.31%,是氦气资源量最丰富的层位,高于氦气工业生产标准,但其氦气资源潜力和成藏模式尚不清楚。基于雅克拉地区14口钻井的自然伽马能谱测井资料,对雅克拉地区古生界氦气资源生成量进行了定量评估,并结合成藏要素进行综合分析,根据氦气的运聚过程及载体特征,总结出氦气成藏模式。结果表明：雅克拉地区古生界平均生氦潜量为2.37×10^-10 cm³/g,氦气生成总量为3.22×10⁹ m³。生氦潜量最高的区域位于沙15井附近区域,其次为沙49井附近区域,从沙5井至沙49井的呈带状展布的狭长地带是生氦主力。区域内古生界沉积岩系供给含氦气藏的氦气量可高于天然气藏中的氦气总量,沉积岩系可为有效氦源岩,生成氦气以主要形成于加里东—海西构造期的断裂、裂缝为运移通道,在地下水和天然气的协助下持续运移,以古老地层水运移聚氦模式、天然气沿古老储层运移聚氦模式进行聚集成藏,上覆3套厚度较大的泥岩层、膏岩层,可对气藏有效的封存保护。     

泥岩盖层的溶蚀作用机理实验——不同pH值盐水中溶蚀速率变化规律

为了查明泥岩在不同性质流体环境中的溶蚀速率及随时间的变化关系,以松辽盆地南部青山口组黑色泥岩为研究对象,开展4组pH值分别为3、5、7、9的水岩相互作用实验研究,实验持续时间为153d,泥岩粉末样品中黏土矿物含量为50%、石英和长石类矿物含量为35%、方解石为2%,还有少量菱铁矿和黄铁矿。结果分析表明,方解石在酸性流体中快速发生溶蚀溶解,Ca离子析出速率高于Mg、Si和Al离子;长石和黏土矿物溶蚀作用缓慢;在中性—碱性流体环境中形成了三水铝石片状矿物沉淀;方解石的快速溶蚀溶解消耗了酸性流体实验中的氢离子,导致溶液pH值由最初的3升高至7.5;4组实验开始的15d内反应速率较快,反应至50d时,各离子浓度基本保持稳定,即反应体系达到平衡状态,平衡状态下各组溶液的pH值为7~9,呈中性—弱碱性;据4组实验平衡状态下Si离子浓度计算得到的泥岩整体溶蚀速率为-13.29~-13.79 mol/(m~2·s),较为接近同等条件下蒙皂石或高岭石单矿物的溶蚀速率,略高于泥岩中含量最高的伊利石单矿物溶蚀速率。实验研究表明,地层中CO_2或有机酸等酸性流体能够对泥岩盖层产生溶蚀溶解作用,而酸性流体对泥岩盖层封盖能力的破坏程度取决于长期水岩相互作用至系统平衡的过程;封闭的流体环境有利于保护泥岩盖层,泥岩中含有适量的碳酸盐矿物有利于缓冲酸性流体对泥岩盖层的溶蚀作用,起到保护盖层封闭性的作用,而碳酸盐等矿物的沉淀作用能够提高盖层的封盖能力。     

深层-超深层碳酸盐岩储层精细地质建模技术进展与攻关方向

深层-超深层碳酸盐岩油气是业界普遍关注的热点和重点领域。如何精准刻画深层-超深层碳酸盐岩储集体空间展布及储集参数分布特征,是高效勘探开发面临的重大技术问题。在对储层地质分析、测井评价、地震预测、地质建模等相关技术发展现状分析的基础上,针对深层-超深层碳酸盐岩储层研究面临资料少、品质差、精度低,加之储层非均质性强等难题,深入开展了深层碳酸盐岩优质储层发育机理与分布规律研究,研发集成了深层碳酸盐岩储层描述与建模的关键技术系列,包括：(1)多尺度、多属性深层碳酸盐岩储层知识库构建技术;(2)地质分析新技术——从宏观到微观的储层地质观测分析技术,储层微区原位沉积、成岩环境定性-定量分析技术,储层发育机理与过程实验和数值模拟分析技术;(3)深层碳酸盐岩储层测井解释新技术——基于全域测井仿真的储层类型识别与参数定量评价技术,基于机器学习的沉积微相识别技术;(4)深层碳酸盐岩储层地震预测新技术——深层碳酸盐岩地震岩石物理建模技术,岩石物理引导的机器学习储层参数预测与不确定性评价技术;(5)深层碳酸盐岩地质建模新技术——多点地质统计学新算法,地质过程模拟技术,人工智能地质建模技术。分别建立了面控、断控...     

基于模拟实验探讨断裂-流体-岩石体系中的矿物溶解-沉淀过程

断裂体系中的流体-岩石相互作用及其成储意义一直都是业界关注的热点问题。流体沿断裂流动运移,溶解围岩矿物,沉淀新矿物,改变储集空间的形态,对碳酸盐岩储层形成与分布、油气运移及分布起十分重要的控制作用。查明深层-超深层含断裂碳酸盐岩储层的成因机理,具有重要的理论和实际意义。为此设计了基于塔里木盆地顺北地区奥陶系一间房组的高温高压溶蚀-沉淀模拟实验,并结合TOUGHREACT等数值模拟软件,以查明沿断裂流动的含CO₂盐水和碳酸盐岩相互作用的过程,考察温度、压力、流体性质、物理非均质性等因素的影响程度,计算裂缝内的钙离子扩散特征以及矿物溶解-沉淀的趋势。实验和计算结果显示：实验时间内整体反应以碳酸钙溶解为主,反应后样品储集性能得到改善,样品内裂缝宽度、数量和体积增加,样品渗透率和孔隙度增加。研究明确了样品物理非均质性和流体水力性质促进主裂缝成为主要流动通道。主裂缝内流动过程和反应过程相互促进,并且共同决定了主裂缝不仅是流体流动的优势通道和水-岩反应发生的主要场所,也会是具有潜力的优势储集空间。     

塔中地区志留系砂岩中孔隙游离烃和包裹体烃对比研究及油源分析

对塔里木盆地塔中地区6个志留系沥青砂岩样品中的孔隙游离烃和包裹体烃,做了分离并分别进行了色-质分析。色-质分析表明孔隙游离烃和包裹体烃具有显著不同的特征:前者表现为前峰型轻质烃特点,主峰碳较小(为nC₁₆或nC₂₀),无奇碳优势,多伴有生物降解现象;而后者多表现出双峰分布特征,主峰碳数较大(为nC₂₅或nC₂₉),有一定奇碳优势。在生物标志物上,孔隙游离烃三环萜烷和孕甾烷含量都较高,C₂₇,C₂₈和C₂₉甾烷呈不对称"V"字型分布;而包裹体烃的三环萜烷和孕甾烷含量都较低,C₂₇,C₂₈和C₂₉甾烷呈斜线上升型分布。油源对比表明,沥青砂岩包裹体中捕获的烃与中-下寒武统烃源岩有关,而孔隙游离烃则与中-上奥陶统烃源岩有关。     

Li同位素示踪作用及其在凝灰岩鉴别中的应用

近年来,随着同位素分析手段的不断进步,Li同位素广泛应用于多种地质研究过程的示踪研究中。简要介绍了Li元素独特的地球化学性质和自然界各地质储库中的Li含量及同位素特征,分析了地球表层和地下深部地质过程中Li同位素的分馏机制,总结了Li同位素在示踪大陆化学风化和板片俯冲过程中的应用进展,讨论了在表层和深部物质循环过程中Li在各储库间的分配。最后,结合火山活动对沉积盆地有机质富集的影响等相关问题的研究,提出Li同位素在鉴别"水携型"和"空降型"凝灰岩中具有较大潜力。     

天然气中伴生氢气的资源意义及其分布

在系统调研氢气的分布及成因研究现状的基础上,对济阳坳陷部分油气井中天然气中的氢气含量进行了研究,并对其成因进行了初步划分。济阳坳陷天然气中氢气的含量普遍较低,在有R/Ra测试值的井中,氢气的H2/3He值普遍低于20×106,具有明显的幔源特征。因此,在这些井中,幔源氢气伴随深部流体活动混入了天然气中。     

云南腾冲热液发育模式及其对塔里木盆地热液溶蚀改造的启示

通过对云南腾冲热液流体形成机制的研究,探讨了塔里木盆地热液活动的特征。研究表明,腾冲温泉气体中CO_2的δ~(13)C(PDB)位于-6.4‰～-4.7‰之间,~3He/~4He比值位于1.09～3.51之间;温泉热液氢、氧同位素组成在大气降水线附近,但向氧同位素偏重的方向偏移。研究认为,腾冲温泉气体主要来自深部地幔,而温泉热液主要是大气降水下渗并受深部热源加热后再向上循环的产物。根据塔里木盆地构造演化特点,认为在二叠纪末期塔北沙雅-轮台断裂和亚南断裂带附近有娄似于腾冲的地质条件,大气降水下渗相关的热液流体活跃,对下古生界碳酸盐岩形成强烈的溶蚀改造作用;但塔中、巴楚以及塔北隆起南部斜坡区则没有类似的地质条件,热液溶蚀改造作用都相对较弱。     

深部流体对有机质生烃演化过程的影响

随着油气形成的有机—无机相互作用观点的提出和发展,人们不断意识到无机物质在有机质生烃演化中的重要作用。深部流体作为地球内部物质运移的载体,承载着大量来自地下深部的无机物质。深部流体的加入将从外源氢、催化剂2个方面的物质供应促进沉积盆地内部有机质的生烃演化,并通过为无机生烃反应提供必要碳源的方式参与烃类物质的无机形成过程。通过对有关外源氢、催化剂作用下的有机质催化加氢反应和以费托合成为代表的无机生烃反应的模拟实验研究的归纳,系统分析了外源氢和催化剂对有机质成烃演化过程的影响,肯定了深部流体的"增烃"效应。