气源断裂与盖层时空匹配关系及对天然气成藏的控制作用——以徐家围子断陷为例

在气源断裂与盖层发育、断裂活动期及封气能力形成期分析的基础上,对徐家围子断陷气源断裂与盖层时空匹配关系及对天然气成藏的控制作用进行了研究,认为徐家围子断陷气源断裂与登二段泥岩盖层空间匹配关系相对较好,与营一段顶部火山岩盖层空间匹配关系相对较差;气源断裂与登二段泥岩盖层及营一段顶部火山岩盖层时间匹配关系较好。气源断裂与盖层时空匹配关系对营城组天然气成藏的控制作用主要表现为天然气聚集层位和聚集部位受气源断裂与盖层空间匹配关系的影响;天然气聚集程度受气源断裂与盖层时间匹配关系的影响。     

松辽盆地徐家围子断陷火山岩盖层封气能力综合定量评价

对松辽盆地徐家围子断陷14个火山岩盖层气藏解剖研究表明,徐家围子断陷白垩系营城组一段顶部火山岩盖层具有高声波时差和井径扩容的特征,岩性主要为凝灰岩、火山角砾岩等,厚度为0~80 m,是一套良好的局部盖层。在分析火山岩盖层封气能力的影响因素,即火山岩厚度、排替压力、断层垂向封闭性、天然气黏度和气藏压力基础上,建立了火山岩封气能力综合评价方法,并得到天然气储量丰度与其火山岩盖层封气能力综合评价参数a具有正相关关系。结合天然气储量丰度的划分标准,得到徐家围子断陷形成高储量丰度气藏所需要的a值大于或等于0.005 m•Pa•s,形成中等储量丰度气藏所需要的a值为0.005～0.002 m•Pa•s,形成低储量丰度气藏所需要的a值为0.002～0.0003 m•Pa•s,形成特低储量丰度气藏所需要的a值小于0.0003 m•Pa•s。由此得到火山岩盖层封气能力分布特征:封闭高储量丰度气藏的火山岩盖层主要分布在徐家围子断陷东北部地区;封闭中等储量丰度气藏的火山岩盖层全区基本均有分布;封闭低储量丰度气藏的火山岩盖层主要分布在徐家围子断陷中部和南部地区,西北部也有局部分布;封闭特低储量丰度气藏的火山岩盖层在全区零星分布,主要处于火山岩盖层的尖灭线附近。徐家围子断陷天然气的富集在一定程度上受到火山岩盖层封气能力的控制。     

徐家围子断陷断裂对盖层及天然气分布的影响

松辽盆地北部徐家围子断陷主要发育泥岩、火山岩和泥质砾岩3种类型的岩性盖层,其分布已趋于明朗,但针对断裂对盖层的破坏程度及断裂与天然气藏分布之间关系的研究则相对比较薄弱。综合利用地质及地球物理资料,分析断裂发育分布特征及其对盖层的破坏程度,发现徐家围子断陷发育有不同方向的断层,由下至上断裂密度逐渐增大。以下白垩统登娄库组二段为界,上部主要发育T₃₂~T₂、T₃₁~T₂、T₃~T₂断裂,下部主要发育T₅~T₃₂、T₄₁~T₃₂、T₄₂~T₃₂断裂,下白垩统营城组一段顶部局部盖层被断裂完全破坏,登娄库组二段及其以上区域性盖层被断裂破坏程度小。总之,区域性盖层被断裂破坏程度小,有利于天然气在其下大规模聚集成藏;局部盖层被断裂破坏程度大,造成天然气聚集分散。     

盖层断接厚度封气下限及其对天然气分布的控制——以松辽盆地徐家围子断陷为例

在输导断裂和盖层发育及分布特征研究基础上,采用二者空间匹配及其与天然气分布之间关系分析的研究方法,对徐家围子断陷盖层断接厚度封气下限及其对天然气分布的控制作用进行了研究。结果表明:徐家围子断陷营一段顶火山岩盖层被断裂破坏程度高,分布连续性差,断接厚度封气下限约为2m。而登二段泥岩盖层被断裂破坏程度低,分布连续性好,断接厚度封气下限约为67m。它们对天然气分布的控制作用主要表现在3个方面:①封闭区天然气仅在盖层之下分布,主要表现在徐中断裂中南部、徐东断裂中南部和徐西断裂北端;②不封闭区天然气在盖层上下分布,主要表现在徐中断裂北部、徐西断裂南端中部和南部;③封闭区内天然气较不封闭区天然气富集。     

从源盖时空匹配关系预测徐家围子断陷的天然气远景

在研究徐家围子地区深层天然气源岩发育、地球化学、生气特征和盖层发育、封闭特征的基础上,研究了该区气源岩与盖层之间的时间与空间匹配关系及其对天然气成藏的控制作用。徐家围子地区登二段泥岩盖层与沙河子组―营城组气源岩之间和徐家围子泉一、二段泥岩盖层与沙河子组―营城组气源岩之间时间匹配关系均较好,但前者略好于后者,这是造成该区登二段盖层之下天然气分布多于泉一、二段盖层之下的一个重要原因。徐家围子地区登二段和泉一、二段泥岩盖层与沙河子组―营城组气源岩在空间配置关系上以徐家围子地区中心处登二段源岩和沙河子组―营城组源岩质量为最好,这可能是能在升平、汪家屯和昌德构造多个层位上获得工业气流的重要原因。登二段盖层与沙河子组―营城组泥岩质量空间匹配关系好于泉一、二段盖层与沙河子组―营城组气源岩质量空间匹配关系,这是造成登二段之下天然气聚集多于泉一、二段盖层之下的又一重要原因。认为从盖源时空匹配关系上可以判断徐家围子断陷中心处应是徐家围子地区天然气成藏的有利地区。     

从源盖时空匹配关系预测徐家围子断陷的天然气远景

在研究徐家围子地区深层天然气源岩发育、地球化学、生气特征和盖层发育、封闭特征的基础上,研究了该区气源岩与盖层之间的时间与空间匹配关系及其对天然气成藏的控制作用。徐家围子地区登二段泥岩盖层与沙河子组―营城组气源岩之间和徐家围子泉一、二段泥岩盖层与沙河子组―营城组气源岩之间时间匹配关系均较好,但前者略好于后者,这是造成该区登二段盖层之下天然气分布多于泉一、二段盖层之下的一个重要原因。徐家围子地区登二段和泉一、二段泥岩盖层与沙河子组―营城组气源岩在空间配置关系上以徐家围子地区中心处登二段源岩和沙河子组―营城组源岩质量为最好,这可能是能在升平、汪家屯和昌德构造多个层位上获得工业气流的重要原因。登二段盖层与沙河子组―营城组泥岩质量空间匹配关系好于泉一、二段盖层与沙河子组―营城组气源岩质量空间匹配关系,这是造成登二段之下天然气聚集多于泉一、二段盖层之下的又一重要原因。认为从盖源时空匹配关系上可以判断徐家围子断陷中心处应是徐家围子地区天然气成藏的有利地区。     

徐家围子断陷营城组火山岩断盖时空匹配及其对天然气成藏的控制作用

为研究徐家围子断陷营城组火山岩中天然气分布规律,在分析油源断裂分布及其输导天然气时期和盖层分布及其封闭能力形成时期的基础上,通过比较盖层断接厚度与其封气所需最小断接厚度的相对大小和盖层封闭能力形成时期与油源断裂输导天然气时期的相对早晚,对徐家围子断陷营城组火山岩断盖时空匹配关系进行研究,并结合天然气分布研究断盖时空匹配关系对天然气成藏与分布的控制作用。研究结果表明:徐家围子断陷营一段顶火山岩非封闭型断盖空间匹配关系区主要分布在断陷南部、中部、西部和东部相对较大油源断裂处,其余油源断裂处和油源断裂不发育区皆为封闭型断盖空间匹配关系区;登二段泥岩非封闭型断盖空间匹配关系区主要分布在断陷南部、中部和中北部相对较大油源断裂处,其余油源断裂处和油源断裂不发育区也为封闭型断盖空间匹配关系区。青山口组—姚家组沉积时期、嫩江组沉积末期和明水组沉积末期断盖时间匹配关系相对较好,而火石岭组—营城组沉积时期和古近系沉积末期匹配关系相对较差。断盖时空匹配关系对营城组火山岩天然气成藏与分布的控制作用主要表现在2个方面:封闭型断盖空间匹配关系区是营城组火山岩天然气成藏的有利区;断盖时间匹配关系控制着营城组天然气成藏时期。研究成果对指导徐家围子断陷营城组火山岩天然气勘探具有重要意义。     

声波时差在研究非均质盖层综合封闭能力中的应用

为了利用声波时差资料研究非均质盖层毛细管综合封闭能力，在盖层毛细管封闭机理及影响因素分析的基础上，首先利用实测泥岩排替压力与声波时差之间的关系建立了求取实际地层中泥岩排替压力的公式；然后再利用砂岩和泥岩排替压力之间的关系，推导了求取砂岩排替压力的公式。通过砂、泥岩排替压力和砂、泥岩在非均质盖层中所占厚度的比值，利用串连原理建立了非均质盖层毛细管综合封闭能力的研究方法。将此方法应用于松辽盆地北部徐家围子地区登二段非均质盖层毛细管综合封闭能力的研究，结果表明，该地区泥岩盖层具有良好的毛细管综合封闭能力，对天然气的聚集保存十分有利。     

徐家围子断陷火山岩天然气盖层差异特征

通过分析松辽盆地徐家围子断陷营城组火山岩气藏上覆岩层的岩性、物性、空间位置及厚度等差异分布规律,确定了火山岩天然气盖层的类型及划分标准,探讨了各类型盖层的空间分布规律、天然气封闭性及其对气藏发育控制作用的差异性。分析结果表明,徐家围子断陷营城组火山岩天然气藏盖层具有3种类型：Ⅰ型为顶部泥岩盖层,Ⅱ型为顶部致密火山岩盖层,Ⅲ型为上部致密火山岩夹层盖层。其中,Ⅱ型和Ⅲ型盖层岩性均含有火山熔岩及火山碎屑岩两类岩性,且伽马及密度测井曲线都显示高值特征;二者测井响应主要区别在于空间分布位置上的差异,Ⅱ型盖层位于火山岩顶部,而Ⅲ型盖层则位于火山岩段上部,其上还覆盖低密度火山岩段。Ⅱ型盖层覆盖面积大,空间连续性好,排替压力最大可达8.8MPa,相同盖层厚度条件下所对应单井日产气量最高,可达36.6×10⁴ m³;Ⅰ型盖层覆盖面积次之,且主要发育在断陷边部地区,排替压力最大为6.9 MPa,覆盖范围内单井日产气量最高为23.2×10⁴ m³;而Ⅲ型盖层分布区域内致密封盖层之间空间连续性较差,盖层排替压力大部分在4.75 MPa以内,单井日产气量最高仅为12.8×10⁴ m³。Ⅱ型盖层对天然气具有更强的封盖作用,Ⅰ型盖层次之,Ⅲ型盖层封盖能力最差。各类型盖层封盖能力的差异性控制着火山岩气藏的形成与富集。     

徐家围子断陷天然气分布规律及其主控因素

通过徐家围子断陷天然气的分布特征分析,得到天然气在剖面上主要分布在登二段之下,具有"一源多层"的分布特征.在平面上,主要分布在气源区内或其附近,具体部位受古中央隆起和徐西、宋西断裂带的控制.通过天然气成藏条件与天然气分布关系研究,得到徐家围子断陷天然气分布主要受沙河子组源岩分布、宋西和徐西两条断裂带活动及其分布、古中央隆起和登二段优质盖层的共同控制.在此基础上,对徐家围子断陷天然气有利勘探区进行了预测,认为宋西和徐西断裂带可继续拓展勘探领域,榆西断展带、宋站低凸起、丰乐低凸起和安达次坳应为新的勘探领域.     

Development features of volcanic rocks of the Yingcheng Formation and their relationship with fault structure in the Xujiaweizi Fault Depression, Songliao Basin, China

The Xujiaweizi Fault Depression is located in the northern Songliao Basin,Northeast China.The exploration results show that the most favorable natural gas reservoirs are in the volcanic rocks of the Yingcheng Formation(K 1 yc).Based on seismic interpretation,drill cores and the results of previous research,we analyzed the distribution of faults and the thickness of volcanic rocks in different periods of K 1 yc,and studied the relationship of volcanic activities and main faults.Volcanic rocks were formed in the Yingcheng period when the magma erupted along pre-existing fault zones.The volcanic activities strongly eroded the faults during the eruption process,which resulted in the structural traces in the seismic section being diffuse and unclear.The tectonic activities weakened in the study area in the depression stage.The analysis of seismic interpretation,thin section microscopy and drill cores revealed that a large number of fractures generated in the volcanic rocks were affected by later continued weak tectonic activities,which greatly improved the physical properties of volcanic reservoirs,and made the volcanic rocks of K 1 yc be favorable natural gas reservoirs.The above conclusions provide the basis to better understand the relationship of the volcanic rock distribution and faults,the mechanism of volcanic eruption and the formation of natural gas reservoirs in volcanic rocks.     

利用高密度地震技术精细刻画叠置火山岩

安达地区位于徐家围子断陷,营三段火山岩存在2个大的喷发期次（yc32、yc33）,每个喷发期次由多个次级喷发期次构成。由于火山岩埋深大、隐蔽性高、物源特殊、形成机制多变、岩相变化快,导致火山体内部结构复杂。安达地区常规地震资料的地震成像垂向分辨率和振幅保真度低,难以准确识别和刻画各喷发期次的地层展布。为此,在高密度地震数据基础上,采用近地表补偿和黏弹性介质稳相叠前时间偏移,大幅提高了成像结果的垂向分辨率和振幅保真度;应用相干分析、层拉平及波形精细对比等地震解释技术,精细描述了叠置火山岩;通过井震结合,精细划分了火山岩喷发期次,将yc32细分为3期（yc32-1、yc32-2、yc32-3）,yc33细分为2期（yc33-1、yc33-2）。最终获得以下成果：①yc33发育酸性岩,主要为火山角砾岩;yc32发育中基性火山岩,上部以安山岩为主,下部以玄武岩为主。②识别了2个玄武岩体（面积分别为2和22km²）、3个安山岩体（面积分别为1.6、6.5、22.6km²）。上述成果为火山岩气藏储层预测奠定了基础。     

松辽盆地徐家围子断陷大型断裂带对天然气成藏的控制作用

解剖松辽盆地徐家围子断陷天然气藏的控藏要素对于该区下一步天然气勘探具有重要的指导意义,而过去较少从徐西、徐中、徐东三大断裂入手来开展这一研究。为此,在精细解释该区三维地震资料的基础上,根据上述三大断裂发育及分布特征,采用三大断裂与天然气成藏条件叠合分析的方法,探讨了三大断裂对天然气成藏与分布的控制作用。结果表明:1三大断裂共同控制了该区下白垩统沙河子组煤系烃源岩的发育,烃源岩存在3个厚度高值区(最大厚度可超过1 000m),气源供给充足,三大断裂为天然气向上覆各套储层中运移提供了输导通道;2三大断裂是徐家围子断陷地下岩浆在下白垩统营城组沉积时期向地壳浅部上侵的主要输导通道,其附近广泛分布火山岩体,并发育优质火山岩裂缝性储层;3三大断裂为火山岩中天然气的聚集提供了有效的遮挡条件,如果错断营一段火山岩圈闭的断裂两盘为火山岩储层与砂砾岩对接,断裂侧向封闭,则有利于天然气聚集成藏,钻探时为气层;当断裂两盘是火山岩与火山岩对接时,其侧向不封闭,就不利于天然气聚集成藏,钻探时为水层。     

徐家围子断陷营城组火山岩岩石学及地球化学特征

徐家围子断陷位于松辽盆地北部,断陷发育期火山活动强烈,早白垩世营城组火山岩分布最为广泛,是松辽盆地北部深层天然气的重要储层类型.综合应用岩心观察、薄片鉴定、荧光元素分析以及X衍射等手段,对该区营城组火山岩化学特征和岩石矿物学特征进行了细致研究,指出化学成分类型主要为酸性,火山岩系列属于亚碱性中的钙碱性系列.划分为熔岩和火山碎屑岩2大类8个亚类的火山岩类型.同时探讨了该类气藏岩性的特殊性以及由此导致的储集空间和演化的特殊性,普遍发育的碱交代作用揭示深层火山岩的储层演化具有深部热流体参与的新机制.     

松辽盆地南部深层营城组火山岩气藏成藏条件分析

松辽盆地南部深层火山岩气藏已经逐渐成为油气储量的重要增长点。由于勘探程度较低,火山岩气藏的成藏条件研究还不够深入,在一定程度上制约了勘探的成效。从烃源岩条件、储集条件、盖层条件、输导条件以及圈闭条件入手,系统分析了研究区火山岩成藏条件。结果表明,沙河子组发育的大规模煤系地层可以为火山岩气藏提供充足的气源;深层火山岩发育的裂缝系统沟通早期形成的孔、缝、洞,由此构成了研究区良好的储集体系;松辽盆地南部深层火山岩气藏盖层类型多,保存条件较好,泉头组一段顶部泥岩为较好的区域盖层,登娄库组三、四段及沙河子组泥岩是有利的局部盖层,它们为营城组火山岩内部天然气聚集起到良好的封盖作用;研究区天然气输导通道包括渗透性地层、不整合面以及断裂;营城组火山岩圈闭类型较多,其分布主要与构造位置、断层展布、火山岩体等因素相关。