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。     

合川大气田须家河组储层流体包裹体特征及天然气成藏期研究

观测了合川大气田须家河组储层砂岩样品中流体包裹体的镜下特征、类型、均一温度分布及盐度特征,并结合自生伊利石K-Ar测年,研究了合川大气田须家河组天然气成藏时期。结果表明,合川大气田须家河组储层砂岩样品中流体包裹体主要发育于石英颗粒裂缝及石英次生加大边中,大多数为盐水包裹体和含气包裹体,包裹体个体较小,一般小于20μm,呈群状、串珠状或零星状分布;盐水包裹体均一温度主要分布范围为85～165℃,盐度主要分布为4%～18%(NaCl)。依据包裹体均一温度的实测结果,结合沉积埋藏-热演化史资料,认为合川大气田须家河组天然气充注可能是一个连续的过程,其主要成藏时期为晚侏罗世-早白垩世。     

鄂尔多斯杭锦旗地区上古生界储层流体包裹体特征与天然气成藏时期

杭锦旗地区是鄂尔多斯盆地天然气勘探的重点区域之一。通过杭锦旗地区流体包裹体产状特征、成分及均一温度的研究,可以确定天然气主要的成藏期次与成藏时期。研究表明,杭锦旗地区上古生界砂岩储层中的成岩流体包裹体主要分布于含砾砂岩、中细砂岩的石英加大边或愈合裂隙中,可分为两期,以气液烃包裹体、气液两相盐水包裹体为主,包裹体形态有椭圆形、次棱角形、长条形、半圆形及不规则形,气体成分主要为CO₂和CH₄。与气液烃包裹体伴生的盐水包裹体均一温度具有分布范围广、多峰值且十里加汗、新召和什股壕3个区带分布特征存在显著差异的特征;对包裹体均一温度在古地温场演化史上的投点结果和烃源岩热演化历史的综合分析表明：十里加汗区带主成藏期为始新世至今,新召区带主成藏期为始新世至今并可能存在早侏罗世晚期-晚侏罗世中期次成藏期,什股壕区带依据包裹体测温资料并结合天然气运移特征综合判断主成藏期为始新世至今。     

川中蓬莱地区震旦系灯影组流体包裹体特征及成藏期次

为探讨蓬莱地区震旦系灯影组碳酸盐岩流体包裹体特征及成藏过程,将流体包裹体岩相学、组分特征、均一温度与埋藏-热演化史进行综合分析。结果表明：研究区储层流体包裹体主要包括气液两相盐水包裹体和气态烃包裹体,主要赋存在裂缝和溶蚀孔洞中所充填的白云石内以及晚期形成的石英内。通过包裹体均一温度测试,发现与烃包裹体相伴生的盐水包裹体均一温度为80～220℃。赋存在裂缝和孔洞中白云石的包裹体均一温度可以反映第1期充注特征,包裹体均一温度为80～200℃,主要以盐水包裹体为主,推测其充注时间为275～200 Ma;赋存在石英内的包裹体可以反映第2期充注特征,包裹体均一温度为140～220℃,包裹体组分以CH₄为主,沥青次之,推测其充注时间为198～138 Ma。最终确定油气成藏主要是在二叠纪-三叠纪末期,达到生油高峰且形成古油藏;侏罗纪-晚白垩世,原油裂解形成古气藏。     

苏里格大气田上古生界储层流体包裹体特征及天然气成藏意义

油气储层流体包裹体包含着油气成藏时丰富的微观地质信息。采用LABHR2VIS LA-BRAM HR800型显微激光拉曼光谱仪和LINKAM THMS 600型冷热台,对鄂尔多斯盆地苏里格大气田上古生界储层流体包裹体样品进行测试分析。结果表明,苏里格大气田上古生界储层流体包裹体分布有低饱和烃类包裹体、沥青质烃类包裹体、饱和烃包裹体、CH4包裹体、CO2包裹体和纯盐水包裹体6种类型,其中含CH4包裹体、CO2包裹体和含烃包裹体较为丰富,占到50%以上。通过对流体包裹体的激光拉曼分析和均一温度测试结果分析,反映苏里格大气田成藏时曾有丰富的不同成分组成的烃类流体充注,与烃类包裹体同期的盐水包裹体均一温度分布范围为100～180℃,主峰温度在140～150℃之间。依据包裹体均一温度的实测结果,结合沉积埋藏史和古地温史,推算出苏里格气田上古生界天然气主要充注成藏期为晚侏罗世—早白垩世（150～100Ma）。     

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(C~(2~+))含量占0～0.66%,干燥系数达0.99%～1.0%;δ~(13)C_1值、δ~(13)C_2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2.5Ma)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。     

鄂尔多斯盆地西南部上古生界流体包裹体特征及其意义

通过单偏光、荧光显微镜观察和显微冷热台测温等方法,对鄂尔多斯盆地西南部16口井24块上古生界砂岩样品进行全面的流体包裹体分析,归纳山西组和盒8段内主要含气层段流体包裹体岩相学特征,将不同包裹体组合内与烃类包裹体伴生的盐水包裹体均一温度、冰点温度等参数对比分析,结合研究区埋藏史推测致密砂岩储层内天然气的充注期次。测试结果显示与气态烃包裹体伴生的盐水包裹体均一温度范围为100～170℃,均一温度和冰点温度均未显示明显间断,表明储层内天然气运移是在中侏罗世-早白垩世内(200～100Ma)持续进行;愈合微裂隙内高气液比气态烃包裹体的气相组分以 CH4 为主,与其伴生盐水包裹体均一温度介于140～170℃之间,表明储层内天然气大量富集期为早白垩世(155～100Ma);流体包裹体组合、均一温度及其地球化学组分测试结果综合分析认为,鄂尔多斯盆地西南部上古生界天然气运移富集是一个相对漫长且连续的过程,并以早白垩世为主要充注期。     

群克构造志留系储层包裹体特征与油气成藏过程

成藏过程精细解剖是油气富集规律和勘探区带优选研究的基础。群克构造志留系长石岩屑砂岩储层中发育有烃类及盐水包裹体。通过显微镜下荧光观察,储层中石英颗粒加大边的烃类包裹体荧光显示主要为淡绿—亮绿色和暗黄色,而方解石胶结物的烃类包裹体荧光显示主要为蓝色和暗蓝色。根据与烃类包裹体伴生的盐水包裹体均一温度法和地质综合分析,结果表明群克构造志留系储层发育2期油气充注,早期充注时间距今约为340 Ma,晚期距今约为230 Ma。     

库车坳陷阿瓦特地区油气动态演化过程

阿瓦特地区为库车坳陷克拉苏构造带上的典型含气区域。基于储层定量颗粒荧光测试手段、流体包裹体分析技术及储层沥青特点,结合埋藏史及热史,对其油气动态演化过程进行分析。结果表明:阿瓦特地区定量颗粒荧光QGF指数普遍超过4,QGF光谱峰值集中在400 nm左右,油包裹体主要呈现蓝色荧光,结合均一温度及埋藏史认为,第1期成熟轻质油充注时期约为15.0 Ma;晚期天然气充注时间大致为2.5 Ma,黑色气包裹体记录了该期充注,天然气充注对早期油藏进行改造在储层中形成了残余沥青,不同层段含油性相差较大可能是由于储层物性差异造成的。     

长岭断陷火山岩储层流体包裹体分布特征及天然气成藏期次

长岭断陷火山岩储集层成藏条件十分优越,勘探前景广阔。对该区腰英台凸起区深层火山岩系39块流体包裹体进行了偏光、荧光特征观察、均一化温度及冷冻温度(盐度)等测定,分析了储层流体包裹体类型及分布特征,充分利用包裹体均一化温度信息,结合烃源岩生烃史以及地层埋藏史,分析了该区天然气的成藏期次。该区火山岩储层烃类包裹体极为发育,以气态烃包裹体为主,包裹体中存在较多的CO2,其中达尔罕构造营城组包裹体中CO2含量较高。腰英台构造带为1期成藏,成藏时间为距今84～93Ma,油气充注期为青山口组沉积中后期至嫩江组时期;达尔罕构造带油气充注时间为距今87～94Ma,CO2充注时间为距今81～85Ma,相当于嫩江组的后期至四方台组早期,新近纪之后构造运动产生的CO2为大规模的无机CO2的来源。该区油气成藏期次与营城组与沙河子组烃源岩的生排烃史较为匹配。     

塔里木盆地库车坳陷北部构造带地质特征与勘探潜力

库车坳陷北部构造带是塔里木盆地油气增储上产的重要领域。利用最新的露头、钻井等资料,结合前人的研究成果,通过系统梳理和总结库车坳陷北部构造带的基础地质特征和石油地质条件,分析油气成藏模式和勘探潜力,并与邻区克拉苏构造带进行类比,明确了目前勘探需要解决的关键问题。结果表明,库车坳陷北部构造带的主要含油气层系为下侏罗统阿合组辫状河三角洲平原沉积、下侏罗统阳霞组—中侏罗统克孜勒努尔组辫状河三角洲下平原、三角洲前缘和滨、浅湖沉积;巴什构造段和迪北—吐孜构造段分别发育复杂和简单的基底卷入冲断构造,吐格尔明构造段发育古隆起背景下的基底卷入背斜;新近系库车组沉积期—第四纪为构造定型期;烃源岩主要为三叠系—侏罗系湖相泥岩和煤系地层,中—下侏罗统储层为裂缝性致密砂岩储层;发育3套主要的生-储-盖组合,"源、储、盖"紧邻的组合模式是形成致密砂岩气藏的有利条件;发育3类油气藏,构造-岩性油气藏主要分布在吐格尔明背斜及周缘地区,裂缝性连续型致密砂岩凝析气藏主要分布在迪北—吐孜地区,构造型致密砂岩油气藏主要分布在巴什构造段,均具有"先致密后成藏"的特点。库车坳陷北部构造带整体具备形成规模连片油气藏的潜力,新发现油气圈闭22个,总面积为240 km²,预测石油资源量为3 200×10⁴t、天然气资源量为3 500×10⁸m³,随着全区三维地震部署的实施,有望发现更多圈闭。库车坳陷北部构造带与克拉苏构造带一样,具备形成大—中型油气田的地质基础。对于库车坳陷北部构造带的油气勘探,需要在油气保存条件、构造精细建模、储层成因机制、钻完井与储层改造工艺优化方面开展进一步的系统研究;勘探层位应以中—下侏罗统为主,兼顾浅层、深层多目的层系,拓宽油气勘探领域。     

库车坳陷克拉苏构造带深层致密砂岩气成藏机制

为深化对克拉苏构造带深层致密砂岩气成藏机制的认识,开展了油气充注史和孔隙度演化史研究。以库车坳陷大北1气藏为例,运用流体包裹体岩相学和显微测温技术厘定油气充注史,采用定量回剥的方法恢复了储层孔隙演化史,根据两者的耦合关系明确了大北1气藏成藏机制。研究结果表明:大北1气藏存在3期油气充注过程,第1期为新近纪康村期至库车期的成熟原油充注,储层孔隙度为12%～14%,形成常规油藏;第2期为新近纪库车期高成熟油气充注,储层孔隙度为8%～10%,常规气藏与致密深盆气藏共存;第3期为新近纪库车末期至第四纪西域期的干气充注,储层孔隙度约为5%,形成致密常规与致密深盆复合气藏,西域期至今由于后期构造运动导致储层发育大量裂缝,气藏遭受改造,天然气沿裂缝在浮力作用下运移调整至构造高部位聚集。该研究成果进一步拓展了库车凹陷克拉苏构造带致密气勘探开发前景,为研究区有利区预测奠定一定的理论基础。     

博孜9井的发现与塔里木盆地超深层天然气勘探潜力

塔里木盆地克拉苏构造带西部的博孜—大北区段为超深、高温、超高压、构造变形强的复杂构造区,油气勘探程度低,近期部署在该区段的一口油气预探井——博孜9井取得了突破,压裂测试获得了高产工业油气流。为了加快该区的油气勘探进程,分析了克拉苏构造带断裂分级组合、古构造对构造变形的控制作用,研究了下白垩统巴什基奇克组和巴西改组储层的物源、应力场及油气成藏特征,并评价了其天然气勘探潜力。研究结果表明:①该构造带发育博孜—克拉、克拉苏、克深、拜城等4条一级断裂,形成并控制了4个断裂构造带;②该构造带西部发育博孜、大北2个早白垩世开始发育的古构造,形成了5种构造模式;③该构造带发育巴什基奇克组和巴西改组两套砂岩储层,巴什基奇克组储层属于7 500 m超深层优质储层,受粗岩性、弱压实、低应力等3个因素的控制,巴西改组有利储层主要位于第二段,属于辫状河三角洲前缘亚相沉积的裂缝—孔隙型储层;④该构造带西部的原油来源于中侏罗统恰克马克组烃源岩,经历了"早期聚油、晚期聚气"两期成藏,东部干气主要来自上三叠统黄山街组烃源岩,为一期成藏,并形成东部干气、西部凝析气的成藏特征。结论认为,博孜—大北区段发育超过万亿立方米天然气资源的有利圈闭,目前已发现博孜9等一大批千亿立方米级气藏并持续取得油气勘探突破,博孜—大北万亿立方米大气区即将落实。     

库车前陆盆地玉东地区白垩系油气成藏过程

利用流体包裹体岩相学观察和显微测温、定量荧光分析和盆地模拟技术,研究了库车前陆盆地玉东地区白垩系储集层油气成藏过程。结果表明,玉东地区经历了晚期油、气充注和后期调整富集。其成藏过程：①来自库车坳陷中侏罗统的湖相原油在距今4 Ma时充注到玉东地区下白垩统储集层,充注量较少,形成的轻质油包裹体丰度较低,黄色荧光轻质油包裹体记录了该期原油充注;②来自库车坳陷中-下侏罗统的煤型天然气在距今3.5 Ma时充注进来,天然气对早期原油气洗,轻质组分溶解到天然气中形成次生凝析气,重质组分和沥青质富集残留,蓝白色荧光油包裹体和气烃包裹体记录了该期天然气充注;③随着天然气持续充注和库车组沉积晚期构造抬升,天然气与早期原油发生混合作用的同时,在浮力驱动下,向上运移,并在古近系膏泥岩盖层之下富集成藏,形成凝析气藏。现今气水界面位于深度为4 776 m处,该界面之下形成以凝析油、重质油和沥青质为主的残余油藏,残余油水界面位于深度4 798.5 m处,但残余油饱和度较低。     

库车前陆盆地油气成藏特征与分布规律

库车前陆盆地是中国目前油气勘探程度和研究程度最高的前陆盆地。在深入认识库车前陆盆地油气成藏条件和油气聚集过程的基础上,总结了库车前陆盆地的油气分布规律:①平面上,油气相态在克拉苏构造带中部以干气为主,以此为中心向南、北两侧及东、西两端渐变为凝析气、油藏;②垂向上,以第三系含盐地层和侏罗系煤系泥岩2套区域盖层划分为盐上、盐下和深层３套成藏组合,盐下白垩系成藏组合是天然气勘探主体;③从南向北,不同构造带的油气藏类型、油气相态、油气成藏期次表现为时空上的有序聚集;④从东向西,不同构造段构造特征、油气藏类型、成藏特征和资源潜力具有差异性,具有中段油气富集的特征。通过对油气成藏规律和油气分布特征的认识,整体建立了库车前陆盆地从非常规致密油气到常规油气的有序聚集模式,深入认识了油气分布规律和有利勘探领域。     

塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带古近系膏盐岩盖层演化与圈闭有效性

膏盐岩层是含油气盆地良好的区域盖层,但不是完美的盖层。研究表明,膏盐岩具有"低温脆变、高温塑变"特征,构造挤压背景下膏盐岩盖层的封闭性随埋深而演化,大于3 000~3 200 m的埋藏深度是克拉苏构造带膏盐岩盖层封闭的关键。克拉苏构造带盐下圈闭成藏有效性因盖层封闭性演化不同而异,克拉苏区带盖层封闭的关键时间为库车中晚期,以勘探盖层埋深超过3 200 m的完整背斜圈闭为主;克深区带盖层封闭的关键时间为库车早中期,在断层侧向封堵时盐下断块、断背斜等圈闭均可聚集油气。研究成果与勘探现状吻合,并有利于提高勘探成功率。      

库车克拉2气田多期油气充注的古流体证据

对库车前陆盆地克拉2气田储集层进行流体包裹体分析、荧光光谱分析、场发射扫描电镜观察、岩心显微CT扫描及油气地球化学分析,从古流体证据的角度综合研究克拉2气田多阶段油气充注过程。克拉2气田经历了中新世早中期(N1)原油充注、上新世库车组沉积期(N2)高成熟油气充注与破坏、第四系(Q1以来)高—过成熟煤成气充注的3期成藏过程。储集层中广泛分布的残余干沥青、较发育的气液两相烃包裹体、纳米孔中的残余油、现今气层和水层中较高的颗粒(抽提物)荧光指数、储集层岩石较大的热解值等均是早期原油充注的证据;残余干沥青、含沥青的3相烃包裹体、凝析油轻质正构烷烃大量损失、石蜡质和芳烃等重组分含量相对较高、金刚烷含量异常高等均是早期原油遭受气洗发生脱沥青作用的有力证据。     

库车坳陷现今构造应力场与天然气分布关系

运用有限元数值模拟,确定库车坳陷现今平面和剖面的构造应力,总结其分布特征,并对构造应力与天然气分布的关系进行分析。盐下储集层在不同构造带最大主压应力分布不均,呈现出北部大,南部相对小,且大致呈近东西向条带状展布的分布格局,构造挤压强烈的北部区带内形成了诸多相对低应力区;区域性膏盐岩盖层及以上岩层最大主压应力较小,盐下岩层最大主压应力普遍较大,且埋深较大的三叠系、侏罗系烃源岩层最大主压应力较白垩系储集层普遍大,构造挤压强烈的克拉苏构造带北部克拉区带断背斜和断块、南部克深区带背斜顶部和断背斜靠近断层一侧上部均形成了相对低应力区。目前已发现天然气藏大都位于现今最大主压应力的相对低值区。     

库车前陆逆冲带天然气成藏期与成藏史

根据圈闭形成时间、油气成熟度、有机包裹体特征等综合分析认为,库车前陆逆冲带具有多期油气运移注入的历史,主要运移充注事件有晚第三纪康村早中期(17～10Ma)、康村晚期—库车早中期(10～3Ma)、库车晚期—第四纪西域期(3～1Ma)3期.其中库车晚期—西域期是库车前陆逆冲带天然气藏形成的主要时期,康村期—库车早中期则主要是原生油藏和凝析气藏的形成时期,但此阶段形成的油藏和凝析气藏在库车晚期—西域期因受到大量高过成熟气的气侵作用以及构造破坏作用而多形成次生油藏甚至破坏散失.     

低渗透储层形成及库车坳陷实例分析

随着油气勘探与开发的不断深入,低渗透储层逐渐成为国内外油气勘探与开发的重要对象.通过调研低渗透储层的涵义与分类,结合塔里木盆地库车坳陷克拉苏冲断带白垩系低孔、低渗砂岩储层的研究,总结了研究区低渗透砂岩储层的特征,探讨了其成因机制及影响因素.研究表明：按成因不同,可将低渗透储层分为原生、次生与裂缝型3类;低渗透储层的形成是沉积作用、成岩作用与后期构造作用共同影响的结果.沉积作用是形成低渗透储层的根本原因,强烈的压实与胶结作用是形成低渗透储层的主要原因,溶蚀作用和后期构造破裂作用提高了低渗透储层的物性,是形成深层低渗有效储层的关键因素.