渤海海域渤中凹陷渤中19-6大型凝析气田天然气来源探讨

渤海海域渤中19-6大型凝析气田的发现为渤中凹陷寻找大气田带来了希望和信心,深入研究其天然气的来源和成因对今后渤海天然气勘探具有重要指导意义。通过对开放和密闭体系热模拟实验结果分析,综合地球化学和数值模拟研究表明,渤海优质腐泥型湖相烃源岩[ω(TOC)=3.93%,I_H=727 mg/g(每克有机碳中干酪根热解烃量,下同)]干酪根热解累积生气的比例仅为10%,以排油为主;偏腐殖型湖相烃源岩热解生气比例也不大,I_H=100 mg/g时干酪根热解累积生气比例仅为30%,但由于干酪根的吸附作用,其中的残留烃在烃源岩中裂解成气,最后以排气为主。渤中19-6天然气为沙三段Ⅱ₁、Ⅱ₂和Ⅲ型混合烃源岩成熟到高成熟阶段的产物,是干酪根热解气与残留烃裂解气的混合物,且其供烃区为渤中凹陷西南的局部区域,供烃区古近系沙河街组沙三段烃源岩早期以排油为主,晚期(15 Ma以后)以排气为主,晚期排气量占总排气量的82%。下一步在渤中凹陷寻找大气田要选择供烃区烃源岩排烃气油比大、以排气为主的目标进行钻探。     

渤海海域渤中凹陷中生界火山机构地质模式及建造过程

精细刻画火山机构对火山岩储层预测十分重要。渤海海域中生界发育多类火山机构，且受后期改造强烈，目前缺乏对该区火山机构类型、结构及建造过程的系统研究。利用岩心、测井及地震资料，将渤海海域中渤中凹陷生界火山机构分为熔岩穹丘、复合层火山、火山碎屑岩席及盾状火山4种类型。分别刻画了这4种火山机构内部喷发单元及岩性、岩相构成，建立了地质模型，并概括形态特征及内部结构建立了4种火山机构对应的建造过程示意图。其中，熔岩穹丘具有高纵/横比，由厚层酸性熔岩构成，内部一般为块状构造；复合层火山在该盆地内分布范围广、规模大，外部形态为丘状，但纵/横比小于熔岩穹丘，内部岩性复杂，多为熔岩和火山碎屑岩互层构成的层状结构；盾状火山为平缓的低丘状外形，主要由基性岩组成，其岩浆黏度低、流动范围较大，所以形成的机构规模大，内部多为席状构造；火山碎屑岩席为席状及充填状，纵/横比极小，内部为多期喷发叠加形成的层状结构。此外，通过对比不同火山机构的物性，发现研究区熔岩穹丘及复合层火山的储层物性最好，火山碎屑岩席次之，盾状火山最差；熔岩穹丘及复合层火山机构可作为后续有利油气勘探目标。     

渤海海域渤中19-6潜山气藏成藏要素匹配及成藏模式

为了明确渤海海域渤中19-6潜山千亿立方米气藏的形成过程,基于大量岩心、薄片、测井及地球化学数据,在地质分析的基础上,利用地球化学分析方法和盆地模拟的手段,对其成藏要素及成藏规律进行了系统分析。研究表明：（1）渤中凹陷沙三段烃源岩生气强度普遍超过50×10⁸ m³/km²,晚期持续供烃为渤中19-6潜山气藏的形成提供了充足的物质基础;（2）印支期和燕山期构造运动是渤中19-6潜山构造裂缝型储层和潜山圈闭形成的关键时期,并形成了近源断裂输导体系和远源不整合面输导体系;（3）东营组厚层超压泥岩盖层和潜山较弱的晚期构造活动有利于渤中19-6潜山气藏的保存;（4）“生、储、盖、圈、运、保”六大成藏要素的时空匹配,最终导致了渤中19-6潜山千亿立方米大气田的形成。建立了渤中19-6潜山多洼供烃、多向充注、断裂和不整合联合输导的晚期成藏模式。     

渤中凹陷西斜坡原油地球化学特征及来源

利用原油物性分析、饱和烃气相色谱、色谱-质谱及稳定碳同位素等分析资料,对渤中凹陷西斜坡的原油地球化学特征及其来源进行了系统分析。认为研究区内原油可分为A类和B类2大类,其中,A类为因生物降解而成的稠油,埋深小于1600m。B类为正常原油,且可细分为B1类和B2类两类,B1类原油一定程度上受到生物降解作用的影响,埋藏深度介于1600m和1700m之间;B2类原油未受生物降解作用的影响,埋深大于1700m。B1类和B2类原油可能均主要为沙三段(E3s3)和沙一、二段(E3s1+2)烃源岩所生成原油混合的产物,东营组烃源岩的贡献不明显。基于现有认识,那些发育在断至沙河街组烃源岩的断层附近的圈闭应该是渤中凹陷西斜坡现阶段较为现实的勘探目标。     

渤海海域渤中凹陷源控油气作用及有利勘探区域预测

根据"源控论"的地质思想,通过对中国东部盆地烃源岩与油气藏分布特征的地质统计,提出了油气分布门限的概念,并在此基础上提出了油气成藏概率、储量分布概率和最大油藏规模的相关概念,采用地质统计、回归判别的方法,建立了多元非线性数学模型.结合排烃门限、成藏门限和分布门限对渤海海域渤中凹陷的油气分布进行了综合预测,结果表明,石臼坨成藏体系和渤东成藏体系是最有利的勘探区带,在排烃边界范围附近、成藏概率大于80%的圈闭将是最有利的勘探目标.     

油气运聚模拟在目标钻前研究中的成功应用——以渤海海域渤中21-22区为例

在对构造演化、成藏要素综合分析的基础上,运用盆地模拟技术对渤海海域渤中凹陷渤中21-22区的埋藏史、热史、生烃史以及油气运聚进行了模拟,指出了有利的油气聚集区。研究结果表明:渤中凹陷沙三段及东三段烃源岩在馆陶组沉积时期进入了大量生油期,现今均已进入大量生气阶段。渤中凹陷生成的天然气沿潜山表层风化壳以及大型不整合面运移至渤中21-22区潜山成藏。因而,渤中21-22区潜山是极为有利的油气勘探目标区。对该区的成功钻探验证了油气运聚模拟结果。因此,该油气运聚模拟技术是优选、评价有利勘探目标区、降低勘探风险并提升勘探成功率的有效方法。     

渤中凹陷低阻油层成因及测井识别方法研究

低阻油层测井识别是常规测井评价的一大难点问题,其中油层低阻在很大程度上对测井解释符合率产生影响。为了进一步提高低阻油层的解释符合率,该文以测井资料为基础,结合录井、岩心实验分析、测试分析化验等资料,从沉积作用、成岩作用的角度针对渤中凹陷地区低阻油层的成因及测井识别方法开展分析。研究结果表明:渤中凹陷低阻油层主要为薄层低阻油层和泥质引起的低阻油层。另外,采用纵向响应离散法对测井曲线进行处理,依据校正后数值的高低可以对薄层低阻油层进行识别;用双饱和度法可以对泥质引起的低阻油层进行识别。通过获取渤中凹陷低阻油层成因与两种方法对低阻油层的识别效果,为充分挖掘低阻油层潜力和油田高效可持续开发提供重要技术支撑。     

渤中凹陷原油生物标志物特征与成因类型划分

渤中凹陷生物降解原油具有高密度，高粘度，低含蜡和饱芳比小于3的特征，非生物降解原油具有低密度，低粘度，高含蜡和饱芳比大于3的特征。大部分原油的正构烷烃没有奇碳或偶碳优势，具有弱的姥鲛烷优势，三环萜烷和甾烷丰度较低，藿烷丰度较高，甾藿比小于1，但不同类型原油伽马蜡烷和C24四环萜烷的含量存在明显差异；生物降解原油均可检测出丰富的25-降藿烷系列；生物标志物的绝对浓度以凝析油最低，生物降解原油最高，正常原油介于两之间，依据原油伽马蜡烷指数和C24四环萜烷/C26三环萜烷值可把渤中凹陷原油分成富C24四环萜烷原油（A类原油）和贫C24四环萜烷原油（B类原油），贫C24四环萜烷原油又可分为高伽马蜡烷原油（B1亚类原油）和贫伽马蜡烷原油（B2亚类原油）。     

渤中坳陷渤中25-1/S油田硫化氢成因研究

硫化氢是天然气和石油伴生气中的一种有害成分,会给油气的安全生产带来隐患。在渤海湾盆地渤中坳陷渤中25-1/S油田开发期间,在多口井中检测到硫化氢,含量达到(5～318)×10-6。通过天然气、硫酸盐、硫化亚铁等样品的实验分析,对该油田明化镇组下段和沙河街组硫化氢成因进行研究,认为渤中25-1/S油田硫化氢与油气同源,来源于古近系沙河街组干酪根的热分解。     

渤海海域渤中凹陷渤中19-6深层潜山凝析气藏的充注成藏过程

综合凝析油的地球化学特征、周缘洼槽烃源岩生烃史、流体包裹体岩相学观察、均一化温度及含油包裹体的石英颗粒的频数(GOI),分析了渤中19-6地区深层凝析气的来源及充注成藏过程。研究表明:潜山凝析油气的热成熟度高,对应的烃源岩R_o约1.3%。轻烃、碳同位素组成与生物标志物参数分析表明凝析油气来源于油型母质,即沙河街组烃源岩。烃类包裹体主要分布于石英微裂隙,少量分布于加大边。液态烃类包裹体呈黄绿色及蓝白色荧光,GOI值高达80%,揭示高的原油充满度。渤中19-6深层潜山凝析气藏表现为近源、早油晚气连续充注,其中原油充注在明化镇组下段时期(12～5.1 Ma),天然气大量充注时间为明化镇组下段沉积末期甚至更晚的时期(5.1～0 Ma)。尽管新构造运动期油气垂向调整显著,但烃源岩快速熟化与近源强充注是构造活化区深层潜山动态富集的重要物质基础。     

渤中、渤东凹陷结构认识及有利勘探方向

渤中、渤东凹陷沙河街且三、四段为断陷沉积，凹陷东部断陷沉积受NE向断裂（郯庐断裂系）控制，雁行排列的NE向断裂将其分隔成3个主半地堑。凹陷西部断陷沉积受NW或近E－W向断裂控制，亦形成3个主半地堑。断陷期的沙河街三段是凹陷的主力烃源岩，厚度可达3000m，而东营组下段生油指标达到好烃源岩标准，也是一套值得重视的烃源岩，环渤中凹陷的诸多凸起是寻找上第三系油藏的有利地区，凸起边缘和凹中隆则是寻找上第三系油藏和东营组优质油气藏的有利地区。     

渤海海域秦南凹陷油气地质特征及勘探潜力

秦南凹陷是渤海海域勘探程度最低的凹陷之一,前期勘探成果不理想,凹陷的生烃能力一直受到质疑。通过对秦南凹陷油气地质特征研究表明:秦南凹陷内小型次洼已具备较大的生排烃能力,凹陷中心的东洼和中洼烃源岩分布范围更广、体积更大、埋藏更深,应具有更大的生排烃能力;凹陷的结构类型控制油气优势运移方向;稳定分布的东二下段泥岩沉积控制了油气富集层位;长期活动断层的发育位置及程度控制了新近系油气成藏的区域与富集程度;主要发育了自生自储、早生晚储、下生上储近源成藏3种成藏模式。研究认为,石臼坨凸起北侧斜坡区、秦南凸起东侧斜坡区以及秦南Ⅰ、Ⅱ号断裂附近为有利勘探区域,具有较大勘探潜力。     

渤海海域太古界深埋变质岩潜山优质储集层形成机制与油气勘探意义

深埋变质岩潜山风化壳相对致密,裂缝发育程度是储层优质的决定因素。利用岩心、铸体薄片、荧光薄片、扫描电镜、常规物性等实验分析方法,对渤海海域渤中19-6构造太古界深埋变质岩潜山优质储集层形成机制进行分析。研究表明,渤中19-6构造太古界以片麻岩、变质花岗岩和混合岩为主,岩石中长英质矿物含量高、地层脆性强,极易形成裂缝,为优质储集层的发育创造了较好的岩性条件;持续动力破碎作用使潜山内幕发育大规模裂缝发育带和动力破碎带,是变质岩优质储集层形成的关键;风化作用影响下潜山顶部形成大量次生溶蚀孔和沿裂缝溶蚀扩大孔,但深埋作用使顶部风化壳相对致密。在上述控制因素指导下,建立了“垂向贯通,横向连续”大型深埋变质岩优质储集层分布模式。     

渤中凹陷莫霍面特征及盆地形成机制

横切渤中凹陷的长电缆地震剖面长约100km,记录时间达14s,探测深度超过莫霍面深达地幔。长电缆地震反射剖面揭示了渤中凹陷莫霍面起伏特征。综合分析认为,渤中凹陷古近纪及新近纪的快速沉降主要是在深部地幔物质上涌及板块之间的相互作用双重动力学背景下形成的;渤海湾盆地整体上表现出以裂陷作用为主、拉分作用为辅的联合形成机制。     

渤海海域渤东凹陷结构特征与勘探方向

通过对渤东凹陷结构特征、凹陷结构演化综合研究,明确了凹陷结构具"东西分带、南北分区"的特征:平面上凹陷东西分带,西部洼陷带呈NNE向半地堑串联分布,东部洼陷带呈NE向半地堑并联分布,剖面上南北分区,由北向南凹陷结构由北区的单一半地堑结构过渡到中区、南区复杂化的半地堑结构;阐明了凹陷结构演化对洼陷生烃潜力的控制;总结了渤东凹陷主要4种油气成藏模式:凸起上覆披覆背斜型油气藏、潜山型油气藏、中央走滑带下生上储型油气藏和斜坡带构造——岩性油气藏;预测了渤东凹陷4个有利勘探区带:渤东低凸起(南段和北段)、中央走滑构造带、西二洼斜坡带和东一洼斜坡带,其中位于主力生烃洼陷西二洼周缘的渤东低凸起南段和西二洼斜坡带是最有利的勘探区带。     

渤海浅层构造变形特征、成因机理与渤中坳陷及其周围油气富集的关系

区域构造应力场、营潍断裂右旋走滑扭动、重力差异压实、热沉降以及地幔拆沉引起的均衡调整作用共同控制和影响了渤海浅层上第三系和第四系的构造变形和沉降沉积中心的形成。渤海新生代叠加复合的盆地性质和强烈的新构造运动与周边板块活动的动力学背景密切相关。浅层圈闭在渤海油气勘探中占据重要地位,晚期断层对渤海浅层大油气田的分布起控制作用,不同类型浅层背斜圈闭对油气富集程度也有重要影响,据此归纳出两种基本油气运聚模式。     

渤中凹陷凝析油地球化学特征及油源研究

对渤中凹陷凝析油样品进行了全油色谱、色谱质谱与碳同位素分析,探讨了凝析油的生物标志物与碳同位素地球化学特征,并进行了油源对比。研究结果表明,渤中凹陷凝析油中C24四环萜烷与伽马蜡烷含量变化有明显的差异,据此可将凝析油分为2类,再结合源岩的地球化学特征,推断QHD30-1N-1井和BZ22-2-1ST井凝析油与沙一段、沙二段烃源岩具有亲缘关系,CFD18-2E-1井凝析油来源于东下段烃源岩。     

郯庐断裂带在渤海海域渤东地区的构造特征

为了分析郯庐断裂带对渤海海域渤东地区的构造特征、构造演化及油气成藏的控制作用,解释了5条地震剖面,并对其中一条剖面做了平衡恢复。研究结果表明,郯庐断裂在渤东地区表现为3个分支,剖面上发育明显的负花状构造、具有走滑性质的正断层、滚动背斜、垒堑构造、断阶构造等,还可见海豚效应现象。平面上深部走滑断层延伸较远,浅层形成大量的雁列式正断层。郯庐断裂古近纪主要以伸展活动为主,且以渐新世东营组沉积期伸展活动最强,上新世-第四纪以走滑活动为主。因此,渤东地区断裂具有分层差异变形特征,基本上可以分为两套断层系统:1古近系及其下部的伸展断层系统;2新近系-第四系的走滑断层系统。郯庐断裂的晚期强烈活动促使了油气的晚期成藏。     

渤海湾盆地渤中凹陷渤中19-6构造凝析油气特征与形成机制

基于凝析油和天然气组分、生物标志化合物、稳定碳同位素和储层流体包裹体等分析结果,综合运用多种油气地球化学方法,明确了渤海湾盆地渤中凹陷西南部渤中19-6构造中凝析油和天然气的特征及成因,探讨了油气的形成机制。研究结果表明,渤中19-6构造的凝析油具有低密度、低黏度、低胶质+沥青质、高蜡和高凝固点的物性特征,其正构烷烃以中—高碳数为主,轻烃组分以正辛烷、正庚烷和甲基环己烷为主且含量相当,为沙河街组三段烃源岩成熟阶段的产物。天然气组分主要为烃类气,非烃气体含量低,为沙河街组三段偏腐殖型烃源岩裂解气。12 Ma以来,渤中19-6构造经历了重质油、轻质油气、凝析油气和天然气的多幕连续充注。相控混溶为渤中19-6构造中凝析气的主要形成机制,即在含原油的天然气流体中,当地下温度、压力升高时,早期原油溶于晚期充注的天然气中,形成现今的凝析气藏。     

渤中凹陷天然气烷烃碳同位素异常的成因探讨

渤中凹陷天然气为有机成因气，但部分气藏烷烃碳同位素出现异常。通过对碳同位素异常的分析认为：QHD30—1N-1井馆陶组天然气甲烷碳同位素偏负的原因可能是深部高成熟气运移至浅层与低熟气混合和／或天然气的运移、扩散效应造成；而CFD18—1—1井、BZ26—2—1井及BZ22—2—1ST井天然气烷烃系列碳同位素局部倒转的原因则分别是由“既不同型又不同源”气、“同源不同型”气和“同型不同源”气的混合所造成。