东濮凹陷沙河街期盐湖盆地充填演化模式

东濮凹陷在古近系沙河街组沉积时期为1个盐湖盆地,自下而上发育了4套厚层盐岩,盐湖成因历来争议颇大。笔者在研究东濮凹陷沉积背景及沉积旋回的基础上,对东濮凹陷火山岩、盐岩及碎屑岩地层的垂向及平面组合特征进行了深入研究,认为东濮凹陷盐湖发育阶段与构造演化关系十分密切,盐湖发育期与凹陷强烈断陷期吻合。因此,结合该区的构造演化史、沉积充填史、火山活动史,综合分析了盐岩发育旋回的特征。东濮凹陷盐岩可划分为2大旋回,每一旋回又可分为初始裂陷期、强裂陷咸化高水位期、过补偿萎缩期3个阶段,据此建立了东濮凹陷拉张性盐湖盆地充填演化模式。该模式的建立,丰富了东部拉张型咸化湖盆充填演化理论。     

渤海湾盆地东濮凹陷古近系沙河街组层序地层

通过对研究区300多口钻井的地层对比和3000多米岩心的详细观察及区域构造-沉积演化分析,综合运用构造、古生物、岩性、地质年代以及测井和地震反射等6个方面的特征,将东濮凹陷古近系划分为3个超长期层序,分别对应于沙河街组四段下亚段、沙河街组四段上亚段-沙河街组三段、沙河街组二段-东营组;并将沙河街组四段上亚段-沙河街组一段划分为4个长期层序,分别对应于沙河街组四段上亚段-沙河街组三段四亚段、沙河街组三段三亚段、沙河街组三段二亚段-沙河街组三段一亚段、沙河街组二段-沙河街组一段。提出同一套连续沉积的盐岩在长期及超长期层序划分中具不可分割性,并结合东濮凹陷及渤海湾盆地层序划分的实例,指出目前普遍存在的层序地层划分方案与岩石地层划分方案相一致的现象值得商榷。     

渤海湾盆地东濮凹陷原油地球化学特征研究

对东濮凹陷文留地区原油样和油砂样进行了族组分、碳同位素、饱和烃色谱—质谱实验分析,结果表明,文留地区沙河街组原油与含油砂岩抽提物的饱和烃含量在38.3%-79.3%;原油碳同位素值分布于-27.0‰～-28.0‰,饱和烃碳同位素值在-27.4‰～-28.7‰,族组分之间的碳同位素分馏效应较小;多数样品Pr/Ph小于0.5,具有明显的植烷优势;αααC₂₉20R/20(R+S),C₂₉ββ/(αα+ββ)参数显示处于低熟状态;甾烷系列中C₂₇含量略占优势,重排甾烷含量与成熟度相关,随样品成熟度增高,重排甾烷/规则甾烷值增大,低熟油样品的重排甾烷/规则甾烷值小于0.3。分布在中央隆起带文西断层与文东断层之间地区的样品,其γ-蜡烷含量较高,γ-蜡烷/C₃₀藿烷分布于0.40～0.99,γ-蜡烷/H₃₁22S.分布于2.11～4.15,反映了陆相咸水湖相原油特征。分布于文东断层以东的原油样品γ-蜡烷含量低,γ-蜡烷/C₃₀藿烷分布于0.05～0.15,γ-蜡烷/H₃₁22S分布于0.16～0.28,反映了低盐度的淡水—微咸水相原油特征。      

渤海湾盆地沾化凹陷页岩微观孔隙特征实验研究

页岩的微观孔隙结构是影响页岩油气富集与渗流机理的关键。利用氩离子抛光扫描电镜、低温CO₂吸附、低温N₂吸附、高压压汞及核磁共振等实验方法,对沾化凹陷沙河街组陆相页岩的微观孔隙特征进行了研究。页岩主要发育有机孔、粒间孔、粒内孔、晶间孔、溶蚀孔和微裂缝等6类孔隙。其中微孔、中孔和宏孔均有发育,微孔比表面积约占总比表面积的61.52%,提供了页岩油气吸附的主要空间,而中孔和宏孔则提供了大部分孔体积,分别占比49.99%和41.19%,对页岩油气的储集和运移起主要作用;页岩孔隙度为4.08%~7.04%,有效孔隙度为0.11%~0.64%,孔隙连通性差。     

渤海湾盆地东濮凹陷上古生界潜山油气成藏条件评价

与济阳坳陷对比,渤海湾盆地东濮凹陷具备潜山油气成藏的基本条件.以已有的钻井作控制,提取了各关键井的储层条件、烃源条件和盖层条件作为成藏条件评价的源参数,以油气显示级别作为成藏条件的指示参数,建立了神经网络数学模型,对东濮凹陷各关键井上古生界潜山的油气成藏条件进行评价.通过对3种评价源参数的分布进行平面分区,对东濮凹陷上古生界的成藏条件进行了平面预测,结果表明中央隆起带是上古生界潜山油气勘探的最有利地区.近期文古2井在上古生界的工业油气流突破证实了模型的预测结果.对该油气藏的解剖表明,在煤系之上的、埋藏较浅的、厚层粗粒的砂岩应是上古生界勘探的主要目的层.     

东濮凹陷咸化湖盆优质烃源岩的发育特征及意义

采用岩石学及地球化学方法测试分析东濮凹陷咸化湖盆烃源岩,确定了咸化湖盆页岩及油页岩为优质烃源岩。其具有两层结构,主要由富含有机质的纹层和夹有黄铁矿的钙质纹层构成;生物标志化合物普遍具有奥利烷丰度低,伽马蜡烷丰度高,而C_(27),C_(30)甾烷相对丰富,姥鲛烷与植烷质量分数之比(Pr/Ph)低等特征,反映出强还原咸水沉积环境,有机质主要来自于水生生物。高生产力及盐水分层造成的强还原环境是造成东濮凹陷咸化湖盆优质烃源岩的形成与发育的主要原因。富集生烃灶将是效益勘探形势下的重点研究方向。     

渤海湾盆地东濮凹陷上古生界烃源岩成烃特征及成藏意义

为了明确渤海湾盆地东濮凹陷上古生界油气成藏条件和规律,采用烃源岩评价、生烃热模拟实验和盆地模拟相结合的研究方法,定量研究石炭系—二叠系烃源岩生烃历史和强度,并探讨其成藏意义。结果表明：东濮凹陷石炭系—二叠系烃源岩显微组成中富氢的壳质组、基质镜质体含量高（>10%）,烃源岩具有较高生油潜力,成烃演化过程以多阶段性、生气带宽为特征;石炭系—二叠系在燕山期埋藏深度小,R_o在0.6%~0.8%,生气量较小,在喜马拉雅期呈差异化的热演化特征,凹陷西部至西斜坡地区生气强度整体较低,为（1~20）×10⁸ m³/km²,东部深洼带烃源岩埋深大、演化程度高、生气量大,生气强度达（60~110）×10⁸ m³/km²。已有勘探成果分析显示,生气强度大于40×10⁸ m³/km²的区域才能形成天然气富集,前梨园洼陷带生气强度在（60~110）×10⁸ m³/km²,具备形成原生煤成气藏和古生新储煤成气藏的有利条件,是下步有利勘探区带。     

渤海湾盆地东濮凹陷北部页岩油富集类型和烃类组成特征——以文410井古近系沙河街组三段为例

为研究渤海湾盆地东濮凹陷北部页岩油的含油性及烃类组成特征,对文410井古近系沙河街组三段岩心样品开展了冷冻热解、三维定量荧光、气相色谱—质谱、岩石薄片等分析测试。东濮凹陷北部沙三段主要发育夹层型和裂缝型2种页岩油富集类型,烃类赋存主要为粒间孔和微裂缝2种形式,有效孔缝组合是页岩油高效富集的关键;岩心样品抽提物烃类组成特征主要以低碳数正构烷烃为主,C₂₇—C₂₈—C₂₉规则甾烷呈“V”型分布,反映出有机质来源主要为陆生高等植物与低等水生生物;伽马蜡烷含量较高,较低的Pr/Ph比值,反映该区有机质沉积环境主要为咸化的还原环境;结合C₃₁22S/(22S+22R)、Ts/(Ts+Tm)、C₂₉ααα20S/(20S+20R)、C₂₉ββ/(αα+ββ)等参数,表明烃源岩处于成熟阶段。     

渤海湾盆地东濮凹陷文留地区现今地层水化学与油气运聚

东濮凹陷文留地区断裂及盐岩发育,油气运聚过程及油、气、水分布关系复杂。在分析文留地区古近系现今地层水化学纵向及平面分布特征的基础上,利用地层水氘、氧同位素测试资料确定地层水来源。结合文留地区构造以及水动力特征,深入研究文留地区古近系地下水化学特征与油气富集、分布之间的关系。同时,通过解剖文218-文245井典型剖面,进一步分析水化学特征与油气运移、聚集、成藏之间的耦合关系。地层水氢、氧同位素分析表明,文留地区地层水以原生沉积水为主,局部曾经受到古大气水下渗影响,反映其地层封闭性较好,有利于油气成藏、保存。纵向上,文留地区水化学可以分为（古）大气水下渗淡化带、越流泄水浓缩带、泥岩压实排水淡化带、断层越流淡化带和末端越流浓缩带等5个水化学垂向分带;平面上,文东滚动背斜带和文东地堑带为两侧凹陷离心流的共同指向区,地层水在越流过程中不断浓缩,矿化度、氯离子浓度增加,矿化度、氯离子浓度高值区与油气富集区有一致性。文留地区断裂连通性好,油气以垂向运移为主,侧向运移为辅。     

渤海湾盆地东濮凹陷天然气成因及分布特征

针对东濮凹陷高热演化程度区天然气成因复杂,天然气富集规律及勘探潜力认识不清等问题,文中利用聚类分析、生烃模拟实验等手段,对天然气成因类型及分布特征进行了研究。研究结果表明：东濮凹陷存在油型气、煤成气及混合气3大类天然气。其中：油型气包括低熟油型气(R_o介于0.5%～1.2%)、中熟油型气(R_o介于1.2%～1.6%)和高熟油型气(R_o介于1.6%～2.0%),依次分布于构造顶部、斜坡带、洼陷带;煤成气R_o介于2.0%～3.0%,包括源外高熟煤成气和源内高熟煤成气;而混合气主要分布在高热演化烃源灶的大断裂周围。通过对主力生气区分析发现,油型气和煤成气对应的烃源岩主力生气深度分别介于4 000～5 000,5 000～7 000 m,空间上具有接力特征。东濮凹陷天然气富集程度与生烃洼陷的热演化程度关系密切,中、高热演化洼陷(R_o介于1.0%～3.0%)将是渤海湾盆地和东濮凹陷未来天然气勘探的重点领域。     

渤海湾盆地东营凹陷烃源岩碳氧同位素组成及地质意义

对渤海湾盆地东营凹陷沙河街组烃源岩层段开展了系统取样和碳酸盐碳氧同位素分析,并结合文献中的数据资料,在层位精细划分基础上,系统总结了碳氧同位素组成特征及纵向的差异,并探索分析了古湖泊环境的演变过程。沙四段下亚段δ¹³C和δ¹⁸O呈现较好的正相关,指示了断陷初始期盆地封闭性水文地质条件,但其碳氧同位素又整体相对较轻,并且具有从下部向上部逐渐变重的特征,表明盐湖水体不稳定并受到不同程度的淡水影响作用。沙四段上亚段δ¹³C和δ¹⁸O整体呈现较好的正相关且明显加重,指示了断陷加速期咸化湖泊水体环境较为稳定和封闭的特征。沙三段下亚段不同岩性碳酸盐碳氧同位素存在一定差异,其中较好反映烃源岩原始碳氧同位素组成特征的非钙片页岩,其δ¹³C和δ¹⁸O值分布非常集中,指示断陷鼎盛期非常稳定、封闭的半咸化湖泊环境。沙三段中亚段与沙三段下亚段非钙片泥岩数据较为接近,从一定程度上继承了沙三下亚段沉积期湖泊水体的碳氧同位素特征。     

渤海湾盆地东濮凹陷古生界煤成烃特征模拟实验研究

通过渤海湾盆地东濮凹陷石炭—二叠系煤系地层实际地质条件下煤的半开放体系加水热模拟实验研究,刻画了该区煤岩不同温压介质条件下生排烃特征及潜力。研究表明：（1）东濮凹陷石炭—二叠系煤具有极高的生烃潜力,最高产烃量达254 mg/g,其中气态烃总产率220 mL/g,液态烃最高产率为145.8 mg/g;（2）煤成油的演化呈峰形尖锐的单峰特征,生油高峰在325 ℃（R_o＝1.08%）,生成的液态烃类近40%排出煤体;（3）煤成气的演化呈多阶段性逐渐增大的特征,其中325~450 ℃和500~550 ℃2个区间气态烃类快速增加,前者主要缘于液态烃的大量裂解,后者是煤芳香结构进一步稠合生烃演化产生;（4）东濮凹陷石炭—二叠系煤既生油又生气,其煤成油潜力与吐哈盆地侏罗系煤相当,煤成气潜力与鄂尔多斯石炭—二叠系煤相当。     

渤海湾盆地东濮凹陷陆相页岩油可动性影响因素与资源潜力

可动性好是陆相页岩油富集高产的关键。通过显微镜薄片观察、扫描电镜、X射线能谱分析、岩石多温阶热解、高压压汞等实验,对渤海湾盆地东濮凹陷古近系沙三段页岩油赋存特征与可动性影响因素进行了分析,并运用盆模法预测了可动油资源的分布。页岩油主要以游离态赋存于粒间孔、晶间孔、溶蚀孔和连通裂缝中,并在裂缝周围富集,成熟度和裂缝发育程度是页岩油可动性主控因素,有机质丰度和孔隙度对其影响相对较复杂。东濮凹陷沙三中、下亚段页岩油资源潜力较大,以中—高熟油为主,可动油纵向上主要分布在3 500~4 500 m,平面上主要分布在洼陷带和内斜坡带,其中前梨园洼陷以及文东内斜坡带、濮卫次洼、柳屯洼陷、海通集洼陷可动油丰度较高,是下一步陆相页岩油重要勘探方向。     

渤海湾盆地东濮凹陷沙三段泥页岩储层孔隙微观特征及其对油气滞留的意义

结合基础地化特征,对渤海湾盆地沙三段泥页岩进行XRD全岩矿物测试、镜下薄片鉴定和扫描电镜观察、低温氮气吸附实验,分析泥页岩储层孔隙空间的微观结构特征,并在此基础上研究沙三段泥页岩储集空间发育的影响因素,阐述孔隙发育对泥页岩油气富集的意义。结果表明：东濮凹陷沙三段泥页岩可划分为粉砂质泥页岩、灰质泥页岩和膏质泥页岩,其地化特征非均质性很强,显示出油气在沙三段泥页岩中的富集特征十分复杂。沙三段泥页岩中发育有粒间孔隙、粒内孔隙、有机孔及裂缝,不同岩性中的主要孔隙类型及孔隙分布存在差异。低压氮气吸附实验显示出沙三段泥页岩孔径分布体系可分为微孔主导、大孔主导和多孔径共控3种孔隙结构。沉积作用及成岩作用对沙三段泥页岩孔隙网络的发育均有影响,沉积环境为不同类型孔隙在各个岩性中的发育奠定基础,成岩作用在泥页岩埋藏过程中对孔隙网络起改造作用,大孔隙和微裂缝为液态烃及游离气的主要富集场所,微孔及介孔能够为吸附气提供吸附位,溶解气对于页岩油的开发具有重要意义。     

渤海湾盆地沾化凹陷沙河街组页岩油微观储集特征

页岩油储层微观孔隙储集特征是勘探开发的重要基础资料。采集渤海湾盆地沾化凹陷罗69井沙河街组三段页岩油层段18块岩心样品,利用氩离子抛光-场发射扫描电镜实验,研究页岩油储层孔隙发育特征。沾化凹陷沙三段页岩油层段为泥岩和灰岩的过渡岩性,以灰质泥岩、泥质灰岩和含泥灰岩为主,夹少量灰岩薄层。页岩油层段主要孔隙类型包括泥质碎片间微孔和碳酸盐矿物的溶蚀孔、晶间孔和晶内孔。页岩油层段的储层孔隙主要由泥质部分提供,泥质粒间孔提供的面孔率贡献最大,方解石溶蚀孔对面孔率有一定贡献,晶间孔和晶内孔的面孔率贡献最低。页岩油储层孔隙的孔径属于纳米级和微米级,纳米级孔隙数量占绝对优势,然而储层孔隙面积主要由数量较少的微米级孔隙提供,即页岩油开发的储集空间应该以微米级孔隙为主要对象。     

渤海湾盆地沾化凹陷湖相泥页岩地球化学特征及有机质富集规律

以渤海湾盆地沾化凹陷罗69井沙三下亚段湖相泥页岩为研究对象,在层序地层框架下,研究了不同体系域湖相泥页岩的地球化学特征,阐明了沉积环境的演化过程及有机质富集规律,为非常规页岩油有利目标的识别提供理论支持。测井与岩性组合揭示沙三下亚段层序自下而上分为湖侵体系域、早期高位体系域和晚期高位体系域。生产力和保存条件是有机质富集的控制因素,二者缺一不可。较高的生产力和较好的保存条件共同决定了早期高位体系域最有利于有机质富集,也为其成为良好的页岩油开发层系提供了良好的物质基础。