陆相碳酸盐质细粒沉积岩及油气甜点多源成因

基于以往研究认识,通过分析细粒碳酸盐物质来源和岩石形成作用,系统论述碳酸盐质细粒沉积岩的多源成因机制,并对碳酸盐质细粒沉积岩的油气富集类型进行总结.研究表明,以陆地物质输入、盆内自生物质生成、火山热液物质注入和混合物质来源为主的多物源供给是陆相断陷盆地富集细粒碳酸盐物质的主要原因.其中物源区富碳酸盐岩基岩的发育控制了盆...     

含油气细粒沉积岩研究的几个问题

细粒沉积岩在沉积岩中占有重要地位,但由于其看似“简单”而往往被忽略;同时受超微观实验条件的限制,细粒物质的沉积、成岩作用成为沉积学界乃至于地质学界研究相对薄弱的领域。随着页岩油气勘探开发的不断深入,细粒岩沉积学研究愈来愈受到重视。然而,目前细粒沉积岩研究中还存在诸多不规范和需要进一步深入之处。未来的研究应当综合利用沉积学、储层地质学及地层学相关理论知识,结合高精度的观察手段、地球物理识别技术、实验模拟等方法,探索理论突破与方法创新,规范细粒沉积岩相关概念及术语,建立系统、科学的细粒沉积岩分类方案,明确细粒物质沉积、成岩动力学过程,建立针对深水细粒物质的研究规范。在研究中应当重视学科交叉及科学研究与工业价值间的关联,使得细粒岩沉积学这一薄弱领域得到广泛关注,并取得突破性进展,更好地服务于页岩油气勘探开发。     

陆相碳酸盐质细粒沉积岩及油气甜点多源成因

基于以往研究认识,通过分析细粒碳酸盐物质来源和岩石形成作用,系统论述碳酸盐质细粒沉积岩的多源成因机制,并对碳酸盐质细粒沉积岩的油气富集类型进行总结。研究表明,以陆地物质输入、盆内自生物质生成、火山热液物质注入和混合物质来源为主的多物源供给是陆相断陷盆地富集细粒碳酸盐物质的主要原因。其中物源区富碳酸盐岩基岩的发育控制了盆内碳酸盐物质充填的规模,火山热液活动可向湖盆提供碱性流体以增加碳酸盐晶体形成的物质供给量,受生物活动诱导形成的自生碳酸盐晶体是湖盆内细粒碳酸盐物质长期积累的主要来源。在沉积及沉积后阶段,受物理、生物化学和化学作用的相互影响,形成了具有多种特征的碳酸盐质细粒沉积岩。物质来源与沉积成因对陆相碳酸盐质细粒沉积岩内的油气富集具有控制作用。在多源成因体系中,油气富集甜点类型可包含内源型、陆源型、火山热液型和混源型等。图12表1参48     

陆相超细粒页岩油储层沉积机制与地质评价

超细粒(粒径＜10μm)沉积储层中蕴含有50％以上的页岩油资源,是页岩油产量二次增长的重要领域,但当前对其成因机制和地质评价方法认识不清,制约了页岩油勘探开发突破.综合利用中国主要陆相页岩油盆地资料,厘定超细粒沉积岩的形成机制,按照其物质来源将超细粒沉积物划分为陆源型、内源型、热液-火山来源型、混合来源型4类,结合沉积...     

滦平盆地白垩系细粒火山物质对页岩油气形成的影响

滦页1井压裂试产成功地开采出工业性页岩油气,使滦平盆地中生代白垩系西瓜园组成为该地区目前勘探研究的重点层位.近期的对滦页1井的岩石学研究表明,生油层发现有细粒火山物质沉积,并与页岩油气生成和聚集存在紧密关系.因而探明火山细粒物质与页岩油气形成的关系成为新的命题.以滦平盆地西瓜园组下段为研究层位,结合岩心、薄片、测井、X...     

湖相细粒沉积岩中的“斑状”深源碎屑--以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组为例

在对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组暗色湖相细粒岩进行研究时,发现多套以夹层形式产出、矿物组成多为不稳定-次稳定矿物、碎屑颗粒呈斑块状且结构成熟度普遍较低的碎屑岩。构成岩石的晶质碎屑均呈大小混杂、形态各异的棱角状,分选差,分布无规律,单矿物常见高温熔蚀成因港湾状边缘。地球化学特征显示:构成岩石的矿物颗粒为深部来源,甚至可能有幔源物质加入。认为岩石样品的碎屑颗粒不再源自传统认识中的周缘母岩风化搬运或热液沉淀,而是在陆内裂谷欠补偿湖盆背景下、源自地球内部不同深度、不同性质的岩浆-热液物质流体。这些深源岩浆-热液物质流体上涌进入湖(海)底喷流通道,由喷口喷出后,随喷口距离远近,在不同机械搬运方式和驱动力下参与沉积过程。     

中国陆相页岩油气沉积储层研究进展及发展方向

针对中国陆相页岩油气沉积类型多样、储集空间复杂及储层成因机理不清等关键科学问题,系统综述近10多年来国内外尤其是中国在陆相深水沉积层序、沉积体系、页岩油气储层等方面的研究进展,重点结合近年来所开展的陆相页岩油气沉积储层方面的地质研究工作,根据成因将陆相深水细粒沉积岩划分为陆源型、内源型、火山-热液型、混源型4类,提出基于无机矿物含量(即碳酸盐矿物、长英质矿物、黏土矿物三端元)、有机质含量(TOC含量以2.0%和4.0%为界)和沉积构造(纹层状、薄层状、块状)的细粒沉积岩综合分类方案;归纳总结了适于陆相深水细粒沉积地层细分对比的基于米兰科维奇天文轨道周期的高频旋回地层学研究方法,并在高频旋回地层对比基础上,提出了陆相深水细粒沉积岩微相平面工业化制图的方法,对于评价预测有利的页岩油气沉积储集岩相具有重要应用价值。根据孔隙赋存的基质类型将陆相页岩油气细粒沉积岩储层孔隙分为矿物基质孔隙(即无机孔)、有机质孔隙、裂缝孔隙3大类,其中,与有机溶蚀作用有关的矿物基质孔隙是页岩油气重要的储集空间,有机质孔隙的发育程度主要与有机质热演化程度有关,通常热演化程度较高有利于有机质孔隙的发育,裂缝孔隙是页岩油...     

松辽盆地古龙凹陷青一段细粒沉积岩旋回地层分析及沉积充填响应特征

细粒沉积岩特别是页岩因其具有巨大的油气资源潜力而成为备受各国重视的研究领域,已经成为世界能源领域的重要发展方向.细粒沉积岩粒度细小、微观构造复杂、沉积旋回界面识别困难,矿物组分变化及有机质富集的主控因素也不够清楚,严重制约了页岩油勘探的快速推进.旋回地层学通过岩性组合识别、频谱分析、小波分析、滤波和调谐等方法可识别米兰...     

陆相断陷咸化湖盆细粒沉积岩特征及沉积环境——以泌阳凹陷核桃园组H3Ⅲ亚段为例

泌阳凹陷作为国内典型的陆相断陷咸化湖盆,在古近系核桃园组三段广泛发育细粒沉积岩。文中利用长井段连续取心资料以及薄片观察、二维XRF扫描、XRD分析、扫描电镜以及地球化学测试等手段,以矿物组分、沉积构造和粒度作为主要依据,把泌阳凹陷H₃Ⅲ亚段细粒沉积岩划分为9种岩相类型,其中纹层状混合质页岩、纹层状长英质页岩是发育类型最多的细粒沉积岩;通过Mg/Ca、Al含量、Ti含量、(Fe+Al)/(Ca+Mg)、P/Ti、Sr/Ba和V/(V+Ni)等地球化学指标的垂向变化及岩相组合来分析沉积环境的演化特征。泌阳凹陷H₃Ⅲ亚段沉积环境是半深湖—深湖环境,水体盐度为半咸水—咸水,陆源输入总体较强,气候变化相对较大,从下到上经历了干旱、干湿交替、湿润以及干旱的气候变化。岩相的垂向变化受气候、陆源输入、水深、水体盐度的影响,气候、陆源输入、水深决定了长英质矿物和黏土矿物的含量,而碳酸盐矿物的含量主要受到水体盐度和气候的影响。     

陆相湖盆细粒沉积区页岩层系石油地质特征与油气发现 ——以黄骅坳陷沧东凹陷孔二段为例

传统观点认为,湖盆半深湖-深湖区主要以高黏土、低陆源碎屑的相对均质泥页岩类烃源岩为主,是寻找油气藏的"禁区",但近年来中外页岩油气的勘探发现完全突破了过去的传统认识。为探究湖盆细粒沉积区页岩层系基本地质特征,以G108-8,GD14及GD12三口井635 m岩心8 000余块次分析化验资料及配套测井、录井资料为基础,对黄骅坳陷沧东凹陷孔二段页岩层系开展了岩性特征、储层特征、有机地化特征及其对储层的影响改造作用等方面的研究。研究发现,孔二段页岩层系矿物组分复杂、岩石类型多样,按照X射线衍射矿物组分可划分为长英质页岩、灰云岩及混合质页岩等3大类、7小类;页岩层系不仅具有生油能力,而且具有一定的储集能力,发育有机质孔、晶间孔、微裂缝等多类型的孔缝系统,且具有良好的工程可改造性;有机质的丰度、热演化成熟度等对页岩层系储层的孔隙发育、含油量、碳酸盐结晶程度等具有明显的影响。页岩层系矿物组成及结构构造的差异性造成了不同岩石类型石油地质特征的差异,灰云岩类应寻找短距离运移烃,而长英质页岩和混合质页岩应以寻找自身滞留烃为主,三大岩石类型均可成为页岩油良好储层,但不同岩石类型应采取相适应的工程改造措施,才能最大化页岩油的勘探开发效益。     

中国海、陆相页岩层系岩相组合多样性与非常规油气勘探意义

富有机质细粒沉积岩相组合和有机相之间存在着很强的相关性,富碳酸盐细粒沉积岩相组合以Ⅰ-S或Ⅱ-S型有机相为主,长英质页岩相组合多数为Ⅱ型有机相,而富粘土质页岩相组合的有机相多为Ⅲ/Ⅳ型有机质。因此,全岩矿物X衍射分析既可用于研究细粒沉积岩相与沉积环境,也可提供有机质类型、烃类产物特征、岩石力学性质和可压性等重要参考信息。在北美和四川盆地海相页岩对比分析的基础上,以中国主要陆相页岩层系为研究对象,利用全岩矿物X衍射分析,结合岩心观察、薄片鉴定、总有机碳含量（TOC）分析等多种手段,开展岩相和有机相类型识别及岩相组合特征和不同页岩层系差异性分析,并探讨它们对非常规页岩油气勘探的指导意义。研究结果表明,中国陆相湖盆沉积类型多样,陆相盆地拗陷期淡水-微咸水湖泊页岩层系以贫碳酸盐矿物的粘土质-长英质页岩相组合为主;而陆相盆地裂陷期咸化、碱化湖泊沉积以碳酸盐质页岩相组合和含碳酸盐的粘土质-长英质页岩相组合为主,各种陆相细粒沉积体系均以相带变化快、岩性-岩相复杂、储-盖组合样式多变为特征。中国陆相细粒沉积岩相的非均质性和岩相组合的多样性,带来了陆相页岩油气“甜点”类型的多样性;不同岩相组合对应的有机相存在显著差异,有机质的差异演化又带来了不同岩相中烃类赋存状态的差异性。这些分析结果证实,每套陆相页岩都具有各自的地质特点。细粒沉积岩相和有机相组合的多样性和差异性,揭示了陆相页岩油气“甜点”和资源分类评价的必要性。     

“化学-沉积相”分析：一种研究细粒沉积岩的有效方法

细粒沉积岩作为致密油气和页岩油气重要的勘探对象,具有粒度细、颜色均匀、非均质性强等特点,传统的岩心观察方法难以适用于细粒沉积岩的精细研究。通过获取细粒沉积岩手标本（岩心尺度）高分辨率（30 μm）的二维原位无机地球化学元素分布信息,结合图像分析,建立岩心尺度精细的“化学-沉积相”模型。在模型中,可以根据无机地球化学元素的平面分布清晰的识别细粒沉积岩的矿物成分和沉积构造。在此基础之上,能够提取不同部位的原位地球化学信息,针对细粒沉积岩沉积周期长厚度小的特点,实现在毫米-厘米级尺度上表征古环境、沉积物来源和成因,同时避免常规测试中粉碎均一化样品后所造成的信息干扰,为致密油气与页岩油气的勘探开发提供更加精细的沉积相模型和可靠的数据来源。     

陆相细粒混合沉积分类、特征及发育模式——以东营凹陷为例

细粒混合沉积是近年来的研究热点,目前对其研究还不够系统和深入。基于持续多年对东部陆相页岩的研究,重新定义了细粒混合沉积概念,综合钻井、录井、测井、岩心、薄片和X射线衍射分析等资料,按照岩相发育特征、砂/灰/泥比值、混积组构方式和沉积微相分带4项分类原则,提出陆相细粒混合沉积扇形分类方案,将细粒混合沉积划分为灰-泥二元混积、砂-泥二元混积和砂-灰-泥三元混积3种类型,并进一步细分为12个亚类。在此基础上,以东营凹陷为例,从点、线、面3个维度分析了陆相细粒混合沉积的发育特征和展布规律,提出细粒混积相带分布模式,认为细粒混积在平面上具有环带分布特征。并进一步分析了细粒沉积中的天文节律特征,认为其可以很好地反映细粒混合沉积中的旋回特征,对于混合沉积精细研究具有借鉴意义。     

陆相细粒混合沉积分类、特征及发育模式——以东营凹陷为例

细粒混合沉积是近年来的研究热点,目前对其研究还不够系统和深入。基于持续多年对东部陆相页岩的研究,重新定义了细粒混合沉积概念,综合钻井、录井、测井、岩心、薄片和X射线衍射分析等资料,按照岩相发育特征、砂/灰/泥比值、混积组构方式和沉积微相分带4项分类原则,提出陆相细粒混合沉积扇形分类方案,将细粒混合沉积划分为灰-泥二元混积、砂-泥二元混积和砂-灰-泥三元混积3种类型,并进一步细分为12个亚类。在此基础上,以东营凹陷为例,从点、线、面3个维度分析了陆相细粒混合沉积的发育特征和展布规律,提出细粒混积相带分布模式,认为细粒混积在平面上具有环带分布特征。并进一步分析了细粒沉积中的天文节律特征,认为其可以很好地反映细粒混合沉积中的旋回特征,对于混合沉积精细研究具有借鉴意义。     

湖相细粒沉积岩中晶粒方解石成因及其对火山-热液活动的指示——以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为例

以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组细粒沉积岩中晶粒方解石为研究对象,综合运用岩心观察、薄片观察、阴极发光分析、流体包裹体测试、扫描电镜、同位素组成分析等手段,对湖相细粒沉积岩中自生矿物的成因开展研究。结果表明：晶粒方解石呈层状分布于沉凝灰岩发育层段或沉凝灰岩与泥晶白云岩过渡层段的细粒沉积物中,方解石具有明显的阴极发光环带,可分为3期：Ⅰ期方解石不发光,含有较高的Sr元素,包裹体中包含羰基硫成分,均一温度超过170℃,由火山-热液喷流物质沉积形成;Ⅱ期方解石呈亮黄色光,含有较高的Fe、Mn、Mg元素,轻稀土元素富集,包裹体均一温度高,为热液喷流的钙质环边重结晶形成;Ⅲ期方解石呈暗橙色发光的环带,含有较高的Mg、P、V等元素,稀土元素无明显分异,包裹体均一温度低,为埋藏过程中成岩转化形成。晶粒方解石在垂向上规律性出现,并且其形成温度由颗粒中心向边缘降低,为芦草沟组沉积时期的火山-热液活动提供了直接证据。沉积期火山-热液活动有利于芦草沟组细粒沉积岩中的有机质富集,对优质烃源岩发育有正面效应,并且火山-热液喷流物质在演化过程中易形成晶间孔缝,为页岩油自生自储创造了条件。     

源-储间隔夹层的分类、特征及其对陆相致密储层油气富集的控制作用

目前认为致密油具有源-储一体或近源大面积分布的成藏特征,但勘探实践表明,中国陆相致密油区普遍存在紧邻优质烃源岩的“甜点区”不含油甚至有大量出水的现象,因此需对其富集“甜点区”进行重新认识。基于对已有源-储间隔夹层的分类方案与成因进行系统梳理,在大量岩心观察资料的基础上,将源-储间隔夹层划分为泥质隔夹层、含泥质纹层致密砂岩和砂泥岩渐变段3类,并分别对其物性、展布以及测井响应特征进行了描述。研究认为,致密油成藏的主要动力为烃源岩生烃增压所产生的膨胀力,当充注阻力大于膨胀力时,不利于油气成藏。定量表征显示,源-储间隔夹层的厚度、横向连续性以及裂缝的发育情况共同控制着充注阻力的大小,影响着源-储间隔夹层阻隔能力的强弱。基于此,建立了源-储间隔夹层对致密油富集的4种控藏模式：(1)当源-储间夹层厚度小于有效阻隔厚度时,油气将突破隔挡继续运移;(2)当源-储间夹层延伸半径小于波及区域半径时,油气可从边缘地区突破,形成辐射状油气聚集带;(3)当源-储间隔层厚度大于有效阻隔厚度且延伸半径大于波及区域半径时,能够有效阻隔油气运移,导致局部出现“有砂无油”的现象;(4)当源-储间隔夹层发育裂缝时,将会削减...     

多类型河流体系沉积模式及对油气的控制作用

依据岩心、化验分析及测井等资料,详细分析了渤海湾地区秦皇岛３２－６ 油田高弯度曲流河、低弯度曲流河和辫状河等３ 种河流沉积体系的沉积微相类型及特征。通过对沉积基准面变化规律的分析,研究了３ 种河流类型在纵向上的交互沉积模式。不同河流沉积体系的沉积微相类型及砂体结构特征不同,从而表现出了不同的储集性能和含油气丰度。曲流点坝微相含油丰度最高,其他依次为辫状河道、决口扇、低弯度曲流河道和高弯度曲流河废弃河道微相。研究结果可为下一步的滚动勘探提供目标地区和层位。     

古“源-汇”系统沉积学问题及基本研究方法简述

盆-山动力学、地表过程及沉积物收支研究一直是地球科学领域的研究前沿之一。“源-汇”系统则是以沉积物路径系统将三者有机结合起来,使其成为一个完整的剥蚀-沉积体系。随着近年来研究手段和理论认识的不断发展,“源-汇”系统定量研究逐渐由现代、第四纪向深时方向发展。由于古“源-汇”在后期受到不同程度的改造,所保存的地质信息并不完整。在系统总结其内部要素中几个重要沉积学问题的基础上,分析结果表明源区和汇区的古地貌、古水系及古环境定量重建和精细表征是古“源-汇”系统研究的首要前提。碎屑矿物定量示踪、地貌比例关系以及物质平衡分析是明确古代“源-汇”系统发育特征及其过程的重要方法,为建立新的“源-汇”模型和深入了解地貌演化、沉积历史、有利储层预测具有关键性作用。     

陆相盆地古源-汇系统定量重建、级次划分及耦合模式

陆相盆地古源-汇系统定量重建、级次划分及耦合模式是还原深时盆地剥蚀和沉积过程的重要研究内容。陆相盆地古源-汇系统物源区定量重建难点主要包含古地貌重建和古水系重建。古地貌重建新技术的发展提出了基于剥蚀区、超剥区（剥蚀和超覆作用共同作用区）和超覆区为框架,残余地貌重建、差异沉降校正、超剥区恢复、剥蚀区恢复和沉积古地貌恢复流程的“三区五步”恢复方法。古水系重建方面提出了基于ArcGIS系统的古水系定量恢复和拾取方法。陆相盆地古源-汇系统级次划分的代表方法是“三线三级”法,关键是拾取分水岭、分水线和脊线,进而划分一级、二级、三级古源-汇系统。基于重建的古源-汇系统物源区流域单元与沉积区沉积体的面积、形态组合、配置关系,建立了“哑铃型”“球拍型”“奖杯型”和“标枪型”4种古源-汇系统耦合模式。研究成果对古源-汇系统定量化研究和勘探目标评价、预测具有一定的参考价值。     

鄂尔多斯盆地下古生界构造-沉积演化、古地理重建及有利成藏区带划分

鄂尔多斯盆地下古生界是重要的天然气勘探层位,相继发现了奥陶系顶部风化壳、古隆起周缘中组合和马家沟组盐下等多套含气层系,证明了盆地下古生界具有良好的勘探开发潜力,也揭示出深化古地理重建工作的急迫性。在分析鄂尔多斯盆地构造-沉积演化过程的基础上,对早古生代重点时期的古地理进行了重建,进而提出了成藏区带划分的新思路。研究表明,鄂尔多斯盆地经历了太古宙—元古宙裂陷沉积、寒武纪—奥陶纪沉积-剥蚀、石炭纪—三叠纪拗陷稳定沉积、侏罗纪—白垩纪挤压成藏和晚白垩纪—现今调整定型等5大阶段。盆地下古生界古地理格局经历了早-中寒武世的古陆消减、沉积增长、边缘裂陷阶段和早奥陶世的隆-坳相间阶段,并控制了优质成藏区带的分布。结合近期勘探研究进展,依据源-储组合和空间分布,划分出了基于主控因素的4类成藏区带：潮缘滩白云岩成藏区、奥陶系盐下台内丘滩成藏区、西部双滩带白云岩和页岩成藏区以及岩溶-滩相白云岩成藏区。不同区带显示出了不同的成藏条件和主控因素,需要选择针对性的勘探策略。