判别分析油源对比方法及应用——以渤海湾盆地渤中凹陷为例

渤海湾盆地发育多套优质湖相烃源岩,不同烃源岩地球化学特征相似,油源对比难度大。针对常规油源对比方法无法有效区分不同湖相烃源岩的问题,以渤中凹陷为研究靶区,引入判别分析油源对比方法,利用108件烃源岩样品建立判别模型,判识了115个原油样品的油源,并结合成藏条件对判别结果进行合理性探讨。研究表明,利用判别分析方法筛选出的C₁₉/C₂₃三环萜烷、C₂₁/C₂₃三环萜烷、ααα-C₂₉甾烷(20R)/C₃₀藿烷等17个生物标志化合物参数组合,可以在多维空间有效区分渤中凹陷沙三段、沙一段和东三段3套湖相烃源岩;判别分析油源对比模型初始验证正确率达92.6%,交叉验证正确率达83.3%,提高了油源对比可靠性。该油源对比方法不仅适用于渤中凹陷,也可推广应用至其他多源供烃的含油气盆地。     

渤海湾盆地渤中凹陷大气田形成条件与勘探方向

渤中凹陷是渤海湾盆地最富油、也最富气的凹陷,凹陷位于渤海海域中部,面积近9 000 km²,新生界厚度最大超过10 km,是渤海湾盆地面积最大、厚度最大的凹陷。渤中凹陷经历了古近纪断陷和新近纪区域拗陷两大阶段。古近纪断陷期双向伸展,形成"四洼一突"格局,断陷经历了由分隔洼陷到汇聚统一的演化过程;拗陷期持续沉降,形成古近系和新近系-第四系"双厚型"结构。渤中凹陷发育沙河街组三段、沙河街组一段及东营组三段3套优质烃源岩层系,优质烃源岩主要发育在沙河街组三段中-上部、沙河街组一段及东营组三段下部,上覆层巨厚,烃源岩演化程度高。基于统计分析重新构建了渤中凹陷不同层系烃源岩的生/排烃模型,从预测结果可以看出,渤中凹陷烃源岩排油量为512.5×10⁸m³、排气量为311.64×10¹¹m³。渤中凹陷潜山和孔店组储层油气源条件好,有近源特点。区域盖层为古近系下部厚层泥岩,成岩程度高、封堵能力强。潜山地层时代老、岩性硬、经历多期构造运动、裂缝发育、受强溶蚀、物性好、产量高,孔店组砂砾岩抗压实能力强。深层圈闭成群成带发育,规模大,勘探前景大,因此渤中凹陷深层具有形成大气田的条件,是发现大气田的有利领域。     

烃源岩层中异常高压研究——以渤海湾盆地东营凹陷古近系为例

异常高压对油气成藏具有重要作用。渤海湾盆地东营凹陷古近系沙三、沙四段烃源岩普遍存在异常高压,泥岩的欠压实作用和生烃作用是异常高压产生的主要因素,异常高压的高值区与暗色泥岩厚度大的地区有较好的对应关系。现今异常高压主要分布在2700~3500 m的深度范围,随着深度的增加,异常高压范围增大。应用异常高压研究成藏作用时,要考虑异常高压的时代性。烃源岩中现今异常高压对油藏的保存具有积极的作用,是未来油源灶;古异常高压对排烃是有效的,油气的主要富集区位于大规模生烃后的古异常低压区。     

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。     

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。     

渤海湾盆地渤中凹陷原油成熟度的多参数综合评价

成熟度是表征原油与烃源岩有机质演化阶段的地球化学参数,是进行油-源对比的基础,所以其评价方法显得很重要.利用轻烃、芳烃及甾萜类成熟度参数对渤海湾盆地渤中凹陷主要含油气构造第三系原油进行了综合分析,按照成熟度的相对高低,将其划分为高成熟凝析油和成熟原油:前者主要分布在渤中凹陷的西南部,表现为高石蜡指数(PI₁₂)和高甲基菲比值(F₁,F₂);其它区域的则属于成熟原油,具有与前者相反的参数特征.对于未遭受生物降解作用的原油成熟度评价,PI₁-PI₂、F₁-F₂的使用效果较好.原油成熟度的差异性也反映了渤中凹陷的油源存在多源性,成藏存在多期性.     

渤海湾盆地渤中凹陷油藏断裂特征及对成藏的控制作用

渤中凹陷是环渤海湾盆地的沉积沉降中心,也是环渤海湾盆地重要的富油气凹陷之一。目前在凹陷周边所发现的油藏绝大部分是受断裂控制的构造或构造-岩性油气藏,这些断裂对油气藏的控制方式和影响程度,直接决定构造圈闭的评价结果和勘探部署方案。对渤中凹陷目前已发现的237个中浅层油气藏构造特征进行精细解剖,统计对比了断裂的级别、成因类型、断距、断层活动性、断层产状、组合样式、平面形态、遮挡类型、断层泥比率等指标与相应的油藏发育程度,发现在主断裂与次级断裂的合理配置的前提下,渤中凹陷中浅层有利于成藏的断裂特征为：走向NNE、近EW和NE,倾角66°~80°,断距20~150 m,断层活动速率在10~30 m/Ma,断层泥比率SGR大于0.3,断裂带泥质含量R_m大于0.35,组合样式为斜交式、雁列式、Y字形、似花状和阶梯状,并且断裂以反向遮挡为主。平面上在断裂相交处、凸形增压段更有利于油气聚集成藏。本质上说,断层封闭性是控制构造圈闭成藏的关键,断裂活动速率、规模和断裂类型是影响封闭性的根源。     

渤中凹陷西次凹沙一段古地貌对沉积体系分布的控制

针对渤中凹陷西次凹少井、沉积相变化大等地质特征,基于恢复的古地貌形态,讨论了该区沙一段沉积期的古地貌特征及其控制沉积的差异性。综合分析地震、钻井、岩心及薄片等资料表明,渤中凹陷西次凹沙一段古地貌可划分为单断陡坡、断阶缓坡、中央凸起和局部洼甸4种微地貌,微地貌控制了不同类型沉积体系的发育及展布:单断陡坡主要控制近缘扇三角洲的形成和分布;断阶缓坡主要控制辫状河三角洲的形成和分布;中央凸起控制混积滩的形成和分布;局部洼甸则主要控制了湖相泥岩的发育展布。     

渤海湾盆地渤中凹陷渤中21-22构造区CO2成因及其对油气成藏的影响

渤海湾盆地渤中凹陷渤中21-22构造区CO₂含量高,对油气成藏具有深刻影响,但相关研究薄弱。基于天然气组分、碳同位素和氦同位素等地球化学资料,对渤中21-22构造区CO₂与烃类气成因、CO₂与油气成藏关系及其对油气成藏的影响进行了深入分析。结果表明：渤中21-22构造区烃类气与非烃气含量大致相当,CO₂为火山幔源无机成因,烃类气主要为沙河街组三段的偏腐殖型干酪根热解气。CO₂主充注期为新近系馆陶组沉积时的火山岩浆活动期,油气的主成藏期为新近系明化镇组沉积期以来,CO₂充注成藏期明显早于原油和烃类气。渤中21-22构造区为早期CO₂充注、后期油气成藏的模式,早期充注的CO₂会优先占据有效储集空间,阻碍后期原油和烃类气的持续充注成藏,仅部分烃类气可继续充注并与CO₂混合,形成现今的高含CO₂气藏。     

东濮凹陷深层异常高压对储集层演化的影响

在分析东濮凹陷深层异常高压形成及分布的基础上,利用实验手段从压实成岩、溶蚀-胶结作用和砂岩、泥岩的破裂及塑性变形等多方面探讨了异常高压对深层储集层演化的影响,认为异常高压发育不仅有利于深层储集层孔、渗条件的保存,而且通过物理和生物化学两种作用改善了储集层物性,东濮深层成藏有较好的储集层条件,预示其深层有较广阔的勘探前景。     

渤海湾盆地渤中凹陷西次洼中生界古潜山油气成藏过程

渤海湾盆地渤海海域渤中凹陷西次洼油气资源丰富,在浅层新近系、古近系以及深层中生界均有油气被发现,但目前对其油气聚集成藏过程以及与浅层油气藏的配置关系等尚不清楚。为了给渤中凹陷周缘的油气勘探奠定基础,运用烃源岩有机地球化学分析及生烃演化盆地模拟、流体包裹体分布特征及均一温度测定等方法和手段,结合油-源生物标志化合物特征分析,基于区域构造背景,恢复了渤中凹陷西次洼复式油气聚集成藏的过程。研究结果表明：①该区存着在古近系沙河街组三段、沙河街组一段、东营组二段下共计3套烃源岩,周缘凸起带油气储层为中生界火山岩及太古界变质岩、古近系-新近系三角洲-河流相孔隙性砂岩,该洼陷生成的油气沿断层-不整合面向斜坡带运移至周缘构造带内聚集成藏,形成了3套油气成藏组合,具有复式油气聚集带成藏的特点;②沙三段烃源岩为该洼陷内的主力烃源岩层;③上述3套组合分别经历了4个阶段的油气成藏过程--距今11～1 Ma,纵向上呈现油气优先充注深层中生界及太古界古潜山储层,后依次向上运移充注浅层古近系及新近系储层,该区油气的成藏模式为高温流体多次短期快速充注。     

渤海湾盆地南堡凹陷中-下寒武统白云岩成因及储层形成机理

结合露头以及岩心观察、薄片鉴定、电测井解释、地球化学分析研究渤海湾盆地南堡凹陷寒武系白云岩岩石学和地球化学特征,综合分析白云岩成因及白云石化模式,揭示白云岩储层演化特征及有利储集层发育机制。认为中-下寒武统白云岩是渤海湾盆地南堡凹陷下古生界主要的内幕型储层,发育于府君山组上部与下部、馒头组顶部、毛庄组顶部。低能开阔缓坡到半局限-局限混积陆棚的独特沉积环境,形成了纵向稳定分布于不同级别层序界面附近的4套有利白云岩储层,其不同层位的泥粉晶、粉细晶、细中晶白云岩地球化学特征差异明显,暗示了3种主要的白云石化环境：蒸发、埋藏以及高温热液环境;经历了蒸发泵吸、渗透回流、埋藏以及热液4种白云石化作用,形成以晶间孔、晶间溶孔、粒间溶孔为主的储集空间类型,是同生沉积环境主控与后期成岩作用辅助的综合产物,成为南堡油田油气增储上产的重要接替层位。     

渤海湾盆地渤中凹陷东营组烃源岩地球化学特征及生烃模式

对东营组烃源岩特征及其生烃机理认识不清,制约了渤海湾盆地渤中凹陷油气成藏认识与资源评价。利用有机岩石学、显微组分、孢粉鉴定及原油地球化学参数等资料,系统评价了东营组烃源岩及其生成原油的地球化学特征,探究了有机质生烃的影响因素及生烃模式。结果表明:东营组烃源岩主要为含黏土长英质泥岩和混合型泥岩,矿物组成以石英和黏土矿物为主,长石和碳酸盐矿物次之;东营组三段与东营组二段下亚段总有机碳(TOC)含量平均值分别为1.94%、0.87%,整体为好—优质烃源岩,显微组分以壳质组为主,有机质类型为Ⅱ₁、Ⅱ₂型,处于低成熟—成熟热演化阶段。东营组烃源岩具两期生烃特征,早期生烃高峰对应镜质体反射率(R_o)为0.6%,生成低成熟度烃类,晚期生烃高峰对应R_o为1.0%,生成成熟烃类。原油物性及生物标志化合物特征显示东营组以生成成熟油为主,含少量低熟油,原油整体具有低密度、低黏度、低含硫量、高含蜡量、高饱芳比、高Pr/Ph、高C₁₉/C₂₃三环萜烷值、低伽马蜡烷指数和低4-甲基甾烷指数等特征,属于混源有机质生源、弱氧化—弱还原沉积条件和淡水贫硫湖泊环境综合成因的轻质—中质原油。壳质组中的底栖藻无定形体及松科属孢粉等组分对低成熟—成熟阶段的烃源岩生烃具有重要贡献,黏土矿物和碳酸盐矿物及地层超压在一定程度上影响了烃源岩生烃演化过程。东营组烃源岩发育受淡水湖泊、特殊生物、无机矿物和超压等要素共同控制的双峰生烃模式。研究认识对于开展以渤中凹陷东营组为主力烃源灶的油气勘探具有重要参考意义。     

超压和富氢背景下镜质组反射率计算模型——以渤海湾盆地渤中西次凹东三段烃源岩为例

在考虑富氢和超压对镜质组反射率的抑制作用下,对传统仅考虑了温度和时间的镜质组反射率计算模型——Easy%R_o模型进行了重新校正。通过引进富氢校正系数和超压抑制系数,建立起适合双重抑制背景下镜质组反射率计算模型,并利用渤海湾盆地渤中西次凹受双重抑制作用和未受双重抑制作用影响的镜质组反射率R_o实测资料,确定了相关参数。模拟结果表明,在双重抑制作用影响的地层中,镜质组反射率R_o的模拟值与实测值吻合较好,但与Easy%R_o模型的计算结果相差悬殊,双重抑制作用对R_o的影响可达0.2%~0.4%。超压抑制了有机质热演化,导致生烃门限下移和生烃时间延迟,这非常有利于油气晚期成藏。     

渤海湾盆地盆缘洼陷新近系天然气成因与油气差异富集机理——以黄河口凹陷东洼为例

以往认为盆缘洼陷埋藏浅、面积小、生烃能力有限，因而未能引起足够重视。随着油气勘探的深入，盆缘洼陷现已成为渤海湾盆地油气勘探的重点与热点领域，但对其油气成藏机理及富集规律的研究亟待深入。基于地球化学资料，对黄河口凹陷东洼新近系油气的成藏机理及分布规律进行了系统研究。研究结果表明：黄河口凹陷东洼新近系原油和天然气具有不同的来源和成因，其中原油来自古近系沙河街组三段和沙河街组四段烃源岩，而天然气则为新近系油藏原油降解次生生物气；原油的形成早于天然气的形成，气藏的分布整体浅于油藏的分布，但其具体分布受控于新近系馆陶组中-上部、明化镇组下段中-下部和明化镇组上段底部3套区域盖层的封闭能力，总体呈现"南部富油、北部富气，西部富油、东部富气，下部富油、上部富气"的分布规律。     

边缘凹陷烃源岩有机质丰度曲面预测法——以渤海湾盆地莱州湾东北洼为例

沉积盆地边缘凹陷具有地层变化快和非均质性相对较强的特点,导致利用传统测井和地震属性方法预测烃源岩总有机碳含量（TOC）的可靠性低。为此,结合电阻率、声波时差和密度等测井曲线与实测TOC值,采用三元二次最小二乘法进行曲面拟合预测烃源岩TOC值,在渤海湾盆地莱州湾东北洼烃源岩有机质丰度预测中取得了较好的效果。该方法具有两个优点：首先,采用原始测试数据直接进行拟合,消除了基线拾取和热变指数取值时产生的人为误差;其次,将密度这种反映岩石组分的综合指标纳入预测控制因素的范畴,更好地控制了有机质对各测井数据的响应。预测结果表明：在沉积早期,TOC值的一个高值带分布于洼陷沉积中心,到后期受构造迁移和抬升作用影响,TOC值高值带向四周扩散、高值降低、直至闭合状高值带消失;TOC值的空间分布表现为由老到新有机质丰度逐渐降低的特点,因此沙三段为主要烃源岩。     

济阳坳陷青东凹陷构造格局及构造演化

青东凹陷构造特征复杂,构造格局及构造演化过程不清,严重制约了该区石油地质条件研究的深入。综合钻井、地震资料对青东凹陷的边界类型及构造格局进行了分析,利用平衡剖面技术对其构造演化特征进行了研究。明确了青东凹陷是在郯庐断裂带控制下形成的新生代走滑拉分断陷盆地,具有三断一超的边界特征;凹陷内部断裂构造具有强烈的走滑特征,雁列式、花状构造发育;构造格局表现为南北向垒堑相间、东西向东断西超的箕状特征;凹陷新生代的构造演化经历初始裂陷、强烈断陷、继承发展、抬升剥蚀和整体拗陷5个阶段,其中强烈断陷阶段是青东凹陷的构造定型期,控制了凹陷的构造格局。