渤海湾盆地歧口凹陷沙河街组烃源岩沉积环境及形成机理

烃源岩分布与其形成环境密切相关,对油气分布具有重要影响。对烃源岩的评价及其形成环境的研究可为渤海湾盆地黄骅坳陷歧口凹陷下一步的勘探指明方向。从烃源岩发育特征和演化过程入手,深入研究了歧口凹陷沙河街组烃源岩的地球化学特征、分布规律及形成机理。结果表明：沙河街组烃源岩有机质丰度达到了中等—最好的级别,有机碳含量整体呈现从沙三段（Es₃）到沙一下亚段（Es₁^x）到沙一上亚段（Es₁^s）先增大后减小的特征;有机质类型为I型—III型,且沙一上亚段、沙一中亚段以I型—II₁型有机质为主,沙一下亚段、沙二段（Es₂）、沙三段I型—III型有机质均有分布,反映沙河街组沉积期有机质来源为湖泊原生有机质和陆源有机质混源。沙河街组烃源岩在平面上的分布具有分布范围广、沉积厚度大的特征,优质烃源岩在斜坡区更为发育。古气候研究结果表明,在沙河街组沉积期,该地区风化强度中等,整体以温暖湿润的古气候条件为主,有利于生物的发育。歧口凹陷沙河街组沉积期水体古盐度较大,属于半咸水环境。古盐度与古气候之间没有明显的相关关系,水体咸化的原因可能与海水入侵有关。古盐度和有机质含量的关系表明：在低盐度阶段,有机质含量随古盐度的升高而增大;在高盐度阶段,有机质含量随古盐度的升高而减小。根据微量元素比值和C_org∶P摩尔比值,歧口凹陷沙河街组沉积期发育氧化—亚氧化的沉积环境,Pr/Ph值显示在Es₁^x间歇性发育强还原环境,提高了有机质的保存条件。通过对沙河街组沉积期湖泊古生产力的恢复,沙河街组沉积期歧口凹陷整体上为中—富营养湖泊,板桥地区古生产力较低,为贫—中营养湖泊。歧口凹陷整体相对较高的古生产力水平及较高的陆源有机质输入量为该地区有效烃源岩的形成提供了物质基础。在纵向上,沙河街组沉积期古生产力水平具有Es₁>Es₃>Es₂的特征。古生产力条件是影响歧口凹陷沙河街组烃源岩形成的主要因素。由于斜坡区陆源有机质和水生有机质的双重贡献,优质烃源岩更为发育。     

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。     

东营凹陷古近纪控盆断层演化特征及盆地结构类型

东营凹陷古近纪控盆断层形态经历了早期(基本上对应于古近纪孔店组沉积时期)板式、中期(古近纪沙河街组四段到沙河街组三段早期沉积时期)铲式和晚期(沙河街组二段到东营组沉积时期)坡坪式3个阶段的演化,而断层的活动强度存在迁移性。古近系裂谷盆地各演化阶段沉积地层的空间展布与主要断层的走向基本一致,断层活动控制了盆地的沉积作用,与边界断层的演化相对应。东营凹陷古近纪盆地经历了早期旋转半地堑、中期滚动半地堑和晚期复式半地堑3个演化阶段。     

渤海湾盆地东营凹陷博东潜山周缘地区沙河街组等时地层对比

渤海湾盆地东营凹陷博东潜山周缘地区古近系沙河街组厚度变化大,岩-电标志难于寻找,地层对比划分难度大。以区域地质背景为出发点,在标准地震反射界面的环山引入、古生物地层分析、地震不整合分析等基础上,综合应用岩性、电性等识别方法,进行了界面的准确识别以及等时地层格架的建立,探索了适合环山地区“标准界面引入-多因素约束”的等时地层分析和对比方法。研究区沙河街组发育完整,发育了大致和沙河街组四段下亚段、沙河街组四段上亚段、沙河街组三段下亚段、沙河街组三段中亚段、沙河街组三段上亚段-沙河街组二段下亚段、沙河街组二段上亚段-沙河街组一段等地层单元相对应的6个三级层序。博东潜山的发育对沙河街组四段-沙河街组三段下亚段沉积时期的地层发育特征影响最大,而对沙河街组二段上部及其上覆地层的影响则不明显。     

南堡凹陷的含油气系统分析

根据油岩对比分析,南堡凹陷存在两个已知的含油气系统:(1)沙河街组含油气系统;(2)东营组含油气系统。前一含油气系统在东营组沉积末时,沙河街组三段的烃源岩开始生烃,形成自生自储型原生油气藏,明化镇组沉积末,烃源岩二次生油,除形成原生油气藏外,还形成了上第三系次生油气藏;后一含油气系统在明化镇组沉积末时,东营组三段烃源岩在高柳断层以南开始生烃,形成东营组自生自储型油气藏及上第三系次生油气藏,而在高柳断层以北,烃源岩尚未开始生烃,不能形成含油气系统。因此,在南堡凹陷进行油气勘探时,高尚堡及柳赞地区,应以寻找沙河街组含油气系统的油气为主;北堡和老爷庙地区以寻找东营组含油气系统的油气为主。     

微量元素分析在南堡凹陷南部的应用

摘要：以南堡凹陷南部缓坡带沙河街组和东营组样品中微量元素测试结果为基础,选用对沉积环境反映比较敏感的微量元素作为指标,分析研究区内地层中的微量元素含量及其比值与沉积环境之间的关系,进而探讨整个南堡凹陷古近系的沉积环境。 结果表明,南堡凹陷古近系为微咸水相的淡水环境,沙河街组沉积时期的古盐度略高于东营组沉积时期;沙河街时期为偏干热环境,到东营组沉积时期,气候越来越温暖、潮湿;垂向上水体分层中等,形成不强的厌氧环境。     

湖相泥页岩中碳酸盐成因及页岩油气地质意义——以东营凹陷沙河街组四段上亚段—沙河街组三段下亚段烃源岩为例

利用岩心、薄片、全岩矿物组分、元素、同位素等资料,对东营凹陷沙河街组四段上亚段—沙河街组三段下亚段深湖相烃源岩中碳酸盐成因机理进行了研究,认为深湖主要发育透镜状粗晶、纹层状微细晶、纹层状隐晶和块状隐晶4种类型碳酸盐。其中,透镜状粗晶碳酸盐为成岩重结晶的产物;纹层状微细晶碳酸盐和纹层状隐晶碳酸盐为藻类光合作用不断从水中萃取CO_2,导致水体CO_3~(2-)浓度升高,与湖水表层携带的Ca~(2+)相互作用的产物,咸水环境有利于碳酸盐晶粒保存,碳酸盐多呈微细晶纹层状分布,微咸水环境水体较深,碳酸盐晶粒在碳酸盐补偿深度面以下通常会发生溶蚀,大多呈隐晶纹层状保存下来;块状隐晶碳酸盐是浅水地带沉积碳酸盐由重力流搬运至深水地带的产物。碳酸盐一定程度上控制了东营凹陷沙河街组四段上亚段—沙河街组三段下亚段泥页岩的储集性和可压性,也将为古湖泊沉积环境恢复提供重要信息。     

渤海湾盆地东营断陷湖盆充填模式研究

湖盆充填样式是评价烃源岩沉积学特征的重要手段。文中通过分析东营凹陷下第三系沙河街组烃源岩的沉积序列、地层发育特征和盆地充填演化过程,结合烃源岩的地球化学特征,将沙河街组烃源岩自下而上划分为3个发展演化阶段,并建立了蒸发岩相组合模式(沙四上亚段)、波动深湖相组合模式(沙三下亚段)和三角洲-湖泊相组合模式(沙三中亚段和沙三上亚段),它们分别对应了欠充填、平衡充填和过充填的湖泊类型,反映了湖泊从开始形成、扩张壮大到萎缩消亡的过程。      

渤海湾盆地廊固凹陷烃源岩特征及其发育模式

通过对廊固凹陷古近系沙河街组四段-沙河街组三段下亚段烃源岩热解数据、碳氧同位素和分子地球化学参数的深入分析,探讨了不同构造气候条件下低丰度湖相烃源岩的发育机理。岩石热解和干酪根显微组分分析表明沙河街组四段-沙河街组三段下亚段有机质类型主要为Ⅱ型,有机质丰度存在明显差异。结合区域构造-气候背景以及碳氧同位素和分子地球化学参数,建立了沙河街组四段-沙河街组三段下亚段的烃源岩发育模式。沉积于裂陷初始阶段的沙河街组四段烃源岩,其湖盆宽/深比小,气候干热,水体为咸水-半咸水,发育稳定的盐度分层。有机-无机碳同位素的负偏移与较低的Pr/Ph值反映了相对低的古生产力和较好的保存条件。沙河街组三段下亚段烃源岩沉积于强烈裂陷阶段,湖盆宽/深大,气候温暖湿润,水体为淡水,上、下水体交换相对频繁,发育不稳定的温度分层,碳同位素正偏移以及C₂₇/C₂₉甾烷的变化反映了生产力增高和陆源有机质输入增多。     

复杂油气藏油气运移的地球化学特征——以胜坨油田为例

东营凹陷胜坨油田原油划分为4个组群。组群1是由下第三系沙河街组三段下亚段烃源岩提供的成熟油,主要分布于宁海、坨一区西部;组群2是由沙河街组四段上亚段烃源岩提供的成熟油,主要分布于坨二、三区及一区东部,是胜坨地区的主要原油组群;组群3为混源油,油源是沙河街组三段下亚段和四段上亚段两套成熟烃源岩所提供,分布局限;组群4为低熟油,是由民丰洼陷沙河街组四段上亚段高伽马蜡烷烃源岩在低成熟阶段提供的烃类,仅分布于胜北断层北侧。利津洼陷沙河街组三段下亚段烃源岩形成的油气沿坨94断层向上运移,分别从东、西两个充注点在坨一区西部和宁海地区聚集成藏;利津洼陷沙河街组四段上亚段烃源岩形成的油气沿坨94断层向上运移,在坨一区东部聚集成藏。坨二、三区8砂组都源自沙河街组四段上亚段烃源岩,具有两次油气充注过程。早期成藏发生在东营组沉积末期,民丰洼陷沙河街组四段上亚段烃源岩早期生成的油气主要在沙河街组三段上亚段8砂组以下(包含8砂组)储层成藏;晚期成藏发生在明化镇时期,民丰洼陷沙河街组四段上亚段烃源岩晚期形成的油气主要在8砂组以上(包含8砂组)沙河街组二段—东营组储层成藏。早期油气运移的充注点位于胜北断层,晚期油气运移的充注点位于南北向断层北部。     

东营凹陷古近系天然气成藏条件及其主控因素

东营凹陷古近系深层裂解气勘探呈现出良好的态势，但目前对其成藏条件及其主控因素认识不清，因而制约了该区深层天然气的进一步勘探。对研究区大量的地球化学生烃指标、天然气组成指标及地层压力指标等进行了综合分析研究，结果认为东营凹陷古近系深层拥有古近系渐新统沙河街组沙三下亚段、沙四段以及古近系古新统-始新统孔店组二段共计3套烃源岩层系，形成复合天然气生烃系统，深层裂解气形成于新近系上新统明化镇组中晚期，属于晚期成藏。由于沙四段中部大套膏盐岩的分割，古近系深层超压体系具有盐上、盐下两个次一级超压“封存箱”系统，相应形成盐上、盐下两套天然气成藏系统。各类扇体及次生孔隙是该区深层气主要的储集体及储集空间。该区沙三段中、下部沉积的深湖相灰色泥岩、油页岩，沙三段中上部的中厚层暗色泥岩夹钙质泥岩，以及沙四段中部的大套膏盐层构成了多套优质区域盖层，与弱的后期构造运动相互配置，形成良好的裂解气保存条件。古近系深层发育断层气藏、构造-岩性气藏、各类沉积扇体形成的岩性气藏，其中后者应为该区近期深层天然气勘探的主要目标。     

东营凹陷油气成藏期次及其分布规律研究

东营凹陷发育了咸水湖相沙河街组四段上部烃源岩和半咸水深湖相的沙河街组三段下部烃源岩两套有效烃源岩。根据原油的地球化学特征和储层流体包裹体等资料,将油气藏的形成分为两个大的阶段:第一期为早第三纪东营期末,凹陷中心的沙河街组四段上部烃源岩已进入生油门限并开始排烃,后由于喜山运动使全区遭受抬升和剥蚀,油气生成过程中断,原油的生物标志化合物组成表明,此阶段的原油成熟度较低,油气生成数量有限;第二期为晚第三纪至第四纪沉积时期,伴随着凹陷的持续全面沉降和深埋,沙河街组三段下部和沙河街组四段上部烃源岩进一步成熟,生烃作用增强,原油的成熟度较高。两次成藏的原油分布具有明显的规律性:凹陷边缘油藏的原油主要来自沙河街组四段上部烃源岩,原油成熟度较低,是早期充注成藏的;生油凹陷中心油藏的原油主要来自沙河街组三段下部烃源岩,原油成熟度较高,为第二期充注成藏的;而过渡带(斜坡带)油藏的油气来源及成藏期比较复杂,总体特征是混源聚集、多期充注成藏。     

太阳岛—葵花岛构造带油气成藏模式及勘探潜力

受背斜、断层、沉积旋回和沉积相等因素的控制,太阳岛—葵花岛构造带自下而上发育沙河街组一段,东营组一、二、三段4套含油层系。油气藏的纵向分布具有上、下发育气层,中部发育油气层的规律,即东营组二段中上部以气藏为主,东营组二段下部、三段中上部为油气藏,东营组三段下部发育厚度较大的纯气藏。根据有机质演化史与断裂活动、圈闭形成和油气运移的配置研究,显示研究区曾发生3期成藏,即早期成藏——沙一末期、中期成藏——东营末期、晚期成藏——馆陶组—明化镇期。油气多期成藏和差异运聚决定了研究区在纵向上不同层系和平面上不同区带都有较大的勘探潜力,经研究共确定了太阳岛构造、葵花岛构造、葵东断鼻、葵北断鼻等多个有利圈闭。     

渤海湾盆地孤南洼陷沙河街组三段中、下亚段沉积特征

从区域地质资料出发,以岩石学、沉积学及岩相古地理学理论为指导,主要针对岩石颜色、成分、粒度、沉积构造等岩心相标志,对区内10口井的岩心进行了观察,并结合45口井的测井曲线形态特征分析,对孤南洼陷沙河街组三段中、下亚段沉积微相的划分和沉积环境的演化展开了研究,并对其与油气储层的关系进行了探讨。研究表明孤南洼陷沙河街组三段中、下亚段主要发育扇三角洲、三角洲、湖泊共3种类型沉积相,9种沉积亚相,16种沉积微相;并首次发现风暴沉积,认为风暴对油气储集层有一定改良作用;沙河街组三段下亚段沉积时期,洼陷北侧发育小规模三角洲、扇三角洲,南侧发育三角洲,随着湖泊体系的扩展而逐渐萎缩,总体为生油层形成的有利环境;到沙河街组三段中亚段沉积时期,物源区供给增强,洼陷内砂体含量增高,有利于形成良好油气储集层。     

渤中、渤东凹陷结构认识及有利勘探方向

渤中、渤东凹陷沙河街组三、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.断陷期的沙河街组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.     

辽东湾地区辽西低凸起油气田成藏地质条件的差异

在油气藏特征、油气来源、输导体系等综合对比分析的基础上,总结了辽东湾地区辽西低凸起JZ20-2凝析气田、JZ25-1S油气田、SZ36-1油田3个大中型油气田成藏模式的差异性。JZ20-2为单向双源成藏模式,以东营组二段下亚段—东营组三段区域超压盖层分隔,上部东营组正常地层压力油藏为辽中北洼东营组三段烃源岩排出的油气沿东营组二段三角洲砂体运聚而成,下部沙河街组及潜山超压凝析气藏则是由辽中北洼沙河街组烃源岩释放出的超压凝析油气沿不整合运聚而成。JZ25-1S为双向油源混合型成藏模式,辽西凹陷的油气沿西侧辽西1号、辽西2号边界断层垂向运移到辽西低凸起,同时辽中凹陷油气沿东斜坡不整合、砂体侧向运移,最终两个方向油气在JZ25-1S构造沙河街组二段砂体或太古界潜山储集体混合聚集成藏。SZ36-1为单向油源成藏模式,辽中南洼的油气沿油源断层-三角洲砂体大规模、长距离运移至SZ36-1构造东营组二段砂体中聚集成藏。     

辽中凹陷JZ20-A构造油气成藏特征

辽中凹陷分布有4套烃源岩,东营组二段下亚段、东营组三段、沙河街组一段与沙河街组三段,除东营组二段下亚段多处于未-低熟阶段外均为有效烃源岩。辽中凹陷北洼 和自身的沙河街组三段烃源岩为JZ20-A油气田的主要供油区和油气来源。沙河街组三段烃源岩生烃潜力大,有机质丰度和成熟度较高。通过JZ20-A井主要产层段的包裹体分析,确定了JZ20-A油气田的油气成藏期次,建立了JZ20-A油气田的油气成藏模式。研究结果表明,包裹体均一温度分布于120~140 ℃。油气的主要充注期在距今5 Ma以来明化镇组沉积末期,在东营组沉积时期(约27 Ma)也有少量的油气充注。JZ20-A各油气藏充注程度高,包裹体GOI值(含油流体包裹体丰度指标)均大于5%。油气成藏表现为接力供烃,高压泥岩双重封堵,油气叠层式成藏的特征。     

廊固凹陷大兴砾岩体成因与油气成藏

大兴断层是控制冀中坳陷廊固凹陷发育的边界断层，沙三下亚段沉积早期是3条独立的同向断层，其间的槽状同向传递斜坡成为粗碎屑直接入湖的通道，沿传递斜坡形成砾岩水下扇，具有向上交细的正旋回水进序列；沙三下亚段沉积晚期至沙三上亚段沉积期，大兴断层连锁为统一的断层，主要沉积中心分布在断层连锁前的传递带之间，发育厚逾3000m的湖相烃源岩，使大兴砾岩体油源条件良好，成为油气富集体。该砾岩体的储集层属扇中亚相辫状水道沉积，发育粒问孔隙、粒内孔隙、裂缝等次生储集空间，砾石成分以白云岩为主的储集层物性好于砾石成分以灰岩为主的储集层，扇中亚相分布区的断裂背斜油气最富集。其次是扇根同生断阶带内的断鼻构造。