HYDRODYNAMIC FRAMEWORK OF THE PETROLEUM RESERVOIRS AND CAP ROCKS OF THE MESOPOTAMIAN BASIN OF IRAQ

The basic mechanisms governing the hydrodynamic patterns in sedimentary basins are ultimately related to the pressure, reservoirs, water salinity and chemical composition, and the regional geological environment, all of which are interdependent. In Iraq, there are four major hydrogeological units in the Tertiary-Jurassic section, which are generally governed by two hydrodynamic systems — by gravity and by high-pressure zones. 1. Slightly saline water moves by the action of gravity from sites of high potential, namely the Zagros foothills zone and the outcrops of the Arabian shield (where reservoirs are recharged) towards the centre of the basin, which is topographically low. The Tigris, Euphrates and Arabian Gulf form a drainage axis due to their comparatively low topographic positions. The vertical movement of formation water in the basinal area where artesian phenomena exist is effectively possible, favoured by major faults and fractures connecting the deep aquifers to the surface. This mechanism is even more notable in areas of minimum potential. 2. High pressure zones have their origin in the diagenesis of organic matter and “cracking” of hydrocarbons beneath thick sediments, which lead to an increase in pressure within a closed system. Abnormally high pressures have been encountered in the Lower Cretaceous in Southern Iraq, mostly related to the presence of gas. Pressure anomalies may also be related to the compaction of sedimentary rocks; if during compaction the fluid expulsion can be normally effected due to the presence of satisfactory drainage channels, the hydraulic gradients will be low. On the other hand, if the fluid expelled is drained into a confined reservoir embedded within argillaceous beds, then an abnormally high pressure will be created. The hydrodynamic systems are related to the geometry of the sedimentary basin; in addition, factors other than compaction (for example, the existence of Miocene saliferous beds, tectonic forces, temperature, etc.) may be involved in the development of high pressures in the Tertiary aquifers of the north and NE of the Mesopotamian basins. The salt series of the Hormuz and Gotnia formations encountered in the Arabian Gulf, which extend to Southern Iraq, could be one of the factors related to the pressure anomalies, when they remain within a closed system. The hydrodynamic systems and the geodynamic evolution of the sedimentary rocks are responsible for the confined formation water, the migration of expelled water towards the surface, and the distribution within the basin of various parameters such as the hydraulic potential, salinity, heat flow, and diagenesis.     

鄂尔多斯盆地延长组长8储层定量化成岩作用及成岩相分析

通过对鄂尔多斯盆地延长组长8油层组大量的薄片观察和实验分析,认为长8油层组主要发育机械压实、碳酸盐胶结、绿泥石膜胶结和溶蚀4种成岩作用类型。通过开展视压实率、视胶结率和视溶蚀率的计算,结合研究区沉积背景,进行了分区对比,定量评价了各成岩作用对各沉积区孔隙度的影响。东北沉积区受强压实作用和强胶结作用的控制,原始孔隙损失最大;西部沉积区受弱压实和中等胶结作用的控制,原始孔隙损失最小;西南沉积区受中等压实和中等胶结作用的控制,原始孔隙度损失较小;西北沉积区受强压实作用和强溶蚀作用的控制,原始孔隙度损失较大。并划分了四大成岩相类型：绿泥石膜-粒间孔成岩相、长石溶蚀成岩相、碳酸盐胶结成岩相和弱压实成岩相。西部沉积体系主要为弱压实成岩相,压实程度较低,颗粒多呈点接触,物性最好;西南沉积体系主要为绿泥石膜-粒间孔成岩相发育区,物性很好;西北沉积体系主要为长石溶蚀成岩相发育区,绿泥石膜相对不发育,物性较好;东北沉积体系主要为碳酸盐胶结成岩相,溶蚀作用相对较弱,绿泥石膜不发育,物性较差。     

克拉通盆地微古地貌恢复的构造趋势面转换法

为推算克拉通盆地弱构造变形区海相沉积期微幅度古地貌,提出了一种基于构造趋势面转换的沉积期微幅度古地貌推算方法。方法假设克拉通盆地的多阶段升降或扭转构造运动表现为构造趋势面的变动,但该变动并没有改变局部古高地与其周围地形的拟构造幅度。该方法的技术流程为,首先利用现今构造图及其趋势面求得拟构造幅度;然后将地层剥蚀线的平均走向近似于沉积期构造趋势面的走向,求得沉积期构造趋势面倾向;利用将今论古的思想借用现今潮坪相平均坡度作为沉积期构造趋势面的倾角;最后将沉积期构造趋势面与拟构造幅度相加即得沉积期古地形图。在此基础上,结合取心井的岩石学、白云石化类型,可以更好地确定海相沉积体系中各亚相或微相的分布范围。将此方法应用于苏里格气田东区下奥陶统马家沟组五段5亚段潮坪相碳酸盐岩地层的应用效果表明,研究区构造趋势面由NW—SE倾向变动到NE—SW倾向,其并没有改变沉积期局部古地貌与其周围地形的相对高低关系,该方法能够有效地刻画出潮坪相沉积期微幅度古地貌。沉积期水下微幅度古地貌隆起部位是控制该区潮坪相碳酸盐岩颗粒滩分布的关键因素,颗粒滩又是后期白云石化并发育为优质储层最有利的微相。因此,在准确刻画沉积期微幅度古地貌的基础上可以发现高产气井。该方法可以为其他克拉通盆地弱构造变形区沉积期古地貌研究提供有益的思路。     

塔北—塔中地区三叠系层序地层及岩性油气藏特征

运用层序地层学原理,结合钻井、测井和地震资料分析,在塔北—塔中地区三叠系识别出5个层序界面,将三叠系划分为4个三级层序,在此基础上建立了塔北—塔中地区三叠系的层序地层格架,并对地层格架中的沉积充填特征进行了分析。认为三叠系属于内陆坳陷盆地在聚敛期沉积的一套地层,发育3类沉积体系,从盆地边缘向盆地内部依次为（扇）辫状河三角洲、滨浅湖、半深湖、深湖相。研究区发育4种储集砂体,单独或配合发育可形成砂体上倾尖灭、砂岩透镜体、（水下）分流河道等多种圈闭,是寻找三叠系岩性油气藏的理想目标区。     

PHYSICAL CONSTRAINTS OF FAULTING IN A GOPRESSURED SEDIMENTARY BASIN*

On the basis of the triaxial stress concept, the tectonic stress required for faulting and sliding in a sedimentary basin can be estimated. The horizontal tectonicstress necessary for thrust faulting, for example, increases with depth from the surface to about 9,000 ft (2.7 km), and decreases below 9,000 ft (2.7 km), primarily because of a changing Poisson's ratio. Changing the vertical effective stress caused by generation of abnormal fluid pressure would also change the tectonic stress requirements for faulting. The internal friction of sedimentary rocks in the subsurface must be exceeded by the tectonic stress applied to the basin for faulting or sliding to take place. Estimates of the internal friction suggest that there is a high probability of faulting at depth if there are thick undercompacted and geopressured sections. Diapirs may also occur in such a physical environment. If the sedimentary rocks are normally compacted and the fluid pressure is hydrostatic from the surface to depth, on the other hand, the rocks are generally too rigid to cause any significant sliding. There would be very little chance of faulting and diapirism in such a case. The concepts developed in this paper may have a practical application in the under-standing of the physical conditions and constraints of faulting and diapirism in a relatively-young sedimentary basin with significant geopressuring at depth.     

准噶尔盆地车排子地区下白垩统清水河组储层成岩作用及物性影响因素

通过岩石薄片观察、扫描电镜、X-射线衍射以及碳氧同位素分析等岩矿测试分析手段研究了准噶尔盆地车排子地区下白垩统清水河组储层的成岩作用和储层物性的影响因素。准噶尔盆地车排子地区清水河组储层主要经历了压实作用,碳酸盐、方沸石、黄铁矿和黏土矿物胶结作用,以及局部少量的长石和石英的溶蚀作用。根据胶结物的占位关系确定了研究区清水河组储层成岩演化序列,即黄铁矿胶结—方沸石胶结—碳酸盐胶结—长石和石英溶蚀。根据自生碳酸盐矿物的氧同位素值确定了研究区碳酸盐胶结发生在早成岩阶段B期。车排子地区下白垩统清水河组储层成岩相分为以下6种类型：①砾岩胶结相;②砾岩杂基充填相;③(粉)砂岩弱_中压实相;④(粉)砂岩强压实相;⑤(粉)砂岩胶结相;⑥杂(粉)砂岩杂基充填相。准噶尔盆地车排子地区清水河组储层物性直接受控于3个因素：杂基含量、压实作用以及胶结作用。杂基含量主要受控于沉积相展布,辫状分流河道和水下分流河道微相杂基含量较低,而漫滩沼泽和水下分流河道间微相杂基含量较高。压实作用主要决定于地层的埋深,研究区东南部埋深较大,故压实作用更强。胶结作用的强度不易预测,但发生时的深度小于3 800m。最后提出了车排子地区清水河组储层物性主要影响因素的综合模式。     

火山活动与石油、天然气的生成

火山活动形成火山岩体和侵入岩体对沉积层形成了热源灶体,依火山岩体和侵入岩体与生油层的层序关系可分为上灶、中灶和下灶,形成灶体生烃模式。火山活动向沉积盆地供给了地球深部来源的CO、CO,和H,等地球深部无机成因的非烃气体,它们可以合成烃,使沉积盆地的沉积盖层出现合成生烃机制。来自地球深部的无机成因的天然气中还有甲烷碳同位素≥-25‰、甲烷同系物碳同位素组成成反序排列的无机烷烃气并在松辽盆地形成了无机烷烃气藏;火山活动为沉积盆地送来了岩浆岩,其中的地幔岩中见有烷、烯、炔等烃类物质;岩浆岩中的结晶岩含有烷烃类物质,且有随密度增加含经量增加的趋势;岩浆岩中的火山岩也含有烷烃物质,也有随密度增加含烃量增长的趋势,同时还有随密度增加烃类物质的碳原子数也有增加的趋势。火山活动还向沉积盆地供给热液流体,以水为载体的某些金属元素,如Fe、Mn、Zn、Cu、Pd等促进了烃类物质的生成量,使具有二元结构的沉积盖层盆地出现了催化生烃模式。总之,火山活动对沉积盖层呈二元结构的盆地的油气生成增加多种模式,使二元结构盆地存在有机生油机制、合成生油机制,同时也存在无机生烃机制。     

中国侏罗系岩相古地理与含油气远景

本文根据中国大地构造环境、古地理轮廓、沉积岩相与地层层序特征研究了我国侏罗系的分布、层序及岩相,并分析了我国侏罗系的含油气地质条件。作者以贺兰山—龙门山—康滇隆起—哀牢山为界将中国侏罗纪沉积区分为东西两部分,东部以北东、北北东向的断陷盆地群为主,西部则以近东西向的山间盆地为主。侏罗纪早期东部沿海一带为太平洋的一部分,东部内陆区为裂谷型断陷—坳陷和内陆坳陷型盆地;西部的西藏区为海相沉积区,新疆为内陆沉积区,其他区为山间盆地沉积区。侏罗纪晚期,由于东部陆壳继续抬升,太平洋板块向大陆俯冲,使得中国东部火山活动非常剧烈,在盆地中形成了大量的火山岩层或火山—沉积岩层。中国西部西藏地区仍为海域,但范围缩小。其余沉积盆地由于地壳上升和长期沉积而变浅,沉积了一套红色碎屑物质。作者在分析了侏罗纪的构造环境和沉积条件后指出,侏罗系不但是我国的一个重要成煤层系,而且也是一个重要的含油气层系,有着广阔的含油气前景。     

利用等效孔隙度法恢复沉积盆地残余地层古厚度——以济阳坳陷惠民凹陷为例

为了进一步提高沉积盆地残余地层古厚度的计算精度,对传统方法进行了改进,以地层压实过程中孔隙度与深度遵循指数关系为前提,提出了适用于中、新生代残余地层古厚度恢复的等效孔隙度法。首先,根据沉积压实原理,以钻井岩心和测井数据为基础,划分各井地层压实单元,并通过测试确定适用于研究区不同岩性地层的压实参数;然后,将地层压实单元等效看作不同岩性地层匀速沉降的均质体,按岩性比例确定各地层压实单元的初始孔隙度、压实系数和偏移常量,并建立其孔隙度一深度关系模型;最后,依据地层骨架厚度不变原理、沉积环境古水深的变化以及压实单元所处地层的相对位置,回剥反演计算残余地层古厚度。将等效孔隙度法应用惠民凹陷沙三段残余地层古厚度恢复,一定程度上校正了岩性差异、构造活动、异常压实作用和古水深的影响,恢复结果明显小于传统方法的结果,与实际地质情况吻合性较好,具有较高的准确性和可信度。     

塔里木盆地三叠纪岩相古地理特征

塔里木盆地三叠纪主要为内陆湖泊的陆相沉积。文中以沉积学理论为指导．以不同地区单井地层．沉积相柱状图解释为基础．对塔里禾盆地三叠系进行了沉积相划分和沉积体系分析,并对沉积相类型、古地理环境及沉积相时空演化进行了系统分析。研究认为：早三叠世,塔里木盆地以湖泊和湖泊三角洲体系沉积为主,库车坳陷北部山前发育冲积扇一扇三角洲沉积体系;中三叠世,库车坳陷沉积格局变化不大,盆地内部湖泊面积有所扩大,塔北地区开始发育湖泊三角洲体系：晚三叠世,由于古特提斯洋持续向塔里木板块俯冲,特提斯南缘的羌塘地块与塔里木板块发生碰撞．受此构造运动影响,盆地内部湖盆开始向北退缩,塔北及库车坳陷开始出现含炭沼泽．盆地沉积演化开始向侏罗纪过渡。     

沉积载荷致密排水对沉积盆地温度结构和成油窗口的影响

石油生成需要适当的温度条件,根据地热演化历史可以计算TTI值并定量估计成油窗口的位置.从而确定石油钻探需要达到的最大深度.本文根据盆地沉积史的地质资料和沉积物水文、热学和力学性质的实验室分析资料.对变形—孔隙水—热传输的非线性耦合问题进行了有限单元法计算.在不同而复杂的地质—热演化条件下,对地温、孔隙水压力和TTI值作出了全面估算.更加精确地确定了成油窗口的位置.     

塔中地区志留系沉积相及层序地层研究

利用岩心刻度测井建立塔中志留系无障壁潮坪沉积模式和沉积微相解释模型,划分出2个亚相6个微相;应用钻/测井和生产动态资料,通过不整合面、湖泛面等层序界面和沉积旋回的识别,建立了塔中地区志留系层序地层格架,将其划分为3个三级层序和18个准层序组,其中每个三级层序均由海侵体系域和高位体系域构成;结合体系域内准层序在垂向上的叠置样式,指出有利含油气储层在体系域或准层序组中分布范围。研究成果对层序地层学在海陆过渡相地层中的对比和应用以及在塔中地区寻找地层岩性圈闭油藏具有一定的借鉴意义。     

应用测井、地震资料进行地层压实校正的方法

压实作用与沉积盆地发育的整个过程有关。以拄人们都借助于单井地层剖面的岩性研究沉积岩的压实作用。本文应用刚井、地震资料研究沉积岩的压实作用,更具有广泛性,首先建立地层压实校正数学模型,然后利用公式求取压实校正参数。文中详细介绍了利用浏井、地震资料求取压实校正参数的方法。在具体进行地层压实校正时,校正量的计葬有两种方法:一是向下逐层剥去法;二是向上逐层果加法。由此恢复的古厚度图,可用于研究盆地或构造的发育过程,判断生油期和评价圈闭。     

海拉尔盆地扎赉诺尔群的沉积学特征

海拉尔盆地是在华力西褶皱基底上形成的中生代断陷盆地。扎赉诺尔群为盆地充填沉积,可划分为四套沉积组合,构成较完整的盆地充填序列,形成充填早期湖泊相、深陷期湖泊相和充填晚期湖泊相。砂岩形成于陆内深断陷盆地,物源为活动大陆边缘或大陆岛弧。主要储层可分为近岸水下扇砂(砾)岩体、浊积砂体和湖滨砂体三类不同的成岩模式。     

西昌盆地上三叠统白果湾组层序格架下沉积演化及油气勘探意义

西昌盆地上三叠统白果湾组具有较好的油气勘探潜力,但目前在沉积方面的基础地质研究尚缺乏系统认识,很大程度制约了该地区的油气勘探进程。以白果湾组一、二段为研究对象,根据露头、钻井岩心、测井和元素地球化学资料综合分析,理清了沉积相划分标志与特征,搭建了全区可对比的高精度层序地层格架,恢复了沉积体系时空展布与演化规律,建立了构造—气候响应下的沉积演化模式。结果表明：西昌盆地白果湾组一、二段可划分为一个三级层序,包含低位体系域、湖扩体系域和高位体系域3个体系域,主要发育辫状河流、辫状河三角洲和湖泊3种沉积相。低位体系域时期盆地以辫状河流和三角洲连片沉积为主,湖泊面积较小;湖扩体系域时期以湖泊沉积为主,辫状河流和三角洲向盆地边缘大面积萎缩;高位体系域时期短轴强物源向湖心进积,湖泊面积再次减小。层序沉积演化是构造作用和古气候条件的叠加效应,其中区域构造运动作为主控因素决定了盆地地貌格局、沉降速率和湖平面变化,古气候旋回通过影响湖平面升降对沉积充填产生控制。白果湾组一、二段成藏配置关系良好,低位体系域有利储集体可作为该区下一勘探阶段重点关注的方向。该成果可为川西南地区陆相油气勘探新领域突破开拓思路。     

琼东南盆地超压研究进展及形成机制

基于国内外相关文献的调研和剖析,综合前人的研究成果,总结了琼东南盆地超压的分布特点及深水区压力预测等方面的研究进展。结合现有的钻井、实测压力、地质、地球物理及地球化学等资料,分析了琼东南盆地的超压成因及其形成机制。分析表明：新构造期(5.3Ma)以来,琼东南盆地表现为快速的沉积沉降,特别是西部晚期的巨幅沉降,沉积地层很厚,且泥岩发育,这种独特的快速沉积沉降是该盆地超压形成的重要地质条件。低渗透性沉积层在快速沉积沉降过程中受到上覆岩层欠压实作用而产生超压,其实质是孔隙流体供与排不平衡,是该盆地超压形成的主要机制。同时,水热增压及新生流体等的辅助作用,会使压力进一步升高,使超压进一步加剧。研究成果对琼东南盆地的勘探与开发具有理论指导和现实意义。     

柴达木盆地狮子沟地区中深层储集空间形成机制

柴达木盆地狮子沟地区目前发现的油气主要聚集于中深层古近-新近系,其储集空间基本类型主要包括剩余原生粒间孔隙、次生溶蚀孔洞和裂缝,并形成5类储集空间组合。具有储渗意义的储集空间类型主要是次生溶蚀孔洞和裂缝。受压实作用和胶结充填作用以及沉积环境的影响,剩余原生粒间孔隙不甚发育,而次生溶蚀孔洞和构造裂缝发育。除了油源流体外,大气降水可能在有效储集空间的形成中起到过重要作用。     

FORMATION OF NON-COMPRESSIONAL SEDIMENTARY BASINS ON CONTINENTAL CRUST: LIMITATIONS ON MODERN MODELS

The evolution of non-compressional sedimentary basins can be modelled in many ways. A number of existing schemes rely on assuming mathematical relationships between such geodynamical parameters as subsidence and heating of a basin and the amount of presumably causative tectonic extension. The usual objective is to determine precisely the geological history of a sedimentary basin, and to predict the unknown parameters. Models inevitably simplify complex natural systems. Many models of basin formation rely on specific assumptions about the dynamics of the crust (pure-shear or simple-shear deformation, the Moho as a passive marker, uniform extension, absence of older weakness zones, certain metamorphic reactions at depth, etc.) and about the structure and geological history of the basin (purely conductive heat transfer, existence of an underlying rift, etc.). Such assumptions cannot always be tested in poorly-studied regions, and in some cases they contradict the available geological information. For simplification to be valid, the, geological system has to be understood in some detail before model parameters are chosen. Misleading results may be obtained if an inappropriate model is applied, or if its parameters are ill-constrained. Many different geodynamical processes may contribute to basin evolution. In the North Sea region, for example, both mantle-plume activity and mobility of lower-crustal material are proposed to have occurred in Mesozoic and Cenozoic times. The Jurassic plume may have been influenced in part by ancient lithospheric structure. The preferred method in basin analysis is the multidisciplinary approach based on a broad range of data, of which quantitative modelling may or may not be a part. In the integrated basin analysis, geological information is used to constrain the interpretation of gravity, magnetic and seismic data, thus revealing the structure of the basin and helping infer its geological history. Combined with geochemical data, these results are a useful guide for hydrocarbons exploration.     

塔里木盆地西南地区侏罗纪原型盆地类型与特征

塔里木盆地西南地区处于古亚洲构造域与特提斯构造域的叠加部位。在平面上,侏罗系分布呈带状出露在塔西南南部边缘。塔西南南缘在侏罗纪期间为一个断陷盆地体系,向西应与卡拉库姆地块南缘断陷盆地相连通。侏罗纪时,深水沉积区处于边缘主控正断层断距最大的位置,而河流和沼泽沉积环境则处于相邻断层交叠部位,或主控断层断距较小的部位。断距最大的位置通常在单个断层的中部,而向其两端断距则逐渐减小,所以上盘的沉降幅度也就变小,沉积环境也相应为河流或冲积扇等。塔西南地区侏罗纪地层除发育在山前外,还发育了一系列受断层控制的湖盆。其中,半-深湖相沉积制约了生油岩的发育。     

河西走廊油气勘探的新领域

河西走廊酒泉—民乐山前坳陷带位于祁连山北麓。西起玉门、东止民乐,东西长420余公里,南北宽30—60公里,属中新生代山前坳陷带。基岩隆起分隔为三个沉积盆地,自西而东为酒西、酒东、民乐,它们的面积分别为2700、8600、7800平方公里(图1)。