陆相细粒沉积岩物质来源、搬运-沉积机制及多源油气甜点

伴随着非常规油气工业的蓬勃发展,细粒沉积岩研究受到广泛关注。基于近年来国内外学者对细粒沉积岩的研究认识,对陆相湖盆细粒沉积岩的岩石类型、物质来源、搬运-沉积机制和油气甜点特征进行了系统的阐述。细粒沉积岩的物质来源包括陆源、内源、火山源及混合来源。细粒物质可以通过悬浮沉降、重力流、火山-热液活动和盆内生物化学作用等方式沉积下来,且在成岩前可能发生原地沉积或湖盆内短距离的搬运和再沉积作用。细粒沉积岩在沉积特征、孔渗条件、油气富集机制等方面与细粒物质来源密切相关。对细粒沉积岩物质来源和搬运-沉积动力学模式的研究对页岩油气勘探开发具有重要的指导作用。     

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     

沧东凹陷孔二段细粒沉积岩致密油甜点预测

针对孔二段细粒沉积岩致密油储层薄、岩性复杂、纵横向变化快、地震资料分辨率低、常规手段预测难度大的问题,应用“逐级剥离”的方法预测甜点。首先通过单井岩电特征及模型正演分析明确了不同甜点段的地震响应特征,通过井震结合分析了不同岩相的振幅、频率特性,并构建振幅、频率融合属性预测岩性;然后通过优选敏感特征曲线反演预测甜点,预测出孔二段细粒沉积岩致密油甜点区的分布,有效指导了细粒沉积岩致密油勘探的选区,提高了钻探的成功率。通过逐级剥离的方法,预测出小集地区、官西高斜坡区、孔西低斜坡区等三个Ek₂¹细粒沉积岩致密油甜点区,合计面积达185km²。展示了沧东凹陷孔二段致密油勘探的良好前景,同时证实了文中的致密油甜点预测方法具有一定的实用性。     

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。     

四川盆地陆相页岩油气富集主控因素及类型

四川盆地陆相页岩气勘探虽然已在涪陵、元坝等地区下侏罗统大安寨段获得工业气流,但与海相下志留统龙马溪组页岩气相比,富集条件存在较大的差异,勘探潜力尚待探索。通过X衍射矿物组分、有机地化、氩离子抛光-扫描电镜、压汞-吸附联合测定、脉冲渗透率、纳米CT、含气性测试等方法技术,对控制陆相页岩气富集的岩性组合、成熟度和压力3个关键因素进行了研究。湖相碳酸盐湖坡风暴滩沉积的页岩与介屑灰岩不等厚互层,具有良好页岩气生烃（有机质丰度大于1.4%）、储集（孔隙度大于3%）、渗透（水平缝发育）和可压裂（脆性指数大于0.6）的配置条件,为最有利的岩性组合类型;成熟度控制着页岩储层有机质孔的发育和页岩油气的生成（以成熟度1.3%为界）;超压（压力系数大于1.2）是陆相页岩油气富集高产的关键。据此将陆相页岩油气富集类型划分为超高压高成熟页岩与灰岩互层页岩气型和超压低成熟页岩与灰岩互层页岩油气型;优选涪陵北东岳庙段和元坝大安寨段为页岩气有利目标,涪陵北和阆中-平昌大安寨段、建南东岳庙段、元坝千佛崖组二段为页岩油气较有利目标。     

渤海湾盆地济阳坳陷古近系异常高压成因及其与陆相页岩油富集的关系

为了探索渤海湾盆地济阳坳陷地层异常压力对页岩油富集的影响,运用全岩X-衍射分析、常规热解生烃潜力分析和有机地球化学系统分析等方法,研究了4口页岩油专探井古近系的单井地层压力结构、泥页岩岩相、有机质成烃演化、黏土矿物转化、烃类滞留—次生孔隙和微裂缝分布的关系。研究区靠近洼陷中部的古近系沙河街组沙三中、下亚段和沙四上亚段岩相组合以碳酸盐岩为主,而靠近凹陷边缘以碎屑岩/化学岩混合沉积组合为主。利用声波测井、密度测井和钻录井资料,可有效识别单井压力结构和异常高压特征,并揭示生烃洼陷区以碳酸盐—黏土矿物组合为主的富有机质页岩中地层孔隙压力的影响因素。综合应用地球化学证据证实,济阳坳陷古近系地层超压主要来源于成熟泥页岩的生烃增压,泥页岩自源超压段与滞留烃高峰段及次生孔隙发育带相对应。     

中国陆相湖盆沉积岩中方沸石的产状、成分和成因

天然方沸石是沉积岩中的常见矿物,与油气储层关系密切.在总结前人研究成果的基础上,对天然方沸石的产状、成分特点、成因类型以及方沸石对储层的影响进行了归纳.结果表明:方沸石是含有结晶水的架状结构硅酸盐矿物,平面上硅氧四面体构成封闭环,三维空间中具有笼状结构,结构内部的孔道有利于溶解作用的发生.陆相湖盆中的天然方沸石有5种典...     

四川元坝地区大安寨段陆相细粒沉积岩储层物性特征及有利储集层研究

四川盆地元坝地区大安寨段陆相细粒沉积岩不同于盆地内其他地区,储层的物性差异较大,需对该区域目的层段细粒沉积岩储层物性特征开展研究。综合利用薄片观察、氦气法测孔渗、低温氮气吸附、扫描电镜及FIB等方法,对研究区岩石的物性特征、储集空间、孔隙结构和渗透性进行分析研究。结果表明:研究区细粒沉积岩储层储集空间类型分为孔隙和裂缝两大类,包括有机质孔、粒间孔、溶蚀孔、晶间孔、黏土矿物间微孔和构造缝、页理缝、成岩收缩缝;平均孔隙度为3.35%,平均渗透率为1.54 mD,属于特低孔低渗的孔缝型储层;细粒岩储层以微孔和介孔为主,孔径主要为3～7 nm;大二亚段富有机质页岩和介壳页岩是最有利的储集岩性,大安寨段下部和中部的富有机质细粒岩段为有利储集层段。储层特征分析有助于揭示大安寨段陆相特低孔低渗致密储层形成机理,也可为该类储层成因解剖与分布规律预测提供支撑和借鉴。     

页岩油气纵向综合甜点识别新方法及定量化评价

页岩储层厚度一般较大,且储层物性纵向上非均质性强,长水平井多级压裂开发技术要求对水平井着陆点及轨迹进行优选。通过综合考虑页岩可压性、资源禀赋、流动性等因素,提出了页岩油气纵向综合甜点的概念,其是纵向地质因素与工程因素的综合。建立了页岩油气纵向综合甜点识别流程及方法,实现了纵向上从远景段、有利段、核心段,再到甜点段的识别过程。定义了纵向综合甜点指数,可以量化评价储层物性纵向分布的差异及非均质性。在此基础上,考虑地应力分布预估有效压裂裂缝高度,定义了纵向综合甜点系数,能够准确量化最优水平井着陆点,可以有效指导水平井靶点及轨迹设计,并且经过现场应用证明了该方法的有效性。     

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。     

陆相页岩油甜点地球物理表征研究进展

针对中国东部陆相页岩油甜点地球物理预测技术适应性不足等问题，从基础研究入手，构建陆相页岩油层岩石物理模型，分析地球物理响应特征；开展地质-测井-地球物理融合分析，认为富有机质纹层状岩相+裂缝为富集主控因素；在岩相、TOC、物性、含油性、脆性、压力、地应力等地震预测方法研究的基础上，攻关纹层状岩相、裂缝及地应力地球物理预测技术。基于岩石物理模型与各向异性叠前反演，形成层理缝密度预测方法，将层理缝密度地震属性作为沉积约束参数，实现纹层状岩相有效预测；基于正交各向异性介质AVAZ属性，提高裂缝表征精度；基于岩石三模量实现地应力大小预测，基于层间速度变化率预测地应力方向。通过研究，厘清了陆相页岩油甜点要素，明确了甜点要素指标体系以及岩石物理、地球物理响应特征，完善与建立了相应的甜点地球物理表征方法，在济阳坳陷预测了页岩油有利目标区。     

渤海湾盆地沾化凹陷沙河街组三段下亚段细粒沉积岩岩相特征与沉积演化

渤海湾盆地沾化凹陷沙河街组三段(沙三段)下亚段页岩油勘探潜力巨大,目前对其岩相类型及其分布规律、沉积背景认识不清,制约了页岩油的勘探突破.利用岩心和X射线衍射、元素地球化学、有机地球化学等高精度测试资料,通过识别细粒沉积岩的岩相类型,恢复了古沉积环境,并探讨了沉积环境演变约束下的岩相分布规律.沉积古环境的变化控制了不同...     

中国中西部大型盆地致密砂岩油气“甜点”类型与特征

中国中西部主要盆地致密砂岩油气资源丰富,是油气勘探开发的重要领域,但致密砂岩油气的形成和分布复杂、多变,制约勘探开发获得更好的效益。解决这一问题的途径之一,就是评价、筛选和开发利用其中的"甜点",以减少不确定性。分析中西部大型盆地碎屑岩层系致密油气的特点,同时考虑现场资料与预测技术友好、形成机理与分布规律相对统一、经济与技术策略相对一致等要求,以控制甜点储层形成、分布的主要地质作用为线索,将甜点分为相控型、缝控型和壳控型三大类以及不同类型。其中,相控型甜点储层受控于埋藏过程中的成岩作用,发育于特定的岩石相内部;缝控型甜点形成于断裂和褶皱等强构造变形位置,以裂缝网络作为油气储、渗的关键要素;壳控型甜点形成于长期抬升的强风化淋滤作用下,在风化壳内部淋滤层的约束下发育和分布。在此基础上,以四川盆地川西坳陷东坡侏罗系的"窄河道"、四川盆地北部马路背地区须家河组的"断缝体"以及准噶尔盆地西部车排子地区的石炭系为实例,分析了不同类型甜点形成、分布特征和主要控制因素。以成储地质作用及其产物对甜点进行分类,可以促进对致密砂岩油气甜点(区)形成、分布规律的研究与表征,也有助于采取针对性的地质、地球物理及...     

东营凹陷沙河街组四段上亚段细粒沉积岩岩相特征及与沉积环境的关系

细粒沉积岩的岩相特征影响泥页岩的生烃能力与储集性能,与沉积环境的相互关系分析亦可丰富细粒沉积的研究。然而目前针对陆相细粒沉积岩岩相的研究较为薄弱,基于岩相成因,与沉积环境相结合的岩相特征分析较少。基于大量岩心、薄片、X射线衍射及地球化学数据,以成分为第一要素,以东营凹陷沙河街组四段上亚段细粒沉积岩为例,划分出4大类、12种岩相类型,分析每一种岩相的宏观、微观、成分及成因特征。通过矿物成分、地球化学等多参数的分析发现,沙河街组四段上亚段沉积环境分为4个阶段。沉积环境通过控制岩相主要成分而控制了岩相的类别与发育;沉积环境的旋回性与阶段性变化导致岩相的旋回性与阶段性变化;沉积环境控制岩相发育,岩相亦能反应沉积环境的变化。在细粒沉积分析中,不能排除突发事件(海侵、浊流等)对岩相及沉积环境的影响。     

东营凹陷古近系沙河街组四段上亚段细粒沉积岩沉积环境及控制因素

探究细粒沉积岩沉积环境及其控制因素有助于从成因上把握泥页岩储层的特征与分布,从而更有效指导非常规油气勘探。岩心观察、薄片分析、X-射线衍射实验及地球化学分析发现,东营凹陷沙河街组四段上亚段细粒沉积岩沉积环境要素中,气候、水深及还原性变化由4个阶段组成且整体呈现旋回性。其中第2个阶段受海侵影响,盐度从异常高值逐渐降低。细粒沉积岩发育的主控因素包括物源、气候、水体物理化学条件、构造作用及突发事件等:研究区母岩包括变质岩、沉积岩(碳酸盐岩与石英砂岩等)及火成岩,经风化提供黏土、碳酸盐及粉砂作为细粒沉积岩的物质基础;气候及水体物理化学条件的旋回性导致了细粒沉积岩垂向上的规律变化;构造作用通过控制沉积相而影响细粒沉积岩的展布;突发事件(浊流等)亦影响细粒沉积岩的发育。     

常规与非常规油气聚集类型、特征、机理及展望——以中国致密油和致密气为例

油气勘探开发领域从常规油气向非常规油气跨越,是石油工业发展的必然趋势,二者在油气类型、地质特征及聚集机理等方面明显不同。常规油气研究的灵魂是成藏,目标是回答圈闭是否有油气;非常规油气研究的灵魂是储层,目标是回答储集有多少油气。非常规油气主要表现在连续分布、无自然工业产量。目前,常规油气面临非常规的问题,非常规需要发展成新的"常规"。伴随技术的进步,非常规可向常规转化。常规油气聚集包括构造油气藏、岩性-地层油气藏,油气以孤立的单体式或较大范围的集群式展布,圈闭界限明显,储集体发育毫米级—微米级孔喉系统,浮力成藏。非常规油气聚集包括致密砂岩油和气、致密碳酸盐岩油和气、页岩油和气等,一般源储共生,大面积连续或准连续分布于盆地斜坡或中心,圈闭界限不明显,页岩系统储集体广泛发育纳米级孔喉,浮力作用受限,油气以原位滞留或短距离运移为主。以中国重点盆地致密油和致密气为例,系统分析了其地质特征与勘探潜力。非常规油气储集空间主体为纳米级孔喉系统,局部发育微米—毫米级孔隙,其中页岩气储层孔径为5～200nm,致密灰岩油储层孔径为40～500nm,致密砂岩油储层孔径为50～900nm,致密砂岩气储层孔径为40～700nm。针对全球石油工业和纳米等技术的快速发展,提出了"纳米油气"的概念,指出"纳米油气"是未来石油工业的发展方向,需要发展纳米油气透视观测镜、纳米油气驱替剂、纳米油气开采机器人等换代技术,油气智能化时代将随之到来。     

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...     

陆相页岩油有利岩相优选与压裂参数优化方法

综合高精度岩石物理实验、数字岩心以及测井新技术资料,系统描述了鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段3亚段陆相页岩油的页岩岩相特征及其识别方法,根据每类页岩岩相的内幕特征确定了"油气甜点"有利岩相分布层段与平面展布规律.研究认为,高TOC含量页岩岩相是陆相页岩油的源岩基础,但不是产量的主控因素;孔隙结构良好和储集空间发育的页岩岩...