火山岩风化壳发育规律及油气地质意义 ——以准西车排子地区石炭系火山岩为例

准噶尔盆地已发现较多与火山岩风化壳有关的油气藏。以盆地西缘车排子地区石炭系火山岩为例,通过地质、地球化学及测井等技术,分析石炭系风化壳发育规律,明确研究区石炭系油气成藏规律。研究结果表明:车排子地区石炭系火山岩顶部发育黏土层、水解层和淋滤层共3层结构的风化壳;风化时间决定风化壳的厚度,古地形控制风化壳结构层的完整性,岩性和断裂影响风化壳的局部变化。风化壳对油气成藏的控制作用主要有:①淋滤层中的各类火山岩均可以成为有利储层。②黏土层与水解层是风化壳型地层圈闭的有效盖层。③淋滤层与上覆砂体是风化壳内部油气藏的重要横向输导层。受风化壳结构控制,研究区石炭系具有断层-毯砂、断层-淋滤层及断层-毯砂-淋滤层共3种输导方式,油气主要富集于毯砂-淋滤层错断对接区、近断裂带及毯砂-淋滤层超覆对接区。     

车排子凸起西南缘油气来源与成藏过程

车排子凸起紧邻两大生烃凹陷,由于烃源岩层多,油气来源尚不明确,为了进一步明确油气来源,对研究区的原油根据地球化学特征进行了分类,同时厘定了主力烃源岩的地化特征。研究结果表明:研究区的原油可以分为两类,其中Ⅰ类原油是氧化环境下高等植物来源的高成熟原油,主要来源于四棵树凹陷侏罗系烃源岩,Ⅱ类原油是氧化一还原环境下高等植物及藻类来源的较低成熟原油,主要来源于四棵树凹陷侏罗系烃源岩与白垩系或古近系源岩的混源。结合油气输导条件及区域构造背景演化,认为侏罗系/石炭系不整合底砾岩及沙湾组一段1砂组的"板砂"是油气横向运移的有利通道,而喜山期形成的正断层则是油气垂向运移的有利通道。     

车排子地区白垩系底部不整合结构及输导作用

基于大量地质与地球物理资料,分析了车排子地区白垩系底部不整合结构特征、输导通道类型及输导作用。车排子地区白垩系底部不整合主要为２ 层结构,不整合面之上岩石及半风化岩石发育,风化黏土层不发育。研究区具有双运移通道、单运移通道、封堵型３ 种通道类型,双运移通道类型与油气高显示程度、高运移指数有良好对应关系,此类型输导通道发育区的构造高部位是油气的有利聚集区。     

车排子地区石炭系油气成藏模式

车排子地区位于准噶尔盆地西北缘南段,紧邻生烃凹陷,长期处于油气运移的有利指向区,该区石炭系火山岩非常发育。石炭系烃源岩无生烃能力,其油源主要来源于二叠系风城组和乌尔禾组;储层多发育在物性较好的火山角砾岩或玄武岩中,被致密的火山岩或泥岩所覆盖;车排子石炭系火山岩油气藏主要受断裂、岩相和不整合面的控制,表现为受构造控制的两期成藏,一期调整。     

车排子地区火成岩油气成藏条件及勘探关键技术

准噶尔盆地西缘车排子地区石炭系火成岩勘探存在较多难题。其石炭系火成岩储层地震反射杂乱,预测火成岩有利储层分布及裂缝有利发育区的难度较大。根据钻井和地震资料,利用重磁电预测技术和地震预测技术等对车排子地区石炭系火成岩的烃源岩条件、油气成藏条件及勘探关键技术等进行研究,结果表明,研究区自海西期形成以来长期继承性隆起,是油气的有利运移指向区;昌吉凹陷和四棵树凹陷的油气通过断层和裂缝运移至石炭系火成岩裂缝—孔隙型储层中聚集成藏;研究区石炭系火成岩具有生烃条件,可以提供油源形成自生自储型油气藏。车排子地区石炭系发育巨厚火成岩,并已获得工业油气流;其火成岩储层的含油气性主要与裂缝发育程度成正相关。根据研究区石炭系火成岩储层、断裂破碎带及裂缝分布的预测结果,已成功钻探32口井,其中11口井获得工业油气流,已上报控制石油地质储量6 101×104t。     

Epos3．0地震解释系统在准噶尔盆地车排子地区火山岩油气勘探中的应用

火山岩油气藏已经成为准噶尔盆地西北缘油气勘探及开发挖潜的一种重要油气藏类型,而火山岩体的识别是车排子地区石炭系油气勘探的关键。利用该区钻井资料及岩性解释结果,对车排子连片三维地震资料进行精细标定,划分出3个火山岩喷发序列,并应用Epos3．0地震解释系统对划分出的3个序列进行精细解释,再应用高分辨率本征值相干算法落实断裂组合,利用多属性划分的地震相图确定火山岩相的平面分布,通过独特的异常体雕刻技术确定火山岩体的空间分布,最终发现和落实12个火山岩体圈闲,Epos3．0地震解释系统在该地区取得了良好的地质应用效果。     

油气输导体系研究述评

油气输导体系一直是石油地质学研究中的核心和难点。国内对于输导体系的研究始于20世纪90年代中后期。由于相关基础理论尚不完善,对于输导体系的研究仍为油气成藏机理研究的一个薄弱环节。目前,输导体系尚未具有统一的定义和分类方案,文中将其定义为油气从烃源岩运移到圈闭的过程中,各种潜在或已知的油气输导体的三维几何形态、内部构成、流体输导能力综合以及不同输导体的空间配置形式和时间上与生油期的匹配关系。并将油气输导体系分为两大类、6种类型。     

准噶尔盆地车排子地区下切谷的发现及其油气地质意义

下切谷具有重要的油气地质意义。对准噶尔盆地车排子地区下白垩统吐谷鲁群中下切谷的发现及系统研究表明,以车排子凸起为界,可将下切谷分为东缘和南缘两大体系,隆后斜坡带是大型下切谷体系发育的主要部位,下切谷体系在发育过程中经历了多期垂向切割和侧向侵蚀以及随后的充填堆积和侧向加积作用,具有独特的沉积构成特征和充填特征。下切谷由白垩纪早期准噶尔盆地南缘强烈的构造幕式挤压冲断作用导致的湖平面快速下降形成。目前,该下切谷体系已成为车排子地区的主要油气勘探领域。     

准噶尔盆地车排子地区油气成藏期次研究

车排子地区位于准噶尔盆地西部,在不同层位发现众多稠油及油气显示,并发现了具有工业价值的轻质油,因此,研究该区的油气成藏期次,对车排子地区的勘探突破具有重要的意义。该区原油按地化特征的差异可分为3类,油源分析表明它们分别来自中下侏罗统混合型烃源岩、中二叠统烃源岩以及中二叠统和中下侏罗统腐泥型烃源岩的混源。在油源分析和烃源岩生烃史模拟的基础上,结合准噶尔盆地及车排子地区构造发育史,将车排子地区油气充注分为4期,即侏罗纪至早白垩世来自中二叠统烃源岩的油气充注成藏、中晚白垩世以来早期形成的稠油发生再次运移形成次生稠油油藏、新近纪早期来自中下侏罗统烃源岩早期生成的少量油气在中生界、古近系和新近系地层充注成藏以及新近纪中晚期至第四纪来自中下侏罗统烃源岩中晚期生成的油气在新近系地层充注成藏。     

含油气盆地油气输导体系分析

油气输导体系沟通烃源岩与圈闭,在油气运聚成藏过程中具有关键作用。在前人研究成果的基础上,通过分析油气输导体系的输导机制,对含油气盆地的输导体系进行了研究。结果表明,油气输导机制从根本上来说是油气在空间输导网络中的运移机制,主要包括输导载体、输导动力及其之间的内在联系和演化规律,提出油气输导体系的分类命名原则为输导关键时期—输导方向—输导动力—输导空间,据此可以确定油气输导体系的有效性,进而预测油气藏的分布以及指导油气勘探。以东营凹陷南斜坡为例,将其明化镇组沉积末期的油气输导体系分为3类,分别为明化镇组沉积末期—向上—中高压—中孔隙油气输导体系、明化镇组沉积末期—横向-向上—中高压—大孔隙油气输导体系和明化镇组沉积末期—横向—中高压-浮力—大孔隙油气输导体系。     

准噶尔盆地西缘车排子地区侏罗系储层特征及控制因素

运用岩心观察、薄片鉴定及物性分析等方法手段,对准噶尔盆地西缘车排子地区侏罗系储层特征进行了系统研究,并结合有效储层物性下限计算,探讨了研究区储层的控制因素,划分了储层类型。研究表明,该区发育颗粒支撑砾岩相、杂基支撑砾岩相、含砾砂岩相、砂岩相、粉砂岩相等五类岩相储层,其中砾岩类储层储集空间不发育,多为特低孔超低渗储层;砂岩类储层储集空间发育,以原生孔隙为主,多为中高孔中高渗储层。通过研究区成岩作用类型和强度的定量分析,共识别出11种成岩相。储层的储集物性主要受岩相控制,而成岩作用则促进了储集物性的分异。结合有效储层物性下限及物性分析,研究区储层可分为3大类：Ⅰ类为（含砾）砂岩相与中等—强溶蚀成岩相组合控制的储层,储集物性最好;Ⅱ类为粉砂岩相与弱胶结弱溶蚀成岩相组合控制的储层,储集物性次之;Ⅲ类为砾岩相或砂岩相与中等—强胶结弱溶蚀成岩相组合控制的储层,该类储层储集物性最差。     

准噶尔盆地车排子地区古近系沉积相研究

从单井相分析入手,结合地震、测井、古生物、分析化验资料和岩相古地理的研究成果,分析了准噶尔盆地车排子地区古近系沉积相类型及特征,阐明了沉积相带的平面展布特征及沉积演化的控制因素,并进行了有利区带的预测.结果表明,白垩纪后受构造运动的影响,车排子地区发生沉降,在西北高东南低的古地形背景下,差异沉积明显.受湖平面变化、古地貌、物源供给和古气候的控制,古近纪紫泥泉子组沉积时期发育冲积扇、扇三角洲和湖泊沉积,物源来自西北方向;安集海河组沉积时期湖盆范围增大,物源主要来自北方,冲积扇和扇三角洲沉积向北缩进,研究区南部广泛发育滨浅湖沉积.地层发育受沉积特征的控制,有利储集砂体主要为扇三角洲分流河道及水下分流河道砂体,构造-岩性圈闭是研究区下步的勘探重点.     

准噶尔盆地车排子地区石炭系顶部风化壳结构及其控藏作用

基于实钻资料与地质综合研究,系统分析了准噶尔盆地车排子地区石炭系顶部风化壳结构地质特征及其发育主控因素,总结了风化壳结构发育模式与控藏作用。研究认为,车排子地区石炭系顶部风化壳垂向上具层状结构,自上而下依次为风化粘土层、水解层、淋滤层。风化壳结构形成主要受控于原岩岩性、间断时间和古地形三大因素。风化粘土层和水解层起着封盖、遮挡作用,分布较广的淋滤层具有较好的储集性能,利于油气横向输导。在有水解层或风化粘土层条件下,形成“毯砂”“壳”双输导模式;反之,则油气上窜或下灌,形成单一输导体。在其控制下,该区石炭系顶部风化壳发育壳内、毯砂前缘和复合岩性3种油气藏分布类型。     

准噶尔西缘车排子凸起东北部断层封闭性

断层是车排子地区油气运移的主要通道,也能形成与之相关的油气藏,断层封闭性的研究对于确定研究区油气藏的空间分布有着极为重要的意义。通过定性分析断层活动期与生排烃期的匹配关系以及断层特征,定量评价断层两盘岩性配置关系、泥岩涂抹及断面正应力等控制封闭性能的各个要素,对车排子凸起东北部F1和F2两条主要断层进行封闭性分析,最终应用模糊评价方法进行综合评判。结果表明：F1断层和F2断层封闭性具有“纵向上分期,平面上分段”的变化特征,纵向上分为白垩系、新近系沙湾组一段、沙湾组二段和沙湾组三段4期。其中,白垩系断层封闭性平面上整体好,仅F2断层的南段封闭性差;沙一段地层F1断层的封闭性具有北段好、中段差、南段较好-较差的变化特征,F2断层封闭性整体差-较差;沙二段地层断层封闭性整体好;沙三段地层断层封闭性整体差,仅F2断层中段封闭性好。     

准噶尔盆地车排子地区轻质油运移方向研究

准噶尔盆地车排子地区在新近系沙湾组分布有轻质油油藏,前人研究认为轻质油主要来源于侏罗系八道湾组烃源岩。根据车排子地区轻质油的物性、含氮化合物及生物标志化合物等参数变化特征来综合分析该区油气的运移,指出研究区轻质油具有从西南向东北运移的趋势,轻质油应该主要来源于四棵树凹陷东南部的侏罗系烃源岩,并探讨了油气成藏模式,对该区油气勘探部署具有一定的指导意义。     

准噶尔盆地车排子凸起构造演化特征及其成因

准噶尔盆地车排子凸起油气资源丰富,其构造演化特征比较独特。基于车排子地区最新的勘探进展,利用平衡剖面技术,对车排子凸起的基本构造特征及活动参数进行定量研究,同时结合构造物理模拟实验再现了研究区的构造演化过程,在时间与空间上进一步系统地探讨了车排子凸起的构造演化特征及其成因。研究认为,车排子凸起自晚石炭世已开始发育,依次经历了强挤压-弱挤压-较弱挤压-弱伸展的演化过程,可分为初始发育（C₃-P）、持续隆升（T-J）、稳定埋深（K-E）和局部伸展掀斜（N-Q）4个演化阶段,其构造演化主要受控于晚石炭世以来车排子凸起及邻区构造应力场的重大转变。C₃-P时期,受EW向的挤压应力场控制,车排子凸起发生自西向东的“构造逃逸挤压”,凸起东侧发育近SN向的红车断裂带,并在凸起主体部位发育大量近SN向次级逆断层;T-J时期,车排子凸起被置于挤压逆冲楔顶部的NW-SE向挤压应力场中,持续发生隆升,先期逆断层部分继承性活动;K-E时期,整体缓慢下沉,稳定埋深;至N-Q时期,转为NNE向的伸展应力场,局部发生伸展掀斜,发育大量NWW向正断层的同时,先期逆断层部分发生构造负反转。受构造应力场控制,区域构造线则经历了由近SN向到NE-SW向,再到近EW向的重要转变。     

准西春风油田勘探成效分析

春风油田位于准噶尔盆地西缘车排子斜坡带,油藏隐蔽性强、油层薄、油稠。车排子凸起多期升降和超剥作用控制了残余地层展布,正序沉积叠加控制了储盖组合样式,构造演化与沉积作用耦合控制了圈闭的发育及展布。油气输导格架为“油源断层垂向沟通、毯状砂体横向输导、调节断层纵向调整”;沙湾组富集成藏模式为“远源供烃、断毯输导、地层岩性圈闭控藏”。在对生储盖运藏认识的基础上,成功应用了高精度三维地震勘探技术和HDNS（水平井＋油溶性降黏剂＋氮气＋蒸汽）开发技术,使得春风油田实现了高速高效勘探开发,探明石油地质储量8208×10^4,建成产油能力40×10^4t／a。     

准噶尔盆地车排子地区层序地层结构及有利储集相带

准噶尔盆地西缘车排子地区具有类前陆盆地前隆—隆后斜坡带的层序格架特征,其层序形成和体系域变化主要受控于准噶尔盆地南缘向西和向北的幕式逆冲和松弛作用,具二元体系域结构的层序地层格架特征。对石炭系以上地层的层序进行了深入研究,识别出5个等时层序界面,划分了3个二级层序组和4个三级层序。在此基础上,对层序内部体系域构成、沉积体系特征及时空配置规律等进行分析,并建立了砂体预测模型,确定了有利储集相带。