早始新世极热气候时期湖盆水体性质及生烃环境——以东营凹陷古近系孔店组为例

早始新世极热气候（IETM）事件严重影响了海洋和湖泊的水体性质和生物活动。依据钻井岩心、元素分析、有机碳同位素与有机碳含量等实验结果,研究了东营断陷湖盆早始新世时期的湖泊水体氧化还原变化和古生产力条件,发现湖盆早期出现了较强的还原性,之后逐步恢复其氧化性。极热气候事件引起的湖水氧化还原界面的波动变化改变了其氧化还原格局,造成氧化还原环境与湖水深度变化的“不协调性”。湖盆早期具有较高的生产力,随后迅速降低之后逐渐增高,生产力的最低时期与极热气候（IETM）事件发生时期比较一致。由此证实了湖泊的时空波动演化经历了古新世-始新世时期的极热气候（IETM）事件,该事件具有明显的沉积记录和生物地球化学响应,决定了原始湖盆的水体氧化还原性质和生命活动过程,改变了整个湖盆的氧化还原结构。极热气候引起的湖水缺氧咸化造成了湖泊生产力的短暂降低,而随着恢复期的增氧作用的加强,生产力得到了极大的恢复,尤其是沙河街组四段有机碳含量较高,具有较高的生产力,成为主要的生油层和致密油气产层。     

渤海湾盆地东营凹陷孔店组烃源岩特征研究

沙三下和沙四上是东营凹陷的2套优质烃源岩。目前认为东营凹陷南斜坡原油主要属于“沙四型”,而对于东营凹陷孔店组的生烃潜力一直存在着争论。油源对比结果表明,孔店组烃源岩以较高的伽马蜡烷区别于沙三型烃源岩,又以较高的三升藿烷和C₂₉甾烷S构型区别于沙四型烃源岩;南斜坡孔店组及其以下的深层原油与孔店组烃源岩具有亲缘关系。虽然目前发现的孔店组烃源岩有机质含量较低、类型差、成熟度较高,综合评价较差,但是生物标志化合物显示,向沉积中心其有机质有优化的趋势。因此推测在沉积中心发育更优质的孔店组烃源岩,其生烃潜力不容忽视。     

渤海湾盆地东营-惠民凹陷孔店期原型盆地分析

东营—惠民凹陷隶属渤海湾盆地,位于济阳坳陷的南部,古新统和始新统的下部的孔店组中已获工业性油气流。孔店组的含油气远景与控制形成油气藏各要素的孔店期盆地原型密切相关。该文通过分析构造演化剖面沉积相图,认为孔店期原型盆地为北断南超的伸展半地堑,盆地长轴方向整体为近东西向,主要的控制性断层是北东东向的宁南断层、无南断层西段和陈南断层西段,北西向的陈南断层东段、无南断层东段和石村断层有重要影响。北西向构造的影响在东部大于西部,孔店早期大于晚期。太平洋板块向欧亚板块俯冲以及亚洲东部大陆边缘由安第斯型向西太平洋型转化导致上地幔隆升作用的加剧和郯庐断层由左旋走滑向右旋走滑的转化是东营—惠民凹陷孔店期盆地发育地球动力学背景。     

渤海湾盆地沧东凹陷孔二段细粒混合沉积岩特征及控制因素

渤海湾盆地沧东凹陷孔店组二段（孔二段）深水细粒沉积岩中普遍发育陆源碎屑与碳酸盐矿物的混合沉积。细粒沉积岩中的混合沉积样式可划分为组分混合和组构混合两种类型,组分混合表现为不同矿物在层内的混合沉积;组构混合表现为单一矿物纹层或组分混合纹层在垂向上的相互叠置。通过岩心精细描述、薄片镜下鉴定和全岩X-射线衍射分析等手段,认为沧东凹陷孔二段细粒沉积岩中发育两种组分混合类型：粘土-碳酸盐型组分混合（CM1）、长英质-碳酸盐-粘土型组分混合（CM2）;以及4种组构混合类型：长英质/粘土-碳酸盐型组构混合（SM1）、长英质/粘土/碳酸盐型组构混合（SM2）、粘土/碳酸盐型组构混合（SM3）和粘土-碳酸盐/粘土-有机质型组构混合（SM4）等。混合沉积样式在垂向上主要呈两种组合形式,分别以云（灰）质细粒混合沉积岩和长英质细粒混合沉积岩为主导,自下而上均表现为块状、层状和纹层状的有序变化。气候变化形成云（灰）质细粒混合沉积岩为主导的垂向组合,而陆源碎屑供应强度变化则形成以长英质细粒混合沉积岩为主导的垂向组合。     

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。     

断陷湖盆咸化环境沉积与页岩油气关系——以东营凹陷、渤南地区为例

为明确咸化环境沉积与页岩油气的关系,综合应用岩心、扫描电镜及地球化学、测井等资料,在恢复湖盆咸化过程的基础上,建立了不同咸化阶段沉积序列,并对不同咸化阶段沉积岩性的生烃能力、储集性、含油性和可动性等进行综合研究。济阳坳陷整体表现出沙四段上亚段比沙三段下亚段古盐度高的特征,但是不同凹陷咸化演化程度略有不同。盐度变化控制了岩性的演化序列,在高盐水阶段主要形成膏岩—芒硝—膏质泥岩—白云岩的岩性组合序列;在咸水阶段主要形成灰岩—泥质灰岩/灰质泥岩的岩性组合特征,灰质与有机质呈纹层出现;在微咸水—半咸水阶段主要形成泥质灰岩/灰质泥岩—灰质泥岩/泥岩的岩性组合特征。咸水阶段形成的纹层状(层状)泥质灰岩/灰质泥岩生烃能力强、储集性好、含油性高、可动性好,最有利于页岩油气富集。     

长石溶蚀作用对储层物性的影响——以渤海湾盆地东营凹陷为例

渤海湾盆地东营凹陷砂岩储层中长石含量丰富,而且长石溶蚀现象普遍,对储层物性具有重要影响。运用偏光显微镜、扫描电镜以及X-射线粉晶衍射等分析技术,对东营凹陷砂岩储层中长石及其溶蚀产物的分布特征进行了研究。结果表明：在不同地区长石含量存在差异,凹陷北部长石含量最高,其次是南部,最低的是中部地区;在层位上,沙河街组一段长石含量最高,其次为沙河街组二段和沙河街组四段,含量最低的是沙河街组三段;在东营凹陷砂岩储层中,长石主要的溶蚀产物为高岭石、伊利石和绿泥石。由于高岭石向伊利石和绿泥石转化,导致高岭石含量逐渐降低,浅部的伊利石和绿泥石主要由伊/蒙混层转化而来,而深部的伊利石和绿泥石主要由高岭石蚀变形成。砂岩储层中的伊/蒙混层矿物在浅层含量高,随着埋藏深度增加,含量逐渐降低。     

渤海湾盆地东营凹陷第三纪同沉积构造控砂控油作用

在分析构造、沉积、成藏相互关系的基础上,系统论述了渤海湾盆地东营凹陷第三纪同沉积构造对沉积和油气成藏的控制作用,揭示了同沉积构造有利于油气的生成、运移、聚集和保存。分析认为,在大中型油气藏相继被发现之后,当前应该充分运用层序地层学理论、含油气系统理论及成藏动力学理论,研究东营凹陷同沉积构造的发育演化过程对沉积过程、圈闭形成过程以及成藏过程的控制作用和时空匹配关系,以提高勘探效果。同沉积构造研究由定性研究趋于向定时和定量方面发展,不但更加重视动力机制研究,也开始逐步完善定量化过程模拟。     

渤海湾盆地南堡凹陷东营组地层水化学特征的成藏指示意义

南堡凹陷是渤海湾盆地北部的富生烃凹陷,东营组是其重要油气勘探层位。通过对凹陷已有油气藏东营组地层水化学特征参数的统计分析,南堡凹陷地层水总体属于NaHCO₃型,矿化度中等偏低,东营组一段和二段以及北堡油田的保存条件最好。利用地层水地化特征参数开展了断层封堵性示踪。结合区域盖层特征、断裂活动性和油气成藏特征分析,指出在区域性盖层发育区,主干断裂和浅层分支断裂发育带是浅层油气勘探的重要领域;而在东二段以下主干油源断裂带附近,应是中深层油气勘探的主要领域。     

渤海湾盆地保定凹陷东营组油气勘探重要发现与启示

渤海湾盆地保定凹陷早期以潜山和古近系深层为主力目的层进行勘探,历经近60年未获实质性发现。以一次三维地震采集和二维重新处理的地震资料为基础,整体认识地质结构,取得如下成果：一是古近纪早—中期（孔店组—沙河街组二段沉积期）,断陷活动西强东弱,湖盆浅且小;古近纪晚期（沙河街组一段—东营组沉积期）,断陷活动东强西弱,最大湖泛期为广湖盆沉积。二是沙一下亚段咸化湖富有机质藻源岩早期生烃、多期生烃,形成早熟油、低熟油。三是浅层东营组储盖组合好,是主力勘探层系。优选清苑构造带为突破口,构建“双向供烃、断砂输导、浅层富集”油气成藏模式,钻探G77X、BQ1X等预探井,在东营组获高产工业油流,保定凹陷获油气勘探突破,证实太行山前第一排凹陷浅层油气富集,对渤海湾盆地老油区勘探有借鉴意义。     

基于不同岩性的总有机碳分段预测方法——以东营凹陷始新统沙河街组三段下亚段为例

陆相泥页岩具有非均质性强的特征,矿物组分、总有机碳含量（TOC）等参数的分布预测是陆相页岩油气资源评价与选区研究的基础。为获取陆相页岩地层上述关键参数纵向分布特征,克服测试实验周期长、成本高、取样难等现实问题,开展了相应关键参数测井预测方法研究。以渤海湾盆地东营凹陷始新统沙河街组三段下亚段为例,结合XRD实测数据以及测录井等资料,具体针对不同岩性选取不同TOC预测模型,建立了不同岩性的TOC识别模板。运用所构建的模型对Fy1井沙三下亚段的岩性、TOC进行典型预测,分段预测TOC方法得到的预测值与实测值之间的相关系数较高,约为0.84,表明该方法可行性较强,可为开展陆相页岩油资源评价及目标评价提供有效的技术支撑。     

渤海湾盆地沧东凹陷古近系孔二段页岩层系原油地球化学特征

利用原油物性、族组分分离与定量、饱和烃色谱—质谱、芳烃色谱—质谱、稳定碳同位素等分析测试资料,系统分析了渤海湾盆地沧东凹陷古近系孔二段页岩层系原油地球化学特征。研究表明,原油属于中质、中凝稠油,流动性较差;原油中烃类含量偏低,饱芳比和非沥比均较低。不同构造单元上的原油生物标志物及稳定碳同位素分布特征相似,反映其母质来源及生烃演化过程基本一致。饱和烃色谱以正态分布的单峰型为主,轻碳优势不明显,C₂₇、C₂₈、C₂₉规则甾烷呈“上升型”分布,三环萜烷含量低,反映原油有机母质来源具有湖相水生生物和陆源高等植物的双重贡献,且以陆源高等植物为主。伽马蜡烷指数、重排霍烷含量及分布、Pr/Ph、三芴系列化合物、原油稳定碳同位素分布等指标反映了原油形成于弱氧化—还原条件下的淡水—微咸水沉积环境。正构烷烃分布特征和奇偶优势比、αββ/（ααα+αββ）C₂₉与20S/（20S+20R）C₂₉甾烷异构化指数以及霍烷异构化指数均指示原油成熟度偏低。     

渤海湾盆地东营凹陷烃源岩碳氧同位素组成及地质意义

对渤海湾盆地东营凹陷沙河街组烃源岩层段开展了系统取样和碳酸盐碳氧同位素分析,并结合文献中的数据资料,在层位精细划分基础上,系统总结了碳氧同位素组成特征及纵向的差异,并探索分析了古湖泊环境的演变过程。沙四段下亚段δ¹³C和δ¹⁸O呈现较好的正相关,指示了断陷初始期盆地封闭性水文地质条件,但其碳氧同位素又整体相对较轻,并且具有从下部向上部逐渐变重的特征,表明盐湖水体不稳定并受到不同程度的淡水影响作用。沙四段上亚段δ¹³C和δ¹⁸O整体呈现较好的正相关且明显加重,指示了断陷加速期咸化湖泊水体环境较为稳定和封闭的特征。沙三段下亚段不同岩性碳酸盐碳氧同位素存在一定差异,其中较好反映烃源岩原始碳氧同位素组成特征的非钙片页岩,其δ¹³C和δ¹⁸O值分布非常集中,指示断陷鼎盛期非常稳定、封闭的半咸化湖泊环境。沙三段中亚段与沙三段下亚段非钙片泥岩数据较为接近,从一定程度上继承了沙三下亚段沉积期湖泊水体的碳氧同位素特征。     

渤海湾盆地束鹿凹陷古近系沙河街组湖相混积泥灰岩致密油储层特征

渤海湾盆地束鹿凹陷沙河街组三段下亚段（Es^3（下））广泛发育一套湖相混积成因“泥灰岩”，是致密油勘探的主要目标层系。通过岩心和薄片观察、孔渗、压汞、扫描电镜、CT、核磁共振等分析，揭示了该套特殊成因混积泥灰岩储层地质特征；结合地质、地球化学综合分析，明确有利储层发育主控因素，建立储层分类评价标准，指出致密油勘探有利区带。结果表明：束鹿凹陷Es^3（下）泥灰岩主要包括互层混积的纹层状泥灰岩和结构混积的块状泥灰岩两类，矿物组成均以方解石为主，其次为白云石，粘土矿物与石英、长石含量低。储层孔隙度一般低于4.0%，基质渗透率一般小于10×10^-3 μm²，属特低孔特低渗储层。储层孔隙类型多样、孔隙结构复杂，发育两大类8亚类储集空间，基质孔以纳米级孔隙为主。不同岩石结构的泥灰岩储层物性与孔隙结构差异明显，纹层状泥灰岩孔隙分布非均质性强，表现出双重或多重孔隙介质特征，孔渗条件和孔隙结构优于块状泥灰岩。混积泥灰岩有利储层发育受沉积亚相、岩石组构、有机质丰度与成熟度、构造缝等因素综合控制；斜坡内带及洼槽区半深湖-深湖亚相的高TOC纹层状泥灰岩是致密油勘探的有利目标。     

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。     

东营凹陷沙河街组近岸水下扇低渗储层成因

为了阐明渤海湾盆地东营凹陷北部陡坡带近岸水下扇低渗储层成因,应用岩心和储层分析资料,通过储层岩石特征、成岩作用、成岩序列和孔隙演化及其控制因素分析,指出东营凹陷北部沙河街组近岸水下扇砂体由长石砂岩、长石质岩屑砂岩等构成,储层经历了较强机械压实作用、碳酸盐胶结作用、碳酸盐和长石溶解作用等成岩作用,现储层埋深1 700~3 500 m,处于中成岩演化阶段,总体形成了中低孔低渗（孔隙度平均为11.3%,渗透率平均为23.12×10^-3 μm²）储层。储层中低孔低渗主要受控于较强的压实作用和较强的碳酸盐胶结作用,但溶蚀成岩作用对于改善储层质量起到了重要作用。主要在2 900~3 200 m深度段,有机酸对砂岩长石颗粒的溶蚀,形成的粒间和粒内孔隙不仅增加了孔隙度,而且提高了储层渗透率,改善了储层质量（孔隙度可达到25%,渗透率达到1 000×10^-3 μm²）。显然,发现溶蚀作用及其形成的次生孔隙发育深度段对于预测有利储层是非常重要的。     

湖相页岩油有利甜点区优选方法及应用——以渤海湾盆地东营凹陷沙河街组为例

页岩油有利目标区既是页岩油资源甜点区、物性甜点区,又是工程甜点区,因此寻找表征页岩油资源甜点、物性甜点及工程甜点的主地质参数,是建立页岩油有利区优选方法的关键。建立了一种基于主地质参数的页岩油有利区优选综合定量评价方法：①以游离油量、渗透率和杨氏模量为主地质参数并作为评价指标,建立权重评价值函数;②以主地质参数权重评价值乘积构建综合权重因子,确定页岩油勘探开发有利层、低效层和无效层综合权重因子分布范围;③确定页岩油勘探开发有利层系及有利区分布。将该方法应用于渤海湾盆地东营凹陷,评价了27口井沙河街组三段下亚段和沙河街组四段上亚段页岩油层系综合权重因子,预测出页岩油勘探开发有利层系及有利区分布范围,研究结果对东营凹陷页岩油勘探开发具有一定的参考意义。