玛湖凹陷二叠系风城组碱湖云质岩储层成岩作用

通过偏光显微镜和扫描电镜观察,结合能谱、包裹体温度、同位素、X射线衍射及有机地球化学等分析方法,研究了准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组碱湖云质岩储层的成岩作用类型和成岩演化序列。研究结果表明：①玛湖凹陷二叠系风城组云质岩储层为典型的碱湖沉积,发育多种云质岩类,以云质凝灰岩和云质沉凝灰岩为主。②云质岩中成岩作用类型较多,其中脱玻化作用较为普遍,析出矿物主要有硅质矿物、钙镁碳酸盐矿物、铝硅酸盐矿物和非钙镁碳酸盐类矿物等;云质岩中的溶蚀作用主要为铝硅酸盐矿物和盐类矿物的溶蚀,发育成岩缝和多期构造缝,具有3期油气充注。③研究区风城组多数云质岩演化已进入中成岩A期,少量进入中成岩B期,脱玻化作用发生在早成岩A期;发育3期白云石,主要发育于早成岩B期;非钙镁碳酸盐矿物主要形成于同生期;存在3期溶蚀作用,以中成岩A期为主;油气最早充注于早成岩B期,以中成岩B期充注时间最长。脱玻化作用、长石和非钙镁碳酸盐矿物溶蚀作用及构造形成的裂缝是玛湖凹陷风城组云质岩成储的关键。④脱玻化作用形成的孔隙为早期油气充注提供了储集空间,碱湖优质烃源岩热演化释放的酸性流体对云质岩中铝硅酸盐矿物和盐类矿物进行溶蚀,有效改善了储层的储集性能。     

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组页岩油赋存特征与影响因素

综合应用地质、钻井、X衍射矿物成分分析、氩离子抛光-场发射扫描电镜-X射线能谱实验、高压压汞、岩石热解与岩心二维核磁共振实验,开展准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组页岩油赋存特征及其影响因素的研究。玛湖凹陷风城组页岩油主要存在薄膜状吸附油与充填状游离油2种赋存方式,岩相类型、岩石矿物组分与储集空间类型是页岩油赋存状态的主控因素。玛湖凹陷风城组发育4种岩相类型,分别为云质页岩相、砂质页岩-含云粉砂岩相、含碱矿白云岩-泥质粉砂岩相、硅化白云岩-云质粉砂岩相,不同岩相类型的矿物组分、储集空间类型、孔喉结构分布与页岩油微观赋存状态存在较大的差异。对比分析不同岩相类型可知,石英含量、黄铁矿含量、有机质含量与热解烃含量（S₂）存在正相关关系,长石含量、白云石含量与游离烃含量（S₁）呈弱正相关关系。游离油主要分布于中孔、大孔为主的次生溶蚀孔、残留粒间孔中,吸附油集中分布于中孔、中小孔为主的有机质孔、晶间孔与矿物颗粒表面。不同岩相类型的矿物组分与孔喉结构共同影响了风城组页岩油的微观赋存状态。     

准噶尔盆地玛湖凹陷早二叠世风城组沉积时期古湖盆卤水演化及碳酸盐矿物形成机理

准噶尔盆地西北缘玛湖凹陷风城组沉积时期古湖泊为典型的碳酸盐型湖泊,发育丰富的碳酸盐矿物。碳酸盐矿物是风城组主要的盐类矿物,可以按照金属阳离子划分为Mg、Ca碳酸盐(方解石、白云石)、Na碳酸盐(碳酸钠、碳酸氢钠)、过渡型碳酸盐(碳钠钙石、碳钠镁石、氯碳钠镁石)。3类碳酸盐矿物平面分布具有“牛眼”特征,表明蒸发浓缩是直接的成盐诱导因素。方解石、白云石主要分布在古湖盆的浅水平台区、湖盆的周缘浅水区。碳钠钙石、碳钠镁石、氯碳钠镁石主要分布在与碱矿互层的暗色沉凝灰岩层段。碳酸钠和碳酸氢钠主要分布在湖盆的凹陷中心。充足的HCO₃^-阴离子控制了玛湖凹陷古湖盆盐类矿物的沉淀,碳酸盐析盐序列表现为Mg²⁺、Ca²⁺首先与HCO₃^-结合,消耗殆尽后碱金属阳离子Na⁺与富余的HCO₃^-结合形成碱矿。早二叠世强烈的火山活动以及火山物质的矿物组成对碳酸盐矿物的形成起了决定性的作用。岛弧型火山活动脱气提供大量的CO₂,增加了大气的CO₂分压,进一步提高了沉积水体HCO₃^-浓度。HCO₃^-的含量是控制碳酸盐矿物沉淀的决定性因素。另外,火山喷发的CO₂气体增加了降雨的酸度,并加速了对基岩的风化以及对火山碎屑物质的水解。准噶尔盆地西北缘石炭纪-早二叠世形成的火山岩富含Na长石分子及Ca长石分子,K长石分子含量低。风城组火山碎屑物质也以富含Na、Ca为主。基岩的风化以及凝灰质的水解提供了大量Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、金属阳离子,与HCO₃^-结合形成了风城组大量的碳酸盐沉积。     

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组页岩油赋存定量表征及其主控因素

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组页岩油赋存特征及控制因素复杂,赋存状态与定量表征难度大,厘清页岩油赋存特征和主控因素对优选甜点体具有重要意义。为表征玛湖凹陷不同赋存状态页岩油含量,对凹陷中心区和斜坡区的风城组页岩样品进行分步抽提,建立了不同赋存状态页岩油定量表征实验方法,分别得到游离轻烃、游离重烃和吸附烃的含量。在有机地球化学和储层微观特征研究的基础上,得到以下认识：由于研究区有机碳和黏土含量较低,风城组页岩油以游离赋存状态为主,吸附烃含量最少;页岩油多以油膜状赋存于矿物表面和干酪根中,重烃通常赋存于微孔比表面积大的页岩中,宏孔是游离油的主要赋存场所;有机质丰度和孔径增大,不同赋存状态页岩油含量均呈增加趋势,较高有机质丰度和孔径较大的储层有利于页岩油富集;成熟度可以很大程度上影响页岩中流体的吸附能力,有机质成熟度越高的页岩样品游离烃占比越多、吸附烃占比越少;比表面积的增大促进吸附油与游离重烃的富集,制约游离轻烃的富集,中孔比表面积对于页岩油的吸附量具有控制作用,比表面积越大页岩的吸附能力越强。相关研究和认识可为研究区优选甜点段和评价页岩油开采效益提供依据。     

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组岩性对岩石力学特性的影响

以准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组储层岩石为研究对象,基于室内力学试验研究了风城组储层不同岩性岩石的力学行为,从而揭示风城组储层不同岩性岩石的力学特性。在此基础上,讨论了矿物组成对风城组储层岩石强度参数的影响。玛湖凹陷风城组储层岩石具有较强的非均质性,造成不同岩性岩石力学特性存在较明显的差异,其中云质类岩石的力学强度和弹性模量较大而泊松比较小;岩石破坏形式较单一,其中单轴条件下,岩样脆性较强,表现为拉张破坏特征,而高围压条件下,岩样脆性减弱、延性增强,主要表现为单剪切破坏特征;岩石的抗压强度、抗张强度、断裂韧性值随着硅质矿物含量的增加呈减小的趋势,而随着钙质矿物含量的增加呈增大的趋势。     

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组碱性成岩作用浅析

利用岩石薄片、电子探针、扫描电镜和阴极发光等测试技术,分析了准噶尔盆地玛湖凹陷风城组的碱性成岩现象及其形成条件,建立了碱性成岩模式.玛湖凹陷风城组是一套火山岩、碳酸盐岩、碎屑岩、富硅硼钠石岩和泥岩组成的混积岩.岩石中发育白云石环带、石英溶蚀、绿泥石和沸石胶结等碱性成岩现象.分析认为,这种特殊的碱性成岩现象是在特定的原岩...     

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组烃源岩生烃动力学特征

准噶尔盆地玛湖凹陷及其周缘累计探明石油地质储量近30×10⁸ t,油源主要来自凹陷内的二叠系风城组碱湖相烃源岩。通过黄金管热模拟试验,并采用Kinetic软件进行计算,获得了玛湖凹陷二叠系风城组烃源岩的各类烃产率和动力学参数,建立了生烃模式,进而对该套烃源岩的生烃能力进行了综合评价。研究结果表明：①玛湖凹陷二叠系风城组碱湖相烃源岩总烃产率高达412.24 mg/（g·TOC）,其中液态烃类产率随温度升高先增加而后降低,高峰温度为420~460℃,气态烃产率持续增加,总产油率高于产气率,气态烃碳同位素具油型气特征。②风城组碱湖相烃源岩C₁,C₂—C₅,C₆—C₁₄,C₁₄₊的生成活化能主峰值分别为268 kJ/mol,255 kJ/mol,251 kJ/mol,247 kJ/mol。③玛湖凹陷风城组碱湖相烃源岩的生烃模式与国内外14个不同盆地具有相似性,均为早期出现生油高峰、晚期持续生气的特征,且单位TOC的生烃能力中等偏上。     

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组白云质岩储集层白云石成因

针对准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组白云质岩储集层中自生白云石成因认识不清的问题,利用偏光、荧光薄片鉴定,扫描电镜分析,电子探针分析,碳、氧、锶同位素组成分析等技术,对玛湖凹陷风城组白云质岩中白云石赋存特征及成因演化进行深入研究。研究表明：(1)白云石发育准同生—浅埋藏期、中埋藏期和中—深埋藏期3期,主要形成于中二叠世早期的准同生—浅埋藏环境,其次是中二叠世中期的中埋藏环境。(2)白云石化流体为碱湖沉积背景下的高盐度咸水,准同生—浅埋藏期Mg²⁺主要由碱湖流体、火山玻璃脱玻化供给,中埋藏期Mg²⁺主要来自于黏土矿物转化、火山玻璃脱玻化以及长石等铝硅酸盐的溶蚀。(3)白云石生长过程中由早到晚Mg、Mn、Fe、Sr、Si等元素有规律的变化,主要与碱湖流体以及埋藏过程中风城组火山物质脱玻化、成岩蚀变的影响程度不同有关。(4)在碱湖微生物诱导作用下,准同生期泥晶—微晶白云石通过原生沉淀以及交代文石、高镁方解石等形成;浅埋藏期粉晶白云石主要由泥晶—微晶白云石的持续生长以及方解石、凝灰质等交代形成;中埋藏期白云石以粉晶、细晶为主,主要由白云石化流体对火山物...     

玛湖凹陷风城组薄互层分层压裂优化方法

玛湖凹陷石油地质储量大,二叠系风城组储集层厚度大,油气显示佳,但薄互层岩性组合复杂,地应力变化大,需要精细分层压裂实现储量充分动用.基于数值模拟方法,研究多段储集层合压时压裂裂缝扩展的影响因素,为储集层压裂方案的选择提供依据.结果表明:储集层应力差对压裂裂缝扩展的影响最大,压裂液排量和黏度次之,储集层厚度比影响最小.基...     

玛湖凹陷玛页1井风城组富硅页岩成因及其油气意义

准噶尔盆地玛湖凹陷玛北斜坡区玛页1井风城组发育富硅页岩,以富集自生硅质为特征,富硅页岩层段是该区页岩油分布最广的层段。利用岩心描述、岩石薄片鉴定、电镜扫描、古生物分析、地球化学测试等资料,采用多尺度岩矿学和地球化学结合的方法,对玛北斜坡区风城组富硅页岩纵向分布、自生硅质成因、富硅页岩中藻类的类型和生烃情况以及与硅质相关的孔隙结构展开了研究。结果表明,玛页1井风城组自生硅质的发育与碱湖pH值较高有关,火山物质和陆源碎屑在高pH值条件下易释放溶解硅,在持续蒸发或pH值降低条件下重新结晶形成富硅页岩。富硅页岩中的硅质条带和团块中发育大量保存完好的球形生物化石,为古盐藻休眠孢子,生烃效果显著。富硅页岩脆性较高,发育裂缝、晶间孔和晶间溶孔。玛页1井风城组自生硅质在生烃和成储过程中发挥着重要作用,该研究结果可为玛北斜坡区风城组页岩油的进一步勘探提供借鉴。     

准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组致密油充注特征——碱性矿物中的流体包裹体证据

准噶尔盆地玛湖凹陷致密油的生油层及储集层均为下二叠统风城组。以风城组中发育的特征性碱性矿物为研究对象,探讨了致密油的成藏演化过程以及碱性矿物对致密油富集的作用。通过岩相学观察以及扫描电镜、X射线衍射、激光拉曼光谱和流体包裹体分析,在风城组的4种碱性矿物（碳酸氢钠石、碳钠钙石、碳钠镁石和硅硼钠石）以及菱镁矿中识别出3类流体包裹体。第1类为碱性矿物中的原生流体包裹体（包括原生重质油包裹体、沥青包裹体及原生盐水包裹体）,其中,原生盐水包裹体的均一温度为70~110℃;第2类为碱性矿物中的次生流体包裹体（包括次生中质油包裹体及次生盐水包裹体）,其中,次生盐水包裹体的均一温度为100~110℃;第3类为菱镁矿中的原生轻质油包裹体。结合埋藏史、热演化史及生烃史,认为玛湖凹陷致密油的聚集是在碱性矿物形成及断裂活动的共同促进作用下完成的,其充注过程可分为3期。受早期地层快速埋藏及较高古地温的影响,晚二叠世为重质油充注期,风城组有机质已进入生烃门限,生成的重质油伴随着碱性矿物形成过程中流体交换的促进作用,发生小规模富集;早三叠世为中质油充注期,有机质处于成熟阶段,生成的大量中质油沿活动断裂和裂隙进入邻近的储层中发生大规模富集;早侏罗世为轻质油充注期,由于局部地区受热液流体影响,烃源岩温度持续升高,有机质进入高成熟阶段,生成的少量轻质油在断裂活动以及菱镁矿形成过程中流体交换作用下富集。     

古老碱湖优质烃源岩:准噶尔盆地下二叠统风城组

碱 湖优质烃源岩是陆(湖)相优质烃源岩的一种重要类型, 迄今发现的典型实例主要分布于古近系始新统, 准噶尔盆地下二叠统风城组可能是这类烃源岩的最古老实例, 典型证据包括3方面:沉积学方面的成碱演化序列完整, 岩石矿物学方面的碱性矿物与丰富的微生物和黄铁矿, 地球化学方面的生物标志化合物。在生烃特征上, 风城组具有典型碱湖优质烃源岩的特征, 表现为有机质丰度高、类型好、生烃能力强, 丰富藻类有机质和微生物的存在使得烃源岩长期生烃, 所生油气优质, 成熟-高熟轻质油气连续充注, 这是研究区玛湖百里大油(气)区得以形成的根本资源基础。这一古老碱湖优质烃源岩的发现具有潜在重要 科学与勘探意义。     

玛南斜坡区风城组致密油藏储集层特征及控制因素

通过岩石薄片鉴定、X射线衍射分析、高压压汞测试等手段,研究了准噶尔盆地玛湖凹陷玛南斜坡区二叠系风城组二段致密油藏储集层的沉积环境、岩相类型、孔隙类型以及孔隙结构。结果表明,研究区风城组为封闭咸化湖盆沉积,由陆源碎屑、火山碎屑和自生矿物按不同比例混积形成的储集层,按照沉积构造、岩石组分和粒度,将储集层岩相划分为块状石灰质中—细砂岩相、块状白云质细砂岩相、纹层状白云质粉砂岩相和纹层状白云质泥岩相4类优势储集岩相;储集层孔隙类型有残余粒间孔、火山碎屑溶孔、矿物晶间孔、裂缝等,不同类型储集层孔隙直径和喉道半径差异较大。优势储集岩相是优质储集层形成的基础,溶蚀作用决定次生孔隙的形成,火山灰脱玻化形成长英质胶结物加剧储集层致密化,裂缝发育是油气高产的必要条件。研究区块状石灰质中—细砂岩相和块状白云质细砂岩相压实作用相对较弱,细粒火山灰含量相对较低,物性和孔隙结构较好,是较优质储集层。