上覆储盖组合油源断裂运聚油气部位预测方法及其应用

为了研究含油气盆地上覆无源储盖组合油源断裂处油气分布规律，在对上覆无源储盖组合油源断裂运聚油气机制及其部位研究的基础上，利用油源断裂输导部位和下伏已聚集油气部位耦合，确定油源断裂运聚油气部位，再结合下伏区域性泥岩盖层渗漏部位，确定下伏供油气部位，最后与上覆区域性泥岩盖层封闭部位相组合，建立一种上覆无源储盖组合油源断裂运聚油气部位预测方法，并利用此方法预测渤海湾盆地歧口凹陷上覆馆陶组—明化镇组储盖组合港东断裂运聚油气部位。结果表明：上覆馆陶组—明化镇组储盖组合港东断裂油气运聚部位主要分布在其中部和东部，有利于下伏沙三段已聚集油气在上覆馆陶组中运聚成藏，与目前港东断裂处馆陶组已发现油气分布相吻合，表明该方法用于预测上覆无源储盖组合油源断裂运聚油气部位是可行的。该成果为推测上覆无源储盖组合油源断裂运聚油气部位奠定了理论基础。     

油源断裂输导油气时期厘定方法的改进及其应用

油源断裂输导油气时期对于准确认识油源断裂在油气成藏中的贡献至关重要。以往其厘定要么是仅仅依据油源断裂活动时期,要么是把油源断裂活动时期与烃源岩排烃时期相结合,所得结果往往难以反映地下的实际情况。为此在油源断裂输导油气机理研究的基础上,对以往的方法进行了改进,提出了通过确定油源断裂活动时期与烃源岩内、外油气聚集时期的叠合时间来厘定油源断裂输导油气时期的方法,并以渤海湾盆地歧口凹陷南大港断裂为例对改进前、后方法的应用效果进行了对比。结果表明：利用改进后方法厘定出的南大港油源断裂输导油气时期为新近系明化镇组沉积时期,明显短于利用改进前方法厘定出的新近系馆陶组-明化镇组沉积时期。与改进前方法相比,改进后方法给出的油源断裂输导油气时期可更合理地解释南大港断裂附近古近系沙河街组一段目前已发现的油气分布,因而更符合地下油源断裂输导油气机理。     

源断盖配置油气聚集时期预测方法及其应用

为确定含油气盆地油源断裂处油气富集程度,在烃源岩、断裂和盖层配置及油气聚集机制研究基础上,通过油源断裂活动期、烃源岩排烃期和泥岩盖层形成期,建立了一套源断盖配置下的油气聚集期的预测方法,并利用其预测渤海湾盆地歧口凹陷沙一下亚段内油气聚集时期。结果表明,沙三段烃源岩排烃、南大港断裂开启和沙一中亚段区域性泥岩盖层形成,均为馆陶组—明化镇组沉积期,三者配置关系良好且时期较长,有利于沙三段烃源岩排出的油气在沙一下亚段内聚集成藏,预测结果与勘探成果吻合。     

断砂配置输导油气时间有效性研究方法及其应用

为了研究盆地内下生上储式生储盖组合中油气的分布规律,针对目前断砂配置输导油气时间有效性研究这一薄弱环节,通过确定断裂输导油气时期和砂体侧向输导油气时期,确定断砂配置输导油气时期,再与烃源岩排烃高峰期对比,建立了一套断砂配置输导油气时间有效性的研究方法,并将其应用于渤海湾盆地南堡凹陷老爷庙构造东二段和东三段油藏。结果表明,老爷庙构造东二段和东三段断砂配置输导油气时期为明化镇组上段沉积期,晚于沙三段和沙一段烃源岩第一次排油气高峰期(馆陶组沉积中期),不利于该高峰期油气运移,但略晚于沙三段和沙一段烃源岩第二次排油气高峰期(明化镇组下段沉积末期),能输导烃源岩该期排出的一定量油气,较有利于油气聚集成藏,与目前东二段和东三段已发现油气分布相吻合,表明该方法用于研究断砂配置输导油气时间有效性是可行的。     

油源断裂伴生圈闭形成时期厘定方法及其应用

为了研究含油气盆地油源断裂附近油气分布规律,在油源断裂伴生圈闭形成机制及形成时期研究的基础上,通过不同地质时期油源断裂的断距-位移曲线反映出来的断裂开始形成时期和分段生长连接时期,确定油源断裂伴生圈闭形态开始形成的时期;通过分析油源断裂断层岩的排替压力与时间变化关系和储层排替压力与时间变化关系,确定油源断裂侧向封闭开始形成时期,二者叠合建立了一套油源断裂伴生圈闭形成时期厘定方法,并将其应用于渤海湾盆地歧口凹陷大张坨断裂在沙一下亚段内伴生圈闭形成时期的厘定中。结果表明：大张坨断裂在沙一下亚段内伴生圈闭形成时期为2.35 Ma,虽晚于沙三段烃源岩大量排出油气时期,但仍可以捕获沙三段烃源岩排出的大量油气,较有利于下伏沙三段烃源岩排出的油气在大张坨断裂附近沙一下亚段内聚集成藏,与目前大张坨断裂附近沙一下亚段已发现油气分布相吻合,表明该方法用于厘定油源断裂伴生圈闭形成时期是可行的。研究结果对认识油气分布及油气勘探的深入具有一定的指导意义。     

浅层油源断裂油气运聚时期预测方法及其应用

为研究含油气盆地浅层油源断裂的油气富集规律,全面考虑了影响浅层油源断裂运聚油气的三方面因素：油源断裂输导性、下伏被油源断裂断穿的所有区域性泥岩层的渗漏性、上覆浅层泥岩盖层的封闭性,建立了一套适用于受油源断裂控制的浅层砂泥岩地层油气运聚时期的预测方法。明确了浅层油源断裂运聚油气的时期应是油源断裂输导油气时期、下伏被断裂穿过所有区域性泥岩层渗漏时期、以及上覆浅层泥岩盖层封闭性形成时期三者的叠合时期。将该方法应用于渤海湾盆地歧口凹陷浅层馆陶组地层,明确港东断裂油气运聚时期为明化镇组沉积中期至沉积结束。油气运聚时期的确定对指导含油气盆地浅层油源断裂油气勘探具有重要意义。     

不同时期油源断裂输导油气有利部位确定方法及其应用

为了研究含油气盆地下生上储式生-储-盖组合中油气分布规律,在不同时期油源断裂输导油气机制及有利部位研究的基础上,通过利用地震资料确定油气成藏活动期油源断裂古活动速率相对较大部位和停止活动-封闭期油源断裂古凸面脊位置,建立了一套不同时期油源断裂输导油气有利部位的确定方法,并将其应用于渤海湾盆地冀中坳陷廊固凹陷大柳泉地区旧州油源断裂不同时期输导油气有利部位的确定中。结果表明：旧州油源断裂6条分支断裂在油气成藏活动期（沙河街组二段沉积期）发育6个输导油气有利部位,其中F₁断裂发育3个输导油气有利部位,F₂断裂发育2个输导油气有利部位,F₅断裂发育1个输导油气有利部位。旧州油源断裂在停止活动-封闭期（东营组沉积末期）发育12个输导油气有利部位,其中F₁断裂发育4个输导油气有利部位,F₂和F₃断裂各发育3个输导油气有利部位,F₄和F₅断裂各发育1个输导油气有利部位。旧州油源断裂有4个停止活动-封闭期输导油气有利部位与油气成藏活动期输导油气有利部位重合,有利于油气聚集成藏,与目前旧州油源断裂附近沙河街组三段中-下亚段已发现油气均分布在此4个重合部位这一现象相吻合,表明该方法用于确定不同时期油源断裂输导油气有利部位是可行的。     

济阳坳陷渤南洼陷沙河街组二段多源供烃成藏模式

济阳坳陷渤南洼陷沙河街组二段具有顶底多源供烃的成藏特征。针对多源供烃油气成藏模式认识不清以及沙二段整体研究程度较低等问题,依据钻井、测井、地震和分析化验等资料对其开展了研究。结果表明,渤南洼陷沙二段油气成藏由沙四上亚段、沙三段和沙一段3套烃源岩提供油源,沙二段底部扇体及碳酸盐岩沉积与顶部泥岩构成了有利的储盖组合,断层和不整合面组成了立体输导体系;断裂体系和不整合对油气运移和聚集具有重要影响,储集层物性控制油气富集程度;据成藏期和油源不同,渤南洼陷沙二段油气成藏可分为"中期成藏、双源供烃"和"晚期成藏、三源供烃"2种模式;2种成藏模式下多形成由单源油和混源油组成的岩性圈闭、构造圈闭以及构造岩性复合圈闭油藏;自下而上、自洼陷中心向边缘,油气藏的形成时间由早到晚差异聚集。      

小型断陷湖盆下生上储式油成藏规律研究——以海-塔盆地中部主要断陷带大磨拐河组为例

通过油藏解剖及油藏与油成藏条件之间的空间匹配关系得到,海-塔盆地中部主要断陷带大磨拐河组油藏主要为断层油藏,平面上主要分布在反转构造上和长期发育断裂附近。大磨拐河组油成藏与分布主要受4种因素的控制:①南一段源岩区控制着大磨拐河组油成藏与分布的范围;②反转构造及其附近是大磨拐河组油聚集的有利部位;③辫状河三角洲前缘亚相砂体为大磨拐河组油聚集成藏提供了储集空间;④长期发育断裂不仅为南一段源岩生成的油向大磨拐河组运移提供了输导通道,而且为大磨拐河组油聚集提供了圈闭。大磨拐河组油成藏模式为:南一段源岩生成的油在浮力作用下通过长期发育断裂向上覆大磨拐河组运移,在反转构造及其附近的断块或断层-岩性圈闭中聚集成藏。     

油源断裂输导油气能力定量评价与油气聚集——以南堡凹陷东一段为例

为了研究南堡凹陷东一段油气成藏规律,在输导油气机理和能力影响因素分析的基础上,利用所建立的断裂输导油气能力评价方法,对其油源断裂分布及输导油气能力进行了定量评价。结果表明:研究区发育有大量的油源断裂,在柳赞、高尚堡、老爷庙、南堡1号、南堡2号及其以东地区、南堡4号及其以南地区、南堡5号以东地区,油源断裂输导油气的能力相对较强,这有利于下伏沙三段或沙一段—东三段源岩生成的油气在上覆东一段中聚集成藏。目前,在这些地区的东一段找到了大量油气,证明了使用该方法来研究油源断裂输导油气能力是可行的。     

渤海湾盆地济阳坳陷埕岛—桩西潜山油气特征与来源

潜山油气藏具有多种油气来源和充注成藏方式。为揭示渤海湾盆地济阳坳陷潜山油气藏的形成过程,以油气物性、地球化学特征为基础,分析了埕岛—桩西潜山带的油气来源及充注方式。结果表明：研究区原油来自低等生物为主的湖相烃源岩,天然气为腐泥型干酪根在热解生烃过程中产生的原油伴生气;受多源供烃的影响,油气物性和地球化学特征在不同层系之间无明显差异,但在不同构造带间差异显著。埕北11潜山原油中4?甲基甾烷不发育,是埕北凹陷沙三段烃源岩生成的油气沿埕北断层垂向注入而形成;埕北20潜山的原油成熟度相对较低、伽马蜡烷含量高低不等,为来自沙南凹陷沙一段和沙三段的混源油,通过不整合侧向充注而聚集;埕北30潜山和桩海潜山的原油成熟度高,是黄河口凹陷沙三段烃源岩生成的油气沿埕北30断层和供烃窗口充注而形成;桩西潜山的油气来自孤北洼陷沙三段,经桩南断层从供烃窗口充注进入潜山。     

渤海湾盆地歧口凹陷沙河街组烃源岩沉积环境及形成机理

烃源岩分布与其形成环境密切相关,对油气分布具有重要影响。对烃源岩的评价及其形成环境的研究可为渤海湾盆地黄骅坳陷歧口凹陷下一步的勘探指明方向。从烃源岩发育特征和演化过程入手,深入研究了歧口凹陷沙河街组烃源岩的地球化学特征、分布规律及形成机理。结果表明：沙河街组烃源岩有机质丰度达到了中等—最好的级别,有机碳含量整体呈现从沙三段（Es₃）到沙一下亚段（Es₁^x）到沙一上亚段（Es₁^s）先增大后减小的特征;有机质类型为I型—III型,且沙一上亚段、沙一中亚段以I型—II₁型有机质为主,沙一下亚段、沙二段（Es₂）、沙三段I型—III型有机质均有分布,反映沙河街组沉积期有机质来源为湖泊原生有机质和陆源有机质混源。沙河街组烃源岩在平面上的分布具有分布范围广、沉积厚度大的特征,优质烃源岩在斜坡区更为发育。古气候研究结果表明,在沙河街组沉积期,该地区风化强度中等,整体以温暖湿润的古气候条件为主,有利于生物的发育。歧口凹陷沙河街组沉积期水体古盐度较大,属于半咸水环境。古盐度与古气候之间没有明显的相关关系,水体咸化的原因可能与海水入侵有关。古盐度和有机质含量的关系表明：在低盐度阶段,有机质含量随古盐度的升高而增大;在高盐度阶段,有机质含量随古盐度的升高而减小。根据微量元素比值和C_org∶P摩尔比值,歧口凹陷沙河街组沉积期发育氧化—亚氧化的沉积环境,Pr/Ph值显示在Es₁^x间歇性发育强还原环境,提高了有机质的保存条件。通过对沙河街组沉积期湖泊古生产力的恢复,沙河街组沉积期歧口凹陷整体上为中—富营养湖泊,板桥地区古生产力较低,为贫—中营养湖泊。歧口凹陷整体相对较高的古生产力水平及较高的陆源有机质输入量为该地区有效烃源岩的形成提供了物质基础。在纵向上,沙河街组沉积期古生产力水平具有Es₁>Es₃>Es₂的特征。古生产力条件是影响歧口凹陷沙河街组烃源岩形成的主要因素。由于斜坡区陆源有机质和水生有机质的双重贡献,优质烃源岩更为发育。     

渤海湾盆地渤中坳陷沙一段与沙三段古湖泊水体分层新证据

前人对渤海湾盆地渤中坳陷湖相烃源岩有机质保存条件，尤其是对水体分层的研究，主要提出的是生物标志物证据，缺乏无机地球化学方面的证据。基于U、V元素在沉积水体中的富集原理，以及草莓状黄铁矿的形成机理，尝试探讨渤中坳陷沙一段与沙三段古湖泊水体分层的证据。结果显示，沙一段与沙三段V/（V+Ni）值分别介于0.20~0.93与0.62~0.78之间，指示古湖泊水体为缺氧环境。沙一段与沙三段U/Th值介于0.14~0.43之间，但是沙一段与沙三段U元素与TOC值具有明显正相关性，说明U元素富集于缺氧水体中。同时，沙一段与沙三段V元素与TOC值也具有明显正相关性，进一步说明沙一段与沙三段烃源岩沉积期，古湖泊边部水体均为缺氧环境，但非停滞缺氧环境。对沙一段与沙三段草莓状黄铁矿的平均粒径统计显示，沙一段与沙三段草莓状黄铁矿平均粒径仅略大于停滞缺氧环境的粒径上限5.0 μm，说明沙一段与沙三段沉积期，古湖泊边部浅水区水体存在一个氧化还原界面，该界面位于湖底沉积物向下几厘米深处。据此可推断，向古湖泊沉积中心方向，水体逐渐加深，水体中的氧化还原界面必然会逐渐上升至水体中部，此界面即为沙一段与沙三段水体的分层界面。     

渤海湾盆地东营凹陷沉积环境和古生产力对优质烃源岩形成的控制

优质烃源岩的形成受诸多因素的影响,认清不同类型烃源岩控制因素的差异对提高非常规油气的勘探效益具有重要意义。选取渤海湾盆地东营凹陷沙三中—沙四上亚段（Es₃^z、Es₃^x、Es₄^cs、Es₄^cx）烃源岩,借助薄片鉴定、热解分析和主微量元素检测等手段,探讨各层段烃源岩形成的控制因素差异。结果表明：Es₃^x和Es₄^cs烃源岩TOC含量较高,且以Ⅱ₁型—Ⅰ型水生有机质为主,分别形成于深水半咸化和深水咸化环境,而Es₄^cx和Es₃^z烃源岩TOC含量偏低,以Ⅲ型—Ⅱ₁型陆源有机质贡献占优,分别形成于浅水咸化蒸发和浅水半咸化环境。古生产力由高到低依次为：Es₄^cs>Es₄^cx>Es₃^x>Es₃^z,充分展现了各层段烃源岩有机质、环境和生产力的差异性。有机质富集程度与古生产力、盐度和水深均成正比,基本不受氧化还原条件影响。高生产力为研究区有机质发育的关键因素,当生产力较高时（Es₄^s和Es₃^x）,有机质的进一步富集则受到环境的明显控制：深水淡化环境下（Es₃^x）,盐度为主要制约因素;咸水环境下（Es₄^cs）,水深的控制作用则凸显出来;而在低生产力浅水淡化湖盆环境下（Es₃^z）,古生产力、盐度和水深对有机质发育的控制都很明显,这体现了多因素对有机质的共同控制以及各层段烃源岩有机质富集的控制因素的差异。因此,研究烃源岩的形成除需要关注生产力与保存条件之外,还应关注盐度、水深等环境因素以及多因素间的耦合作用,这对深化认识烃源岩的发育规律以及指导非常规油气勘探都具有重要意义。     

渤海湾盆地渤中凹陷西南部沙三段富有机质泥岩沉积环境及形成机理

有机质富集受多种因素影响,分析富有机质泥岩发育的控制因素对于页岩油气资源的勘探开发具有重要意义。通过对渤海湾盆地渤中凹陷西南部沙河街组三段（沙三段）中—下亚段（Es₃^m-l）泥岩岩心样品进行总有机碳含量（TOC）以及主量、微量元素地球化学分析,讨论Es₃^m-l沉积期古气候、沉积水体环境、沉积速率及古生产力对有机质富集的影响,建立Es₃^m-l有机质富集模式。结果表明：Es₃^m-l泥岩有机质丰度较高,TOC含量介于1.05%~6.37%之间;CIA_corr反映整体为温暖湿润的古气候,Es₃^l下部相对干旱,Es₃^l中上部到Es₃^m气候变得更加温暖湿润;B含量和B/Ga值反映整体盐度较低,为淡水—半咸水,Es₃^l中上部到Es₃^m水体盐度变大;Mo-U协变模式和C_org/P摩尔比反映Es₃^m-l底水保存条件存在波动,整体为弱氧化—还原环境;Ti/Al、K/Al、Zr/Al表明Es₃^m-l沉积期陆源碎屑输入较强,具有较高的沉积速率,Es₃^l下部到Es₃^m沉积速率降低;古生产力定量恢复表明Es₃^m-l沉积期湖泊古生产力整体较高。渤中凹陷西南部Es₃^m-l泥岩有机质的富集是古气候、保存条件、沉积速率及古生产力共同作用的结果。     

塔里木盆地库车坳陷吐格尔明及周缘地区三叠系—侏罗系烃源岩地球化学特征、分布规律与油气地质意义

吐格尔明及周缘地区发育多套烃源岩,但主力烃源岩层位与生烃潜力不明确,制约了油气勘探。通过对吐格尔明及周缘地区钻井、地震资料和油气与烃源岩地球化学数据综合分析认为,研究区三叠系—侏罗系自下而上发育4套烃源岩：其中三叠系塔里奇克组（T₃t）煤系泥岩厚度薄且分布局限,有机质丰度中等,有机质类型以Ⅲ型为主,处于成熟—高成熟阶段;侏罗系阳霞组一段（J₁y¹）湖相泥岩厚度薄、分布稳定,有机质丰度高,有机质类型以Ⅱ₁型为主;阳霞组二—四段（J₁y^2-4）与克孜勒努尔组（J₂kz）2套煤系泥岩厚度大、分布稳定,有机质丰度较高,有机质类型以Ⅱ₂—Ⅲ型为主;侏罗系烃源岩整体处于低熟—成熟阶段。通过烃源岩与油气生物标志物特征分析可知：吐格尔明地区油气主要来自侏罗系烃源岩,该地区南北两翼深部烃源岩生成的油气通过逆冲断裂与三叠系、侏罗系顶面不整合面侧向运移,再经断裂垂向充注阳霞组和克孜勒努尔组,形成2套富油气层,指出克孜勒努尔组和阳霞组为该区下一步油气勘探主力目的层。     

基于多元统计分析的油-源对比

多元统计分析可以综合考虑多个相关参数间的相互联系,在分类判别方面具有独特的优势,是多套烃源岩发育的复杂背景下油气源对比的有效方法。然而不同的多元统计方法在同一案例中的对比应用以及各自的适用性尚没有学者进行专门的研究分析。渤海湾盆地渤东凹陷发育多套烃源岩,不同构造的油气来源异常复杂,是利用多元统计分析进行油-源对比的最佳案例。综合对比主成分分析、Fisher线性判别分析以及Bayes线性判别分析的应用情况,发现主成分分析不能区分不同层位的烃源岩,因而不能用于渤东凹陷的油源对比,而Fisher和Bayes线性判别分析建立的模型可以区分不同层位的烃源岩,但都不能准确识别混源油。在Bayes判别模型得到的分类概率的基础上,通过优化Bayes判别模型的判别准则,建立了适用于渤东凹陷的油源判别模型,并识别出渤东凹陷存在4类油族,其中油族A、油族B、油族C分别来源于东营组三段（东三段）、沙一段-沙二段、沙三段烃源岩,而油族D为来源于东三段和沙一段-沙二段烃源岩的混源油。     

渤中凹陷石南陡坡带东三段源汇体系定量表征

为解决渤中凹陷石南陡坡带东三段砂砾岩储层分布等问题,利用三维地震、钻井、分析化验等资料,对东三段源汇体系中形成砂砾岩的关键要素进行了定量表征。结果表明：①东三段储层主要为扇三角洲砂砾岩,其物源区母岩岩性多样,南部母岩主要为中生界火山岩;西北部母岩为火山岩、碳酸盐岩和花岗岩。②物源区发育5个面积大、延伸远的陡坡沟谷体系,输送了大量的砂砾岩沉积物。③东三段的沉积古地形以断槽型为主,由西向东,断层呈分段式活动,造成了物源和沉积区的差异升降。④砂砾岩的延伸距离与湖平面的升降呈此消彼长的关系,湖平面离物源越近,砂砾岩延伸越近;反之,砂砾岩延伸距离越远。该认识可为断陷盆地陡坡带的砂砾岩储层评价提供依据。     

渤海海域沙西北地区潜山油源及成藏特征

综合地质与地球化学方法,探讨了渤海海域沙西北地区潜山的油气来源及成藏特征。生物标志物参数表明沙西北地区已发现的原油位于沙河街组。曹妃甸2-1油田的潜山储层岩性为碳酸盐岩,潜山的原油具有高的伽马蜡烷指数（G/H）以及相对低4-甲基甾烷参数（4MSI）,具有相对轻的正构烷烃碳同位素值（整体轻于-29‰）,主要为沙河街组一段（沙一段）的油源。曹妃甸1-6油田为花岗岩潜山储层,潜山的原油具有相对高的4MSI（>0.4）,正构烷烃的碳同位素值偏重（重于-29%）,可能指示着以沙三为主的油源。曹妃甸2-1潜山直接披覆沙一段,沙一段源岩生成的原油可近距离充注至潜山储层中,为披覆式的源储对接成藏模式。曹妃甸1-6油田上覆为东营组,其丰度与热演化程度低,主要作盖层。歧口凹陷的原油侧向通过砂体运移侧向充注至曹妃甸1-6潜山圈闭中,表现为侧向砂体输导油气成藏特征。通过岩心观察和铸体薄片实验分析了CFD2-1-2井潜山风化壳结构特征,揭示了沙西北地区潜山风化壳结构可能不具备侧向长距离输导油气的能力,与潜山直接披覆接触的有效烃源岩或者发育沟通源储的砂体是潜山油气成藏的基础。