济阳坳陷石炭–二叠系煤系页岩气生烃潜力评价

为了研究济阳坳陷石炭–二叠纪煤系泥页岩生烃潜力,应用地球化学、石油地质学及煤地质学等方法,从济阳坳陷石炭–二叠系残留地层分布、泥页岩有机地球化学特征和泥页岩生烃潜力对比等方面进行研究。研究结果表明:济阳坳陷石炭–二叠系残余地层厚度一般在200~800 m,最厚可达900 m;煤系泥页岩有机质丰度较好,为Ⅲ型干酪根,有利于生气,有机质成熟度达到成熟–较高成熟阶段;本溪组和太原组生烃潜力较好;山西组烃源岩各凹陷均可见中–好油气源岩,但范围局限,整体评价仍为中等。与我国其他地区对比发现,济阳坳陷石炭–二叠系煤系泥页岩生烃能力总体处于中等水平,具有一定的页岩气勘探潜力。     

济阳坳陷石炭二叠系埋藏条件及煤型气源岩分布特征

山东地区经历了多次构造运动,含煤地层遭受严重破坏,因此各地煤系保存程度差异较大。济阳坳陷是石炭—二叠系的深陷区,但济阳坳陷构造十分复杂,煤系保存于坳陷中的一些次级凹陷中。石炭二叠系的埋深多在30 0 0~5 0 0 0m范围内,次级凹陷局部出现较大的埋深变化,最大埋深可达上万米,最小埋深仅在千米左右。煤型气源岩主要为煤层和暗色泥质岩。泥质岩最厚为5 5 5.5m (惠民凹陷),煤层最厚4 0.5m (车镇凹陷),泥岩、煤层厚度分布与残留厚度的变化趋势大体一致。研究表明,济阳坳陷石炭二叠系煤层属较好的烃源岩,泥岩整体上为差—中等烃源岩,局部发育有好的烃源岩。      

鲁西—济阳石炭二叠系层序地层对比

石炭二叠纪含煤地层主要赋存于鲁西隆起区的一些断块坳陷区和济阳坳陷区。研究表明,济阳坳陷区的石炭二叠系从沉积特征、古生物组合等方面与鲁西区有重要区别,并发现了在鲁西不存在的古生物属种,其沉积环境也与鲁西存在差异。进行了鲁西和济阳地区层序地层对比,鲁西地区层序的内部构成主要以潮坪沉积体系为主,而济阳地区层序内部构成主要以障壁-泻湖沉积体系为特征。      

济阳坳陷石炭二叠系暗色泥岩微量元素赋存特征及其地质意义

在对Sc、Co、Ni、Ga、Rb、Sr、Mo、Ba等微量元素进行电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测试和对泥岩粘土矿物进行x射线衍射相对定量分析的基础上,结合骨架砂岩岩石薄片镜下观察结果,采用Sr-Rb—Ba-Sc多元素标准化图解,分析了济阳坳陷石炭二叠系暗色泥岩微量元素赋存特征及其所指示的海陆沉积相变化、火山事件、物源等方面的地质意义。研究结果表明：（1）济阳坳陷暗色泥岩微量元素含量普遍比华北地台同时期沉积物高（Ba除外）。（2）济阳坳陷本溪组和太原组下部发育海相沉积以及上石盒子组曾发生数次规模较大的海侵,表现为在Sr-Rb-Ba-Sc标准化图解中sr上扬,或Rb-Ba—Sc近似呈直线;局限台地相沉积可能造成其上部相邻地层泥岩中Rb、Sr发生异常。（3）在济阳坳陷石炭二叠系骨架砂岩岩石薄片中观察到自形石英、港湾状石英、聚片双晶长石、保存较好的挠曲状云母,推测石炭二叠系受到多次火山作用影响;Sr-Rb—Ba-Sc标准化图解中Rb异常可能揭示火山作用的影响,而Rb异常的泥岩样品通常高岭石含量非常高（〉70％）,且伊利石含量非常低（〈5％）。（4）Rb-Ba-Sc标准化图解显示济阳坳陷石炭二叠系物源区可能是华北地台北部的古老岩体,母岩岩浆来自上地壳。     

济阳-临清东部地区石炭-二叠系煤系烃源岩二次生烃研究

济阳-临清东部地区上古生界石炭-二叠系煤系源岩是油气勘探的另一个重要领域。根据研究区沉积地层构造演化分析,不同的构造演化决定了不同的埋藏史演化;研究表明,中生代期间及新生代期间石炭-二叠系煤系烃源岩存在“二次生烃”过程,石炭系煤系烃源岩是研究区的主力烃源岩,二叠系的次之;济阳坳陷累计生烃量大于临清东部地区的累计生烃量。     

火成岩对石炭-二叠系煤岩二次生烃作用影响的研究

华北地区石炭-二叠系煤系具有良好的油气勘探前景,已发现油气的区域大多发现了侏罗纪闪长玢岩和煌斑岩,石炭-二叠系烃源岩曾在三叠纪或侏罗纪达到生烃门限,但是缺乏成藏条件,油气没有得到保存。渐新世以来,煤系烃源岩得到深埋进入二次生烃演化阶段,并且形成了以煤成气为主、少量轻质油的油气聚集,该煤成气具有异丁烷/正丁烷、环烷烃和芳香烃含量高、乙烷碳同位素重等特点。作者以为在生烃过程中存在侵入岩与烃源岩的相互作用,并且利用热模拟实验的方法考察了煤岩在与侵入岩接触的条件下二次生烃过程,发现气态烃产率明显增加、并且气态烃组成与钻井产出的天然气相似,认为与闪长玢岩和煌斑岩确实参与了煤系烃源岩的生烃作用,指出在评价石炭-二叠系油气勘探时应当考虑这个因素。     

从东濮凹陷看济阳坳陷天然气勘探

济阳坳陷是渤海湾盆地内的一个富油凹陷,针对该区天然气勘探长期以来一直没有取得实质性的进展、目前所发现的天然气主要集中在中浅层的现状,将济阳坳陷天然气成藏的地质条件与东濮凹陷进行了比较,认为济阳坳陷具备形成大规模天然气藏的条件,其天然气勘探最具潜力的领域应是煤成气藏及深洼陷周围的深层天然气藏;指明了东营凹陷盐下构造、渤南等深洼陷的深层周边区带、环黄河口凹陷的滩海深层、潍北凹陷和青东凹陷4个深层勘探方向,阐述了煤成气今后的勘探、研究方向.从宏观上评价了济阳坳陷天然气的勘探潜力,明确了今后的勘探方向.     

临清坳陷东部煤成气成藏条件及富集主控因素

煤成气是临清坳陷东部勘探的重要领域,但是由于勘探程度整体较低、成藏条件研究不够系统和深入,制约了研究区煤成气勘探的进一步发展。通过系统分析源岩、储层、盖层、圈闭等煤成气成藏条件,提出了临清坳陷东部煤成气三元控藏的新认识,即"二次生烃是根本、近源输导是基础、有效保存是关键",三者的有机耦合控制了煤成气的富集成藏。建立了洼陷带、斜坡带、凸起带三类成藏模式,明确了临清坳陷东部煤成气今后的主要勘探方向,转变了以往主探凸起带的部署思路,下一步主要围绕有利二次生烃中心,在近源的斜坡带、洼陷带主探自生自储型和上古生下古储类型煤成气。     

济阳拗陷内王判镇潜山带奥陶系成藏条件分析

王判镇潜山带发育白桥、任凤、王判镇3条深大断裂，自北向南分为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ排山，奥陶系圈闭形成时间早于石炭—二叠纪二次生气运聚期。该区火山活动频繁，火成岩广布。奥陶系储集条件好。济阳地堑和曲堤地垒二次生气中心的煤成气对本区贡献不大。Ⅰ，Ⅱ排山中—东北部也为煤成气二次生气中心，具备煤成气气源条件，石炭—二叠系泥岩和铝土质泥岩、灰岩为优质的盖层，是寻找煤成气及其与幔源气混源气的有利场所。Ⅲ排山不具备煤成气气源条件，而具备幔源气气源条件，是寻找幔源气的有利场所。     

三次生烃作用--以济阳坳陷石炭-二叠系烃源岩为例

热演化和生烃模拟实验研究结果表明,济阳坳陷石炭-二叠系烃源岩具有三次生烃作用特征.三次生烃作用分别发生在晚三叠世和晚侏罗-早白垩世抬升之前以及晚第三纪-第四纪坳陷稳定沉降阶段.加水热模拟实验表明,第1次生烃产物主要为少量低熟油,约占总生油量的4.01%;第2次生烃作用是该区最重要的一次油、气生成过程,油、气产量分别占总产量的82.56%和54.46%;第3次生烃作用产物基本上全为气态烃.前两次生烃产物均被紧跟其后的构造抬升作用破坏殆尽.惟独发生于新生代坳陷稳定沉降阶段的第3次生烃作用形成的气态烃具有利的保存条件,是该区最具勘探潜力的深部天然气资源.     

渤海湾盆地济阳坳陷北部石炭系—二叠系残留地层沉积*

渤海湾盆地济阳坳陷北部石炭系—二叠系残留地层为近年来该地区油气勘探的重点领域。为明确古潜山储集层沉积相带与砂体展布规律,在地层划分对比的基础上,依据测井曲线、沉积构造、岩性特征及沉积序列等资料,对济阳坳陷北部石炭系—二叠系古潜山区沉积特征进行了系统研究。结果发现: (1)古潜山区石炭系—二叠系残留地层厚度变化很大,石千峰组被剥蚀殆尽; (2)石炭纪—二叠纪研究区经历了海陆交互相→海陆过渡相→河流相的演化过程, 其中本溪组及太原组沉积时期研究区发育潟湖、潮坪及障壁岛相,山西组沉积时期发育三角洲相,以三角洲平原亚相为主,可识别出分流河道、分流河道间、天然堤及泥炭沼泽等微相,而上、下石盒子组沉积时期以辫状河沉积为主,可进一步划分为心滩、河床滞留沉积及泛滥平原微相; (3)受沉积环境演化的控制,本溪组—太原组的砂体呈斑块状展布,山西组和上、下石盒子组的砂体呈近北东—南西向条带状展布。对济阳坳陷北部潜山区沉积相与砂体展布规律的研究,为该古潜山区的油气勘探提供了关键地质依据。     

论渤海湾盆地深层油气勘探

渤海湾盆地近年来在古近系及以下层系发现并探明31个深层油气藏。分析表明,盆地深层以油藏为主,气藏为辅,盆地西部蕴藏较多的石油,向东部则天然气产量增多,这种分布现象与盆地深层烃源岩干酪根类型和高地温作用有关。讨论了古近系原生油气藏、上古生界煤系烃源岩二次生烃的油气藏、下古生界原生油气藏的成藏机制。认为古近系含油气层系仍是近期深层勘探的主要目标,但应加大上古生界煤系烃源岩层和下古生界海相深层油气的勘探。     

The“Sand-Mud” Sedimentary Record and Its Diagenetic System in Shore-shallow Lacustrine—A Case Study of Eocene Kongdian Formation in Jiyang Depression

The sand-mud sedimentary record develops widely in the shore-shallow lacustrine, which can be a good oil and gas reservoir cap combination. It has important significance in petroleum geology. This paper takes the Kongdian Fm. of Eocene in Jiyang Depression as an example to study the formation mechanism and diagenetic system of the sand-mud sedimentary record in the shore-shallow lacustrine. The study indicated that sandstone-mudstone sedimentary strata at macroscopic level includes sand-mud duality, mudstone vein and sandstone lens in the Kongdian Fm. of Jiyang Depression, and there are some transitional clastic rocks at the microscopic level (Clastic particles, clay and carbonate cements are included in the transitional clastic rocks). The sandstone-mudstone sedimentary strata mainly formed in the material transformation of the shallow-water deltas and conjugate shock in the shore-shallow lacustrine. The thickness is mainly restricted by material source and water dynamic condition, and the sand-mud transitional clastic rocks are restricted by the dynamic mechanism and sedimentary differentiation of the lake water. The sandstone-mudstone sedimentary strata is composed of a closed diagenetic system. Early compaction-drainage and differential compaction, middle and late clay mineral transformation, structural water and organic acid emissions during the diagenetic process of mudstone influence the diagenesis of sandstone. The closed diagenetic system of sand-mud transitional clastic rocks is mainly related to the structural maturity of clastic rocks.     

惠民凹陷南坡天然气藏形成条件及勘探方向

从气源岩、储层、圈闭等方面分析了惠民南坡的天然气成藏条件,认为该区烃源岩条件良好,有古近纪的暗色泥岩和石炭一二叠纪煤系地层作为气源岩,同时该区深大断裂发育,岩浆活动强烈,还具有充足的非烃气源;地层发育全,沉积体系多,发育多种类型的储集层,形成6套储盖组合,具备天然气聚集成藏的良好地质条件。研究表明,曲堤地垒和济阳地堑东部的古生界圈闭是深层气勘探的有利方向,非烃气的主要勘探方向是王判镇潜山带的新近纪地层构造圈闭和浅层“亮点”岩性圈闭。     

华北某些地区石炭—二叠系成岩作用及成岩阶段的研究

成岩作用及成岩阶段的确定是储集层评价的重要依据。作者应用铸体薄片、阴极发光、扫描电镜的观察,x射线衍射分析及包体测温等方法,对华北一些地区石炭一二叠系砂岩的成岩作用及成岩阶段作了系统的研究。从太原组到上石盒子组,由于沉积环境、岩石类型的差异,它们经历了不同的成岩作用过程。太原组石英砂岩以石英增生与胶结作用为主;山西组长石砂岩及长石石英砂岩以长石及石英增生、碳酸盐胶结交代作用为主;上、下石盒子组粘土含量较高的岩屑砂岩以压实作用、粘土矿物的转化作用为主。 成岩阶段的确定主要根据自生石英中包裹体测温、镜煤反射率测定及粘土矿物的演变等。研究结果得出石炭一二叠系经历的古地温为100—150℃,有机质处于成熟期,粘土矿物转化为以伊利石为主,混层矿物中伊利石达80％,可见研究区内石炭一二叠系的成岩阶段处于中成岩期的晚期。其原始孔隙基本消失,代之以一定次生孔隙。     

济阳坳陷孤东油田曲流河河道储集层构型三维建模

济阳坳陷孤东油田七区西馆陶组上段为典型的曲流河沉积,其中Ng522单层发育2个大型点坝砂体,在系统的点坝砂体构型表征的基础上,探索了储集层构型界面的几何建模方法,将构型界面模型嵌入到基于三维结构化网格体的相模型中,建立了研究区26-295井区真正意义上的、更符合地下实际的三维储集层构型模型,再现了成因微相内部构型单元及界面的空间分布特征,满足了三维油藏数值模拟的需要。点坝内部的侧积层向废弃河道方向倾斜,延伸到距点坝顶三分之二的位置,点坝砂体表现为“半连通体”特征。建立了点坝内部剩余油分布模式,并指出挖潜措施。该方法在研究区应用效果较好,并可以推广到其他相似油田,这对丰富储集层地质学理论及提高油田开发效率均具有重要意义。     

鲁西隆起北侧博兴洼陷古近系泥岩地球化学特征及其构造意义

对博兴洼陷始新统和渐新统所取的20件泥岩样品的地球化学特征分析表明:始新统与渐新统样品稀土元素分布模式与上地壳稀土元素分布模式一致。稀土特征元素之间的比值显示始新统和渐新统沉积物源岩虽都来自后太古代,但存在着明显的差异性。根据源岩属性判别图解可以看出始新统源岩主体为长英质火山岩,渐新统则为长英质和基性岩的火山岩混合物源。多方面对比认为:始新统和渐新统沉积物源存在较大的差异性,表明始新世与渐新世之间可能存在较为明显的沉积物源改造,从一个新的视角揭示了鲁西隆起与邻近盆地在始新世与渐新世之间所发生的构造分异事件,而这次构造分异也造成了邻近盆地内始新统与渐新统之间油气藏成藏要素的差异。     

济阳坳陷地层型油气藏成藏模式

为了深入了解地层油气藏成藏过程和动力机制, 对济阳坳陷地层型油气藏的分类及分布特征进行了系统总结, 从静态和动态2方面入手分析其成藏模式.根据地层型油气藏与不整合面的关系首次提出“不整合体”的概念.分析了不整合体对不同类型地层油气藏起作用的差异性, 建立了不同的成藏模式.探讨了地层型油气藏的成藏机理, 指出浮力是地层型油气藏油气运移的主要驱动力, 构造应力的突然释放是油气幕式运聚的触发机制, 地层型油气藏的成藏过程表现为具幕式特征的相对连续过程.      

济阳坳陷老斜452井介形类化石及其地层意义

在对济阳坳陷老斜452井的古生物分析中,发现穴状女星介(相似种)Cypridea(Cypridea)cf.cavernosa、蒙阴女星介C.(C.)mengyinensis等介形类化石,说明该地区发育了白垩纪地层。济阳坳陷中生代地层的细分主要是依据区域岩性、电性及孢粉化石等地质资料,但白垩系的岩性、电性与上下地层相似,且化石稀少,缺乏充足的古生物资料,因此难以系统、准确地划分。老斜452井发现介形类化石给济阳坳陷白垩系的细分提供了重要的古生物学依据,为该区的深入研究提供了翔实的基础资料。