鄂尔多斯盆地北岔沟砂岩沉积特征及其对天然气成藏的控制作用*

北岔沟砂岩为华北地台二叠系山西组与太原组划分对比的主要标志层,在鄂尔多斯盆地呈大面积连片分布,是上古生界重要的天然气储集层。依据地面露头调查结果与勘探资料,结合前人有关古构造和岩相古地理研究成果,笔者对鄂尔多斯盆地北岔沟砂岩的沉积特征进行了详细分析。结果表明,受益于物源区大量高石英含量的粗碎屑物质在短时间内的集中供应,北岔沟砂岩在地层中位置稳定,以含砾粗粒石英砂岩为主,石英含量高达90%左右,砂体叠置紧密,单砂体之间很少见泥岩隔夹层。这些砂体分别隶属于冲积扇、砾质辫状河和辫状河三角洲沉积体系,在鄂尔多斯盆地北部高、南部次高、中南部低的古地理背景控制下,由盆地南、北边缘向中部依次推进,沉积中心区以北发育4个规模宏大的三角洲沉积主砂带,以南发育6个规模较小的主砂带。受各主砂带砂体规模、矿物组分含量及其成岩作用差异影响,各砂带的储集物性具有较大变化,其中砂体规模最大、石英含量最高、长石等易溶矿物在酸性地层水作用下溶蚀彻底的杭锦旗—榆林—子洲—清涧—永和—吉县主砂带,储集能力最好,最有利于天然气的大规模聚集成藏,是鄂尔多斯盆地北岔沟砂岩天然气进一步勘探开发的有利场所。     

松辽盆地双城区块扶余油层高分辨率层序格架下沉积相及砂体发育特征*

随着致密砂岩岩性油气藏勘探开发程度的深入,拗陷型湖盆河流—浅水三角洲储集层已经成为勘探开发重点。以松辽盆地北部双城区块扶余油层为研究对象,运用岩心、测井、录井以及地震资料,系统地开展高分辨率层序地层研究,识别出多级次基准面旋回界面,将双城区块扶余油层划分为2个长期基准面旋回和7个中期基准面旋回。在此基础之上,深入分析高分辨率层序地层格架下的河流—浅水三角洲沉积相及储集层砂体发育特征。研究表明: 受长期基准面下降—上升的变化控制,垂向上,从MSC1到MSC7沉积充填响应呈现三角洲平原沉积—曲流河沉积—三角洲平原沉积—三角洲前缘沉积的特点,其岩性、沉积构造、旋回期次以及规模也随之具有明显变化;主要储集层砂体类型依次为分流河道、曲流河道、分流河道和水下分流河道,平面上的砂体呈条带状分布,顺物源方向由西南向东北砂地比逐渐变小,MSC4-MSC5时期砂体最为发育,储集层质量最好;在构造稳定拗陷湖盆背景下,湖平面升降是储集层砂体发育特征的主要控制因素。     

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。     

浅水三角洲沉积体系与储层岩石学特征

浅水三角洲已经成为当前沉积学研究和油气勘探的重点领域,浅水三角洲常规和非常规砂岩储层中发现了丰富的油气资源。鄂尔多斯盆地中—古生界发育大型浅水三角洲沉积,结合岩芯、测井、分析化验等资料,对盆地西部地区山1—盒8段浅水三角洲的母岩特征、沉积充填、砂体展布与储层岩石学特征进行研究,为研究区常规砂岩储层和致密砂岩油气勘探提供地质依据。分析表明,研究区南部和北部砂岩重矿物组合相似,以锆石和白钛矿为主。综合La/Yb-REE与Dickinson三角图解、稀土元素配分模式和碎屑锆石定年分析认为,北部物源主要来自盆地西北部阿拉善古陆太古界和元古界花岗岩、片麻岩、石英砂岩,向南影响到陇东地区北部;南部物源主要来自盆地南部北秦岭地区太古界、元古界花岗岩、片麻岩和片岩,向北影响陇东地区中南部。山1段发育曲流河三角洲,盒8段发育辫状河三角洲,孤立型与垂向叠置型水下分支河道砂体是主要的砂体类型。盒8段沉积时期,古湖泊可能萎缩;南北物源形成的三角洲在研究区中部环县东南一带交汇混合。砂岩类型主要为岩屑质石英砂岩、石英砂岩和岩屑砂岩,结构成熟度中等—较差。砂岩成岩改造强烈,水—岩反应复杂,压实作用是储层致密化的主因,多期胶结作用使砂岩的孔喉结构变得十分复杂。孔隙类型以微米—纳米级的岩屑溶蚀孔、剩余粒间孔和高岭石晶间孔为主,整体上属于非常规致密砂岩储层。砂体分布与“甜点”预测是研究区致密油气勘探的关键。     

鄂尔多斯盆地东北部下石盒子组盒8段辫状河三角洲沉积特征

中二叠统下石盒子组盒8段为鄂尔多斯盆地东北部天然气的主产层位,其储集砂体受控于沉积相带的展布。通过对野外露头、岩心及测井曲线等综合分析,笔者认为研究区内主要以发育辫状河三角洲为特征,并对其沉积特征、影响其形成和发育的机理,以及岩相和砂体的展布特征进行深入研究。认为该区盒8段三角洲为辫状河-浅水型湖泊三角洲,在三角洲平原相区储集砂体为分流河道沉积;而在三角洲前缘相区则为水下分流河道沉积,河口坝、席状砂及远砂坝等沉积微相不发育。     

鄂尔多斯盆地及周缘地区上二叠统沉积特征*

基于野外地质露头观察、岩心描述、薄片鉴定和地球化学等分析测试资料的综合分析,对鄂尔多斯盆地及周缘地区上二叠统石千峰组沉积岩石类型、沉积构造、沉积相类型及沉积体系空间展布等方面开展研究。结果表明,石千峰组主要发育冲积平原、三角洲平原、三角洲前缘、浅湖和南部海陆过渡的潟湖、沙坝等沉积环境,石千峰期,古气候干燥炎热,沉积古地形相对平缓,物源供给充足,形成了一套紫红色、棕红色泥岩和浅灰色中粗粒长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩、长石砂岩为主的地层。盆地北部三角洲规模大,以辫状河道发育沉积特征为主,砂体厚度大、横向分布稳定,而盆地南部三角洲规模相对较小。石千峰期,海水可能多次入侵盆地南部麟游—韩城—乡宁一带,发育海相夹层和沙坝沉积,一定程度上影响了南部的沉积环境和砂体展布。     

鄂尔多斯盆地东南部石炭系本溪组沉积微相特征及其对天然气富集控制作用

综合利用钻井、测井资料,结合邻区露头调查,深入分析鄂尔多斯盆地东南部天然气主要勘探层系石炭系本溪组沉积微相及其砂体分布特征,认为鄂尔多斯盆地东南部本溪组主要发育障壁海岸沉积体系及陆棚沉积体系,并进一步划分出砂坪、混合坪、泥坪、泥灰坪、障壁砂坝、泻湖泥、泥质陆棚7种沉积微相;障壁砂坝及砂坪砂体是天然气储集的骨架砂体,其发育完全受控于沉积相带的展布;本溪组主要产气层"晋祠砂岩"为障壁砂坝及潮汐砂坪成因,障壁主砂坝呈北北东—南南西展布;小砂坝则零星分布,砂坪呈北北西—南南东展布,2类砂体发育区是本溪组天然气勘探有利目标区。     

鄂尔多斯盆地中—晚三叠世盆地原型及构造古地理响应

中—晚三叠世的鄂尔多斯盆地沉积了一套优质的砂岩储层,目前对该套砂岩的成因及其空间分布已经有了成熟的认识,然而在中—晚三叠世鄂尔多斯原型盆地的确切边界位置、盆内古地理演化的构造成因机制等问题上依然存在不少争议。本文通过对鄂尔多斯盆内及周缘57个露头及165口钻井的层序地层学与沉积学研究,厘定了鄂尔多斯盆地在中—晚三叠世的边界位置并在层序格架下开展了古地理演化研究,同时探讨了古地理演化的构造成因。研究表明:中—晚三叠世鄂尔多斯盆地的北部边界从内蒙古的达拉特旗向东延伸至山西大同,东部边界应在山西宁武—太原—太谷—永和—河南安阳—开封—登封一线附近,南部边界为北秦岭(NQT)与华北板块的缝合带(陕西西安—洛南—河南栾川—南召沿线以南),西南以六盘山的西部断层边缘为界,西北界位于贺兰山西部断层边缘带,西部边界延伸至河西走廊盆地的西部边界(甘肃马良沟附近)。在中—上三叠统延长组识别出4个沉积旋回(SQ1-SQ4),代表了从起始阶段(SQ1)到最大沉降阶段(SQ2和SQ3)再到后期关闭阶段(SQ4)的湖泊演化过程。中—晚三叠世鄂尔多斯盆地内呈现出北部/东北部的曲流河-三角洲沉积体系和南部/西南部冲积扇-辫状河-三角洲沉积体系汇聚的沉积格局,在空间上表现出明显的南北差异,在时间上呈现出沉积中心的东-西破坏分异的演化特征。这种古地貌差异和演化主要受控于秦岭—大别山造山带(QDOB)与兴安岭—蒙古造山带(XMOB)的不同构造演化过程。盆地南部的古地理演化主要受控于QDOB的活动,中—晚三叠世勉略洋闭合驱动的北秦岭造山带活化不仅导致盆地南部陡坡带的形成和盆地东南部古地貌的突变,也导致晚三叠世盆地西南部发育一个分隔内克拉通盆地及西南缘类前陆盆地的水下低隆。盆地西部的古地貌演化受控于多种构造机制,中三叠世现今六盘山地区发育一个南北向的低隆区,很可能是盆地东南部的强烈挤压下的远端效应;晚三叠世中期后该低隆区发生下沉,现今鄂尔多斯盆地与河西走廊地区连通,这很可能是由盆地西南方特提斯构造域挤压作用下的盆内挠曲沉降导致的。这些认识不仅是对盆山耦合理论的补充,也对鄂尔多斯盆地石油和天然气的后期勘探具有重要的现实意义。     

鄂尔多斯盆地东北部山西组-上石盒子组三角洲沉积及演化

鄂尔多斯盆地东北部二叠系山西组和石盒子组是重要的天然气产层。综合野外露头和钻井的岩石学、沉积构造、剖面结构特征,分析了鄂尔多斯晚古生代陆内坳陷盆地3个演化阶段沉积充填的差异性,认为盆地形成阶段以大型辫状河潮控三角洲向陆相曲流河三角洲转化为特征;发展阶段以大型陆相辫状河三角洲向陆相曲流河三角洲转化为特征;成熟阶段以发育陆相网结河三角洲为特征,建立了3种适合研究区储集砂体预测和评价的"大平原,小前缘"三角洲模式,提出辫状河三角洲或曲流河三角洲的分流河道、水下分流河道和河口坝形成了粒度较粗、规模较大、厚度较稳定的有利于天然气运移聚集的砂体,是储层发育和分布的最有利相带,网结河三角洲和浅湖沉积了大量泥岩可作为盖层,加上太原组和山西组的聚煤作用,共同形成了该地区的天然气藏的生储盖组合。     

鄂尔多斯东部下二叠统山西组2段储层评价及勘探前景

针对鄂尔多斯东部下二叠统山西组2段低渗透油气藏的特点,通过高分辨率层序地层的划分对比,将研究区山2段划分为3个长期旋回。结合425块薄片观察、扫描电镜、阴极发光等储层微观特征分析研究,认为山2段是一套在岸线背景下具有强侵蚀作用的远源砂质辫状河沉积,受物源分异和水动力条件控制,榆林、神木、府谷3条河流的沉积储集特征差异明显,榆林河河道砂体为一套具有石英含量高、杂基和软岩屑含量较低、几乎不含长石的石英砂岩,储层的储集空间主要是以粒间孔为主的复合型孔隙,具有良好的储集性;神木和府谷河河道砂体与之相反,为石英含量低、杂基和软岩屑含量高、普遍含少量长石的岩屑石英砂岩,储层储集性差,仅见少量粒内溶孔。成岩演化分析认为山2段储层进入晚成岩B期,此期压实、压溶作用已非常强烈,榆林地区由于烃类的早期充注才使大量原生孔隙得以保存。通过对山2段储层沉积成岩演化分析,总结了石英砂岩与岩屑石英砂岩沉积储层特征的差异,预测出鄂尔多斯东部下步勘探方向即以榆林气田为代表的榆林河沉积区山2段高渗透石英砂岩发育的河道砂体。     

致密砂岩气藏储渗单元研究方法与应用:以鄂尔多斯盆地二叠系下石盒子组为例

精细表征储层特征和储层结构是致密砂岩气藏开发中后期的主要技术需求。基于不同类型砂体的相似孔渗特征将辫状河沉积体系中河道充填和心滩砂体聚类为储渗单元,提出了储渗单元研究概念和研究思路,开展了辫状河沉积体系储渗单元发育模式研究。通过露头观测和测井相标志,识别出辫状河沉积体系中储渗单元发育四种叠置模式,即心滩叠置型、河道充填叠置型、心滩和河道充填叠置型、心滩或河道充填孤立型;基于储渗单元发育模式,提出了河流相致密砂岩气藏开发井型的适应性,指出辫状河沉积体系中河道叠置带是叠置型储渗单元发育的有利部位,是水平井开发的有利目标,辫状河沉积体系中的过渡带和洼地主要发育孤立型储渗单元,适合直井或丛式井组开发。鄂尔多斯盆地二叠系下石盒子组野外露头研究和苏里格气田加密井区井间干扰试验表明,辫状河沉积体系中储渗单元发育规模为顺古水流方向长600 m和垂直水流方向宽400 m左右,证实苏里格气田具备进一步加密到400×600 m的条件,预计可提高采收率15%～20%。     

Lithofacies paleogeography mapping and reservoir prediction in tight sandstone strata: A case study from central Sichuan Basin,China

Sand-rich tight sandstone reservoirs are potential areas for oil and gas exploration. However, the high ratio of sandstone thickness to that of the strata in the formation poses many challenges and uncertainties to traditional lithofacies paleogeography mapping. Therefore, the prediction of reservoir sweet spots has remained problematic in the field of petroleum exploration. This study provides new insight into resolving this problem, based on the analyses of depositional characteristics of a typical modern sand-rich formation in a shallow braided river delta of the central Sichuan Basin, China. The varieties of sand-rich strata in the braided river delta environment include primary braided channels, secondary distributary channels and the distribution of sediments is controlled by the successive superposed strata deposited in paleogeomorphic valleys. The primary distributary channels have stronger hydrodynamic forces with higher proportions of coarse sand deposits than the secondary distributary channels. Therefore, lithofacies paleogeography mapping is controlled by the geomorphology, valley locations, and the migration of channels. We reconstructed the paleogeomorphology and valley systems that existed prior to the deposition of the Xujiahe Formation. Following this, rock-electro identification model for coarse skeletal sand bodies was constructed based on coring data. The results suggest that skeletal sand bodies in primary distributary channels occur mainly in the valleys and low-lying areas, whereas secondary distributary channels and fine deposits generally occur in the highland areas. The thickness distribution of skeletal sand bodies and lithofacies paleogeography map indicate a positive correlation in primary distributary channels and reservoir thickness. A significant correlation exists between different sedimentary facies and petrophysical properties. In addition, the degree of reservoir development in different sedimentary facies indicates that the mapping method reliably predicts the distribution of sweet spots. The application and understanding of the mapping method provide a reference for exploring tight sandstone reservoirs on a regional basis.     

神府解家堡区上古生界致密砂岩储层特征及主控因素

神府解家堡区构造上位于鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带,上古生界自下而上发育本1段、太2段、山2段和千5段等多套致密砂岩储集层.储层岩石类型以石英砂岩、岩屑石英砂岩、长石石英砂岩、岩屑砂岩和长石岩屑砂岩为主,自下而上储层石英含量呈递减、岩屑和长石含量呈递增趋势.储集空间类型以粒间溶孔、粒内溶孔、晶间孔和微裂缝为主,储层最大孔隙半径总体偏小,孔隙中值半径较小,排驱压力中等,储层孔隙以小孔—微孔为主.本溪组海相障壁—潮坪沉积、太原组浅水三角洲沉积、山西组三角洲沉积和石千峰组陆相辫状河沉积演化序列下,岩石成分成熟度和结构成熟度自下而上降低,储层空间展布呈层多而薄、砂—泥—煤岩交互特征.成岩作用类型以压实、胶结、溶蚀作用为主,局部发育高岭石化和微裂缝.以沉积相带、岩石类型和成岩作用类型作为3个控制端元,以孔隙度和渗透率为标准,上古生界致密砂岩储层可划分为4个大类和10个亚类,优势相和强溶蚀、弱胶结作用下的Ⅰ类储层孔隙度大于8%,渗透率大于0.5 mD,是最优质储层.     

鄂尔多斯盆地合水地区长6储层成岩作用与有利成岩相带

鄂尔多斯盆地合水地区长6储层主要为长石岩屑砂岩,平均孔隙度8.68%,平均渗透率0.15×10-3μm2,属于典型的低孔特低渗透储层。储层经历了压实作用、胶结作用、交代作用、溶蚀作用的改造,目前处于晚成岩阶段A期。在成岩作用研究的基础上,通过大量的岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜等方法及测井曲线特征研究,进行了单井成岩相分析,进而编制成岩相平面分布图。将研究区辫状河三角洲前缘砂体划分出4个成岩相带:压实相、碳酸盐胶结相、绿泥石膜剩余孔相和绿泥石膜剩余孔—长石溶蚀相。其中,有利储层主要分布在主砂体的绿泥石膜剩余孔相和绿泥石膜剩余孔—长石溶蚀成岩相带上。根据试油资料,处于该有利相带的井一般日产油大于10t/d。     

鄂尔多斯盆地东北部石盒子组层序充填样式及过程分析

本文根据野外露头、测井及钻井岩心等资料,研究了鄂尔多斯盆地东北部石盒子组的层序充填样式和演化规律.于陆内坳陷盆地发展阶段的高潮期以充填辫状河三角洲为特征,相对稳定期以充填曲流河三角洲为特征;陆内坳陷盆地的成熟阶段以充填网结河三角洲为特征.各时期的三角洲具有"大平原、小前缘"的特点,这为河道的形成演化和砂体富集提供了空间.提出研究区内最有利储集相带为辫状河三角洲的分流河道(A1型)、水下分流河道(A2型);曲流河三角洲的分流河道(A2型)、水下分流河道(A2型)和网结河三角洲分流河道的结点(C1型)亦是较有利储集体.总之,基准面的旋回控制的古地理面貌和层序充填规律对鄂尔多斯盆地岩性油气藏的形成具有重要意义.     

沉积微相控制下储层分类评价及预测

鄂尔多斯盆地环西—彭阳南段地区长8段沉积以辫状河三角洲平原为主,其储层品质明显受沉积微相控制。基于岩芯观察、薄片观察、压汞及常规测井等资料分析,将研究区长8段划分为5个小层,并对其辫状河三角洲平原沉积储层特征进行了精细研究。结果表明,研究区主要发育分流河道、越岸、分流间湾三种微相,其中分流河道构成了主要的砂体骨架,呈南西—北东向分布。分流河道砂体物性最好,越岸沉积物性次之,分流间湾物性最差。与之相对应,研究区储层可划分为I、II、III、IV四种类型,其中储层质量最好的I型主要位于河道中部,质量最差的IV型对应分流间湾。试油资料也进一步证实沉积微相控制研究区储层质量的差异,基于沉积微相的平面展布可实现储层平面分布规律预测。研究成果可为后续沉积储层精细评价乃至油气勘探开发综合研究奠定基础。     

塔西南坳陷早白垩世物源体系和沉积古地理分析

塔西南坳陷位于西昆仑和南天山山前,早白垩世克孜勒苏群充填巨厚的粗碎屑沉积,是塔西南坳陷油气勘探的主要目标层段之一。通过大量的野外露头和盆内钻井对比,在克孜勒苏群内划分出3个三级层序,识别出冲积扇、辫状河、辫状河三角洲和曲流河-河流三角洲等沉积类型。重矿物物源体系分析表明,塔西南坳陷山前带和盆内钻井样品物质来源较复杂,既有岩浆成因,也有变质成因和再造沉积物,重矿物含量以赤铁矿、磁铁矿和白钛矿占绝对优势。重矿物组合类型反映出本区母岩性质主要为变质成因和岩浆成因,根据所处的地理位置进一步区分出南天山白垩纪高级变质岩母源区、西昆仑北带低级变质岩母源区和西昆仑南带基性火成岩3种不同的母源区。物源分析为沉积古地理恢复提供了重要依据,南天山西段山前以冲积扇-扇三角洲沉积为主,西昆仑北带早期以河流沉积为主,后期逐渐演化为冲积扇,西昆仑南带主要沉积河流-河流三角洲。扇/辫状河三角洲前缘水下分流河道、三角洲前缘水下分流河道和河口坝是形成优质储层的有利区。物源体系和沉积古地理分析对区内有利储集相带分布预测具有重要意义。     

新疆三塘湖盆地马朗凹陷侏罗系西山窑组沉积特征及沉积模式

在岩心观察的基础上,结合录井资料、重矿物分析及地震资料,对三塘湖盆地马朗凹陷西山窑组物源方向、沉积相展布及沉积模式进行研究。研究认为马朗凹陷西山窑组主要发育辫状河三角洲和湖泊相2种沉积相。西山窑组下段沉积时期,辫状河三角洲在湖盆北侧大面积分布,辫状河三角洲前缘的水下分流河道频繁改道、迁移,相互切割,叠置成厚20～50m连片分布的砂体。西山窑组上段沉积时期,马朗凹陷以湖泊相沉积为主,有小规模的辫状河三角洲发育,局部发育滩坝砂体。西山窑组沉积整体呈现出一个水进过程。分析化验数据表明,西山窑组砂岩以岩屑砂岩和长石岩屑砂岩为主,储集层胶结作用不强,以压实减孔为主,主要发育剩余粒间孔;储集层质量主要受控于沉积微相,水下分流河道砂体是最好的储集砂体。     

楚雄盆地洒芷油砂地质特征及成藏模式

楚雄盆地洒芷油砂矿位于元谋隆起西部边缘洒芷背斜上。洒芷油砂充填在上三叠统舍资组-干海资组砂岩孔隙和裂隙中，油砂多层分布，厚度变化大。通过薄片分析确定，储集层砂岩有效面孔率为9．13％～12．66％，结构成熟度和成分成熟度中等，储层次生孔隙和裂缝发育。湖相三角洲平原分流河道和三角洲前缘河口坝砂体为有利储层。洒芷油砂是古油藏经历燕山期和喜山期多次强烈构造活动改造而形成，成藏模式可以概括为：成藏-抬升氧化-埋深再成藏-热变质-抬升再氧化。