松辽盆地庆深气田储层火山岩锆石地质年代学研究

庆深气田储层火山岩由多期火山喷发叠置形成,分布于白垩系下统营城组,以酸性喷发岩为主。火山岩离子探针(SHRIMP)U-Pb锆石年龄测定结果表明,储层火山岩年龄集中在111~115Ma,介于早白垩世晚期阿普第阶(Aptian)和阿尔布阶(Albian)分界线附近。兴城与升平两个天然气产区储层火山岩测年结果对比表明,它们是同一时代火山作用产物,并非以前所认为的兴城地区火山岩属营城组一段,升平地区火山岩属营城组三段。该成果对于松辽盆地火山岩气藏的勘探开发具有重要的实际意义。     

升平-兴城气田营城组火山岩储层流体包裹体研究

升平-兴城气田营城组火山岩储层经历多次构造活动,具有多期天然气的充注特征。采自该气田20口井45块岩芯样品的流体包裹体系统分析揭示了该区复杂的天然气充注过程。对各期次流体包裹体的均一温度、盐水包裹体的盐度,以及含烃盐水包裹体的荧光强度等测试的综合分析表明,火山岩储层经历了6期热流体活动,前4期分别对应于4期天然气充注过程。结合埋藏史分析可知,4期充注分别发生于泉头组沉积末期-青山口组沉积时期、嫩江组沉积早-中期、嫩江组沉积末期和明水组沉积早期至今。综合考虑生烃层、储层和盖层之间的组合关系,最终确定升平-兴城气田营城组火山岩储层天然气主要的成藏时期为嫩江组沉积早-中期。     

徐家围子断陷安达地区营城组火山岩喷发期次及其形成演化规律

针对徐家围子断陷安达地区营城组火山岩具有多期喷发、火山岩机构类型多样、叠置分布和岩性复杂的特点,对火山岩喷发期次及火山岩形成演化特征进行研究,找出火山岩的演化规律。其主要表现为:沙河子组沉积末期,本区处于断-拗转换期,盆地内部处于欠补偿特征;营城组一期火山喷发时,主要受西部的活动基底断裂及次级断裂的控制;营城组二期火山喷发时,火山作用由安达西部向东部扩展;营城组三期火山喷发时,深部岩浆活动由强转弱,本区的基底断裂活动减弱,构造活动也向坳陷期形成环境过渡。     

徐家围子断陷营城组火山岩分布特征及火山喷发机制的新认识

基于深层钻井和连片处理三维地震资料,结合同位素测年,本文对松辽盆地北部徐家围子断陷白垩系营城组火山岩的分布特征及其喷发机制进行了研究。本区火山岩分布广、厚度大、沿深大断裂串珠状分布;纵向上分为下部营一段和上部营三段两套;营一段分布于断陷中部及其以南地区,岩性以酸性为主;营三段分布于断陷中部及其以北地区,酸性和中、基性火山岩均有发育。本区断裂类型及其组合复杂,正、逆、走滑和花状断裂都有发育;两组断裂交汇部位是火山喷发的主要通道。深大断裂与火山岩时空展布关系显示,营一段火山岩主要受徐中断裂控制,由北向南依次喷发,岩性以酸性为主;营三段火山岩主要沿着徐东花状断裂带由南向北依次喷发,表现为基性与酸性交替的双峰式。营城组火山岩喷发类型有三种:裂隙式、中心式与复合式。徐家围子断陷营城组火山岩储集性能优良且毗邻烃源岩,与断裂、源岩及盖层有利匹配,可构成有利的生储盖组合,具有良好的天然气勘探前景。     

升平气田白垩系营城组火山岩储层特征与预测

升平气田白垩系营城组火山岩主要为流纹岩，安山岩，玄武岩，霏细岩及火山碎屑岩。不同岩石类型的测井曲线响应持征不同。火山岩地震反射特征主要为强振幅，视低频，而且连续性差。火山岩主要储集空间为孔隙，裂缝的存在改善了火山岩的渗流能力。该区内火山岩相主要为火山爆发相，溢流相。地震地质模式以中心式喷发模式和多次喷发模式为主。利用波阻抗反演可以有效地识别火山岩体，并进行储层的横向预测及含气面积圈定。     

大庆兴城南部火山岩储层发育控制因素

大庆兴城气田主力储层为营城组火山岩。地球化学和岩石学研究表明,该区营城组以中酸性火山岩为主。利用岩心、薄片分析资料,对兴城南部火山岩储层进行了研究。熔岩中储集空间以气孔和脱玻化孔为主,火山碎屑岩中则主要以粒内、粒间孔和溶孔为主。火山岩储层物性差异显著,储层发育状况受火山岩岩性和火山岩相、成岩作用及构造作用影响。火山岩岩石类型与火山岩相决定了储层原生孔隙的发育状况;成岩作用对原生孔隙进行了改造;构造作用产生构造裂缝,对储层起到有效的疏导作用。综合分析认为,近火山口相带火山岩储层物性好,是天然气勘探开发的有利区域。     

松辽盆地深层火山岩储层中的CH4包裹体:产状特征及其地质意义

营城组火山岩是松辽盆地深层油气藏的主要储层之一,本次研究我们在该组火山岩中首次发现了较多的纯CH4包裹体,这类包裹体主要以原生及次生形式产于流纹岩石英斑晶及玄武岩气孔充填矿物石英之中。综合分析认为,伴随营城组火山岩喷发活动,产生了较多的无机成因的CH4等气体,它们连同可能存在的其它有机成因的烃类气体一起,沿流纹岩中的微裂隙及玄武岩中的气孔等构造运移、聚集,从而形成深层火山岩储层中的富CH4天然气藏。因此,营城组火山岩不仅仅作为被动的油气储层存在,而且该期火山活动可能也为深层油气成藏提供了至少部分CH4等气体的来源。     

松辽盆地营城组火山岩冷却单元及地层结构分析

火山岩冷却单元的识别是火山岩地层和岩相研究的重要环节。松辽盆地东南缘露头区和徐家围子断陷营城组火山岩剖面的剖析显示,冷却单元主要存在4种主要的单元类型:碎屑岩型、熔岩型、碎屑岩+熔岩型和熔岩+碎屑岩型。碎屑岩型和熔岩型是端元类型,分别反映蒸汽喷发和岩浆喷发的作用过程;碎屑岩+熔岩型是基本组合单元类型,反映蒸汽-岩浆喷发的连续作用过程;熔岩+碎屑岩型属于改造的或特殊机制的类型。冷却单元本身及其堆叠具有相的意义,是火山岩地层的基本成因地层单元,因此成为解释火山岩地层结构、了解形成与保存过程的重要基础。通过火山岩冷却单元识别与叠置分析,构建了松辽盆地徐家围子断陷营城组一段的地层结构。     

长岭凹陷白垩系火山岩的锆石LA-ICP-MSU-Pb定年及其地质意义

对长岭凹陷营城组流纹岩和泉头组火山角砾岩中的锆石进行U-Pb同位素分析,并利用阴极发光和LA-ICP-MS(激光剥蚀等离子体质谱)微区定年分析方法结果表明:锆石颗粒不同程度保留了原始岩浆振荡环带结构,测年共获得3期年龄,分别是102.23Ma±0.55 Ma(等时线拟合品质参数MSWD=1.7)、104.97 Ma±0.74 Ma(MSWD=1.15)和156.5 Ma±2.4 Ma(MSWD=0.42),置信度95%。经与松南区域地层和徐家围子火山岩年龄对比认为,102 Ma和105 Ma分别代表长岭凹陷泉头组和营城组火山活动的时间,156 Ma则为火石岭组早期岩浆冷凝时形成的锆石在营城组岩浆活动时混入所致。与他周边地区营城组年龄(125 Ma~131 Ma)相比,时间偏新。徐家围子升平、兴城区块营城组锆石年龄则为113 Ma至111 Ma,长岭凹陷的营城组火山岩与徐家围子营城组火山岩岩石类型和化学成分大致相同,但年龄前者却比后者小6 Ma。本次年龄测试结果还表明,长岭凹陷0~800 m登娄库组碎屑岩沉积只持续了3百万年,沉积速度高达0.27mm/y。     

地震相和测井相联合预测火山岩相分布特征研究

以火山岩的基本地质特征、测井特征与测井相及其地震相特征与地震相分类为基础,依据测井相所建立的火山岩相模式,时地震相进行标定,形成由火山岩相、测井相和地震相组成的"三相"技术.该技术建立起"三相"之间的对应关系,以揭示火山岩相空间展布规律及变化特征.将"三相"技术应用于某盆地北部地区的营城组火山岩相研究.把营城组一段的地震相转换成火山岩相,得到火山岩相的平面分布,有效地预测出某盆地北部地区营城组一段火山岩的空间展布规律和火山岩储层有利相带.钻井证实:火山岩相之通道相岩石的物性最好,侵出相和爆发相次之,火山沉积相最差;火山岩相以火山颈岩物性最好,溢流相顶部次之.     

松辽盆地升平地区J3-K1火山岩储集空间特征及影响因素

升平地区发育有大量的J_3-K_1火山岩,主要包括流纹岩、安山岩、玄武安山岩和凝灰岩,由火山溢流相、爆发相和火山沉积相组成。其中发育多种原生孔隙、次生孔隙和裂缝,构成以孔隙裂缝型为主的储集空间组合。影响储集空间特征的因素主要包括构造作用、热液活动、岩性和岩相。升平地区的火山岩是重要的天然气储集层。     

松辽盆地晚中生代火山活动与天然气成藏

松辽盆地晚中生代主要发育了两期大规模的火山活动,形成了火石岭组和营城组火山岩地层。火山活动高峰期分别为150 Ma和110 Ma,其中以营城组火山活动规模较大,持续时间较长,对油气的生成与成藏影响最大。晚中生代火山活动贯穿了火石岭组和沙河子组气源岩的主生烃期,加速了有机质的成熟和演化。火山喷发早于火山岩气藏的主成藏期,为气藏的形成提供了优质的储层和运移通道,有利于气藏的保存。营城组火山岩储层裂缝中充填大量的方解石、石英或岩浆浆屑等后期热液流体,其中粗面岩裂缝中岩浆浆屑的K-Ar全岩年龄为72.98 Ma,该期热液活动对火山岩储层的后期改造、天然气的运移及CO_2气藏的形成等具有重要作用。     

松辽盆地徐家围子断陷火山岩气藏天然气成因类型和气源对比

松辽盆地徐家围子断陷发育营城组火山岩气藏.钻井统计、地球化学特征及天然气组份分析和碳同位素研究表明徐中和徐东地区天然气源岩有机质偏腐泥型,生气潜力更大.对主力源岩层沙河子组和次要源岩层营城组源岩分布有了新的认识.对营城组天然气的烃类气体和CO₂气的来源进行对比和探讨,认为烃类气受气源的控制,CO₂气藏受深大断裂的控制,与火山岩分布关系不大.连通地幔的气藏中,也没有发现无机烃类气体聚集.徐家围子断陷营城组天然气以烃类气占绝对优势,而且主要为甲烷,二氧化碳成藏并不普遍.天然气甲烷成因类型以煤型气为主,甲烷碳同位素变化范围较小.乙烷、丙烷和丁烷碳同位素均有较大的变化范围,而且具有较好的相关性,说明母质类型多样,乙烷、丙烷和丁烷具有相同的来源.含量大于50%的二氧化碳来源于地幔,属无机成因.含量小于50%的二氧化碳既有无机成因,也有有机成因.     

松辽盆地基底“多层结构”的探讨及其意义

松辽盆地钻井基底岩系中残留的岩浆锆石和中生代火山岩中捕获的岩浆锆石的测年资料统计显示, 盆地基地的形成时间具有240 Ma ±、350 Ma ±、420 Ma ±、530 Ma ±、1 000～1 100 Ma ±、1 800 ～1 850 Ma ±和2 500 Ma ±七个峰值。结合钻井资料、古生物资料和岩性特征的研究, 松辽盆地基底可划分出6个构造层: 华力西构造层、加里东构造层、贝加尔(兴凯) 构造层、四堡构造层、吕梁构造层、阜平构造层和迁西构造层, 揭示其基底具有“多层结构”的特征, 表明该区前中生代构造演化与兴蒙22吉黑造山带、西伯利亚及华北板块陆缘构造演化协调一致。拟建的古生界地下岩石地层单位与周边地区已有的岩石地层单位可进行对比, 有利于扩大盆地外围和深部油气藏勘查。     

松辽盆地东南缘晚中生代火山事件的锆石年代学与地球化学制约

松辽盆地东南缘营城组地层中发育大量的晚中生代火山岩。SHRIMP锆石U-Pb测年表明,火山岩主要形成于117~110Ma,可以划分出早、晚两期,时代上属于早白垩世Albian期-Aptian期。岩石学和地球化学研究表明火山活动早期以酸性喷发为主,晚期则以中基性的玄武粗安岩喷发为主,基本上都属高钾钙碱性系列或亚碱系列,两期火山岩具有演化的亲缘性特征。Sr-Nd同位素研究表明,早、晚两期火山岩是同源岩浆演化的产物,来源于亏损型地幔源区,但演化过程又受到地壳物质不同程度的混染。松辽盆地东南缘火山事件的精确厘定对认识覆盖区晚中生代火山活动序列及邻区岩浆事件的对比具有重要的意义。     

松辽盆地北部升平气田营城组火山岩储层特征与成岩演化

对升平气田白垩系营城组火山岩岩石学与物性特征、储集空间类型及其形成和演化等研究结果表明,火山岩岩石类型主要有火山碎屑岩、火山熔岩和沉火山岩,以流纹岩为主,少量英安岩、安山岩。火山岩气藏储集空间以次生溶孔(洞)为主,其次为原生孔隙和裂缝。火山岩的演化过程可划分为前期和后期两个阶段。前期阶段以火山自身活动为主,主要形成气孔和火山角砾间孔为主的原生孔隙;后期阶段包括火山熔岩的冷凝作用与火山岩的后生成岩作用,是火山岩储集空间形成的主要时期。研究区风化剥蚀面、断层与裂缝是天然气成藏的主要运移通道,也是有利的储集空间。     

松辽盆地徐家围子断陷火山岩内断层侧向封闭性及天然气成藏

松辽盆地北部徐家围子断陷深层指泉头组一、二段以下地层,发育3套火山岩储集层:即火石岭组、营城组一段和营城组三段,目前在营城组两套火山岩中发现了规模较大的天然气藏。徐家围子断陷断裂系统复杂,对天然气成藏控制作用明显,控藏的断裂为早期控制火山裂隙式喷发,在泉头组沉积晚期—青山口组沉积早期强烈活动,同时在区域性盖层段具有顶部封闭能力的断裂,断裂形成时为火山通道,没形成明显的断层面,泉头组沉积晚期—青山口组沉积早期断裂活动形成断层角砾岩带,天然气沿断裂大规模垂向运移,聚集在营城组火山岩中,由于断层角砾岩带侧向封闭能力较差,侧向受营城组四段物性较低的砾岩遮挡聚集成藏,对于正断层而言主要聚集在下盘,逆断层主要聚集在上盘。徐中走滑断裂为主要的控藏断裂,由于倾向和断层性质(正和逆)的改变,天然气在两盘聚集具有"此消彼长"的特征,天然气这种聚集规律对于勘探部署、确定气藏的边界和提交储量具有重要的指导意义。     

松辽盆地北部火山岩锆石SHRIMP测年与营城组时代探讨

前人对松辽盆地营城组的时代存在不同认识。利用松辽盆地北部徐家围子断陷区营城组广泛发育的中—酸性火山岩取芯资料,开展了详细的火山岩锆石SHRIMP U-Pb年代学研究,结果表明营城组火山岩年龄集中在113—111Ma之间,属于早白垩世晚期的Aptian与Albian界线附近,从而明确该套火山岩应发育在营城组中上部的新认识,并由此说明营城组的顶界已跨入Albian。因此,认为松辽盆地营城组的时代为Hauterivian到Albian。     

松辽盆地林深3 井火山岩的锆石U——Pb 年龄与Hf 同位素组成

根据松辽盆地北部林深3 井火山岩的岩相、全岩主微量元素、锆石U--Pb 同位素和锆石Hf 同位素特征的分析结果,探讨了该火山岩的形成时代和岩浆源区。锆石LA--MC--ICPMS U--Pb 研究结果表明: 林深3 井火山岩形成时代约为120 Ma,处于早白垩世中晚期,属于营城组火山岩。锆石的LA-- MC--ICPMS Hf 同位素研究显示,本区火山岩的锆石εHf ( t) 全部为较高的正值,二阶段Hf 模式年龄为789 ～ 1 494 Ma,表明其主要起源于中--新元古代增生的地壳物质,暗示中--新元古代时期兴蒙造山带东段存在地壳增生事件。