徐家围子断陷营城组火山机构特征与识别方法

松辽盆地营城组火山岩广泛分布,构成数目众多、类型多样的火山机构,部分经后期构造变动埋藏于盆地深层并形成了大规模的火山岩储层.本文从多种地震技术手段中优选出常规地震剖面、构造趋势面和三维属性切片技术作为识别该区各类火山机构的方法,对徐家围子断陷营城组火山机构地震特征进行了系统分类.同时,结合徐家围子地区大量深层钻井资料分析,总结营城组5种火山机构类型与特征,并进一步研究了本区火山机构的分布规律及控制因素,发现区域大断裂控制着火山口和火山机构中心,火山口决定火山相带的展布,岩相控制火山岩的储层特征及空间分布.     

火山岩岩性的测井识别

火山岩岩性识别是火山岩储层和火山岩油气藏描述的基础。识别含油气盆地中的火山岩岩性最直接有效的方法是岩芯分析 ,但不可能在每口井中都取芯 ,因此利用常规测井资料进行火山岩岩性的识别成为了必然的选择。这里选取松辽盆地徐家围子断陷营城组为实例进行研究。徐家围子断陷是松辽盆地内的一个较大的中生代断陷 ,下白垩统营城组发育于断陷晚期 ,分布面积广 ,火山岩发育。岩芯观察、薄片鉴定、岩芯测试分析表明 :营城组火山岩岩性有玄武岩、玄武安山岩、安山岩、英安岩、流纹岩、火山角砾岩、凝灰岩、安山玢岩和流纹斑岩等。通过对测井曲线…     

火山岩岩性、储层的岩石物理弹性参数判别:以松辽盆地北部徐家围子断陷营城组为例

徐家围子断陷火山岩岩性种类多,岩性复杂,不同岩性岩石特征差异大,火山岩岩性、储层的地震预测难度大,亟待通过岩石物理的分析,有效指导火山岩储层地震预测。通过对13种弹性参数敏感性交会分析,首次利用密度和剪切模量将徐家围子断陷营城组复杂火山岩岩性划分为玄武岩类、安山岩类和流纹岩类3类,且同一岩类岩性都具有相同的储层参数特征,在区分岩性基础上,利用密度和纵波速度双参数可对3类岩性组的储层进行直接识别,为火山岩储层叠前反演预测技术提供理论基础。     

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。     

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。     

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。     

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。     

松辽盆地东缘中生代断裂构造特征、形成期次及其储层意义

松辽盆地东缘中生代断裂构造十分发育。在对松辽盆地东缘营城组详细野外地质调查基础上,较系统刻画了断裂的性质、产状和时空分布规律,将研究区中生代断裂活动划分出海西晚期[CD1]印支期、营城期、营城末期和晚白垩世晚期4期。依据营城组火山口的分布规律首次识别出营城期隐伏断裂,该断裂控制了营城组火山岩的形成和分布。在研究区发现了营城期南北向断裂,为与徐家围子地区庆深气田营城组中的南北向断裂对比提供了重要依据。营城期本区处于近东西向伸展断陷和挤压逆冲相互交替的构造应力场中,营城末期受佳木斯-伊通和四平-哈尔滨两条左旋走滑断裂的强烈影响,形成北东-南西向的构造应力场,控制了北东向基性岩脉的侵入和大量北东向、北西向走滑断层的形成。认为研究区与徐家围子地区营城期及营城末期断裂具有明显的可比性,为庆深气田火山岩储层分布规律预测奠定了构造基础。     

火山地层中的沉积层特征及其地层对比意义:以松辽盆地营城组为例

火山地层常具穿时和倒转现象,并且缺少化石资料,致使其地层序列划分和对比困难.营城组火山地层序列是松辽盆地火山岩油气勘探的基础和关键,火山岩中的厚层沉积夹层（营城组二段）在火山地层序列划分中可作为标志层,是营城组进一步分段的关键层位.从盆缘露头剖面入手,根据实测剖面、钻井、测井、地震、同位素年龄等资料,证实徐家围子断陷存在营二段地层,通过地层对比,总结其地层发育时限、岩性及序列特征、地层分布规律及其成因、地球物理识别标志,并将其作为标志层对火山地层进行准确划分和对比.结果显示:营二段形成于早白垩世Albian期（110~108 Ma）,沉积时限2~3 Ma;以富含凝灰质夹煤层为主要特征,其碎屑粒度自下至上呈现"粗-细-粗"的全韵律;断陷内营二段地层厚度变化大,平面上存在着两类沉积中心:（1）与营一段火山岩最大厚度中心重叠的火山期后热沉降中心;（2）继承性古地貌凹陷.不同成因地层其地球物理识别特征不同.以营二段为标志层可将徐家围子断陷营城组分为3段,其中一段和三段均以火山岩为主.而原分层中的营四段实属盆地不同充填期的两套地层:下部细粒砂泥岩段应为断陷期的营二段,上部粗粒砂砾岩段应为拗陷期的登娄库组一段.该方法可为其他地区火山地层划分与对比提供借鉴.      

测井资料交会图法在火山岩岩性识别中的应用

在火山岩储层研究中，岩性识别显得越来越重要。在评述目前常用的岩性识别方法后，重点以测井资料交会图法为例，以松辽盆地徐家围子断陷升平气田深层白垩系营城组火山岩为对象，优选出密度测井、自然伽玛测井、声波测井、电阻率、钍铀等测井项目的数据进行交会，编制出测井曲线交会图版，并以此为依据识别出该区的火山岩主要岩性有：安山岩、玄武岩、流纹岩和凝灰岩等。识别结果与实际情况相吻合。     

东北地区中生代岩石圈减薄时间上限的厘定:来自松辽盆地营城组火山岩年代学约束

松辽盆地是我国东北地区一个大型的晚中生代含油气沉积盆地。在盆地发育早期阶段受强烈伸展作用影响形成了大规模的断陷和大量的火山活动。本文以松辽盆地北部徐家围子断陷区火山岩的年代学研究为切入点,通过对徐家围子断陷升深更2井和徐深9-2井营城组(K_1y)火山岩的岩芯样品进行SHRIMP U-Pb定年,获得了营城组火山岩年龄为114～112 Ma,并认为该年龄结果代表了松辽盆地区域晚中生代岩浆作用的上限时间。通过对松辽盆地及邻区的火山年代学的对比发现:中国东北地区晚中生代曾发生过多期的岩浆事件,时间分别为:166～150 Ma;140～130 Ma;130～120 Ma;114～109 Ma。松辽盆地内早白垩世营城组火山岩年龄与我国东北地区中生代最后一期岩浆作用时间一致,指示了东北地区中生代最后一期岩浆事件年龄。松辽盆地营城组火山岩年龄的厘定将为本区中生代岩石圈减薄的上限时间提供进一步可靠的年代学约束。     

东北地区中生代岩石圈减薄时间上限的厘定： 来自松辽盆地营城组火山岩年代学约束

松辽盆地是我国东北地区一个大型的晚中生代含油气沉积盆地。在盆地发育早期阶段受强烈伸展作用影响形成了大规模的断陷和大量的火山活动。本文以松辽盆地北部徐家围子断陷区火山岩的年代学研究为切入点,通过对徐家围子断陷升深更2井和徐深9 2井营城组（K1y）火山岩的岩芯样品进行SHRIMP U Pb定年,获得了营城组火山岩年龄为114～112Ma,并认为该年龄结果代表了松辽盆地区域晚中生代岩浆作用的上限时间。通过对松辽盆地及邻区的火山年代学的对比发现：中国东北地区晚中生代曾发生过多期的岩浆事件,时间分别为： 166～150 Ma; 140～130 Ma; 130～120 Ma; 114～109 Ma。松辽盆地内早白垩世营城组火山岩年龄与我国东北地区中生代最后一期岩浆作用时间一致,指示了东北地区中生代最后一期岩浆事件年龄。松辽盆地营城组火山岩年龄的厘定将为本区中生代岩石圈减薄的上限时间提供进一步可靠的年代学约束。     

断裂对泥岩盖层破坏程度综合定量研究方法及其应用

为了研究断裂在油气聚集与保存中的作用,在断裂对泥岩盖层破坏作用机理及影响因素研究的基础上,采用断裂断距与泥岩盖层厚度比较和断层岩排替压力与泥岩盖层排替压力比较的研究方法,建立了一套断裂对泥岩盖层破坏程度的综合定量研究方法。并选取构造盆地徐家围子断陷营城组14个火山岩气藏中的断裂为例,对其对火山岩气藏泥岩盖层破坏程度进行了综合定量研究,结果表明,徐家围子断陷营城组14个火山岩气藏断裂对泥岩盖层的破坏程度仅个别较强其余以弱为主,有利于天然气的聚集与保存,这是断陷营城组火山岩中能找到大量天然气藏的一个重要原因。这一应用结果表明该方法用于断裂对泥岩盖层破坏程度综合定量研究是可行的。     

松辽盆地徐家围子断陷营城组火山岩相和火山机构分析

徐家围子断陷营城组火山岩极为发育。文章通过对火山岩的岩芯观察、薄片鉴定、岩芯测试及测井资料、二维、三维地震资料的综合分析 ,将营城组火山岩盆地分为 3大相区 ,即火山喷发区、过渡区和沉积区。火山喷发区岩性由各种熔岩、火山碎屑岩和少量砂砾岩组成 ;过渡区岩性以火山碎屑岩与沉积岩互层为特征 ,夹少量火山熔岩 ;沉积区岩性包括砂砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩。火山喷发区内可识别出 8种类型的火山岩相 (空落相、溢流相、基底涌流相、火山碎屑流相、火山泥石流相、火山沉积相、次火山相、隐爆角砾岩相 )和 3种类型的火山机构 (层火山、微型盾火山和渣锥火山 )。不同类型的火山机构具有不同火山作用、岩相分布特征和含油气性。因此火山岩相及火山机构分析对火山作用研究和油气勘探均有重要意义。     

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。     

火山岩盖层类型及封气能力——以松辽盆地徐家围子断陷为例

利用钻井、测井和分析测试资料,对徐家围子断陷火山岩盖层类型、识别标志、分布、封闭能力和对天然气成藏与分布的控制作用进行了研究,认为徐家围子断陷火山岩盖层分为火山碎屑岩和火山熔岩盖层2种。火山碎屑岩盖层主要是凝灰岩和火山角砾岩,具有井径扩容、电阻率小和高声波时差特征;火山熔岩盖层主要为流纹岩、凝灰岩和安山岩,具有井径不扩容、电阻率中等和低声波时差特征。利用高声波时差和声波时差值小于56 μs/ft可以分别识别火山碎屑岩盖层和火山熔岩盖层。火山碎屑岩盖层区域分布在断陷南部下白垩统营城组一段火山岩体的顶部,火山熔岩盖层局部分布在营一段和营三段火山岩体内部。火山碎屑岩盖层较火山熔岩盖层具有更强的封气能力,火山碎屑岩盖层控制着徐家围子断陷火山岩中天然气的区域聚集与分布,火山熔岩盖层仅控制着天然气在火山岩体中的局部聚集与分布。     

徐家围子断陷营城组火山岩裂缝与天然气成藏

徐家围子断陷营城组火山岩储层虽然发育大量气孔和原生裂缝,但是其连通性差,构造裂缝的发育程度决定了储层的优劣和成藏概率。为了阐明裂缝与天然气成藏之间的关系,首先,利用岩心、成像测井以及实验分析等资料对徐家围子断陷营城组火山岩储层裂缝的成因类型与特征、控制因素、分布规律及形成期次进行了研究,然后结合研究区烃源岩演化、气源断裂活动期次以及盖层封闭能力演化,讨论了构造裂缝与天然气成藏的关系。研究结果显示,徐家围子断陷营城组火山岩发育原生裂缝和次生裂缝,以次生构造裂缝为主。在平面上构造裂缝受断裂、岩性和岩相控制,在纵向上受不整合面控制,具有旋回性分布的特点。构造裂缝主要分三期形成,其中第二期形成时期(泉头组沉积末期-青山口组沉积时期)与烃源岩生烃高峰期相吻合,并且气源断裂处于活动期,盖层也具有很好的封气能力,为研究区主要成藏期。     

火山岩体地震特征识别技术与应用研究

利用地震反射特征和反演所得的特征参数等相结合的地震特征识别技术在无井或少井的火山岩地区可以直接识别火山岩体的位置及范围.将此识别技术对某油田的营城组火山岩体进行识别与评价中,圈出4个最佳有利火山岩体,并利用密度技术对新圈出的最佳有利火山岩体进行油气检测,密度小于或等于2.53 g/cm3的火山岩体部位为天然气富集部位或富集空间,钻井后证实有很好的地质效果和较高的勘探开发成功率,为复杂的火山岩体的识别与预测提供了新的技术支持.在营城组火山岩体的识别与评价中发现火山岩储层在空间中存在复杂多变性,表现出较强的非均质性和特征差异性,其储层存在分割现象,但是,在好的岩性和构造背景下仍可形成局部天然气的富集.     

松辽盆地北部徐家围子断陷断裂构造特征及对深层天然气的控制作用

系统分析徐家围子断陷断裂构造特征,研究了断裂系统对深层天然气成藏条件的控制作用。徐家围子断陷发育5套断裂系统,徐西早期走滑伸展断裂系统、徐中走滑长期活动断裂系统、徐东走滑断裂系统、早期伸展晚期张扭长期活动断裂系统以及晚期张扭断裂系统。断裂活动时期主要为断陷期和泉头组沉积晚期—青山口组沉积时期。徐西走滑伸展断裂系统控制了沙河子组烃源岩的展布,徐中及徐东走滑断裂控制了下白垩统营城组一段和营城组三段火山岩体的展布,长期活动断裂为天然气垂向运移提供良好垂向通道。断裂对登二段区域性盖层破坏程度小,使得徐家围子断陷深层天然气主要富集在下白垩统登娄库二段之下的营城组地层中。断层两盘岩性对接关系为火山岩—砂泥岩,断层侧向封闭;火山岩—火山岩对接,断层侧向不封闭。晚期构造反转较弱,使得断裂对气藏的破坏程度较小,对天然气的保存有利。     

松辽盆地北部断陷区营城组火山岩锆石SHRIMP年代学、地球化学及其意义

松辽盆地北部徐家围子断陷区营城组广泛发育有一套以酸性喷发岩为主的中酸性火山岩,包括玄武粗安岩、安山岩、英安岩、流纹岩及流纹质火山碎屑岩等,属钙碱性岩类,亚碱性系列。锆石SHRIMPU-Pb年代学研究揭示研究区营城组火山岩形成于113Ma至111Ma之间,属早白垩世的Aptian期至Albian早期。岩石地球化学表明,流纹岩类均表现为富集Rb、Th、Zr等元素,亏损Sr、Ba、P、Ti、Eu等元素,安山岩类则亏损不明显,英安岩类介于两者之间,结合Nd同位素测试结果,认为营城组中-酸性火山岩是同源岩浆演化的结果。通过构造环境图解判别表明营城组火山岩形成于板内拉张构造背景,是中国东部早白垩世大规模岩石圈减薄和岩浆作用的产物。