东胜铀矿砂岩中方解石富集及铀矿成因

东胜铀矿区方解石富集特征、无机碳氧同位素以及邻近气藏包裹体捕获压力、有机碳同位素和~3He/~4He的相关研究表明,东胜铀成矿与深层天然气存在密切关系。方解石的δ~(13)C值-19.6‰~-1.11‰,δ~(18)O值-17.13‰~-9.00‰,δ~(13)C值的变化范围较宽,可能是地表水和深层天然气影响程度不同所致。鄂尔多斯盆地北部气藏储层包裹体捕获压力从深部向浅部和从盆地西南向东北方向逐渐降低的变化趋势表明,天然气为铀的转化提供了充足的还原剂,为大型东胜铀矿形成提供了必要条件。天然气中~3He/~4He比值证明东胜直罗组铀矿砂岩中没有有意义的幔源流体贡献。这些证据表明东胜铀矿砂岩中的方解石是地表水和深部天然气共同作用的结果,这暗示了东胜大型铀矿床是由低温混合成矿作用形成的。     

内蒙古东胜铀矿区后生蚀变的稳定同位素特征及其地质意义

近十几年来,在鄂尔多斯盆地北部伊盟隆起东胜及其以西杭锦旗一带,相继发现了东胜等系列大型-特大型砂岩铀矿,目前已成为中国砂岩铀矿发现潜力最大的地区。矿床的主要特征是矿体受直罗组砂岩绿色蚀变带控制;同时,在容矿层及其附近伴生有砂岩白色化、后生碳酸盐化及方解石脉、黄铁矿化等蚀变现象。通过后生蚀变的C、H、O、S等稳定同位素方面研究、示踪和探讨了蚀变的形成过程和成因及其与铀矿化的关系。镜下特征显示,铀矿石中存在的大颗粒结核状黄铁矿与铀矿物共生,两者为同时期的产物;该类样品S同位素表现为较大的负值,表明硫质来源的微生物作用特征明显;与盆地内可能提供硫源的直罗组煤屑、延安组煤层、延长组和延安组原油、上古生界煤系地层等有机S同位素对比,发现铀矿与上古生界煤系烃源岩的有机硫源关系密切。延安组顶部大规模白色化砂岩的高岭石H、O同位素表明,其成因与低温热液作用有关;容矿层后生方解石C、O同位素表明,其形成主要是有机质作用提供了碳源,且其碳质来源主要为上古生界气源岩,而与奥陶系及延长组油气的碳源无关。后生作用流体包裹体的测温及其H、O同位素组成表明,成矿流体以低温的大气降水为主,且与上古生界天然气一起形成低温热液的气-水混合流体;正是这一特点的流体作用形成了本区与铀矿化关系密切的上述各类后生蚀变现象。各类后生蚀变的稳定同位素特征表明,东胜铀矿床形成过程中存在后生低温热液和油气还原改造作用两大特点。本次研究结果为东胜铀矿区的成因认识提供了证据。     

中东地区古生界油气分布规律及成藏主控因素分析

古生界是中东地区重要的天然气和轻质原油勘探层系,阿拉伯板块构造--沉积演化为古生界油气聚集成藏提供了有利的石油地质条件。分析认为,前寒武纪—寒武纪早期Huqf群和志留纪Qusaiba段两套优质成熟的烃源岩、多套有利的储盖组合以及一系列大型基底隆起或盐拱成因背斜、断背斜圈闭控制着古生界油气的分布,构成了古生界Huqf和Qusaiba两套主要的含油气系统,每套含油气系统均包括多个油气成藏组合。受早期继承性古隆起和盐构造、有利储盖组合以及断裂通道3个主控因素的影响,古生界油气成藏以下生上储侧向+垂向断裂输导运聚成藏模式为主。     

鄂尔多斯盆地上古生界储层中包裹体最小捕获压力的PVTsim模拟

应用传统的方法求取包裹体的捕获压力存在许多问题。近几个发展起来的PVTsim软件已广泛应用于计算机含油气盆地中液态烃包裹体的捕获压力，然而利用该软件缺乏液态烃包裹体的天然气藏储层中包裹体的捕获压力的文章尚未见报道。在对鄂尔多斯盆地上古生界储层砂岩中次生盐水包裹体进行有关测定和分析的基础上，利用PVTsim软件对该类包裹体捕获压力进行了模拟计算。结果表明，包裹体的最小捕获压力为16－21MPa，并有从南向北逐渐减小的趋势，而且包裹体的捕获压力远小于深盆气藏形成时的静水压力，这一特征与深盆气藏形成的地质地球化学条件相一致。     

鄂尔多斯盆地上古生界天然气运移特征及成藏过程分析

运用石油地质动态分析及综合研究方法,以鄂尔多斯盆地上古生界砂泥岩压实特征、古压力恢复、包裹体、成岩作用资料为基础,对上古生界天然气运移的地质背景、天然气运移特征进行详细分析,对储层致密化、古高压异常对天然气运移、成藏的影响等方面进行研究,认为上古生界砂岩致密化发生于中三叠世一晚三叠世,早于大规模油气运移时期,天然气呈连续相运移需要的临界气柱高度远大于砂岩的单层厚度,受压力封存箱的封闭以及封存箱内不均匀分布的高压泥质岩阻隔,天然气难以沿构造上倾方向作大规模运移,主要为就近垂向运移聚集成藏;成藏特征研究显示,只有毛管中值压力平均值小于6.21 MPa、厚度大于4 m以上的优质储层段能够允许天然气成藏,而且气水分布主要受构造部位、储层非均质控制.故此,上古生界气藏主要为致密储层条件下的岩性和构造-岩性气藏类型;根据各时期、各地区、各层段不同的天然气运移、成藏特征,将上古生界压力封存箱划分为非烃源岩和烃源岩两个成藏子系统,前者具自生自储、短距离运移、早期(J2-K1)源内成藏特点,形成原生气藏,而后者属近-远距离运移、晚期(K1-K2,K2末-Q)源外成藏特点.     

鄂尔多斯盆地东北部上古生界煤系气成藏机制探讨

鄂尔多斯盆地东北部上古生界发育多套含煤碎屑岩系,为上古生界气藏主要烃源岩。结合煤系气概念及其内涵,将上古生界天然气藏以下石盒子组区域分布的"桃花泥岩"为界划分为下部(C2b-P2x)煤系气藏以及上部(P2sh-P3q)非煤系气藏,并在沉降史模拟与构造热年代学分析的基础上,结合上古生界气藏压力分布特征,探讨了其成藏机制,认为上古生界天然气成藏可划分为4个阶段,其中煤系气成藏主要集中于145~115 Ma的加载增压原生成藏阶段以及115~65 Ma的压力调整再平衡成藏阶段;早白垩世末期以来南北生烃能力差异、煤系气横向运移的生气增压能量亏损、煤系气作为非煤系气源以及后期天然气逸散共同造成了煤系气藏纵向和横向上的压力分异;上古生界煤系气勘查应主要集中于研究区南部的米脂地区。     

黄骅坳陷古生界潜山储层沥青成因判识

正黄骅坳陷古生界潜山是大港油田重要的油气勘探领域,近年来,先后在王官屯、乌马营潜山古生界发现油气流,且均为石炭—二叠系煤系源岩供烃成藏,如王官屯潜山王古1井二叠系石盒子组发现天然气,同位素特征判断为煤成天然气。这些发现拓展了古生界潜山的勘探领域,表明了石炭—二叠系煤系烃源岩的油气充注范围不仅仅局限于奥陶系碳酸盐岩储层,石炭—二叠系的碎屑岩储层也可以充注成藏,证实了古生界潜山具有更大的油气勘探价值。随着勘探进程与理论认识的不断深化,     

鄂尔多斯盆地北部延安组白色砂岩形成的稳定同位素示踪及其地质意义

鄂尔多斯盆地东北部延安组顶部存在大规模的白色砂岩,形成当地的大型高岭土矿床。该白色砂岩与东胜—杭锦旗一带发现的大型砂岩铀矿含矿层位直罗组相邻相近;研究表明白色化与铀矿的富集保存、控矿砂岩的绿色蚀变、碳酸盐化等空间关系密切,成因相似,均与盆地中部上古生界天然气向北运移耗散所导致的低温气-水热液流体中烃类还原的流-岩作用有关。文中重点从稳定同位素示踪白色砂岩形成的地球化学成因机制和过程,同时也指示了本区存在天然气耗散的动力学背景。高岭石氢氧同位素揭示白色化砂岩形成的高岭土矿床成因以低温热液作用为主,与东胜铀矿形成的低温热液作用为同一性质及事件;高岭石硅同位素与铀矿石中铀矿物铀石的硅同位素数据相近,而与成岩作用黏土的硅同位素特征相去甚远,进一步证明了白色砂岩与铀矿化是在同一低温热液事件作用下的产物。碳氧同位素说明白色砂岩形成的流体与有机质来源有关,结合东胜砂岩铀矿有机地球化学及本区天然气耗散地质事件的背景,认为该有机质来源于向北耗散的上古生界天然气。方解石包裹体氢氧同位素特征表明,流体中水的性质和来源为大气降水。系统总结和综合以上认识认为,本区白色砂岩的形成过程是,中部上古生界低温天然气向北运移耗散至浅部延安组—直罗组,与地下水一起构成低温"天然气-水"混合热液,该低温热液的烃类还原作用同时导致了本区延安组顶部白色砂岩的形成以及直罗组下部东胜铀矿的富集保存、砂岩的绿色化和碳酸盐化等蚀变现象,从而形成本区东胜超大型铀矿及大型高岭土矿床和相关的烃类还原蚀变现象,构成现今多种能源及相关资源同盆共存、共荣的局面。     

鄂尔多斯盆地北部塔巴庙地区上古生界低压力异常及其与产气性的关系

通过对鄂尔多斯盆地北部塔巴庙地区上古生界地层压力的分布规律、压力历史恢复及其与产气性关系的详细分析,认为上古生界气藏现今属异常低压-常压气藏,各气藏及同一气层的不同区域多为不同的压力系统,气藏横向连通范围有限,与阿尔伯达埃尔姆沃斯地区典型的的深盆气藏有较大的区别;上古生界烃源岩流体压力的演化历史恢复结果及平衡深度法计算证实上古生界泥岩在最大埋深时(早白垩世末)古压力系数达1.46~1.62;现今上古生界储层的异常低压是由历史中的古高压演化而成的,目前塔巴庙地区上古生界为一个高低压相间共存的复杂压力系统;区域压力封盖层——上石盒子组控制了上古生界天然气成藏,目前发现的天然气在纵向上集中分布于下石盒子组、山西组及太原组;上古生界气层压力与气层分布、无阻流量、物性、气藏流体特征有较密切的关系,相对高压力的盒3段、盒2段、太原组为较有利层段,92%的高产气井分布在压力系数大于0.95的区域内,地层压力较低的山1段产气性较差。研究资料显示盒3、2段有明显的富集成藏过程。盒3、2段为下生上储富集型气藏,太2段表现为自生自储近距离聚集型气藏。     

鄂尔多斯盆地上古生界低压异常研究中应注意的几个问题

通过对鄂尔多斯盆地上古生界砂泥岩压实特征、压力成因的研究,结合上古生界不同岩性的组合关系分析,认为上古生界非烃源岩与烃源岩、砂岩和泥岩的地层压力成因有明显区别。非烃源岩系统泥岩的异常高压主要由“非均衡压实”作用产生;而生气作用是烃源岩增压的关键因素,同时也是上古生界天然气运移、成藏的主要动力源;砂岩与泥岩弹塑性有明显差别,构造抬升剥蚀成为砂岩降压的主要机理,而对泥岩影响有限,石千峰-上石盒子组非烃源岩目前仍具明显非均衡压实特征,多处于高压异常,而储层表现为低—正常压力,目前上古生界为一个高低压相间共存的复杂压力系统。上古生界压力的形成与演化历史表明,对于上古生界用流体势的高低来研究互不连通砂体之间的区域运移可能并不适宜。利用Berg临界烃类柱高度的公式计算,上古生界储层能引起天然气运移需要的最小连续气柱高度在22.07 m～67.36 m,远大于砂岩的单层厚度(5 m～15 m)。从天然气的生产能力、天然气聚集、成藏角度分析,山2段毛管中值压力平均值小于6.21MPa、砂岩厚度大于4 m以上的优质储层,才具有聚集、成藏和产出天然气能力,而排驱压力大、孔隙结构差、厚度小的砂岩,由于成藏动力小于成藏阻力,难于形成具规模的气层。     

伊-陕斜坡山2段包裹体古流体势恢复及天然气聚集条件

恢复自烃类生成以来的各个地史时期的古流体势, 有助于正确认识油气藏的分布规律.通过对鄂尔多斯盆地伊-陕斜坡太原组—山西组砂岩储层流体包裹体样品的系统分析, 将其油气充注划分为6个期次; 结合埋藏史分析, 确定出6期油气充注发生的时间.在此基础上, 运用流体包裹体pVT热动力学模拟的方法, 获得了6期油气充注的古压力数据, 并计算出伊-陕斜坡山2段6期次天然气充注的古气势, 分析了古气势分布及时空演化规律, 认为区域构造和热史演化是其主要控制因素.结合区域地质资料, 探讨了天然气运移与聚集规律: 晚三叠世中期至中侏罗世末期, 山2段储层气势西南高而北部、东北部低, 天然气主要从西南向北、东北向运移; 中侏罗世末期至早白垩世末期, 气势西高东低, 天然气主要由西向东就近运移, 再向北和东北向运移; 早白垩世末至现今, 天然气藏进入聚集与散失的动平衡状态, 形成现今分布特征.榆林及其南部地区是天然气聚集的最有利地带, 其次为神木-米脂地区.      

鄂尔多斯盆地西北部上古生界流体包裹体特征及其与油气演化的关系

通过对鄂尔多斯盆地上古生界砂岩成岩作用研究的基础上,对上述岩石流体包裹体进行了初步研究。不同自生矿物或不同期次的胶结矿物捕获的包裹体,其组成和物理化学性质不同,这些特征是油气藏形成演化历史的直接标志。通过包裹体测温资料、成岩矿物期次以及均一化温度、冰点温度、盐度和密度等分析,对流体包裹体在鄂尔多斯盆地西北部油气田形成、演化中的应用作了初步探讨。     

鄂尔多斯盆地上古生界煤层气与致密气联合优选区评价

鄂尔多斯盆地上古生界具有煤层气和致密砂岩气成藏的有利条件。上古生界煤层气与致密砂岩气具有相同的烃源岩,且煤层与致密储层垂向上相互叠置,为二者联合勘探开发奠定了地质基础。在综合考虑煤层气与致密砂岩气成藏地质条件的基础上,建立了鄂尔多斯盆地煤层气与致密砂岩气共同勘探选区的评价指标体系,包括煤层厚度、烃源岩热演化程度、生气强度以及致密储层厚度4个指标。依据建立的评价指标体系,对鄂尔多斯盆地内5个区块进行煤层气与致密砂岩气共同选区评价,评价结果为区块Ⅱ、Ⅲ和Ⅴ为勘探目标区,主要分布在盆地的东西缘,煤层厚度大、烃源岩生气强度大,勘探前景好;区块Ⅰ和Ⅳ为勘探有利区,呈条带状分布在盆地的东北部和西北部,煤层气与致密砂岩气协同勘探潜力较大。     

贵州石头寨二叠系生物礁型古油藏包裹体特征

贵州紫云石头寨二叠系生物礁型古油藏是滇黔桂地区上古生界生物礁型古油藏的典型代表。古油藏发育3期溶孔,裂缝充填方解石,其中含丰富的油气包裹体,与3期油气包裹体共生的气液水包裹体的均一温度分别为77～84℃,91～103℃和103～155℃。古油藏的油气充注始于印支中期,在印支晚期至燕山早期达到高峰,燕山中晚期遭受破坏,形成现今的残余古油藏。     

东濮凹陷潜山构造油气藏特征研究

构造、储层和烃源条件研究表明,东濮凹陷潜山主要为断裂控制的后成潜山,储层条件以下古生界峰峰组风化壳和上马家沟组相对较好,油气源为下第三系源岩和上古生界煤系地层,通过原油生标物对比发现,下第三系源岩对潜山油气藏有一定的贡献     

鄂尔多斯盆地大牛地气田上古生界沉积演化特征

鄂尔多斯盆地上古生界海陆变迁过程中其沉积演化特征决定了气田内储层成因类型,分布特征和分类评价。通过对大牛地地区太原组-山西组-下石盒子组岩芯观察,结合测井,地震等资料分析,综合确定太原组为滨浅海环境,下部发育碳酸盐岩斜坡体系,上部为障壁-潮坪-潟湖沉积体系;受北部物源区抬升影响,陆源推进和尚未完全褪去的海水影响,山西组为海陆过渡环境,发育潮控辫状三角洲沉积体系;伴随北部物源区逐渐抬升,陆相碎屑显著推进至研究区,下石盒子组底部形成陆相河流环境,发育辫状-曲流河沉积体系;大牛地上古生界整体呈陆进海退特征。由海向陆变迁过程中,太原组和山西组发育的煤层是研究区重要烃源岩;太原组上部障壁砂坝和潮道等砂体,山西组下部辫状河道,潮道和潮砂坝砂体和下石盒子组底部厚层叠置辫状-曲流河道砂体是研究区内上古生界重要的产气储层。     

Charging time of tight gas in the Upper Paleozoic of the Ordos Basin,central China

The Upper Paleozoic section contains a tight gas sandstone reservoir (of 2.75 × 10¹² m³) in the Ordos Basin, central China. The measured porosities (< 10%) and permeabilities (generally < 1 mD) are the result of significant mechanical and chemical compaction and precipitation of carbonate, quartz and authigenic clay cements. Fluid inclusion geochemistry and kinetic modeling (generation of gaseous components and δ¹³C₁) were integrated to constrain the timing of gas charge into the tight reservoir. The modeling results indicate that the natural gases in the present reservoir are similar to gases liberated from quartz inclusions in both composition and stable carbon isotope values and also similar to gas generated from Upper Paleozoic coal. The similar geochemistry suggests that an important phase of quartz cementation must have occurred after gas emplacement in the reservoirs during regional uplift at the end of the Cretaceous. The latest carbonate cement, postdating quartz cementation, consumed most of the late CO₂ generated from coal at high maturity (R_O > 1.7%) and reduced the reservoir quality dramatically. On the contrary, tight sandstones from non-producing areas have fluid inclusions that were trapped in quartz cements much earlier. These data indicate that natural gas migrated into the Upper Paleozoic reservoir when it still retained high porosity and permeability. The reservoir continued to experience porosity and permeability reduction from continued quartz and carbonate cementation after gas charging due to low gas saturation. Comparison of the relative timing of gas charging with that of sandstone cementation can help to predict areas of risk during tight gas exploration and development.     

鄂尔多斯盆地苏里格大气田天然气成藏地球化学研究

苏里格大气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西北部,属于典型的低渗砂岩气田。对天然气组分和同位素组成研究表明,苏里格大气田上古生界天然气以干气为主、湿气为辅,甲烷含量为82.729%~98.407%,干燥系数为84.7%~98.8%,δ¹³C₁值为-36‰~-30‰,δ¹³C₂值为-26‰~-21‰,属于高成熟度的煤成气;气田范围内各井区天然气组分和碳同位素组成变化较小,暗示其来源和成藏过程的一致性。根据储层流体包裹体镜下观察、包裹体均一温度、含烃包裹体丰度、颗粒荧光定量(QGF)、包裹体激光拉曼分析,苏里格大气田上古生界储层发育盐水包裹体、气体包裹体、液态烃包裹体、CO₂包裹体等不同类型流体包裹体,主要产于石英次生加大边、微裂隙及胶结物中;包裹体均一温度分布呈连续的单峰态,分布范围为80~180℃,主峰温度为100~145℃;上古生界砂岩储层样品的含烃包裹体丰度不高(多为1%~5%),QGF强度较低(1~10pc)。研究认为,苏里格大气田天然气充注可能是一个连续的过程,主要经历了一期成藏,其主要成藏期为晚侏罗世-早白垩世。通过生气动力学与碳同位素动力学的研究表明,苏里格大气田天然气主要来源于苏里格地区及周缘的石炭-二叠系煤系烃源岩,为近源充注、累积聚气成藏。     

鄂尔多斯盆地延长探区上古生界热演化史

通过试气静温资料,统计了延长探区上古生界各个主力含气层位的现今地层温度。通过地化资料指出该区上古生界烃源岩热演化程度达到成熟—过成熟阶段,采用经验公式法恢复了对应的最大古地温。采用将今论古方法探讨了该区各个时期的古地温梯度。在剥蚀厚度恢复的基础上,详细配置各个地层的岩性、物性、地化参数等指标,恢复了该区埋藏沉降史和热演化史。沉降史模拟表明:晚三叠世为该区沉降的主要发育时期。热演化史模拟表明:延长探区上古生界烃源岩在早侏罗世进入成熟阶段,晚侏罗世进入高成熟阶段,上古生界烃源岩主生烃期为晚侏罗世—早白垩世。     

鄂尔多斯深盆气与铀矿化关系初探

深盆气是非常规的天然气藏。鄂尔多斯深盆气与铀矿化有密切关系，上古生界气源层铀含量丰富、易浸出，故也为铀源层。在铀源层成岩时所形成的压榨水(即深层水)，经燕山期热事件快速增温增压，使铀的溶解度大大增加。此时也正是盆地生气高峰期，气压远远大于水压，气体推动深层水沿断裂向上扩散。在上覆透水层，由于地表水的参与形成复杂的气水地球化学垒，使铀沉积成矿。本文还总结了该类型铀矿的找矿准则。