鄂尔多斯盆地上、下古生界和中生界天然气地球化学特征及成因类型对比

鄂尔多斯盆地位于中国中部,是中国第二大沉积盆地,天然气类型多样、分布广泛,在上、下古生界都有找到千亿立方米以上的大气田,中生界也找到一些气藏.通过对上、下古生界和中生界200多个气样的组分及碳同位素的对比分析,对不同层位天然气的类型进行研究,并分析其气源.上古生界天然气烷烃碳同位素值较重,显示煤成气的特征;各气田天然气发生单项性碳同位素倒转,这主要是同源不同期煤成气混合的结果.下古生界天然气δ13C1值重,δ13C2和δ13C3值较轻,属于煤成气为主油型气为辅的混合气;有多项性碳同位素倒转,更有少见的δ13C1>δ13C2,这是由于高(过)成熟阶段的煤成气和油型气混合造成的.中生界天然气碳同位素值较轻,显示油型伴生气的特征;少数气样发生δ13C3>δ13C4倒转是由于细菌氧化作用和不同期次油型气混合所致;丁烷碳同位素出现δ13iC4>δ13nC4,与上古生界相反,这可能是与干酪根类型不同有关.通过δ13C1-Ro的判别以及奥陶系碳酸盐岩有机碳含量低,否定了奥陶系碳酸盐岩是下古生界油型气的主要来源,认为下古生界油型气主要来自上古生界海相石灰岩,可能有少量奥陶系碳酸盐岩的贡献.     

和田河气田凝析油油源及油气成因关系判识

运用有机地球化学方法,对和田河凝析油进行了油源对比,并对相伴生的凝析油与天然气的成因关系进行了判识.研究结果表明,和田河凝析油具有高的姥鲛烷/植烷比(Pr/Ph),高的C28规则甾烷相对含量(25%),丰富的C26-C27三芳甾烷和三芳甲藻甾烷以及较重的碳同位素组成等地球化学特征,与寒武系烃源岩具有良好的可比性,应源自寒武系烃源岩.多项分子化合物成熟度参数表明,和田河凝析油成熟度并不高,为成熟-高成熟原油范畴.和田河凝析油与天然气虽均源自寒武系烃源岩,天然气亦为原油裂解气,但一系列证据表明,和田河气田的天然气并不是由伴生的凝析油裂解而成,原油裂解生成天然气的过程也不是在现今储层内发生的(非原位裂解气).井口条件下产出的液态凝析油应该是呈分散状溶解在天然气中,是由天然气携带注入气藏的.     

塔里木盆地环哈拉哈塘海相油气地球化学特征与成藏

环哈拉哈塘凹陷是一个油气十分富集的含油气系统,但是各地区油气的性质与分布差异很大.研究认为已发现的原油和天然气均主要来自于O2 3烃源岩.油气性质的差异主要受油气充注成藏的控制.综合研究认为环哈拉哈塘凹陷油气藏主要经历了三期重要成藏期:晚加里东-早海西期油气主要来自满加尔凹陷寒武系烃源岩,原生古油藏中的烃类遭受强烈降解,目前在塔北隆起高部位形成大量残余干沥青;晚海西期,满加尔凹陷内中上奥陶统烃源岩开始大量生烃并在塔北隆起高部位聚集成藏,在海西期末期因遭受生物降解变成稠油;燕山-喜山期,哈拉哈塘凹陷南部及其以南的满加尔凹陷边缘的中上奥陶统烃源岩开始进入大量生液态烃阶段,生成的油气聚集在印支-燕山期之前形成的圈闭中,其中部分地区稠油遭到不同程度的稀释,或者受到强烈的气侵,导致原油出现明显的差异.     

中国沉积盆地大中型气田分布与天然气成因

中国沉积盆地丰富的天然气资源是由我国独特的地质环境决定了的.古生界海相高演化程度的烃源岩、广泛分布的煤系地层以及第四系低温盐湖相地层等,都决定了中国境内天然气的资源前景相当广阔.迄今已在东部、中部、西部及海域的大多数含油气盆地,从前寒武系、古生界、中生界至新生界几乎所有的地质时期,都发现了大规模的天然气聚集.这些大中型天然气藏主要以烃类气体为主,干燥系数大,非烃含量少,碳同位素值分布范围宽,成因多种多样,几乎包括了所有成因类型的天然气,如煤成气、油型气、生物气和无机气等.其中煤成气在天然气资源中占主导地位,特别是已探明的几个千亿方的大型气田,如克拉2、苏里格、大牛地等,均属于煤成气或以煤成气为主;油型气在我国海相盆地占有重要地位,如四川盆地海相天然气田,主要是由原油裂解形成的;在柴达木盆地和松辽盆地西斜坡,分别发现了原生型的生物气大气田和稠油降解成因的次生生物气;无机成因气主要分布在中国东部,尤其是近年来在松辽盆地发现的较大规模的CO2和烃类气体的聚集,意味着无机成因气在中国东部将有很大的勘探潜力.     

中国主要含油气盆地天然气中汞的来源与分布

基于我国4个主要含油气盆地146口钻井天然气中汞含量分析,并结合气体地球化学分析,识别了我国主要含油气盆地天然气中汞的来源与分布特征.研究表明,我国含油气盆地天然气中汞的含量差异较大,分布在0.01~4050μg/m3,其中汞含量最高的气井位于松辽盆地徐深气田.克拉通盆地中汞含量相对较低,其中塔里木盆地次生气藏中汞含量最低;在裂谷盆地中由于存在深切基底的大断裂,存在深部流体混入的地质条件,天然气中的汞含量可能异常高,例如松辽盆地徐深气田.在深大断裂不发育的相对稳定盆地,天然气中汞主要是有机成因;在有深部流体混入的裂谷盆地气藏中,天然气中的汞可能主要来自深部,并且以汞含量和R/Ra值异常高为主要特征.     

二连盆地“三明治”电性结构特征及其对古生界的研究意义

由于长期以来东北地区晚古生代的构造属性一直被认为是海西期褶皱带或碰撞造山带,而一直被作为中、新生代盆地的变质结晶基底成为油气勘查的禁区,限制了古生界的油气勘探和开发."佳木斯—兴蒙地块"新认识及二连盆地赛51井取得的石炭纪碳酸盐岩油藏的发现,开辟了二连盆地古生界油气勘探的新领域.本文对二连盆地3条典型的CEMP电测量资料进行了二维电阻率反演,结合研究区地震反射资料、钻孔电测井资料、钻井岩芯资料、岩石露头资料,揭示了二连盆地具有"三明治"的电性结构特征,同时指出二连盆地古生界广泛分布,在古生界与中生界之间广泛分布一套以玄武岩、安山岩、凝灰岩等为主的火山岩.这种"三明治"电性结构特征不但给古生界的研究提供了线索和依据,而且火山岩(高阻层)与其下伏古生界地层(低阻层)之间可形成良好的储盖组合(或生储盖组合),其对于古生界油气勘探的研究具有重要的意义.同时,认为二连盆地中、新生界和古生界的构造沉积演化主要经历了4个重要阶段,即:泥盆纪的南北差异性升降阶段、石炭-二叠纪的地层稳定沉积阶段、三叠纪-晚侏罗世的古生代盆地被改造和中新生代盆地构造格架形成的重要演化阶段以及中新生代的地层沉积阶段.     

鄂尔多斯盆地靖边气田古地貌恢复与储层特征分析

古地貌的分布特征是天然气富集程度的主要影响因素,因此古地貌恢复对于油气资源勘探开发至关重要.本文通过对研究区古生界的地质资料分析后发现,该地区钻井资料较少,依托钻井资料恢复古地貌的方法难以实现对古地貌的精细刻画.针对这一难题,提出了结合地震资料采用残余厚度法和层拉平技术,进行靖边气田东侧奥陶系马家沟组马五段古地貌恢复.为了准确划分地貌单元,通过联井正演模型和实际资料的对比的基础上,进行古地貌单元划分,识别出岩溶高地、残丘、洼地等古地貌单元以及在研究区内分布特征,最后得到了靖边气田东侧岩溶古地貌呈现出西高东低、北高南低、厚度不均一的分布规律.通过分析古地貌单元对储层分布的影响,经钻井试气验证,发现岩溶残丘和岩溶斜坡为天然气成藏极佳的古地貌单元,为靖边气田东侧地区的储层预测和井位优选提供了可靠的依据.     

鄂尔多斯盆地西南部地区上古生界砂体地震预测及勘探新突破

鄂尔多斯盆地西南部地区天然气勘探程度较低,2004年ZT1井在山西组山1段试气荻工业气流,揭示上古生界具备良好的勘探前景.上古生界天然气成藏特征研究表明,二叠系发育西南物源石英砂岩储集体,主要含气层系是山西组山1段、石盒子组盒8段,砂体厚度相对较薄,埋深超过4000m.区内储层普遍致密,局部发育相对高渗层段,与煤系烃源岩配置良好,是形成致密砂岩气藏的有利区带.本文应用地震勘探攻关成果,建立主力砂体地震响应模式,进一步落实了山1、盒8砂体的展布,结合探井钻探效果,优选了有利钻探目标.在试气方法上引入体积压裂理念,QT1井试气获工业气流,勘探取得新突破.对研究区天然气成藏条件的分析、主力砂体地震预测模式及试气工艺等成功经验的总结,对该区天然气勘探的深入开展具有重要的指导意义.     

环青藏高原盆山体系构造与中国中西部天然气大气区

新生代特提斯洋向北消减导致欧亚板块与印度板块碰撞,大陆会聚控制青藏高原下地壳增厚、上地壳逆冲叠置和隆升,形成高原地貌．随着青藏高原隆升和向北、向东推挤,挤压构造变形不断向外扩展,形成现今全球最大弥散型陆内构造变形域和板内变形最为活跃的巨型盆山体系,即环青藏高原盆山体系．由于不均一的小克拉通拼贴,地壳发生分异,造山带回春上升,小克拉通沉降,古板块边缘形成继承性前陆盆地群或前陆冲断带群．由这些复活的古造山带、前陆冲断带和小型克拉通盆地三个构造单元共同构成环青藏高原盆山体系．环青藏高原盆山体系是一个巨型的构造体系和特殊性质的喜马拉雅运动期构造域,是中国中西部喜马拉雅运动的主要特征,也是可以与青藏高原相提并论的巨型大地构造单元．挤压冲断构造变形带沿昆仑山．阿尔金山．祁连山．龙门山呈弧形带向北、向东扩展;随着晚新生代印藏持续碰撞,欧亚大陆强烈变形,构造变形带向外围进一步扩展,传递到阿尔泰山．阴山．吕梁山．华蓥山弧形带．冲断构造不断向环青藏高原外围扩展的同时,在盆山体系内部发生强烈陆内变形,古造山带复活,在造山带与盆地边缘形成了新的前陆盆地,冲断构造变形依次从造山带向克拉通盆地内扩展．在欧亚大陆与印度板块的碰撞及其远程效应的控制下,环青藏高原巨型盆山体系从内向外的构造变形强度、盆山耦合程度依次降低;克拉通边缘的单个盆山组合也具有从山前向克拉通方向构造变形强度依次降低,构造变形样式逐渐变得简单、构造变形时间依次变新的规律．在整个环青藏高原巨型盆山体系中,整体表现为三个构造分段：西段构造变形传播、中段高原增生．推覆、东段走滑一抬升．在环青藏高原盆山体系中,古生界克拉通盆地和中新生界前陆冲断带是具有重要天然气勘探价值的两个基本构造单元,它决定了中国中西部天然气分布主要受古生界克拉通古隆起和中新生界前陆冲断带的控制,具有多期成烃与晚期成藏的特点．     

华北克拉通破坏

《华北克拉通破坏》重大研究计划,围绕克拉通破坏的时空范围、克拉通破坏的浅部效应和深部结构响应、克拉通破坏的动力学机制等核心科学问题,开展了系统与深入的探测、测试与研究.计划执行四年来的重要研究进展包括:(1)发现华北克拉通岩石圈厚度以及地壳-上地幔结构存在显著的空间差异,确定了华北克拉通破坏的时空范围;(2)厘定了华北克拉通古生代、中生代、新生代岩石圈的属性,发现了晚中生代华北克拉通岩石圈地幔富水而新生代岩石圈地幔贫水的特征;(3)根据岩浆作用和浅部地质响应的相关性,证实了地表地质构造受控于克拉通破坏的深部过程;(4)发现太平洋板块俯冲是华北克拉通破坏的主要动力因素的证据,揭示了华北克拉通破坏在板块构造体系中的科学意义.     

库鲁克塔格地区最古老岩石的发现及其地质意义

TTG岩系是塔北库鲁克塔格地区基底岩系的主要组成部分,主要分布在辛格尔和库尔勒附近.对库尔勒附近TTG质片麻岩锆石U-Pb原位微区定年结果显示,该TTG岩石为区内发现的最古老岩石,形成于2.65Ga,显示库鲁克塔格地区的太古代地体形成于晚太古代末期.该结果明显晚于塔东阿尔金山北坡的TTG岩石,说明塔里木克拉通最古老的地体可能最早形成于阿尔金山北坡,到新太古代晚期古陆的规模才延伸至塔北库鲁克塔格地区,最终形成具有一定规模的太古代克拉通基底.该TTG质片麻岩中锆石εHf（t）值介于？5~1,两阶段模式年龄TDM2主要集中在古-中太古代（3.0~3.3Ga）,这表明该区新太古代基底岩系主要来自古-中太古代的新生地壳物质的部分熔融,进而说明库鲁克塔格地区可能不存在〉3.3Ga的陆壳.     

莺歌海盆地天然气生成模式及其成藏流体响应

在莺歌海盆地已发现天然气的氮气含量介于3.5%～35%之间, 二氧化碳含量为0.1%～93%, 同一气田氮气和二氧化碳含量变化范围大. 根据已知气田氮气、二氧化碳和烃气的共生组合关系及潜在源岩的模拟实验结果, 建立了莺歌海盆地的天然气生成演化模式. 莺歌海盆地第三系-第四系厚度超过17 km, 包括了从成岩作用(生物甲烷)到准变质作用的所有天然气生成阶段. 莺歌海盆地的氮气为有机成因, 主要生成于深成作用阶段, 与烃类气体基本同步；二氧化碳主要为无机成因, 在准变质作用阶段由碳酸盐矿物高温分解形成. 东方1-1气田表现出强烈的层间流体非均质性, 不同气层记录了不同天然气生成阶段的产物, 因此莺歌海盆地天然气组成的复杂性是天然气生成多阶段性和运聚多期性共同作用的结果.     

鄂尔多斯盆地中部大气田聚集条件及运聚动平衡

鄂尔多斯盆地中部气田是中国储量最大的气田之一,该气田是一个由众多小岩性气藏构成气藏群的似整装气田。这些气藏是在奥陶系欠压封存箱内“自生自储”而形成,运用运聚动平衡原理,强调了上古生界煤系地层的烃浓度封闭的封盖作用及水溶气解析对气藏形成的贡献。     

华北东部三叠纪岩浆作用与克拉通破坏

华北岩石圈减薄和克拉通破坏是近年来国内外研究的热门课题,虽然已基本确定克拉通破坏发生的峰期为晚中生代,但发生的起始时间以及早中生代大陆深俯冲作用是否对克拉通造成一定的破坏等问题却研究甚少.通过总结华北东部三叠纪侵入岩的时空分布规律和地球化学特征,探讨它们的岩浆源区及成岩过程,反演它们形成的深部地球动力学机制,从而提出华北克拉通破坏的起始时间可能为晚三叠世,与大陆深俯冲及陆陆碰撞造山作用所引起的地壳加厚、拆沉作用有关,这一作用也可能是晚中生代克拉通破坏的诱因.     

鄂尔多斯盆地北部黄土沙漠区隐蔽薄气层预测

长庆油田公司针对黄土沙漠区低孔、低渗、薄气藏的地震目标处理,经过多年的探索与实践,已形成了一套适合该类气藏特点的储层横向预测技术。在榆林、乌审旗、苏里格庙和神木等地区的上古生界天然气勘探、开发阶段取得了显著效果,使长庆油田上古生界天然气储量连续八年保持稳定增长。本文详细剖析了该技术的应用效果及经验。     

苏里格南部地区地震储层预测技术研究——以盒8段为例

苏里格南部地区是近年来勘探评价的重点地区.该地区上古生界沉积体系、下古生界奥陶系风化壳和古隆起台缘斜坡礁滩相沉积体系中均孕育着巨大的天然气产能,成为鄂尔多斯盆地天然气勘探开发的战略接替区.研究区目标层埋深大,储层厚度小;下古生界地层间波阻抗差异小,地层反射能量弱,分辨率低.针对这些难点,本文利用精细闭合差技术刻画目的层,采用波形特征分析、叠前反演等方法精细描述目的层的构造形态并预测砂体厚度,采用谐振法对目的层进行含油气检测.研究结果表明:研究区北部砂体厚薄变化相对较快,而南部总体砂体厚度变化较小.根据砂体厚度分布、有效砂厚与试气成果对盒8段进行有利区评价,有利勘探目标约为7505 km~2,其中Ⅰ类面积约为4729 km~2,Ⅱ类面积约为2776 km~2,预测结果为钻探井位提供了准确依据.     

渤海湾盆地晚中生代构造地层划分及对比:对燕山运动的启示

通过对渤海湾盆地中生代地层同位素年代学研究、地震资料解释和测井、录井资料分析,将渤海湾盆地中生代地层划分为下-中三叠统、下-中侏罗统、上侏罗统、下白垩统、上白垩统等五个构造层.通过碎屑锆石的分析,渤海湾盆地碎屑岩记录了两期侏罗纪的岩浆活动,分别为180～175Ma、160～152Ma,可分别与燕山地区南大岭组和髫髻山组对应.但是,由于在渤海湾盆地没有直接发现侏罗纪火山岩,推测这两期活动可能主要集中在华北克拉通周缘而不是内部.通过火山岩和火山碎屑岩锆石的分析,渤海湾盆地早白垩世的岩浆活动主要有两期,分别为120～125Ma、110～100Ma,可以和华北克拉通东部岩浆活动对应.这些锆石年龄唯独缺乏了在华北克拉通北缘极其常见的土城子后期和张家口期火山活动,这可能与渤海湾盆地在晚侏罗世后期抬升有关.通过对比渤海湾盆地与燕山构造带中东段造山带中生代盆地构造和沉积地层发育过程,发现两者总体可以对比,但是也存在明显的差异.燕山构造带中东段缺少早-中三叠世的地层,渤海湾盆地缺失晚侏罗世晚期-早白垩世早期的地层.结合燕山构造带中东段晚中生代沉积构造相关研究成果,本文认为渤海湾盆地及其周缘燕山运动A幕表现微弱,而燕山运动B幕对渤海湾盆地及其周缘均产生了强烈的影响.目前的资料表明其表现方式存在差异,渤海湾盆地表现为垂直隆升,华北克拉通北缘表现为水平挤压隆升.     

中国含煤-含气(油)盆地的地质条件

中国有5类含煤盆地, 含煤盆地的形成、发展与历次构造事件密切相关, 其中印支运动对中国含煤盆地构造格局、古地理景观的变革尤为重要. 中国含煤盆地的演化可划分为两大发展阶段、3种结构型式和两类沉积环境. 总结中国含煤-含气(油)盆地的地质条件表明: 只有曾长期深埋地腹的煤系地层才有可能成为含煤-含气(油)盆地, 成为中国天然气的主要勘探对象. 在各类含煤-含气(油)盆地中, 以类前陆型煤成气前景最好; 裂(断)陷型煤成气聚集的丰度最高, 最有利于生成煤成油; 克拉通型煤成气丰度偏低, 演化程度偏高. 由以上3种类型含煤盆地为主在中国形成了3个煤成气主要聚集区: 西部区、中部区、近海海域区. 未来勘探煤成气田的重点盆地: 塔里木、鄂尔多斯、四川、东海及莺琼盆地.     

塔里木盆地下古生界碳酸盐岩油气聚集与分布

碳酸盐岩是塔里木古生代克拉通盆地油气勘探的主要目的层 .下古生界碳酸盐岩不仅具有丰富的油气来源 ,同时也有大面积、高幅度的圈闭 ,具备形成大油气田的基本条件 .塔里木盆地下古生界碳酸盐岩具有三种基本的油气聚集模式 ,即隆起高部位潜山型、隆起倾没部位内幕构造型和隆起边缘断垒型 .油气分布主要受古隆起 ,断裂 ,不整合及裂缝系统的控制 .古隆起倾没部位 ,古隆起上的断裂构造带是最有利的勘探区     

华北克拉通地区基于程函方程的面波层析成像

利用布设在华北克拉通地区的流动和固定地震台站记录到的地震波数据,使用基于程函方程的面波成像方法获得了整个华北克拉通地区瑞利波15～150 s周期的相速度,并反演了研究区S波速度结构.中长周期相速度结果显示,在上地幔及岩石圈深度范围内,燕山地区表现为高速特征,华北克拉通中部大同盆地及其以南地区、太行山等区域的低速体与华北盆地的低速体相连,呈现大面积的低速异常,低速体的速度值比青藏高原东北缘的速度值更低;S波速度显示鄂尔多斯岩石圈厚度较厚,克拉通中部和华北盆地岩石圈厚度相差不大,燕山地区岩石圈厚度要厚于华北盆地.本文认为华北克拉通岩石圈破坏存在分区性,克拉通中部和燕山地区均存在一定的克拉通破坏,但破坏程度不同,鄂尔多斯地块北部存在局部克拉通改造,但克拉通稳定性特征依然存在;破坏的主要动力学来源更可能是太平洋板块的西向俯冲.研究发现克拉通中部和东部的强震分布区与克拉通破坏区域重合,大部分强震发生在岩石圈强度边界上,分析认为岩石圈强度的差异是岩石圈强度边界上显示出较高的强震活动性的原因.