大地电磁测深法在冀中坳陷深部碳酸盐岩热储调查评价中的应用

地热资源作为一种清洁能源,在“双碳”背景下,其开发和利用越来越受到重视。为了探查渤海湾盆地的冀中坳陷深部碳酸盐岩的热储条件,笔者等利用3条大地电磁测深剖面,进行了数据处理、分析和反演,获得可靠的二维电阻率模型和电阻率等深度平面图。分析研究区深部电性结构特征及主要断裂构造特征,同时根据基底隆起形成的高阻异常对深部碳酸盐岩分布和埋深进行了推断,并对冀中坳陷深部碳酸盐岩热储进行评价,以圈定地热异常远景区。分析认为：① 研究区电性结构可以被划分为5层,其中第5电性层为高阻标志层,对应深部碳酸盐岩基底;② 据此圈定了3类深部地热远景区：基岩埋深小于4000 m,如高阳低凸起地热远景区、黑龙口低凸起地热远景区（徐水凹陷）和河间潜山地热远景区（饶阳凹陷）,基岩埋深4000~5000 m,如雁翎潜山地热远景区（霸县凹陷）,基岩埋深5000~5500 m,如肃宁潜山地热远景区和留路潜山地热远景区;③ 大地电磁测深方法适用于冀中坳陷深部碳酸盐岩热储远景区的探查。深部热储远景区的圈定,可为后期的地热资源评价和开发利用建立基础。     

渤海湾盆地冀中坳陷古潜山的三维地质结构特征

地质结构研究是开展盆地分析与油气勘探的重要基础。渤海湾盆地冀中坳陷以古潜山油气田著称于世,潜山地质结构的精细研究是深化油气勘探、进一步获得油气发现的关键。本文基于对覆盖整个冀中坳陷的2D 和3D 高精度地震资料的系统解释及对钻达潜山的数百口探井资料的综合整理与分析,开展了潜山地层与断裂系统的精细解析,整体揭示了潜山的三维地质结构。研究表明,冀中坳陷内发育长城系底、寒武系底、石炭系底、中生界底、古近系底和新近系底6个区域性不整合面,据此,在纵向上划分出7个构造层。冀中坳陷内切穿潜山顶面的断裂按其走向可以分为NE、NW 和近EW 向3 组。其中,NE 向断层最为发育,NW向断层多发育于坳陷中部偏东。以近EW 向的徐水-安新断层和衡水断层为界,将冀中坳陷分为北、中、南3 段,各段的构造样式存在明显的差异。从潜山成因类型的角度出发,根据潜山的地层组成、构造演化、控山断层及潜山本身几何学特征等因素,在坳陷内划分出42个潜山构造带,并详细总结了重点潜山带的发育特征。前中生代的构造-沉积演化为潜山的发育奠定了良好的物质基础,印支运动和燕山运动早期的挤压事件对潜山地层有着明显的改造作用,晚侏罗世以来的多期伸展控制了坳陷内不同成因类型潜山的形成-调整-定型过程。     

渤海湾盆地中南部干热岩选区方向

渤海湾盆地是我国华北油气开发的主战场,多年的油气勘探开发积累了大量钻井、测录井及测温数据。通过对区内深钻井测温数据的分析研究,发现中南部的冀中坳陷、黄骅坳陷、临清坳陷和济阳坳陷是干热岩地热资源的主要富集区,温度≥180 ℃的热储主要发育在基岩潜山或斜坡区,埋深适宜,温度较高,有一定的天然孔渗条件。4个主要坳陷区4 000 m以深钻井平均地温梯度范围为3.07~3.32 ℃/100 m,5 000 m以深钻井平均地温梯度范围为2.96~3.27 ℃/100 m,埋深越大,地温梯度越低。坳陷区埋深在4 309~6 261 m时相继达到180 ℃温度,为干热岩目标埋深范围。不同坳陷、区块和井区达到180 ℃干热岩温度界限的深度相差较大。下古生界、中元古界和太古宇三套热储是渤海湾盆地中南部最具开发利用潜力的干热岩热储类型。冀中坳陷主要发育奥陶系灰岩、寒武系白云岩和中元古界白云岩热储,黄骅坳陷以奥陶系灰岩热储为主,济阳坳陷发育寒武系-奥陶系灰岩和太古宇变质岩热储,临清坳陷主要为奥陶系灰岩热储。坳陷区的凹中和凹边凸起区,顶面埋深3 000~5 000 m的前中生界潜山是主要的勘探方向,冀中坳陷河西务、长洋淀等潜山,黄骅坳陷南大港、千米桥等潜山,济阳坳陷桩西孤北等潜山,临清坳陷马场、文留等潜山是干热岩勘探开发有利区。干热岩勘探可与深层油气勘探开发相结合,进行不同类型资源的兼探和综合开发利用。     

冀中坳陷奥陶系潜山油气藏形成条件与成藏模式

冀中坳陷潜山是增储上产的重要领域,奥陶系潜山由于储层非均质性强、控藏因素复杂,因此一直制约着油气勘探的新发现。基于大量岩心、薄片、测井、地震及地球化学数据和地质分析的基础上,对其成藏条件及成藏模式进行了系统分析,指导杨税务潜山、文安斜坡潜山勘探取得重要突破。研究表明：冀中坳陷发育古近系沙三段和沙四段以及上古生界石炭—二叠系3套烃源岩,为潜山油气藏的形成提供了充足的物质基础;明确了碳酸盐岩“云化-岩溶-断裂”三主因叠合控储机理,建立了岩溶孔洞型、断裂孔缝型和云岩孔隙型3种储层模式,拓展了勘探空间;受印支期、燕山期、喜山期多期构造作用叠加控制,形成了先隆后凹型和先凹后隆型两种成因潜山圈闭类型。通过奥陶系潜山成藏要素分析,总结出3种潜山油气成藏模式：低位构造-岩性复合准层状潜山成藏模式、中位古储古堵块状潜山成藏模式和高位古储新堵块状潜山成藏模式。综合评价,目前冀中坳陷北部低位构造-岩性复合准层状潜山成藏条件最为有利,泗村店潜山和新镇潜山是下一步勘探的有利方向。     

河间潜山地热资源开发方案数值模拟

古潜山地热资源具备岩溶孔隙发育程度高、热储面积厚度大、地热水储量大的优点。冀中坳陷内古潜山分布密集且地热资源丰富, 河间潜山位于冀中坳陷饶阳凹陷中东部, 具有良好的地热地质条件, 开发潜力巨大。本文基于河间潜山及其周缘地区测井资料、岩石热物性并进行了计算, 发现其地温梯度为29.8 ℃/km到44.5 ℃/km之间, 平均值为40.7 ℃/km。大地热流值介于64.8~80.6 mW/m2之间, 平均值为 73.4 mW/m2。通过水热耦合模拟方法模拟选定的地热资源有利区的温度变化, 结果发现河间潜山合理的开采井距为800 m, 合理开采量为60 L/s, 回灌温度为35 ℃, 总可开采量为6.32×1016 J, 单年可开采量为 6.32×1014 J, 可供暖面积为1.22×106 m2, 对于冀中坳陷潜山地热资源的开发利用具有一定的指导意义。     

冀中坳陷束鹿凹陷潜山分类与成藏模式

冀中坳陷束鹿凹陷发育于太古宙变质岩结晶基底上,其经历了中晚元古代裂陷槽阶段、古生代克拉通盆地阶段、中生代构造转换调整阶段和新生代断陷型盆地等4个阶段,为一典型地台-断陷-坳陷多层结构的复合盆地。盆地历经多次构造运动改造,潜山较发育,类型多样。在总结前人对潜山研究的基础上,结合束鹿凹陷三维连片地震资料,对该地区潜山类型进行系统划分,并对典型潜山的构造特征及生储盖匹配关系进行了描述。研究区潜山根据成因可划分为剥蚀型潜山和拉张型潜山两大类,根据形态可划分为剥蚀残丘型潜山、不整合潜山、断阶型潜山、断槽冲蚀沟型潜山、断垒型潜山和断块型潜山等类型。束鹿凹陷潜山的发育具有分带性,按潜山的构造位置,分为凸起潜山带、缓坡潜山带、洼槽潜山带和陡坡潜山带,不同构造带发育不同类型的潜山。研究结果表明束鹿凹陷中新元古界、古生界潜山数量众多,规模较大,是束鹿凹陷实现油气突破的一种重要油气藏类型。     

冀中坳陷碳酸盐岩潜山油田地质特征

冀中坳陷古潜山油田，独具地质特色，发育良好，深埋地腹地前第三系基岩潜山是油气聚集的“构造”与圈闭，中、上元古界的碳酸盐岩储层经过沉积，多期改造，岩石风化淋滤，形成了孔、缝、洞空间融合的储集体。起伏的基岩面上覆盖的下第三系湖相生烃岩是油源岩，与潜山配置造就了“新生古储”的成藏模式。潜山油田之所以在冀中坳陷大量形成，与区域地质背影密切相关。早元古代末的吕梁运动使华北地台进入海盆沉积时期，内蒙地轴南缘沉     

冀中霸县凹陷油气成藏有利区带预测

<正>霸县凹陷为牛东断层控制的西断东超、西深东浅的继承性萁状断陷盆地。霸县凹陷作为冀中坳陷的一个组成部分,其形成的区域构造背景与冀中坳陷或整个渤海湾盆地在总体上是一致的。这种一致性表现为霸县凹陷与冀中坳陷或渤海湾盆地一样经历了类似的演化过程,经受了燕山晚期和喜山期多次的断块翘倾运动,形成以断裂为主、比较复杂的构造格局。在一个箕状凹陷内,从陡侧到缓坡,特定类型的复式油、气聚集带呈有规律的展布:在陡侧基底凸起上存在以上第三系披覆构造为主要圈闭的复式油、气聚集带;     

音频大地电磁测深在祁连山哈拉湖坳陷天然气水合物调查中的应用

祁连山哈拉湖坳陷与已发现天然气水合物的祁连山木里地区有相似的成藏条件,是高原冻土区水合物勘查的重点区域。为了调查祁连山哈拉湖坳陷的天然气水合物资源前景,查明冻土层厚度及断裂分布特征,利用音频大地电磁测深在哈拉湖地区进行了测量,从电性结构特征测区内划分了3个凹陷区、2个凸起区和26条断裂,分析了哈拉湖地区冻土层发育特征。结合测区内构造条件、冻土条件及顶空气甲烷异常区,指出哈拉湖南部和北部靠近断裂附近对天然气水合物成藏较有利。     

华北克拉通内部的拉分盆地:渤海湾盆地黄骅坳陷结构构造与演化

华北克拉通内部的拉分盆地有汾渭地堑、胶莱盆地和渤海湾盆地内部一些次级拉分构造单元等。黄骅坳陷就是这样一个拉分构造,位于渤海湾盆地中心地带,整体呈北北东走向,分割西侧北北东向的冀中坳陷和东侧北西西向的济阳坳陷,是发育在一个巨型走滑构造带中的新生代拉分盆地。黄骅坳陷的西界为沧东断裂系,东界为兰聊—盐山—羊二庄断裂系,最大负向构造单元在"大歧口凹陷",古近系最大沉积厚度达11km以上,是渤海湾地区地壳伸展最剧烈的地区。黄骅坳陷东、西边界相对较陡,受其控制,整个黄骅坳陷表现为拉分盆地;而"大歧口凹陷"为其主体,"大歧口凹陷"内部构造样式的控制性构造为东西向的断裂,而不是传统认为的沧东断裂等;所以,黄骅坳陷内部单个凹陷具有比较独特的下部为地堑式断陷、上部叠加北断南超的箕状结构。黄骅坳陷内部的凸起是沙一期才开始出现并起分割沉积空间的作用,沙一期以前,现今的歧口主凹、板桥次凹、歧北次凹、歧南次凹、北塘凹陷等都还是统一的一个湖盆。黄骅坳陷主要构造总体可划分为北北东向盆缘走滑断裂系、北东东向区域伸展断裂系、东西向盆内次级伸展构造和南北向变换构造,其中,最为显著的分割构造就是南北走向的沿岸变换带与孔店隆起。不同的伸展构造区受统一的基底拆离构造系统控制。"大歧口凹陷"的结构构造是华北克拉通破坏晚期阶段裂解过程的直接记录,是区域北北西向伸展背景下的产物。盆地构造经历了4个重要发展阶段:始新世孔店事件形成的拓展裂解阶段、渐新世初济阳运动事件形成的地堑式拉分断陷阶段、渐新世末东营运动形成的箕状断陷阶段、中—上新世热沉降期的碟状挠曲拗陷演化阶段。     

冀中坳陷的伸展构造系统及其构造背景

冀中坳陷主要发育在古近纪,是渤海湾盆地西北部的一个典型的半地堑群,以发育古潜山油气藏著称于世。本文在地震剖面分析基础上,建立了冀中坳陷的伸展构造系统。该系统以大兴、保定—石家庄拆离滑脱断层为主体,与牛东—河东、马西、宁晋、新河等伸展断层以及徐水—安新变换带和衡水、宝坻—桐柏镇变换断层等组合而成。最后,探讨了伸展构造系统发育的深部构造背景及其与太行山变质核杂岩之间成因上可能的联系。     

冀中坳陷斜坡带奥陶系潜山油气成藏条件分析

研究工作依据实际资料和新的地质认识,对冀中坳陷文安斜坡和杨村斜坡奥陶系潜山带的构造格局及古潜山油气藏的形成条件进行了剖析。该区发育有正向和反向正断层,奥陶系地层形成一个地垒状潜山带,上覆石炭—二叠系地层,具有新生—古生—古储—中堵的成藏条件。石炭—二叠系煤系和下第三系泥岩为供烃源;不整合面、断面及北西向断裂为供油通道。油气成藏的主力因素储层的发育明显受白云石化、岩溶和构造破裂作用的控制,喜马拉雅期的岩溶作用是由活动断层导入岩溶水而得以进行的,因此,孔隙、裂隙相对富集的岩层与活动断层的匹配是潜山储层形成的关键地质条件。潜山古风化壳并不是制约储层发育的唯一因素。对该类储层的评价应构造分析与地层分析相结合。储集条件影响了油气的富集,长期活动的大断裂控制了油气的分布。     

渤海湾盆地冀中坳陷潜山油气成藏模式及充注能力定量评价

渤海湾盆地潜山油气资源量丰富,深化潜山油气成藏研究,定量评价潜山油气充注能力,对该盆地潜山油气勘探具有重要意义.以大量统计资料为基础,对渤海湾盆地冀中坳陷潜山油气成藏模式及充注能力开展了系统研究.研究表明:潜山油气成藏受烃源岩及供烃方式、储集特征、储盖组合等多种因素的控制,与烃源岩大面积直接接触的、长期风化淋滤的潜山储集体,最有利于油气成藏.研究区潜山油气藏分为高位潜山型、中位潜山型和低位潜山型大类;以任丘、苏桥、牛东1这3个典型潜山油气藏为代表,建立了高位、中位、低位3类潜山油气成藏模式.高位模式多分布于中央隆起带,具有“双向油源、源储对接”的特点;中位模式多分布于斜坡带,具有“侧向油源、复合输导”的特点;低位模式多分布于洼陷带,具有“顶部油源、不整合输导”的特点.综合考虑烃源岩生烃强度、潜山储层物性、供烃方式、储盖组合类型以及供烃窗口等多种潜山成藏主控因素,建立了潜山油气充注能力定量评价公式并对9个典型潜山油气藏进行了评价,3类潜山油气藏的油气充注能力明显不同,其中高位潜山油气充注能力最强,低位潜山次之,中位潜山最弱.      

冀中坳陷潜山油气输导体系及与油气藏类型的匹配关系

通过总结前人研究结果,利用测井、钻井地质和地化等资料,对冀中坳陷潜山油气藏类型和油气输导体系特征进行研究,并结合已发现的潜山油气藏,建立了不同油气输导体系与潜山油气藏类型的匹配关系。结果表明：根据不同的圈闭遮挡条件,可将冀中坳陷潜山油气藏分为潜山顶、潜山坡和潜山内幕油气藏等3种类型;潜山油气输导体系发育断裂、不整合、内幕溶蚀层和复合型输导体系等4种类型;受碳酸盐岩地层、断层活动性影响以及与油气生成时间的匹配,断裂型输导体系具有高效性和时效性的特征,有利于形成潜山顶和内幕油气藏;不整合型输导体系由不整合上部底砾岩和下部淋浴带组成,具有＂双层＂输导的特点,有利于形成潜山顶和潜山坡油气藏;内幕溶蚀层型输导体系由潜山内部的溶蚀孔-洞-缝系统组成,其发育程度受内部地层泥质含量控制,有利于形成潜山内幕油气藏;复合型输导体系由单一型输导体系复合形成,具有＂多样式＂的特点,可以形成潜山顶、潜山坡和潜山内幕油气藏。     

东海陆架盆地西湖凹陷新生代反转构造样式及其形成机制初探

通过对东海陆架盆地西湖凹陷十多条地震剖面的精细解释,发现西湖凹陷自晚白垩世以来,经历了早期的拉张和晚期的断续挤压两个构造演化阶段.晚期的断续挤压在凹陷内产生构造反转的样式复杂多样,可划分为上下均正型、下正上逆型、下凹上凸型、上下均凸型、下正上隆型和下隆上逆型等6种单个的反转构造样式及y形、帚状、"似花状"等7种反转构造组合样式.对反转断层生长指数（G_i）并结合平衡剖面的研究,表明西湖凹陷新生代经历了多期构造反转.通过计算反转率（R_i）,发现凹陷内反转程度存在明显的不均一性,具有中带强和东、西弱的特征.结合晚白垩世以来东亚大陆边缘的区域构造演化及新生代以来太平洋板块相对欧亚板块的俯冲速度讨论了西湖凹陷构造反转的机制,并探讨了它对油气勘探的意义.     

滑脱型潜山成藏研究--以沾化凹陷渤深6潜山为例

渤深6潜山于早第三纪初期与埕东凸起分离,沿边界断层滑脱至渤南洼陷,后期为第三系覆盖,是济阳坳陷中典型的滑脱型潜山.在多期构造运动及古岩溶作用下,潜山中以碳酸盐岩为主的下古生界形成良好的储集空间.渤南洼陷中沙三段烃源岩为潜山提供了充足的油源,潜山内幕发育的断层为油气的运移提供了良好的通道,从而在潜山顶部形成风化壳油藏,而在潜山内幕则形成层状油藏.该潜山油气藏具有埋藏深、破碎严重、含油层系多、单井产能高且不含水的特点.研究渤深6潜山的成藏机制对指导断陷盆地深层滑脱型潜山油气藏的勘探具有指导意义.     

海拉尔盆地贝尔凹陷基岩断层相关裂缝发育特征及模拟实验研究

海拉尔盆地基岩潜山油藏的发现拓宽了大庆油田外围油田勘探的领域,裂缝是贝尔凹陷基岩潜山油藏的主要储集空间之一。为查明潜山裂缝发育特征与分布规律,根据大量岩心观察统计资料,研究了裂缝类型、密度、宽度、充填期次等发育特征及基岩断层发育特征。研究表明,贝尔凹陷基岩发育3类断裂:即早期伸展断裂、早期伸展中期张扭长期活动断裂和早期伸展中期张扭晚期反转长期活动断裂。二者的几何学特征、距断层距离及成像测井资料均表明,裂缝主要是断裂构造活动过程中形成的,基岩断层活动的多期性造成了裂缝发育的复杂性。为验证断层对裂缝的控制作用,进行了物理模拟实验,实验结果表明,伴生裂缝主要发育于断层面两侧,距离断层面越远,裂缝密度变小,岩层厚度、断移速率、岩性变化、距断面距离等因素对裂缝发育均有一定的控制作用。