济阳坳陷前第三系顶部风化壳结构发育特征及对油气成藏的影响

基于地质综合研究,系统分析了济阳坳陷前第三系顶部风化壳结构地质特征,深入剖析了其形成主控因素,总结了风化壳结构发育模式,探讨了风化壳结构对油气成藏的影响。研究认为,济阳坳陷前第三系顶部风化壳中,风化粘土层厚度薄,分布地区局限,物性差;半风化岩石全区发育,岩石类型多样,除部分半风化碳酸盐岩、火成岩、变质岩等顶部存在一层致密“硬壳”外,物性多得到改善。风化壳结构形成受控于原岩岩性、间断时间、古气候、古地形、上覆层沉积环境等5大因素;多种因素共同作用,决定了风化壳结构空间发育;风化粘土层、半风化岩石顶部“硬壳”对油气起遮挡、封盖作用,顶部无“硬壳”的半风化岩石则可大大提高前第三系岩层的储集性能和不同层系之间的横向连通性。     

风化粘土层-半风化岩石型不整合的矿物学、地球化学特征

不整合是构造运动和海(湖) 平面升降的产物, 其风化粘土层可作为油藏的良好封盖层, 半风化岩石孔缝系统可作为油气运移通道, 也可为油气聚集提供良好储层.深入分析不整合结构在矿物含量变化、元素及其氧化物含量变化方面的微观特征是划分不整合结构的基础, 对不整合油气藏的勘探实践具有重要意义.不整合结构可划分为风化粘土层-半风化岩石型、半风化岩石型和沉积间断型.通过济阳坳陷义和庄凸起前第三系风化粘土层-半风化岩石型不整合结构矿物与元素变化的实测数据, 结合典型地区风化壳的矿物、元素分析结果, 分析了风化粘土层-半风化岩石型不整合结构的矿物学、常量元素地球化学特征: 其矿物学特征主要表现为长石、云母等原生矿物的蚀变和高岭石、伊利石及蒙脱石等次生粘土矿物的明显增多, 粘土矿物在风化粘土层中部或风化粘土层下部-半风化岩石上部较为富集; 其常量元素地球化学特征表现为Ca、Na元素含量迅速减少, 在风化粘土层下部与半风化岩石上部通常具有Fe、Al元素的富集带, K、Mg元素的变化由于交代作用等因素而变得复杂.      

古风化壳孔隙与裂缝发育特征及其油气地质意义

通过总结前人研究结果,利用数据整理、薄片观察等方法对古风化壳中孔隙和裂缝的发育规律进行了分析,并探讨了古风化壳结构的油气地质意义。研究结果表明,发育完全的古风化壳具有风化黏土层和半风化岩石的分层结构;半风化岩石中部孔隙和裂缝较发育,向上向下规模逐渐减小,至风化黏土层大孔隙和裂缝不发育。通过实例汇总认为,影响半风化岩石孔缝系统发育程度的主要因素包括风化基岩的岩性、风化的时间和强度、风化壳形成时期的剥蚀厚度和古风化壳的埋藏深度以及裂缝孔隙的充填特征。风化黏土层岩性致密,对油气的保存具有建设性作用;半风化岩层中部的孔缝连通体,既为油气运移的良好通道,也可作为油气聚集的有效储层。     

地震反射特征对风化壳发育带的指示意义:以东营凹陷永北地区沙三上亚段为例

东营凹陷永北地区T1不整合面之下风化壳发育带的的预测是地层油藏勘探的重点与难点。综合利用高精度三维地震解释、岩心观察、薄片鉴定、测录井分析及物性分析等方法,结合构造发育史、埋藏史等研究成果,对东营凹陷永北地区T1不整合面下沙三上亚段地层中特殊的地震反射特征进行研究,并对其地质意义进行了探讨。研究表明:T1不整合面下发育典型埋藏风化壳,包括风化粘土层和半风化淋滤带2层结构;在大气淡水风化、淋滤作用下,半风化淋滤带内部地震同相轴消失,表现为空白反射特征;半风化淋滤带物性得到改善,与未风化岩石之间形成一个物性差异界面,表现为不连续的角度不整合面;未受明显风化、淋滤作用的地层,则表现为典型的角度不整合;地震反射特征的演化过程可划分4个阶段:沙三上沉积后阶段、沙三上抬升后阶段、风化壳形成早期阶段、风化壳形成阶段。地震空白反射带的发育范围是风化壳发育带的保守范围或最小范围,向湖盆方向逐渐过渡为正常地层。风化壳的发育大大改善了原岩的储集性能,可作为良好的油气储集空间和运移通道,是下步地层油气藏勘探的重点目标。     

火山岩风化壳储层特征及分布规律——以准噶尔西北缘中拐凸起石炭系火山岩为例

火山岩风化壳储层已成为重要的油气勘探新领域,开展风化壳储层特征及分布规律研究对火山岩油气勘探具有重要的理论和现实指导意义。利用钻井、岩心、测井、地震、分析化验等资料,从火山岩形成环境着手,对准噶尔盆地西北缘中拐凸起石炭系火山岩风化壳储层特征及控制因素开展综合研究,明确火山岩风化壳油气成藏模式及分布规律。研究表明:中拐凸起石炭系火山岩形成于岛弧环境,岩性以安山岩、凝灰岩为主;火山岩风化壳结构分为风化黏土层、强风化带、弱风化带及致密未风化带4层结构,其中强风化带储层物性最好,为主要的储层发育区;有效储集空间主要为次生孔隙和裂缝,裂缝对储层渗流能力有较好的改造作用;风化壳储层主要受风化淋滤作用、岩性岩相、构造位置及断裂(裂缝)等因素的控制;油气主要分布在距风化壳顶面480 m范围内,具有沿三带(靠近断裂带、构造高部位地带、有利岩相发育带)、一面(不整合面附近)分布的富集规律。     

柴北缘牛东地区古近系/侏罗系不整合结构特征及其控油气作用

基于野外露头、钻井岩芯、三维地震、测井曲线、岩石薄片以及物性分析等资料,对牛东地区下侏罗统顶部不整合类型、不整合结构特征、不整合结构体物性变化规律以及其连通性进行综合研究。结果表明:牛东地区不整合整体以削截不整合为主,同时局部地区也发育断褶不整合与平行不整合;不整合在研究区分布范围广泛,具有不整合面之上底砾岩、不整合面之下风化黏土层和半风化岩石典型3层结构;不整合各层结构岩石学和测井响应特征均具有不同特征;不整合面之上底砾岩分布稳定且厚度较大,无良好盖层,属于"散失型"运移通道;不整合面之下风化黏土层物性较差为封堵层;不整合面之下半风化岩石物性特征具有明显规律性;依据其变化趋势划分为两段,且油气多分布于上段底部具有较好的储层物性的砂岩层内。根据油源、断层、不整合以及其与油气分布关系,构建了牛东地区不整合-断裂阶梯状油气运聚模式。     

鄂尔多斯盆地东北部侏罗系延安组漂白砂岩成因和古风化壳形成环境探讨

鄂尔多斯盆地东北部侏罗系延安组顶部的砂岩漂白现象是油气运移逸散的重要证据,但前人仅从油气蚀变角度对漂白砂岩进行研究,而忽视了其形成地质环境。漂白砂岩分布在不整合面之下的风化壳中,指示不整合结构是其形成的重要地质背景。本文结合野外观察、矿物学和地球化学分析,对该区侏罗系不整合结构特征进行重点剖析,并对漂白砂岩成因进行探讨。结果表明,研究区侏罗系不整合风化黏土层不发育,不整合结构可划分为具半风化岩石和缺失半风化岩石两种类型。半风化层上部砂岩矿物成分以石英和高岭石为主,溶蚀孔隙发育,黑云母普遍发生高岭石化,砂岩中碱、碱土金属元素(K,Na,Ca,Mg)大量流失。半风化层下部砂岩钾长石含量偏高,黑云母不完全蚀变为水黑云母,砂岩中残留K和Mg。风化壳内细碎屑沉积岩物性条件差,与外部流体沟通有限,早期风化蚀变和后期烃类蚀变均较弱。漂白砂岩中的高岭石主要为风化淋滤的产物,砂岩因风化作用物性得以改善而成为重要的油气运移通道,同时富集铁氧化物而呈红色。风化壳内红色砂岩后期受到烃类的还原蚀变而发生褪色漂白,由于先后经历了风化淋滤和烃类还原两种蚀变作用,延安组顶部砂岩表现为胶结程度差、易遭受流水侵蚀的特性。碎屑岩古风化壳中的漂白现象是识别不整合结构参与油气运移成藏的重要标志。     

准噶尔盆地车排子周缘白垩系底部不整合面的形成及其油气输导作用

准噶尔盆地白垩系底部不整合面在车排子周缘大面积分布,是其二叠系和侏罗系的油源进入白垩系和新近系储层的重要通道之一,对其微观结构和几何形态的研究对油气勘探有重要意义。利用岩心、测井、岩屑录井等资料识别出不整合面的三层结构,对不整合面之上的岩石、风化粘土层及不整合面之下的半风化壳进行深入研究,探讨白垩系底部不整合面的形成过程,明确不整合面三层结构的油气输导作用。不整合面的形成可划分为抬升风化期、剥蚀搬运期、下降沉积期和成岩压实期4个阶段。研究表明风化粘土层上下的岩石具有高效的油气输导能力,风化粘土层在断裂不发育区可作为油气局部盖层。油气沿白垩系底部不整合面从东南向西北部的车排子凸起运移。     

花岗质基岩风化壳结构特征及油气地质意义:以柴达木盆地东坪地区基岩风化壳为例

近年来,不少学者开始关注基岩油藏,但有关基岩风化壳的研究尚未有报道.以柴达木盆地东坪地区基岩风化壳为研究对象,结合东坪地区的地质资料、测井资料及地球化学资料,对花岗质基岩风化壳的结构特征及其与油气储集的关系进行了系统的研究.结果表明:(1) 建立了以Al₂O₃、CaO、Na₂O、K₂O为主要判别依据的花岗质基岩风化指数,准确的识别出古土壤层、残积层、半风化层、未风化层;(2) 根据成像测井响应特征及常规测井曲线可以很好地识别古风化壳特征;(3) 东坪地区基岩风化壳的主要储集空间有基岩溶蚀孔洞、基质矿物溶孔和基岩裂缝,共3种,为致密储层,风化壳由风化基面向上,孔隙逐渐发育,至半风化岩石中部的孔隙度较大,且以大孔隙为主,由半风化岩石到风化粘土层,孔隙的规模变小,逐渐以微孔隙为主,纵向上,孔隙度与风化程度、构造缝发育情况、埋藏深度及其和应力释放中心的距离具有相关性.风化壳的存在大大的改善了储层物性,扩展了含气面积,增加了含气层系,对花岗质基岩地层油气藏和深层油气勘探具有重要的理论价值和科学意义.      

鄂尔多斯盆地北部古风化壳岩石-流体反应动力学模拟研究

古风化壳在油气储集、运聚中占重要地位，如华北、鄂尔多斯、塔里木盆地等地区重要油气藏的形成，与其碳酸盐岩顶部古风化壳密切相关。综合应用流体动力学、化学动力学及化学热力学理论，对古风化壳风化期岩石-流体相互作用过程动态模拟，重现古风化壳风化期流体动力场和化学动力场，从而达到定量预测古风化壳风化期物性参数（如孔隙度、渗透率等）变化的目的，最终为储层定量评价提供参数。岩石-流体反应动力学模拟是通过计算机对岩石与流体相互作用过程作一个动态再现，具有重要理论价值与实际意义     

不整合空间结构与油气成藏综述

不整合是由不整合面及其上、下岩石三部分组成,在空间上具有三层结构,即不整合面之上的岩石、不整合面之下的风化粘土层以及风化粘土层之下的半风化岩石。风化粘土层在上覆沉积物压实作用下岩性较致密,具有良好的封盖能力。不整合面之上的高孔渗岩石(主要为砂岩、砾岩)和不整合面之下裂隙、溶蚀孔洞发育的半风化岩石(主要为砂岩、砾岩、碳酸盐岩、火山岩及变质岩)既可作为油气运移通道,又可成为油气聚集的有效储层。由于构造部位、岩性等因素的影响,不整合空间结构复杂多变,导致不整合油气藏成藏规律复杂,因此,不整合空间结构研究对不整合油气藏勘探具有重要的指导意义。     

准噶尔盆地滴西地区石炭系火山岩储集性能分布规律研究

火山岩储集性能分布的非均质性非常强,探索其分布规律成为火山岩油气勘探的难点和重要任务。本文以实际岩心及其分析化验等资料为基础,从滴西地区取心最佳储集性能段、最差储集性能段、风化壳储集性能分布模式、薄层熔岩储集性能分布模式、厚层熔岩储集性能分布模式等方面总结了石炭系火山岩储集性能的垂向分布规律,同时分析了储集性能的平面分布情况。火山熔岩储集性能在垂向上的分布差异,成岩阶段主要受岩相的影响,后期主要受构造作用及风化溶蚀作用等的影响。受成岩阶段岩相的影响,溢流相上部亚相和下部亚相均有可能形成较好的储集性能。与碎屑岩互层的薄层熔岩常具有较好的储集性能。与碎屑岩互层的厚层熔岩段的底部储集性能可能较好,其次是顶部,而中部常沦落为储集性能相对较差的位置。风化壳的风化粘土层、强风化带、中等风化带、弱风化带、未风化带5个垂向分带结构中,中等风化带往往具备相对最佳的储集条件。应用W风化指数新型工具对火山岩进行风化程度评估显示,准噶尔盆地火山岩具有多期风化的特征,并残留有大量未风化、轻微风化及中等风化的火山岩,这其中不乏储集性能优良的岩性段。从平面分布来看,研究区域火山岩储集性能具有强烈的各向异性特征,常表现为局部富集,快速变迁,随机分布。     

准噶尔盆地油气沿不整合运移的主控因素分析

准噶尔盆地不整合上下发现了众多油气藏，表明不整合是油气运聚的有利通道。通过对不整合上下地层中含油气流体活动特点的分析，提出了不整合的垂向结构是控制油气沿不整合运移的主导要素。不整合从垂向上可划分为上(底砾岩)下(风化壳)两层结构，有时下层风化壳顶部也会发育一层厚度不均的粘土层，使得不整合表现为三层结构。其中，风化壳又包括风化破碎型(火山岩)和风化淋滤型(碎屑岩)两类。基于底砾岩的沉积特征和风化壳的类型，从垂向结构入手，进一步将不整合划分为基岩披覆、砂砾岩和砂泥岩对接等三大类型:基岩披覆型不整合在本区对油气运移最为有利，砂砾岩型不整合次之，而砂泥岩对接型不整合一般不能成为油气运移通道。     

柴达木盆地东坪地区基岩风化壳特征

柴达木盆地阿尔金山前斜坡带发现了规模分布的东坪基岩气田,其基岩风化壳的作用成为关注的问题。依据元素分析、X-射线衍射分析、岩心薄片观察,常规测井响应和成像测井响应特征,识别出东坪地区基岩风化壳发育不同结构层,且不同结构层的储集特征有很大差异。研究表明,基岩风化壳结构可划分为土壤层、完全风化层和半风化层,而半风化层又可进一步分为溶蚀带和崩解带;其中土壤层厚度0~2 m,完全风化层厚度4~15 m,溶蚀带厚度365~164 m,崩解带厚度300~1 000 m。基岩半风化层是储层发育带,其中溶蚀带储集物性好于崩解带,溶蚀带发育较多的溶蚀孔洞和溶蚀加宽的网状裂缝,孔隙度范围2%~16%;而崩解带发育弱溶蚀构造缝和节理缝,孔隙度范围2%~8%。东坪地区大规模发育基岩风化壳为柴达木盆地远离烃源岩灶的斜坡地区寻找油气提供了借鉴依据。     

自生粘土矿物对文昌A凹陷深部储层的制约

目前关于自生粘土矿物对深层孔隙结构及油气运聚的影响方面的研究十分薄弱.综合利用铸体薄片、全岩XRD、扫描电镜、恒速压汞等测试手段,分析自生粘土矿物对孔隙连通性、孔喉直径及其分布的影响,并结合埋藏史和生烃史探讨了低渗透砂岩不同孔隙结构类型的油气差异富集条件.珠海组深部储层压实作用较强,自生粘土矿物含量较高.碎屑颗粒以线接触-凹凸接触为主,识别出"孔隙+粗喉道"和"喉道主控"2种孔隙结构类型,前者孔隙体积和粗喉道占比较高,后者主要以细喉道为主;自生粘土矿物分割占据大量孔喉空间,自生伊利石主要为孔喉充填型,自生绿泥石主要为颗粒包壳型;珠海组储层与下渐新统恩平组烃源岩不整合接触形成纵向"下生上储"、横向连续分布的有利源储组合,烃源岩持续生烃.珠海组是典型的深埋藏碎屑岩低渗储层,仍具备良好的储集条件,储层发育受机械压实作用和自生粘土矿物共同控制;压实作用是原生孔隙损失的初始因素,以绿泥石和伊利石为代表的自生粘土矿物高度发育是制约优质储层发育的关键因素.      

叠合型不整合结构与油气分布样式：以塔中石炭系东河砂岩为例

探讨了东河砂岩三级层序界面处发育的不整合结构在空间上有序分布所造成油气的差异运聚。将东河砂岩划分为底部不整合上覆层、原状输导层、风化残余层、风化黏土层、顶部不整合上覆层和区域盖层6类成藏结构单元。成藏结构单元在塔中西北地区和塔中东南地区组成不同,构成两类7种不整合成藏结构样式。两类成藏结构样式分别对应两类的油气藏组合:(1)在塔中地区西北部成藏结构单元被分隔,油气沿东河砂岩段顶部风化黏土层及盖层底部发生运移,形成不整合遮挡型油气藏组合,包括不整合上覆层背斜油气藏、不整合上覆层岩性油气藏和风化残余层低幅背斜油气藏3种油气藏;(2)在东南地区成藏结构单元之间发生连通,油气底部不整合上覆层和盖层底部向隆起部位侧向输导,形成不整合连通型油气藏组合,包括连通型背斜油气藏和连通型地层超覆油气藏2种油气藏。这为东河砂岩的进一步勘探开发提供了指导。