尼日尔三角洲深水勘探研究面临的挑战及其对策

面对深水勘探开发钻井和工程难度大、经济投资成本高的特点,针对深水区复杂油气藏,本文首先在深水研究区从深水重力构造形成机制和深水沉积储层研究入手,创新了深水研究区成藏规律认识。在深水重力构造研究方面,发现其由陆向海的演化模式,按演化和特征分成3种类型,建立深水沉积和重力控制下的构造模式;在深水沉积研究方面,以刻画深水沉积特征为基础,分析了海平面升降影响和重力流密度对深水沉积的控制作用,建立了两种深水沉积模式;然后通过研究重力构造、深水沉积与油气成藏三者的关系,确立了重力构造对深水油气成藏的主控作用,以及深水沉积储层与油气富集规律的关系,建立了深水油气成藏模式。在此基础上,提出了以断层为线索,落实构造,追踪油气,以沉积为单元,计算储量和资源量,进行深水高效勘探评价的新方法。并将上述思路应用到深水复杂油气藏勘探研究中,取得了较好的实际效果。     

Challenges Faced with Deep Water Exploration and Research in Niger Delta and Its Strategies

面对深水勘探开发钻井和工程难度大、经济投资成本高的特点,针对深水区复杂油气藏,本文首先在深水研究区从深水重力构造形成机制和深水沉积储层研究入手,创新了深水研究区成藏规律认识.在深水重力构造研究方面,发现其由陆向海的演化模式,按演化和特征分成3种类型,建立深水沉积和重力控制下的构造模式;在深水沉积研究方面,以刻画深水沉积特征为基础,分析了海平面升降影响和重力流密度对深水沉积的控制作用,建立了两种深水沉积模式;然后通过研究重力构造、深水沉积与油气成藏三者的关系,确立了重力构造对深水油气成藏的主控作用,以及深水沉积储层与油气富集规律的关系,建立了深水油气成藏模式.在此基础上,提出了以断层为线索,落实构造,追踪油气,以沉积为单元,计算储量和资源量,进行深水高效勘探评价的新方法.并将上述思路应用到深水复杂油气藏勘探研究中,取得了较好的实际效果.     

中国湖相沉积物重力流研究的过去、现在与未来

深水重力流沉积领域是当前全球油气勘探与研究的热点,陆相盆地深水重力流沉积研究在我国已有50年历程,大致可以分为3个阶段,即浊流理论探索与发展阶段（1970—1980年）、浊流理论工业化应用阶段（1990—2000年）和砂质碎屑流研究阶段（2010年以后）。近10年来,随着国际深水沉积理论的发展与我国油气勘探技术的进步,湖盆深水沉积研究工作进展迅速,涌现出了大量的新成果、新认识,主要包括以下4个方面: 1）湖盆中央深水区至少存在浊流、异重流、砂质碎屑流及底流4种类型的重力流与牵引流沉积;2）湖盆中不同类型的流体在搬运与沉积过程中存在互相转化,形成混合事件层（Hybrid Event Bed）;3）建立了湖相砂质碎屑流搬运—沉积过程的鉴别标志—— “泥包砾”结构（Mud-coated intraclasts）;4）地震沉积学理论与技术方法在湖相重力流内部沉积单元解剖、湖盆深水沉积模式建立等方面取得巨大成功。展望未来,为适应油气工业勘探开发需求,湖盆深水沉积研究发展趋势主要有5个方面: 1）深水砂体成因类型划分、搬运—沉积过程及沉积模式的建立与完善;2）深水泥页岩（细粒沉积）成因机理、类型划分及其油气意义研究;3）深水沉积“源—汇”系统与地震响应及评价预测研究;4）深水沉积搬运—沉积过程实验模拟研究;5）新的深水沉积理论体系建立及其在油气勘探开发中的应用。     

源外斜坡区油气成藏要素研究——以松辽盆地北部西部斜坡区为例

勘探证实,松辽盆地北部西部斜坡区已发现的富拉尔基油田、江桥油田、二站-阿拉新油气田、白音诺勒油气田和平洋油气田超出有效烃源岩的展布范围,距离生油凹陷30～100km,成藏要素一直是制约该区油气勘探的核心问题。本文以构造地质学、沉积地质学和石油地质学等理论为指导,开展了松辽盆地北部西部斜坡区构造特征、沉积特征、典型油气藏解剖研究。深入剖析了研究区油气成藏的主控因素,表明已发现的油气主要富集在四个鼻状构造带和超覆带上,储集砂体为三角洲前缘的分流河道砂体、河口坝、远砂坝和席状砂,指出该区油气成藏和富集程度受构造和沉积砂体类型双重控制。典型油气藏解剖表明,该区油气藏类型丰富,主要发育微幅度构造油藏、岩性-构造油藏、构造-岩性及岩性上倾尖灭等油气藏类型。结合构造、断裂、沉积及油气运移等因素,建立了研究区油气成藏模式,指出不整合面、断层和砂体是油气输导通道,为今后该区油气勘探指明了方向。     

重力流主导的深水沉积特征及其模式——以共和盆地下三叠统为例

深水沉积具有良好的油气勘探前景,近年来已成为沉积学研究的前缘和油气工业界关注的焦点。以共和盆地下三叠统为例,通过野外剖面的详细观察描述,结合室内镜下薄片鉴定与粒度分析,对深水沉积类型、沉积特征、垂向组合、成因机制以及沉积模式进行系统研究。共和盆地早三叠世深水沉积类型主要有滑塌型深水重力流沉积、底流沉积以及深水悬浮沉积,其中滑塌型深水重力流沉积又可识别出滑塌沉积、砂质碎屑流沉积与浊流沉积三种类型。滑塌沉积常见以同沉积褶皱为代表的多种软沉积物变形构造;砂质碎屑流沉积以块状砂岩为主,内部可见砂质团块、泥砾或泥质撕裂屑,块状砂岩顶底与相邻岩层均为突变接触;浊流沉积普遍发育正粒序,可见不完整的鲍马序列,底面常见多种类型的底模构造;底流沉积发育多种牵引流沉积构造。研究区软沉积物变形构造类型丰富,其中滑塌层内的软沉积物变形构造主要在斜坡滑塌过程中形成;未发生滑塌层内的软沉积物变形构造主要因地震使沉积物发生液化作用及流体化作用而形成。在综合分析盆地构造背景、深水沉积分布规律、重力流触发机制的基础上,建立了共和盆地早三叠世滑塌型重力流主导的深水沉积模式。滑塌型重力流主要由地震以及火山事件触发,水道化的地区会形成大面积的海底扇沉积体系。底流作为深水环境中不可忽视的动力因素,往往会对重力流沉积进行后期改造而使其物性变好。深水悬浮沉积作为一种背景沉积,在重力流事件的间歇期成为主要的深水沉积物。研究显示内扇、中扇可作为致密砂岩油气的勘探区,外扇可进行页岩油气勘探。     

渤海湾盆地沉积斜坡及其含油气性

将渤海湾盆地的沉积斜坡按结构分为3类4种,并归纳出4种相应的沉积序列;按沉积相将砂体划分为8种储集层类型,以河流——三角洲砂为最佳储层;并归纳出斜坡带的4种油气藏分布模式;总结了斜坡带油气聚集的基本条件;通过对4种斜坡的类比表明:凹坡型为最佳含油斜坡。并对冀中坳陷斜坡带的油气勘探提出了建议。      

贝西斜坡构造特征、油气分布规律及控油因素

贝西斜坡位于海拉尔盆地贝尔凹陷西北部地区,目前处于勘探时期,勘探面积约700km^2,目的层系主要为南屯组,为一套扇三角洲一湖泊沉积体系。在深入了解海拉尔盆地贝尔凹陷区域构造背景的基础上,探讨了贝西斜坡的构造特征、构造演化过程及油气成藏条件,总结了贝西斜坡的油气聚集规律。     

柴达木盆地北缘早奥陶世台地-斜坡-盆地相沉积特征及控制因素

通过对柴北缘地区的野外地质调查及室内实验分析,根据地质剖面中发育的岩石组合类型、沉积构造等特征,对研究区早奥陶世台地斜坡盆地相沉积体系进行了详细研究。认为研究区早古生代持续的海平面上升、柴北缘洋陆俯冲及陆弧碰撞是控制该时期盆山格局及沉积充填演化的重要因素。柴北缘早奥陶世台地边缘颗粒滩相发育在多泉山组中下部,岩性以生物碎屑灰岩、鲕粒灰岩以及泥晶灰岩为特征。而研究区斜坡相深水物质主要是由重力流搬运的碳酸盐岩再沉积物组成,共识别出包括细粒沉降微晶泥、滑塌角砾岩、颗粒流、瘤状灰岩、碎屑流以及浊积岩等不同类型的斜坡异地沉积物。研究区盆地相处于碳酸盐岩沉积体系岛弧碎屑岩沉积体系两大沉积体系的转换位置。受到柴北缘洋陆俯冲及陆弧碰撞等影响,隆升的陆壳基底及大陆岛弧物质向盆地提供大量碎屑物质,因此在靠近岛弧边缘地区发育了砂质碎屑流、浊流等重力流沉积体系下的弧后盆地沉积产物。     

鄂尔多斯盆地奥陶系平凉组深水沉积特征

奥陶系平凉组是鄂尔多斯盆地早古生代深水沉积最发育的地层，研究平凉组沉积体系类型和特征，不仅有助于深入理解平凉组沉积时期的古地理格局和构造特征，而且对于油气勘探也具有重要的价值。基于对盆地西南缘平凉组及其相同时代地层的野外调查和室内综合研究，从地层的空间分布、岩石类型、结构构造、沉积相、有机地化特征等方面，对鄂尔多斯盆地平凉组进行了系统研究。研究表明，平凉组发育深水原地沉积、牵引流沉积、重力流沉积、火山碎屑岩及震积岩，形成一套台地前缘斜坡和深水盆地沉积组合。结合构造背景和沉积组合，建立了平凉组的深水沉积模式：平凉组沉积初期水体较浅，等深流沉积不发育，以重力流沉积为主；到中晚期，随着水体的加深，重力流减弱，先存沉积普遍受到等深流的改造。平凉组的深水沉积同样也有利于油气成藏。综合考虑地层厚度、岩石类型、沉积相、有机质类型和含量及热演化程度，优选出了平凉组的有利油气勘探区，主要分布于乌海以南、石嘴山—贺兰以东、鄂托克前旗以西之间，呈南北向条带状展布，面积约1×10⁴ km²。勘探核心区位于贺兰以东、天环坳陷内的部分区域。     

珠江口盆地白云凹陷沉积演化模式与油气成藏关系探讨

在现有的钻井、测井、地球物理及古生物等资料的基础上,应用储层沉积学、层序地层学等方法,深入研究了白云凹陷沉积充填演化模式及其展布规律。由于受重大构造事件、气候、物源供给、古地理和海平面变化等多种因素的影响,白云凹陷形成了独特的三层结构及多类型盆地叠置的沉积体系,其对深水油气形成及其分布富集特征等均具有深刻的影响和制约。同时,笔者在上述研究的基础上,还综合分析了白云深水区烃源岩生烃潜力、储盖组合及深水扇沉积体系与油气运聚成藏之间的成因耦合关系。白云凹陷深水扇圈闭成藏的烃源应以恩平组烃源岩的贡献为主,凹陷主体应以深水扇储层及其形成的各种圈闭为目标,周边以23.8Ma以前的浅水砂岩储层及其大型披覆构造为勘探重点,以期获得深水油气勘探的新突破。     

中国含油气盆地沉积研究主要科学问题与发展分析

沉积相研究发展与人类的生存和矿产资源勘探开发密切相关。该文在简单回顾了近200年的沉积学发展历史的基础上,分析了国际和中国沉积学关注的学科热点问题。国际沉积学会重点关注的问题主要包括国际大洋钻探计划、深-时气候变化与全球海平面变化、源-汇系统、碳酸盐岩沉积环境、混合沉积、微生物岩、陆架边缘三角洲、重力流、细粒沉积、构造-沉积学、火山沉积学和地震沉积学。中国的沉积学家的研究则主要着眼于陆相沉积、陆相盆地沉积模型、南海沉积、不同类型盆地沉积过程差异、浅水三角洲与陆架边缘三角洲、不同尺度与不同地质年代源-汇系统、中国南部小型克拉通盆地内的碳酸盐岩沉积等问题。总体上,当前研究热点主要包括:(1)陆相沉积环境;(2)滨岸与浅水沉积;(3)深水沉积与事件沉积;(4)碳酸盐岩沉积;(5)沉积过程与新方法。开展多类型盆地沉积动力学研究、创建具有中国区域特色的陆相沉积学理论体系、多学科交叉渗透、开展综合定量沉积学研究、创新沉积学研究方法和高效油气勘探开发是未来中国沉积研究的主要发展态势,沉积学这一重要的地质学分支学科将会更有效地指导油气资源勘探和开发。     

南海北部陆坡分类及成因分析

陆坡形态隐含了丰富的地质信息,其差异性是大陆边缘沉积、侵蚀过程长期交互作用的结果。利用横跨南海北部的二维地震测线,采取曲线拟合的研究手段,在南海北部识别出了下凹型、平直型、"S"型等三种类型的陆坡。下凹型陆坡发育在莺歌海-琼东南西部、珠江口中部两个陆坡区,但其成因不同,前者主要受控于快速的沉积物供给,而后者受到陆架边缘三角洲进积和海底峡谷侵蚀的联合作用;平直型陆坡仅见于琼东南东部地区,其主控因素为弱的沉积物供给和较快的构造沉降;"S"型陆坡发育在珠江口地区的两翼,其形成明显受到海流和内波等外作用的改造。不同类型的陆坡具有特定的地层叠置样式、陆架坡折迁移轨迹类型和沉积体系分布特征。对陆坡类型的研究有助于建立沉积过程和产物的预测模式,从而指导古代陆坡的深水油气勘探。     

当今沉积学研究热点讨论——第20届国际沉积学大会评述

第20届国际沉积学大会于2018年8月13日-17日在加拿大魁北克城召开。来自51个国家、930余名专家学者参加了本次会议。基于本届大会论文专题设置情况,指出目前沉积学研究热点主要包含人类世沉积学、湖泊沉积环境、深水沉积过程、“源-汇”系统、微生物岩沉积学及沉积过程模拟等多个主要方面。当前人类活动对地貌影响、沉积物收支平衡影响不容忽视;湖泊沉积砂体研究不仅具有油气勘探价值,而且对古气候研究具有重要意义;沉积深水重力流的流态特征、沉积机理及实地监测等研究取得较大进展;“源-汇”系统研究思想在盆地构造演化、源区母岩性质及沉积物分散样式等方面具有更加实际的指导意义;微生物岩沉积学研究进展包括微生物矿化作用、成岩作用及其对于古地理重建的意义等方面;沉积物风化过程及其在不同环境下搬运及沉积过程是目前沉积学物理、数值模拟的主要内容。就近年来国际沉积学会议热点以及国际重点地质研究计划的实施情况来看,认为深时沉积记录、过程-产物研究方法、多学科交叉渗透是未来若干年内沉积学的发展方向。我国当今沉积学研究以应用沉积学为主,除了重视现代实验分析技术,还应加强野外基本地质研究方法和沉积过程机理研究。在沉积学快速发展的黄金时期,应抓住难得的机遇,不断将我国沉积学研究推向国际先进水平。     

西湖凹陷西斜坡平湖组烃源岩沉积成因分析

西湖凹陷西斜坡是东海盆地当前油气勘探的现实选择和主要领域，但以往研究在烃源岩形成条件和分布规律等基本地质问题方面尚未形成共识.在沉积学、煤岩学和有机地球化学等理论指导下，利用钻井、烃源岩有机地球化学及古生物等资料，对西湖凹陷西斜坡钻井揭示的平湖组烃源岩成因类型和形成条件进行了全面系统分析，建立了与沉积环境相对应的有机相划分方法，并总结了平面分布规律.研究表明，烃源岩主要为煤系烃源岩，次要为海相泥岩；西斜坡中北部以受潮汐影响的三角洲-障壁海岸沉积体系为主，西斜坡中南部为潮坪-半封闭海湾体系；沉积环境差异决定了烃源岩类型的不同，潮坪-泻湖比三角洲具有更高的煤系发育程度和生烃能力.研究结果对西斜坡烃源岩评价和储层预测及勘探部署有较大指导作用.      

The Carboniferous Southern Pennine Basin,UK

Many of the Carboniferous outcrops located in the Derbyshire region of the Peak District National Park, UK, have provided sites for both significant and pioneering research relating to the clastic sedimentology of marine palaeoenvironments, particularly so during the 1960s and 1970s when early models describing the sedimentary architecture of fluvio‐deltaic, submarine‐slope and deep‐marine submarine‐fan sedimentation were first developed. The area was subject to hydrocarbon exploration from the 1920s to 1950s, which although unsuccessful in economic terms left a legacy of sub‐surface data. Despite a long‐history of sedimentological research, the deposits exposed at several classic localities in the Pennine Basin continue to broaden and challenge our current understanding of sedimentary processes to this day.     

沉积学研究热点与进展:第19届国际沉积学大会综述

基于第19届国际沉积学大会资料,分析了当前国际沉积学研究热点和研究进展,指出除了资源沉积学研究持续走热外,全球气候变化沉积记录、深水沉积与事件沉积和碳酸盐与微生物沉积成为当前沉积学3大热门研究领域。全球气候沉积记录领域的进展表现在气候的沉积记录载体研究,特殊地质时期或地域气候效应及早期气候宏观变化规律研究;深水沉积与事件沉积领域的进展包括水力跳跃、深水实地监测等重力流沉积过程研究,地震、海啸、洪水、火山等事件沉积学及重力流沉积预测及油气勘探;碳酸盐与微生物沉积领域的进展包含冷水碳酸盐沉积和微生物对碳酸盐沉积的控制。对比表明,中国沉积学研究在环境上关注河湖等陆相多,风成、冰川和海岸等研究较薄弱;性质上以资源沉积学等应用研究为主导,沉积动力过程等基础研究薄弱;热点领域上对深水沉积和非常规油气领域关注多,但多局限于沉积现象描述与油气勘探开发实践。笔者指出,注重碎屑物沉积动力过程和源—渠—汇系统分析,及时引进深水和冷水碳酸盐沉积理论、发展生物地质学,充分利用大量科探和油田钻孔资料开展全球气候研究,是近期中国沉积学突破的可能方向。     

地震沉积学在识别重力流沉积体系中的应用

探讨地震沉积学方法在识别陆相断陷盆地重力流沉积体系的研究思路。以歧口凹陷歧南斜坡沙一段的深水厚层砂岩为研究对象, 在现代沉积学和地震沉积学理论和方法的指导下、分频解释和时频分析技术建立高频等时格架的基础上, 通过岩芯相精细描述确定沙一段主要发育重力流水道沉积体系。形成了以古地貌和地震属性约束物源方向, 预测重力流水道的宏观展布;地层切片、反演与三维可视化相结合刻画砂体空间展布形态的断陷湖盆沟道型重力流地震沉积学识别方法和技术。应用该方法对歧南斜坡重力流水道砂体进行了精细刻画, 为在歧口凹陷广泛发育的湖相泥岩中寻找岩性油气藏开辟新的勘探领域, 并在歧口凹陷油气勘探中取得了良好的应用效果, 同时也丰富和发展了断陷盆地重力流沉积体系的地震沉积学研究成果。     

湖相深水块状砂岩特征、成因及发育模式——以南堡凹陷东营组为例

块状砂岩因其厚度大、储层物性较好而成为深水沉积油气勘探开发中最重要的目标。沉积构造相对简单,但变化迅速且组构特征多变。为了探索不同块状砂岩的成因及其联系,建立预测性地质模型,首先将南堡凹陷东营组深水块状砂岩分为2类8种岩相和10种岩相组合,其中单期砂层顶部常含漂浮状砾石,形态多变、内外源均有。本区块状砂岩成分成熟度差,结构成熟度不稳定,粒度累积概率曲线反映了3种搬运过程:多流体改造型、三角洲前缘继承型和混杂快速冻结型。成因分析认为,块状砂岩以砂质碎屑流搬运为主,真正碎屑流和颗粒流次之,并见部分砂质滑塌成因;常与浊流、泥流、泥质滑塌沉积伴生,发育5种相序组合,其中砂质碎屑流-浊流、砂质碎屑流-泥流组合最常见。高密度流体内沉积物浓度分层与特殊的流速剖面共同控制下塑性层流与牛顿紊流间的界面控制了漂浮状砾石搬运和沉积。最后,建立了陡坡带外源型、陡坡带内源型和缓坡地内源型深水沉积过程及块状砂岩发育模式,为断陷盆地深水沉积砂岩储层的预测提供了新思路。     

Delta-fed turbidites in a lacustrine rift basin: the Eocene Dongying depression,Bohai Bay Basin,East China

Sediment avalanche from delta ramp is one of the significant development mechanisms for a turbidite system in a lacustrine basin. To advance our understanding of deep-water sedimentary processes in a lacustrine delta ramp, delta-fed turbidites in the Eocene Dongying depression of the Bohai Bay Basin were studied using core data, 3-D seismic data and well log data. Sandy debris flows, muddy debris flows, mud flows, turbidity currents, slides, sandy slumps and muddy slumps were interpreted based on the identification of lithofacies. Data indicates that deep-water sedimentary processes in the study area were dominated by debris flows and slumps, which accounted for ～68% and 25% (in thickness) of total gravity flow deposits, respectively; turbidity-current deposits only accounted for ～5%. Mapping of turbidites showed that most were deposited after short-distance transportation (<20 km), restricted by the scale of deep-water areas and local topography. Channels, depositional lobes, debris flow tongues, muddy turbiditic sheets, slides and slumps were identified in a delta-fed ramp system. Slides and slumps were dominant at the base of slopes or at the hanging walls of growth faults with strong tectonic activity. Channels and depositional lobes developed in gentle, low-lying areas, where sediments were transported longer distances. Sand-rich sediment supply, short-distance transportation and local topography were crucial factors that controlled sedimentation of this ramp system. Channels generally lacked levees and only produced scattered sandstones because of possible hydroplaning of debris flow and unstable waterways. In addition to lobes, debris flow tongues could also be developed in front of channels. These findings have significant implications for hydrocarbon exploration of deep-water sandstone fed by deltas in a lacustrine basin.