深部流体及有机-无机相互作用下油气形成的基本内涵

含油气盆地作为地球系统中相对稳定的克拉通块体,从早期烃源岩发育环境、油气形成、储层溶蚀改造到油气聚集或者破坏都受到地球系统演化的影响.深部流体作为联系盆地内、外因素的纽带,以有机-无机相互作用的方式贯穿了油气形成和聚集的全过程.深部流体携带的营养物质促进了成烃生物的勃发和碳氢源的额外补充,有利于优质烃源岩的发育和提高烃源岩生烃潜力,其携带的能量促进了烃源岩早熟和高成熟烃源活化加氢生烃.深部富CO_2流体对碳酸盐岩、碎屑岩储层的溶蚀改造,改善了深层储集体空间,使得油气储集空间向更深延伸.深部超临界CO_2对深层滞留原油的萃取和泥页岩中CH_4的驱替,提高了深层和致密储层中烃类流动性.同时,深部流体携带的物质(C、H、催化物质)和能量不仅能够促使费托合成无机CH_4,促使有机质热演化生烃形成"热液石油",而且也能使得有机来源的原油发生热蚀变.因此,从地球层圈相互作用的视角看,深部流体不仅对沉积盆地输入了大量的外源C和H,改善了油气赋存空间,而且也提高了油气富集聚集效率.     

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩中黄铁矿的成因

塔里木盆地下古生界(特别是奥陶系)碳酸盐岩地层中常见大量自生黄铁矿存在于碳酸盐岩、裂缝和溶蚀孔洞以及岩溶角砾和岩溶孔洞充填砂泥碎屑物质中。根据产状和硫同位素值,黄铁矿可分为两组,一组的δ34S值范围为-25.7‰～-4.7‰,平均为-17.6‰,为细菌硫酸盐还原作用(BSR)成因,发生在碳酸盐岩被抬升至地表接受岩溶改造的时期;另一组的δ34S值范围为+11.2‰～+31.3‰,平均为21.8‰,是受岩浆作用的影响,在热化学硫酸盐还原作用(TSR)下形成的。通过分析认为塔里木盆地下古生界地层天然气中较高含量的H2S主要是TSR作用的产物。     

临南油田隔层类型划分及其分布规律研究

在对临南油田储层砂岩小层及单砂体精细划分对比基础上,通过对取心井的岩心观测和测井曲线分析,对小砂层之间的隔层进行了系统研究,按照岩性、岩相特征划分为3种主要类型：泥岩类隔层(I型隔层)、粉砂岩类隔层(Ⅱ型隔层)和钙质岩类隔层(Ⅲ型隔层)。并根据沉积相特点把I型隔层分为I^1型和I^2型,把Ⅱ型隔层分为Ⅱ^1型和Ⅱ^2型。这些不同类型的隔层在测井曲线形态、沉积组合关系和空间展布上都具有不同的特点。隔层分布不连续会造成砂层在垂向上局部的相互连通,上下砂层为砂坝砂体或河道砂体时,形成连通的原因不同,也分别具有各自不同的测井响应模式。根据隔层的岩性、电性特征和建立的连通模式,从测井曲线出发,对研究区内110多口井逐一进行了研究,最终揭示了隔层的空间展布规律,为剩余油预测和优化开采方案提供了依据。     

四川盆地下组合碳酸盐岩多成因岩溶储层发育特征及机制

四川盆地下组合(震旦系至石炭系)的震旦系至奥陶系碳酸盐岩中发育三种成因类型的岩溶,即构造不整合面岩溶、准同生期沉积间断岩溶和同生期岩溶。受多期区域性构造抬升作用的影响,下组合中形成多个区域性构造不整合面,之下的碳酸盐岩发育不整合面岩溶型储层。在碳酸盐岩沉积后的准同生浅埋藏阶段,受到局部短期构造抬升作用而暴露至地表,发生沉积间断和岩溶改造,从而在相对较为连续的厚层碳酸盐岩中发育多层的沉积间断岩溶型储层。受短期相对海平面下降影响,下寒武统龙王庙组颗粒滩相白云岩暴露至海平面之上,遭受同生期的大气降水岩溶改造,在相对海平面上升—下降频繁变化作用下,发育多层同生期滩相岩溶型储层。由于构造抬升作用以及相对海平面下降而形成的不同级别层序界面,决定了该级别层序界面之下岩溶型储层发育的分布范围和强度,并且多种成因类型的岩溶从早至晚依次叠置和复合改造,构成了下组合岩溶型碳酸盐岩储层在垂向和横向上广泛发育的格局。     

塔里木盆地热液流体活动及其对油气运移的影响

塔里木盆地奥陶系灰岩孔洞和裂缝中都可以见到大量的方解石充填,可以分为三种类型,即孔中方解石胶结物、CⅠ方解石脉和CⅡ方解石脉.CⅡ方解石脉具有较高的87Sr/86Sr比值,位于0.709103 ～0.710593之间,平均值为0.709538;较轻的碳氧同位素组成,其δ13CPDB值位于-5.67‰～-1.70‰之间,平均值为-2.95‰,δ18OPDB值位于-14.28‰～-7.88‰之间,平均值为-10.39‰.CⅡ方解石脉中的流体包裹体具有较高的均一温度,各样品平均值位于120.O～ 180.0℃之间.孔中方解石胶结物和CⅠ方解石脉在同位素组成和流体包裹体均一温度上较为一致,但都与CⅡ方解石脉有着显著的差别.综合比较各项分析测试结果,认为CⅡ方解石脉的形成与深部热液流体作用有关,而孔中方解石和CⅠ方解石脉则是从地层水中沉淀形成的.从热液流体中沉淀形成的CⅡ方解石脉中可见一定数量的油气包裹体,并且包裹体气相成分中除含有CO2外,还含有一定量的CH4和C2H6等有机组分.这些特征表明了热液流体在从深部向浅部活动过程中携带并促使了油气向浅部地层的运移.CⅡ方解石脉所具有的较轻的碳同位素组成是有机成因的CO2/CO32-在热液流体溶解携带油气时混入进了热液流体中的结果.热液流体主要通过降低原油粘度、减小油水界面张力来减小油气运移阻力,并能携带部分油气,从而促使油气沿断裂裂缝体系向浅部地层运移.     

塔里木盆地塔中45井油藏萤石化特征及其对储层的影响

塔中4 5井油藏是位于塔中地区中上奥陶统碳酸盐岩地层中的一个油藏,其储层中发现有大量的被原油充填的萤石脉。岩芯和镜下观察表明,萤石是通过交代方解石形成的,与萤石共生的有大量的热液矿物,如石英、黄铁矿、绿泥石等。萤石中的流体包裹体可分为两期:一期为原生包裹体,均一温度主要为2 6 0～310℃,最高达330℃,为萤石形成时的热液流体温度;另一期为次生包裹体,均一温度主要为10 0～130℃之间,含有大量有机包裹体,代表油气运移成藏的温度。矿物组合和原生包裹体均一温度特征表明萤石的形成与塔中地区热液活动有关。理论计算表明,萤石交代方解石后体积要减少33.5 % ,这将在很大程度上使储层的孔隙度增加。实际岩芯和镜下观察也发现,萤石中有大量的粒间孔隙,并被原油所充填。因此认为,塔中地区的热液活动以及萤石的沉淀在很大程度上改善了储层的储集性,使其更有利于油气的聚集。     

香港坪洲岛坪洲组中钙芒硝假晶的确定及其成因探讨

本文通过野外地质调查、显微鉴定分析、EPMA测试和 X射线分析 ,确定香港坪洲岛坪洲组地层中的方沸石、锥辉石和次生方解石等矿物部分是交代原始盐类矿物钙芒硝形成的 ,它们多以集合体方式构成钙芒硝假晶 ,具有钙芒硝的棱面体形态 ,并可以和区域上含钙芒硝的盐系地层进行对比。本文认为 ,原始钙芒硝为上述矿物的形成提供了 Na2 O和 Ca O,热液活动带来了部分 Si O2 ,通过交代蚀变作用形成了丰富的钙芒硝假晶。这一研究成果表明 ,坪洲组是一盐系地层 ,大鹏湾盆地在晚白垩世—古近纪时期是一演化程度较高的硫酸盐型蒸发岩盆地。     

石英E'心的热力学特征及其指示意义

石英EPR是一种利用矿物吸收的累积辐射能进行测年的技术方法,尽管多用于第四纪,但石英E'心在热活化后极大增强的EPR信号为拓展EPR的测年范围提供了契机.然而石英E'心的热活化条件及形成转化机理存在诸多争议.通过对花岗岩和断层带样品施加人工γ辐照,并通过步进式的阶梯退火实验,运用电子顺磁共振技术测定了不同辐射条件及温度条件下的石英E'心信号强度,探讨了石英E'心的增长和成因机理.结果表明,石英E'心可在常温常规γ辐照和高温加热2种条件下增长,并分别探讨了常温和高温E'心的测年方法及其地质意义.常温E'心的信号强度在150℃以下相对稳定,可用常规附加剂量法标定EPR信号强度以求取累积辐射能,常用于测定第四纪范围内断层的形成年龄;石英E'心在热活化后信号得到极大增强,可测定第四纪前的地质年龄,但需采用已知年龄的石英E'心热力学峰值强度作标杆或通过高剂量的γ辐照或中子辐照使氧空位再生,建立石英氧空位的剂量响应曲线以标定高温E'心代表的累积辐射能.E'心的热力学峰值通过步进式的阶梯退火实验确定,其在高温和常温时的信号强度比(I₂/I₁)具有记录辐射能和地质计时的意义.      

塔里木盆地热液活动地质地球化学特征及其对储层影响

塔里木盆地二叠纪时发生了强烈的岩浆-火山作用,与之相关的热液流体沿着断裂、裂缝以及不整合面活动,并与所经碳酸盐岩围岩发生反应,使围岩发生不同程度的溶蚀改造,主要表现在:1热液溶蚀和热褪色现象显著;2沉淀生成多种热液矿物组合,如萤石-石英组合、闪锌矿-绿泥石-方解石组合,重晶石-石英-黄铁矿-菱铁矿组合等;3热液作用区域碳酸盐岩成分发生了明显的变化,主要表现为Fe、Mn、Si等元素含量的升高,比正常灰岩高出几倍至几十倍。上述特点与岩溶作用和成岩溶蚀作用特征明显不同。对典型钻孔碳酸盐岩储层研究表明,无论灰岩还是白云岩,在热液作用下都会产生大量的微小溶蚀孔洞,储层物性得到明显的改善,因此热液作用是影响储层物性不可忽视的重要因素。     

深层-超深层碳酸盐岩储层发育机理新认识与特深层油气勘探方向

在深层碳酸盐岩层系中，已陆续发现了塔河、普光、元坝、安岳等一系列大型油气田，并形成了碳酸盐岩“三元控储”等成储理论认识。近年来，四川和塔里木盆地相继在超过7 000 m甚至8 000 m的超深层中发现了优质碳酸盐岩储层。深层储层类型更加多样，控储因素中，相带、流体、压力和断裂，以及它们之间相互作用的内涵更为丰富。结合近期大量新的超深钻探资料，持续开展了深层-超深层碳酸盐岩成储机理的研究。通过塔里木盆地塔河-顺北地区奥陶系和四川盆地二叠系栖霞组、茅口组的深化研究，进一步揭示了构造破裂和多类型流体耦合改造储集体的成储机制；通过上震旦统四川盆地灯影组和塔里木盆地奇格布拉克组的系统分析，揭示了新元古代“白云石海”沉积环境、早期溶蚀和早期油气充注在成储与孔隙保持中的关键作用；通过开展含膏岩层系白云岩成储的物理模拟实验，揭示了膏盐岩封盖及超压、较为封闭的环境下，白云石重结晶作用显著改善了储集物性。深层-超深层储层发育机理新认识丰富了“三元控储”理论，有效引领了超深层，乃至特深层的油气勘探。断控和断-溶双控储集体、古老微生物丘滩相白云岩储层，尤其是寒武系厚层膏盐岩之下的微生物丘滩相白云岩储层，在中西...