陆相断陷咸化湖盆地层水化学场响应及与油气聚集关系--以渤海湾盆地东营凹陷为例

东营凹陷古近系水化学场分布与湖盆演化有着良好的对应关系,矿化度从深到浅逐渐降低,体现出沉积环境开放性的增强。高矿化度分布是咸化湖盆重要特征,盐岩溶解、扩散、运移和断裂沟通是其主要成因。在这种高矿化度地层水化学场中主要发育CaCl2水型,在盆地边缘低矿化度地层水中,以NaHCO3水型为主,同时发育有少量低—较高矿化度的Na2SO4水型和MgCl2水型。对东营凹陷大量实测地层水及油气性质资料分析表明：东营凹陷CaCl2水型指示地层封闭性条件较好的还原环境,在该环境中油气藏分布最为广泛,目前发现的高矿化度（>100 g/L）油藏与CaCl2水型相关; 低矿化度（30 g/L）Na2SO4水型的形成与膏盐有关,其中可形成原生油气藏; 低矿化度Na2SO4水型指示封闭性条件差的氧化环境,对油气聚集不利。研究结果表明,在东营凹陷断陷咸化湖盆中,含NaHCO3水型的地层环境更能代表地层水交替强烈的开放性沉积环境,而Na2SO4水型分布多与硫酸盐有关; 东营凹陷表现出高矿化度的NaHCO3水型和Na2SO4水型等异常地层水环境,但在各类型地层水环境中油气藏都有所发现,显示出典型断陷咸化湖盆中水化学场分布特征及与油气成藏之间独特的相互关系。     

陆相断陷咸化湖盆地层水化学场响应及与油气聚集关系——以渤海湾盆地东营凹陷为例

东营凹陷古近系水化学场分布与湖盆演化有着良好的对应关系,矿化度从深到浅逐渐降低,体现出沉积环境开放性的增强。高矿化度分布是咸化湖盆重要特征,盐岩溶解、扩散、运移和断裂沟通是其主要成因。在这种高矿化度地层水化学场中主要发育CaCl_2水型,在盆地边缘低矿化度地层水中,以NaHCO_3水型为主,同时发育有少量低—较高矿化度的Na_2SO_4水型和MgCl_2水型。对东营凹陷大量实测地层水及油气性质资料分析表明:东营凹陷CaCl_2水型指示地层封闭性条件较好的还原环境,在该环境中油气藏分布最为广泛,目前发现的高矿化度(100 g/L)油藏与CaCl_2水型相关;低矿化度(10 g/L)NaHCO_3水型指示封闭性条件差、水交替强烈的水文流畅环境,对油气聚集不利,可形成次生油气藏;高矿化度(30～100g/L)的NaHCO_3水型对油气聚集也有利,在该水型中多形成原生油气藏,其成因与地幔高浓度的CO_2运移及断裂通道的沟通作用有关;研究区高矿化度(30 g/L)Na_2SO_4水型的形成与膏盐有关,其中可形成原生油气藏;低矿化度Na_2SO_4水型指示封闭性条件差的氧化环境,对油气聚集不利。研究结果表明,在东营凹陷断陷咸化湖盆中,含NaHCO_3水型的地层环境更能代表地层水交替强烈的开放性沉积环境,而Na_2SO_4水型分布多与硫酸盐有关;东营凹陷表现出高矿化度的NaHCO_3水型和Na_2SO_4水型等异常地层水环境,但在各类型地层水环境中油气藏都有所发现,显示出典型断陷咸化湖盆中水化学场分布特征及与油气成藏之间独特的相互关系。     

济阳坳陷沾化凹陷古近系水化学场对湖盆演化的响应及其油气意义*

通过对沾化凹陷古近系1160条数据体的试油资料、原油物性资料的分析,对沾化凹陷古近系沙河街组四段到东营组的水化学场特征进行了研究,结果表明：沾化凹陷古近系水化学场分布特征与湖盆演化的旋回性有良好对应关系,从湖盆的断陷初期阶段到断陷鼎盛阶段（沙河街组四段到三段）,湖盆水体加深及淡化,矿化度及氯离子含量平均值逐渐下降;而在湖盆的总体萎缩阶段（从沙河街组二段到东营组沉积期）,水体总体变浅,矿化度及氯离子含量平均值总体增大。在各阶段,地层水类型均以NaHCO₃型占绝对优势（比例达到80％）,显示了典型的开放型湖盆的地层水场特征。NaHCO₃型地层水主要分布于地层水矿化度较低（<15 g/L）的地层中,指示了水交替活动强烈的开放水文环境,对油气保存不利;而相对较高矿化度（≥15 g/L）的NaHCO₃型地层水主要分布于生烃洼陷（渤南洼陷等）内部及义东断裂构造带附近,其成因主要与油气田形成和高含量的、以深部幔源为主的CO₂气及断裂沟通有关,其对应的原油密度基本小于0.9 g/mL,指示了相对有利的油气保存环境。     

断陷湖盆的沉积层序特征——以辽河盆地东部凹陷为例

通过对辽河盆地东部凹陷沙河街组－东营组沉积层序的研究得出,构造沉降是断陷湖盆层序的最主要控因。构造沉降级次控制着层序的级别,一次完整的继承性沉降形成一个Ｉ级层序,整体显示由细变粗的水退旋回;该沉降期内部又以沉降平静期为界分为三个沉降阶段,分别形成三个ＩＩ级层序,各层序都在一定程度上呈粗－细－粗的水进水退旋回;构造沉降的特点影响沉积层序的完整性;通过影响盆地的补偿性质,构造沉降速率控制着沉积相的类型及演化。     

断陷湖盆早期浅水三角洲沉积——以高邮凹陷永安地区戴一段为例

浅水三角洲作为沉积学和油气勘探领域的热点,目前研究主要集中在大型拗陷型盆地内,对断陷湖盆关注较少。通过充分调研区域地质背景并结合永安地区戴一段的岩心、录井、测井、地震、分析化验等资料进行系统研究后认为,戴一段处于断陷早期,地形较为平缓,水体宽浅且波动频繁,气候温暖湿润,物源供给充足,具备形成浅水三角洲的有利沉积条件。研究区浅水三角洲为近源沉积,以牵引流为主;砂岩中多见强水动力沉积构造;垂向上发育进积、加积的沉积序列,具平行、亚平行及叠瓦状地震反射特征;以前缘亚相为主体,相带宽阔,可分为内、外前缘沉积,水下分流河道构成主要骨架砂体;在向湖推进过程中受沉积物可容纳空间与沉积物补给量比值(A/S)变化的影响较大,不同成因砂体类型及沉积样式呈现有规律的分布。基于以上分析,最终建立了断陷湖盆早期浅水三角洲的沉积模式,在一定程度上对丰富浅水三角洲的沉积学认识并拓展永安地区乃至整个高邮凹陷斜坡带油气勘探的领域和范围具有一定指导意义。     

断陷湖盆超压封存箱形成机理与油气成藏机制——以渤海湾盆地东营凹陷为例

东营凹陷的超压分布于沙河街组三段中-下亚段大套泥岩和沙四段灰色膏盐岩段中,常压—低压系统发育于上部层段,包括沙二段上亚段、东营组、馆陶组、明化镇组和更新统,形成二元结构。这些发育程度不同的超压体系可以构成不同级别的超压封存箱系统,控制着油气的运移和聚集。超压封存箱的形成是一个地球化学自组织过程,与系统内的流体对流运动及成岩作用密切相关。超压体系构成了准封闭的超压封存箱型自源油气成藏动力学系统,同时也可以通过幕式排放为浅层的新近系及古近系的沙三段上亚段至东营组常压开放性它源油气成藏动力学系统提供油源及成藏动力。超压不但是油气运聚的主要动力,而且在其产生与演化的过程中能形成微裂缝型油气运聚隐蔽输导体系,是形成岩性等隐蔽油气藏的重要条件。超压和断裂形成陆相断陷湖盆断—压双控流体流动机制。断裂是超压体系卸压的重要渠道,也是幕式排放的主要途径;与断裂沟通的砂岩体及构造背斜等是有利的勘探目标,超压泥岩体周围的透镜状砂体是隐蔽油气藏的潜在目标。     

陆相断陷湖盆层序地层模式及控制因素研究——以惠民凹陷下第三系沙河街组为例

惠民凹陷是一典型的陆相断陷湖盆,研究表明:下第三系沙河街组二、三、四亚段可划分为3种层序类型,即断陷初期型、强断陷期型和断陷后期型层序。本次研究采用了体系域的四分方案。断陷初期红色地层层序,受气候因素控制明显,在层序演化上有其独特的特点。研究区发育断陷初期型、强断陷期型和断陷后期型3种类型沉积密集段,不同类型的沉积密集段在层序中所处位置不同,控制着不同的烃源岩厚度和油气资源储量。     

陆相断陷湖盆层序对成岩演化控制作用探讨——以东营箕状断陷湖盆古近系沙河街组为例

以层序地层研究为基础,根据铸体薄片、扫描电镜、镜质体反射率、X衍射及地球化学等分析,对东营凹陷沙河街组层序与成岩的关系进行了系统研究。研究结果表明:不同层序部位具有不同的成岩响应,低位体系域主要发育微晶方解石胶结、硬石膏胶结、黄铁矿胶结等,湖盆扩张体系域主要发育有铁碳酸盐胶结、粘土矿物胶结等;高位体系域主要发育有白云石胶结、铁白云石胶结、溶蚀作用、粘土矿物胶结等;层序界面附近主要发育溶蚀现象和铁碳酸盐岩胶结现象。层序发育过程中,原始水介质条件及元素富集规律是引起早期成岩响应的主要因素,并对早期的成岩物质组分造成强烈影响;讨论了层序对成岩演化的控制作用,主要体现在3个方面:a.层序发育控制了原始成岩组分,进而控制后期成岩改造;b.早期成岩作用对层序发育过程具有一定的响应关系,后期成岩改造掩盖了部分成岩响应;c.层序界面通过河流作用、沉积间断减缓压实作用、后期成岩流体的侵入作用对成岩演化造成影响。     

断陷湖盆碳酸盐与陆源碎屑混合沉积——以东营凹陷金家地区古近系沙河街组第四段上亚段为例

混合沉积是一种特殊的沉积类型,研究程度较低。金家地区处于东营凹陷的斜坡带,该区古近系沙河街组第四段上亚段发育了碳酸盐与陆源碎屑的混合沉积,研究认为该混合沉积为古湖泊内的混合沉积,可划分为混积砂滩亚相、混积砂坝亚相及半深湖混积亚相,混合沉积物既包括同层混合沉积物（灰质砂岩、砂质灰岩、泥质灰岩等）,又包括互层混合沉积物（砂岩与颗粒灰岩互层沉积等）,研究区的混合沉积受当时构造运动、碎屑物质供给量、湖平面的变化等诸多因素控制。     

陆相断陷湖盆T-R层序的特点及其控制因素——以东营凹陷古近系沙河街组三段层序地层为例

一般认为经典层序的湖(海)平面变化轨迹为正弦曲线,且可分出低位稳定、上升、高位稳定和下降4个阶段。按照Vail的层序地层学理论,每个三级层序由3个体系域组成,目前也有人认为划分出4个体系域更合适。但在断陷湖盆中,发育了一种特殊的层序,其湖平面变化呈折线,仅可分出上升阶段(T)和下降阶段(R),缺失稳定阶段,我们将此类层序称为T-R层序。潮湿气候条件下的幕式构造运动和沉积物快速充填是T-R层序形成的关键。层序发育的早期阶段,幕式构造运动产生新生可容空间,决定了T旋回的发育,形成了以深水泥岩、页岩等沉积为特征的湖侵域;晚期阶段,沉积物快速充填减少可容空间,决定了R旋回的演化,形成了以前积式砂体为特征的湖退域。T-R层序与油气勘探关系密切,湖侵域烃源岩发育,湖退域储层发育,并具有良好的生储盖组合条件。     

页岩油的储层特征及其影响因素分析——以沾化凹陷罗家地区为例

为查明沾化凹陷罗家地区古近系沙河街组三段下亚段页岩油的储层特征及其影响要素,通过岩心、薄片、扫描电镜等多种资料综合分析,开展页岩油储层岩性、储层空间类型、影响因素及页岩油储层评价参数的研究。结果表明: 综合矿物成分和沉积构造2个因素,可将研究区页岩油储层岩性划分为7种类型; 不同岩性储集空间发育有较大差异,纹层状泥质灰岩和纹层状灰岩储集空间最为发育,纹层状灰质泥岩储集空间较发育,块状泥岩储集空间发育一般,块状泥质灰岩、块状灰质泥岩及纹层状粉砂岩储集空间发育较差; 研究区页岩油储层储集空间的发育主要受矿物成分、沉积构造、有机质含量和赋存方式以及成岩作用的影响。以此为基础,选取方解石含量、纹层状构造、总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)含量、镜质体反射率(R_o)及孔隙度作为页岩油储层评价参数,将沾化凹陷罗家地区页岩油储层分为优质储层、有利储层和不利储层3类。     

Characteristics and influencing factors of shale oil reservoir: A case study of Luojia area in Zhanhua sag

In order to find out the characteristics and influencing factors of shale oil reservoir in the lower third member of Shahejie Formation of Paleogene in Luojia area of Zhanhua sag, the authors studied the lithology, space type, influencing factors and evaluation parameters of shale oil reservoir by comprehensive analysis of cores, thin sections, SEM and so on. The results show that mineral composition and sedimentary structure are two important factors, based on which the shale oil reservoir can be divided into seven types. The reservoir space of different lithological types varies greatly. Laminated argillaceous limestone and limestone reservoirs were mostly developed, and laminated gray mudstone reservoirs were relatively developed, followed by massive mudstone. The massive argillaceous limestone, massive grey mudstone and laminated siltstone reservoirs were less developed. The reservoir space of shale oil reservoir in the study area was mainly influenced by mineral composition, sedimentary structure, organic matter content and occurrence mode as well as diagenesis. On this basis, calcite content, laminar structure, TOC content, R_o and porosity were selected as evaluation parameters and the shale reservoir in Luojia area of Zhanhua sag was classified into three types: high quality reservoir, favorable reservoir and unfavorable reservoir.     

咸化湖盆沉积物有序分布及其控制因素——以渤南洼陷沙四上亚段为例

咸化湖盆存在碎屑岩、化学岩及混积岩共生的沉积现象,但多类型沉积物有序分布的机制尚不明确。本文以渤南洼陷沙四上亚段为例,开展了咸化湖盆多类型沉积物有序分布及控制因素的分析,结果表明：渤南洼陷沙四上亚段低位域沉积期以碎屑岩沉积为主,湖侵域和高位域则出现化学岩与混积岩,由近岸到远岸呈扇体、砂岩滩坝、混积岩滩坝、碳酸盐岩滩坝、盐湖、半深湖及深湖有序分布;化学岩主要受水体环境控制,水体古盐度大于10‰是化学岩形成的基础,盐度和深度共同控制碳酸盐岩、膏岩以及盐岩分布,同时水体深度对不同成因类型的碳酸盐岩及碎屑岩分布也产生影响;碎屑岩主要受物源地貌控制,物源区位置及物源供应强度决定着碎屑岩的沉积位置和规模大小,同时古碳酸盐岩的发育影响着现今碳酸盐岩的发育位置;古地貌位置的高低及坡度的陡缓决定着砂体成因类型,同时古地貌还影响着生物礁生长及碳酸盐沉淀;咸化湖盆多类型沉积物有序分布受古水深、古盐度、古物源、古地貌的共同作用。     

高频旋回地层约束下的湖相页岩有机质富集规律: 以东营凹陷古近系沙三下亚段为例*

与古气候和古环境息息相关的有机质发育特征的高精度预测,是油气地质研究的核心和难点,对中—低勘探程度沉积盆地常规油气或中高勘探程度沉积盆地中非常规油气的高效评价部署具有重要意义。本研究利用旋回地层学、地球化学技术,通过东营凹陷FY1井古近系沙河街组三段下亚段的高频旋回地层划分和古环境、古气候、有机质地球化学、矿物学分析,探索陆相泥页岩有机质在不同尺度旋回地层中的富集规律。结果表明: (1)在东营凹陷古近系沙三下亚段中识别出2个1.2 Ma超长斜率旋回、5个400 ka长偏心率旋回、21个96 ka短偏心率旋回、42个51 ka斜率旋回、103个19 ka岁差旋回。结合前期研究成果,以1.2 Ma、400 ka、96 ka波形曲线为依据,识别出2个长期、6个中期、21个短期基准面旋回; (2)东营凹陷沙三下亚段沉积时期古环境恢复与TOC数据对比分析证明,古气候演化与有机质富集之间基本同步,均受控于天文旋回,即超长斜率增大或长偏心率增大时期,气候温暖湿润,基准面升高,地层还原性增强,有利于有机质富集; (3)有机质的富集主要取决于古气候温暖湿润程度控制的古生产力和湖盆水体深度控制的有机质保存环境,长期与中期尺度旋回对有机质富集的控制程度高于短期旋回,因此在长期、中期尺度上,可以旋回波形曲线为依据进行古环境恢复和富有机质层的厘定。     

蜀南地区茅口组古岩溶缝洞系统与地层水化学性质的关系

在总结和分析451口井地层水测试资料的基础上,对蜀南地区茅口组地层水矿化度和水型特征进行研究,结合钻井、地震、测井等资料,系统总结了古岩溶的垂向分带模式,阐述了各岩溶带在剖面上的发育特征,并对不同化学性质的地层水的储存方式进行了分析。结果表明:该区地层水矿化度普遍较低,变化范围大,矿化度分布特征与地层水势能有关。CaCl2型地层水矿化度较高,具正向浓缩、深变质、渗流缓慢等特征,NaHCO3型、Na2SO4型、MgCl2型水矿化度较低,其出现与岩溶作用有关,所在地区的地层水性质不活跃。古岩溶带在垂向上可分为:表层岩溶带、垂直渗流岩溶带、水平径流岩溶带和深部潜流岩溶带,不同岩溶带特征各异。CaCl2型水的形成与大气淡水淋滤、地层压实释水和埋藏变质作用有关,以深层滞留水方式赋存于地层孔隙中,低矿化度水则以封存水方式储存于岩溶封闭体中。     

山东东营凹陷新近系地层水化学场特征及油气意义*

为揭示中国东部新生代浅部地层水化学场响应及油气意义,在东营凹陷新近系试油资料统计分析的基础上,对东营凹陷新近系的水化学场特征进行了研究。结果表明,与古近系沙河街组三段与四段封闭性滞留型水化学场特征明显不同,新近系馆陶组和明化镇组总体以低矿化度的NaHCO₃型地层水为主体（矿化度小于5 g/L）;其水化学剖面宏观上具有一定的分带性,大致可以划分为3种水文环境：强开放性水文流畅带(0～0.7km)、弱开放性水文阻滞过渡带(0.7～1.1km)和相对封闭性水文迟缓带(＞1.1km);在不同的水化学作用带,水岩作用和地层水矿化度、离子和离子参数具有不同的响应;东营凹陷新近系Ca相对海水富集(Ca_excess)和Na相对海水亏损(Na_deficient)的定量关系Ca_excess≤0.2367Na_deficient-0.6261,显示出明显的钠亏损特征,钙富集量也远低于世界盆地流体线(Basin Fluid Line,BFL;Davisson,1996)所代表的富集量,与同凹陷古近系沙三、沙四段封闭性水文地质系统中钠相对富集特征也明显不同,反映了地层水蒸发浓缩作用弱及与地表水交替活动强烈的水文地质作用特征;地层水化学场的分布影响了原油密度和天然气的分布规律,使得东营凹陷新近系原油密度与天然气相对密度在剖面上的分布规律与地层水分有良好的一致性。     

正断层三维生长和连接过程研究：以南海北部陆丰凹陷为例

正断层生长和侧向连接是最基本的三维地质构造问题，深入剖析其三维时 空演化过程对理解沉积盆地内正断层系统的形成与演化至关重要。 南海扩张时间和影响范围一直是国内外地学界研究的热点问题之一。南海北部珠江口盆地陆丰凹陷发育大量正断层，并覆盖有高精度二维地震反射剖面，成为研究上述问题的理想地区之一。本研究以陆丰凹陷为研究对象，开展三维构造解析和建模研究，为正断层系统三维时 空演化过程提供一个实例。研究结果表明：陆丰凹陷主控断层F1的生长和连接过程主要分三个阶段：晚白垩世—早古新世，两条断层分别形成并以孤立断层模式分别向两侧生长；早古新世—早渐新世，断层发生侧向连接作用合并为F1断层，连接处发育侧断坡；晚渐新世—中中新世，F1断层继续向两侧生长。基于F1断层定量分析（生长指数和断距），发现F1断层活动强度表现为先增加然后突然降低，其转折时间对应于T60界面，~23 Ma，较好地对应了西北次海盆扩张终止时间，说明南海北部扩张已经影响到陆丰凹陷。结合前人对珠江口盆地构造变形和演化研究，初步认为南海北部扩张波及的范围已跨过陆丰凹陷向大陆方向继续延伸，其北部边界可能对应于华南大陆南缘的滨海断裂带。本研究可为正断层系统三维生长过程研究提供案例，同时为南海扩张过程研究提供基础数据支撑。     

成岩作用对泥页岩储集性能的影响: 以东营凹陷古近系沙四上亚段为例*

陆相页岩油储集层孔隙结构特征及储集能力受泥页岩在埋藏过程中经历的复杂成岩改造影响,纵向上表现出显著的差异性,但相关研究仍不够深入。以渤海湾盆地东营凹陷古近系沙河街组沙四上亚段典型陆相富有机质泥页岩为研究对象,基于岩心观察描述、岩石薄片鉴定、扫描电镜等多尺度观察手段,结合X射线衍射分析、同位素地球化学分析、物性分析及能谱分析等测试资料,开展泥页岩成岩作用特征及其控储差异研究。研究结果表明: (1)研究区可识别出7种成岩作用类型,其中,建设性成岩作用以方解石重结晶、黏土矿物转化及白云石化作用为主; 沙四上亚段整体处于中成岩A阶段。(2)方解石重结晶、黏土矿物转化及白云石化作用在垂向上表现出显著的差异性演化特征,重结晶成因的亮晶方解石主要发育于纯上3小层与纯上2小层,黏土矿物转化所形成的晶间中—高孔区主要发育于纯上2小层; 研究区主要发育2种类型的白云石,其中,泥晶白云石主要发育于纯上3小层,微晶铁白云石主要发育于纯上1、2小层。(3)方解石重结晶和黏土矿物转化的协同使得纯上2小层产生了大量微孔,同时适量的铁白云石可作为骨架矿物支撑孔隙,有利于中深层孔隙的保存,是该小层成为优质储集层的关键。