典型陆相开放性断陷湖盆水化学场响应——以渤海湾盆地沾化凹陷为例

通过对沾化凹陷古近系1 160条数据体的试油资料,内容包含矿化度、水型、各离子含量(氯离子、钠离子、钙离子、镁离子、碳酸氢根离子、硫酸根离子等)、原油物性(原油密度、粘度、凝固点及含蜡量等)的分析,对沾化凹陷古近系的水化学场特征进行了研究,研究结果表明,与东营凹陷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,沾化凹陷古近系在宏观上呈现一系列开放性敞流湖盆水化学场的重要特征:矿化度及各离子含量较低(矿化度平均在10 g/L 左右),平面上水化学场环带状特征及剖面上的分带性不明显,而主要呈现平面的分区性及剖面的旋回性; 主要发育NaHCO₃型地层水(比例达到80%),变质系数、碳酸盐平衡系数高(分别在1.0和50以上),显示地层水变质作用及交替活动能力强; 不同类型地层水Cl^--HCO₃^-响应有明显差异,低矿化度NaHCO₃型地层水rCl^-/r(HCO₃^-)比值基本小于10,表明研究区溶解、溶蚀作用明显; 少量Ca²⁺ 和Mg²⁺ 负相关性显示,在研究区这种白云岩化作用主要发生在CaCl₂型地层水中; Na⁺-Ca²⁺ 关系显示,Na相对亏损、Ca相对富集特征不明显,代表Ca的相对富集数量的流体线(Ca_excess=0.997 4(Na_deficit)＋29.355(R²=0.859 6))远低于世界平均盆地流体线; 原油物性响应明显,研究区大多次生稠油分布在低矿化度型地层水中,显示了原油在开放性敞流型湖盆地层水载体中发生运移、聚集时的稠化作用。受湖盆中各次级洼陷的不均衡性发育和演化,研究区这种总体开放性敞流湖盆水化学场特征并不排除局部(如渤南洼陷)有封闭性滞留型湖盆水化学场特征。     

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。     

惠民凹陷沙河街组地层水化学特征及其成因

根据惠民凹陷沙河街组水化学分析数据,探讨水化学成分分布特征,并初步进行地层水来源及成因方面的分析。研究结果表明:沙河街组发育的是以(Cl^-和Na⁺+K⁺为主要离子组分的(CaCl₂,型水,矿化度及其他水化学组分纵向上呈增加-减小交替变化的特点。各水化学参数反映凹陷内沙四段、沙三中下亚段和沙二段地层较好的封闭性,地层水总体被CaCO₃饱和,尚未达到CaSO₄饱和程度。与海水、湖水蒸发曲线进行对比,直观地反映水中离子的富集和贫乏程度,进而进行相应的地层水成因研究,即沙河街组地层水中Na⁺, Cl^-浓缩,Ca²⁺富集,以及Mg²⁺ 、 SO₄^2-贫乏的现象是蒸发浓缩作用、斜长石钠长石化、脱硫酸作用、有机质生烃等共同作用的结果。此外,平面上沙四段以上各层地层水矿化度低值区均分布在临南洼陷内,粘土矿物脱水作用可以解释洼陷及周边地层水的淡化现象。     

渤海湾盆地济阳坳陷沙河街组四段地层水特征及成盐指示

济阳坳陷是渤海湾盆地发育厚层含盐系地层的坳陷之一,其地层水的特征是研究中国东部裂谷系湖盆演化及成盐规律的重要媒介。济阳坳陷沙河街组地层水矿化度平均值从沙四段的41.2 g/L向浅部逐渐降低到14.2 g/L,反映了咸化湖盆逐渐淡化的趋势。沙河街组四段主要离子浓度与矿化度的关系表明,湖盆演化主要处于石盐析出阶段,且地层水物质组成具有富钙贫镁的特征。在平面上,东营凹陷矿化度最高,湖水经历了高度浓缩,在靠近陡坡带一侧的洼陷部位为地层水的高值区,发育厚层膏盐岩,向缓坡带一侧受陆源水系影响逐渐淡化。靠近陡坡带一侧的洼陷部位是成盐的有利区域,并具备形成富钾卤水矿的条件。     

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。     

沾化凹陷东北部地区地层水特征及成因分析

统计分析了沾化凹陷东北部地区地层水的矿化度、水化学类型和化学系数变化特征,讨论了影响地层水化学性质的因素及地层水成因。研究表明,地层水矿化度随深度减小,化学系数随深度增大;沙河街组以低矿化度NaHCO3型地层水为主,东营组和馆陶组以较高矿化度CaCl2型地层水为主。低矿化度NaHCO3型地层水是长石高岭土化作用的结果,高矿化度CaCl2型地层水成因是斜长石的钠长石化。     

歧口凹陷沙河街组成岩史分析和成岩阶段预测

渤海湾盆地歧口凹陷超压对有机质热演化、有机酸生成和水岩反应具有明显的抑制作用。在化学动力学模型中加入超压因子增加反应活化能,即可用于超压条件下有机质热演化和成岩作用的模拟。歧口凹陷深层(>3500m)主要为沙河街组(始新—渐新世)。在沙河街组沉积末期沙河街组三段(沙三段)就进入晚成岩阶段A₁期,烃源岩开始生烃,生、储、盖层发育史与圈闭发育史匹配良好,油气藏开始形成。在东营组沉积时期(渐新世)—新近纪,沙河街组大部分地层处于晚成岩阶段A₁—A₂期,是其主要成藏期。现今沙河街组一段、二段和三段的上部仍处于晚成岩阶段A₁—A₂期,有利于油气藏的形成。然而,沙三段的下部在歧口凹陷的北部地区已进入晚成岩阶段BC期,镜质组反射率Ro≥1.3%,烃源岩处于高过成熟阶段,储层物性较差,不利于成藏,但在南部地区的沙三段下部还处于晚成岩阶段A₁-A₂期,生、储、盖层发育,是油气聚集的有利地区。     

箕状断陷湖盆缓坡带层序地层格架内成岩特征研究——以东营凹陷南部缓坡带沙河街组为例

东营凹陷在沙河街组沉积期为北陡南缓的箕状断陷湖盆。通过钻井岩心、测井、薄片及扫描电镜分析,在断陷湖盆的南缓坡带古近系沙河街组中识别出了冲积扇、河流、三角洲和湖？白沉积体系,以及滨浅湖砂坝和缓坡远端浊积扇沉积相。建立了东营凹陷南部缓坡带层序地层格架及层序演化模式。在此基础上,详细研究了层序地层格架内的成岩作用特征。层序地层格架内主要成岩作用类型有压实作用、压溶作用、溶解作用等,成岩阶段为早成岩A、B期,晚成岩A、B期。层序地层格架内发育了碳酸盐胶结、石英次生加大、高岭石胶结和泥岩压实四种成岩相。     

东营断陷湖盆充填过程对烃源岩的控制作用研究

下第三系沙河街组是东营凹陷最重要的生油层段，精细研究发现沙河街组主力烃源岩在岩性岩相组合、有机质性质和组成等方面存在显著的差异性。通过分析盆地的沉积体系和演化序列，将沙河街组烃源岩自下而上划分为三个发展演化阶段，从湖盆形成早期的欠充填阶段经过平衡充填到最后的过充填，经历了一个完整的湖盆类型演变旋回过程，它们分别对应于岩石地层单元中的沙四上亚段、沙三下亚段和沙三中、上亚段。由于湖泊充填过程的阶段性导致了各充填单元烃源岩有机质的组成成分、有机质的保存务件和生物标志化合物等地球化学指标的差异性，而这些特征的差异性正说明了湖盆的充填过程控制了烃源岩的形成和发育。     

辽河西部凹陷南段致密砂岩地层水特征及其成因

<正>研究区位于渤海湾盆地辽河坳陷西部凹陷南段,总面积约700 km2。从下到上发育古近系沙河街组、东营组,新近系馆陶组、明化镇组和第四系。在沙河街组的致密砂岩中发现了工业气流,双202井日产气2.5×104 m3。在中国其他盆地致密砂岩气储层中地层水矿化度一般较高,水型为Ca Cl2型[1];但研究区沙河街组的地层水矿化度较低,水型以Na HCO3为主。地层水的特征是盆地内水-盐反应的综合体现。因此,致     

长试管静置沉降实验结果对湖盆细粒沉积纹层成因的启示*

沉积结构与沉积构造的研究是目前细粒沉积学中的重要内容。同时,富有机质泥/页岩的纹层成因也一直是困扰人们的难题。影响湖盆细粒沉积物纹层形成的因素很多,其中盐度、有机质含量是非常重要的因素,尤其是油页岩在淡水与咸水环境均可发育,其纹层的形成与水体盐度有何关系需要深入探讨。通过长试管静置实验,模拟并观察在静水条件下,黏土矿物、富有机质泥质沉积物在淡水、微咸水及咸水3种湖盆水体环境中的沉降过程与沉降速率,通过实验观察绘制沉降过程曲线并计算沉降速率。研究表明: 在淡水中富有机质泥的沉降速率明显高于黏土矿物的沉降速率;而在微咸水与咸水中,黏土矿物的沉降速率明显比富有机质泥要高;同时,2种类型的细粒沉积物在3类水体环境中各自的沉降速率也存在不同的规律。通过分析实验结果,指出在不同水介质条件下,絮凝作用类型的差异与浮力作用的影响是造成细粒沉积速率差异的主要原因。而有机质、黏土矿物及水体盐度共同控制细粒沉积物的沉降速率,一旦这些条件发生变化,那么就容易形成类似或不同的纹层,尤其是有机质丰度与盐度变化时,更容易形成不同成分的纹层。因此,油页岩的形成除需要相对安静水体环境外,还与有机质丰度、黏土矿物含量、絮凝过程及水体盐度变化的综合响应有关,而并非单独与水体盐度相关。另外,受沉积作用影响,湖盆不同区域的细粒沉积构造类型有差异。     

长试管静置沉降实验结果对湖盆细粒沉积纹层成因的启示*

沉积结构与沉积构造的研究是目前细粒沉积学中的重要内容。同时,富有机质泥/页岩的纹层成因也一直是困扰人们的难题。影响湖盆细粒沉积物纹层形成的因素很多,其中盐度、有机质含量是非常重要的因素,尤其是油页岩在淡水与咸水环境均可发育,其纹层的形成与水体盐度有何关系需要深入探讨。通过长试管静置实验,模拟并观察在静水条件下,黏土矿物、富有机质泥质沉积物在淡水、微咸水及咸水3种湖盆水体环境中的沉降过程与沉降速率,通过实验观察绘制沉降过程曲线并计算沉降速率。研究表明: 在淡水中富有机质泥的沉降速率明显高于黏土矿物的沉降速率;而在微咸水与咸水中,黏土矿物的沉降速率明显比富有机质泥要高;同时,2种类型的细粒沉积物在3类水体环境中各自的沉降速率也存在不同的规律。通过分析实验结果,指出在不同水介质条件下,絮凝作用类型的差异与浮力作用的影响是造成细粒沉积速率差异的主要原因。而有机质、黏土矿物及水体盐度共同控制细粒沉积物的沉降速率,一旦这些条件发生变化,那么就容易形成类似或不同的纹层,尤其是有机质丰度与盐度变化时,更容易形成不同成分的纹层。因此,油页岩的形成除需要相对安静水体环境外,还与有机质丰度、黏土矿物含量、絮凝过程及水体盐度变化的综合响应有关,而并非单独与水体盐度相关。另外,受沉积作用影响,湖盆不同区域的细粒沉积构造类型有差异。     

山东东营凹陷前古近系水化学场、水动力场与油气成藏

东营凹陷前古近系水化学特征对沉积环境有着良好的响应,从太古宙到早古生代的寒武纪,由于海水的侵入,使矿化度和氯离子含量出现增大的物质响应,但从奥陶纪到中生代,构造作用变强,水深总体变浅,保存环境变差,矿化度和氯离子含量总体降低。水化学剖面具有一定的分带性,大致可以划分为3种水文环境:水文流畅带(0~1.1km)、水文阻滞过渡带(1.1~1.75 km)和水文迟缓带(>1.75 km)。在各带矿化度、主要离子含量及离子组合系数等水化学参数具有不同的响应,其中水文阻滞过渡带和水文迟缓带对油气成藏有利。主要发育CaC l2型水和NaHCO3型水,随着矿化度的升高,NaHCO3型水逐渐被CaC l2型水取代。前古近系水动力场具有一定的对称性,从太古宙到中生代,水动力场中心和水动力场对称轴线发生变化。盆地内部发育以离心流为主的水动力场,在盆地边缘发育以向心流为主的水动力场,在离心流与向心流相接触的离心流泄水地带是油气聚集成藏的有利位置。     

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。     

泌阳凹陷下第三系湖相白云岩形成条件

中国中、新生代大多数湖盆湖相碳酸盐岩以灰岩沉积为主,但部分湖盆像南-襄盆地泌阳凹陷则主要沉积白云岩,其累计厚度达 90 0余米,而白云岩层系的厚度 (包括白云质、灰质泥岩,白云质粉、细砂岩等夹层 )可达 2 2 0 0m,并成为良好的生油岩系,形成小而肥的南阳油田。本文着重探讨如此巨厚的白云岩形成的古气候、古水体的物理化学性质和古环境条件。在目前湖相碳酸盐岩研究仍处于湖泊沉积学研究的极薄弱领域,湖相白云岩形成条件更是涉及较少的情况下,愿本文的研究能起到抛砖引玉的作用.     

柴达木盆地渐新统红层的成因特征及石油地质意义

柴达木盆地渐新统下部的红层,是半干旱气候条件下,内陆湖盆中湖水间歇性涨缩及河湖两种营力交替作用形成的河湖交互相红层。勘探实践表明,这种红层具备形成油气藏的良好条件。岩石矿物分析鉴定表明,该组红层并非碎屑成因,而是同沉积作用和成岩作用的产物。红色染色素含量的多寡及其在岩石中的分布形式是决定岩石能否呈现红色及红色色调深浅的主要因素。     

川东北地区不同构造带地层水化学特征与油气保存的关系

判断油气藏保存条件的优劣,除了盖层和断层封闭性之外,还有油气水的化学特征,如地层水的交替或油气散失。通过对川东北地区地层水的水型、矿化度、水性系数等参数的综合分析认为,川东北宣汉—达县地区与通江—南江—巴中地区的地层水具有矿化度高和氯镁系数越大,变质系数、脱硫系数和碳酸盐平衡系数就越小的特点。矿化度、水性系数及水型的变化具有很好的一致性,表明该区存在有利于油气保存的水文地质条件。