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.     

歧口和泌阳凹陷两种类型湖相碳酸盐岩沉积特点

湖相碳酸盐岩在我国古代和现代各种类型的陆相盆地中非常发育,查明不同类型湖湘碳酸盐岩的沉积模式差异对指导薄层碳酸盐岩油气储层勘探开发具有重要意义,为油气储层分布规律提供依据。根据岩心、测井、地球化学、古生物等资料对歧口和泌阳凹陷湖相碳酸盐岩沉积特征差异和主要控制因素进行了对比分析,研究结果发现:歧口凹陷和泌阳凹陷湖相碳酸盐岩在岩石类型、沉积位置、沉积规模、沉积相类型和沉积旋回特征都存在明显差异,歧口凹陷湖相碳酸盐岩沉积面积大于2 000 km²,分布在凹陷西南缓坡区,具有分布面积广、厚度薄、岩石和沉积相类型多样、沉积旋回变化周期长等特点,泌阳凹陷湖相碳酸盐岩主要分布在凹陷中心部位,具有分布面积小、厚度大、沉积相类型单一、旋回变化周期短的特点。古地貌、水体开放程度和气候条件是歧口和泌阳凹陷沉积模式差异的主要控制因素。盐度、水温、生物群类型以及湖平面变化频率间接受到了古地貌、水体开放程度和气候条件的控制,也是沉积模式差异的因素。     

泌阳凹陷湖相白云岩层序地层学分析

泌阳凹陷湖盆中心安棚地区核二段和核三段上部发育一套巨厚白云岩层系地层,岩性以泥质白云岩、白云质泥岩、泥岩、纯白云岩和碱层为主,属淡化期和咸化期相互交替的常年碱性盐湖沉积体系。笔者从湖相白云岩层系沉积特征入手,首先从剖面上对长期旋回、中期旋回和短期旋回进行层序分析,然后从沉积成岩角度对该短期旋回和韵律旋回进行高分辨率层系地层分析。     

泌阳凹陷—湖相碳酸盐岩生油的一个实例

本文以泌阳陷下第三系核桃园组湖相碳酸盐岩为例，阐述了湖相碳酸盐岩生油岩的一般特征，从湖相碳酸盐岩的组成特征，有机质含量，烃转化率，有机质类型诸方面说明了湖相碳酸盐生油岩具备了丰厚的成油物质基础，并以令人信服的油源对比资料说明湖相碳到盐岩不仅能够生油，而且也可以成为商业性石油的源岩。     

泌阳凹陷核桃园组湖相碳酸盐岩系藻类组合及古环境

本文了我国泌阳凹陷下第三系核桃园组核三上段－核二段湖相碳酸盐岩系中的藻类化石，划分出三个藻类组合，Ｆｒｏｍｅａ ｃｈｙｔｒａ组合，Ｄｉｃｔｙｏｔｉｄｉｕｍ组合和Ｒｕｇａｓｐｈａｅｒａ－Ｄｉｃｔｙｏｔｉｄｉｕｍ－Ｃｏｍｃｅｎｔｒｉｃｙｓｔｅｓ组合，它们反映的工变化依次由高到低。     

渤中凹陷北部陡坡带热液活动及其对湖相碳酸盐岩储层的影响

渤海海域渤中凹陷北陡坡带沙一段发育湖相碳酸盐岩及相关的混积岩类油藏,探明储量超亿方,产量高,埋深超过3 200~3 800 m.分析表明:湖相碳酸盐岩段及混积岩段发生了强烈的白云岩化作用,溶蚀作用强,储层物性好,孔隙度可超过25%.早期研究认为生屑的溶蚀是储层物性改善的重要因素.进一步研究表明,除了上述因素外,储层还受到了深部热流体的影响.通过包裹体激光拉曼分析证实,储层中存在大量含CO₂、N₂、H₂S、H₂的包裹体,CO₂最高含量超过70%;研究区多个构造富含CO₂,碳同位素及氦同位素显示其为幔源成因;对储层中大量的自生黄铁矿分析表明,大部分黄铁矿Co/Ni比值大于1,显示了热液成因;在缝洞及大孔隙内沉淀典型微晶鞍形白云石,具弧形晶面,波状消光,扫描电镜下鞍形白云石内见密集的生长纹.综合分析表明,富CO₂深部幔源热液侵位时间为3 Ma以来,侵位后造成了白云石晶间残余方解石的大量选择性溶解;酸性流体对粒内长石也产生了强烈的溶蚀作用,形成了大量砾石及岩屑的铸模孔并沉淀高岭石,流体上述溶解作用对储层段物性改善起到了决定性影响.随着方解石及长石的溶解,流体PH值的升高,盐度的增加,储层出现明显的白云岩化作用,晚期白云石的较高的均一温度及鞍形白云石证实了深部热液对白云岩化的贡献.幔源流体主要来自深大断裂及早期火山后期的排气、排液作用.      

泌阳凹陷栗园地区基岩油藏石油地质特征

泌阳凹陷栗园地区在基岩露头发现油气显示并钻遇基岩油藏,研究其地质条件和油气成藏过程对指导凹陷油气勘探具有重要意义。以露头、地震、钻井、测录井、岩心、地化资料为基础,深入分析栗园地区基岩油藏形成的油气成藏要素和成藏过程。研究认为：生烃洼陷内核桃园组地层形成的油气在鼻状构造背景下通过断裂－砂体复合输导体系向基岩内运移并聚集成藏。中元古界大河群蔡家凹组大理岩在构造作用下发育高角度剪切构造缝和溶蚀孔洞,孔渗性能良好,是主要基岩储层。上覆孤山头组片岩、边界断层泥、上盘泥页岩和稳定基岩内幕水动力条件为油气提供有效保存条件。栗园地区基岩油藏成藏模式分析可为同类型断陷盆地基岩油藏油气勘探提供借鉴。     

黄骅坳陷歧口凹陷沙一下亚段湖相白云岩形成环境

歧口凹陷沙一下亚段白云岩发育在整体湖扩背景下,通过对研究区白云岩镜下鉴定、扫描电镜分析、地球化学分析测试,发现了海绿石、胶磷矿和颗石藻等海相指相性化石,Sr/Ba比值、V/Ni比值及Th/U比值均指示海相环境特征,87Sr/86Sr比值也表明湖盆受到过同期海水作用,证实了海侵作用是歧口凹陷沙一下亚段湖盆咸化的主要影响因素。海侵不仅为近海湖盆白云岩的形成提供了部分Mg2+,更重要的是改变了湖盆水体性质,促进了白云岩化作用。结合研究区古地貌的"洼——隆"相间特征以及碳氧同位素呈线性条带分布表现出的非常好的相关性,表明研究区沙一下亚段时期湖盆水体循环较差,封闭性很好,从而使得海侵导致的湖盆咸化环境得以保持,形成了白云岩有利的发育环境。     

河南省南襄盆地泌阳凹陷古近系核桃园组湖相页岩油储集层特征

尽管对南襄盆地泌阳凹陷古近系核桃园组湖相页岩采用大型压裂初产已获高产油气流,但是对该湖相页岩储集层特征尚未进行系统研究。文中应用薄片分析及全岩X衍射分析,结合陆相页岩矿物组成特点,将泌阳凹陷湖相页岩划分为块状泥岩、纹层状黏土质页岩、纹层状粉砂质页岩、纹层状灰质页岩及纹层状云质页岩5种类型。根据页岩岩心样品氩离子抛光扫描电镜分析结果,探讨了研究区湖相页岩的储集特征:(1)主要发育溶蚀孔、晶间孔、粒间孔、构造缝、层间页理缝和微裂缝等储集空间类型;(2)孔隙发育具有各向异性;(3)孔隙以中孔体积为主,微孔次之,孔径平均为4.76 nm,有2个峰值区,分别是2～3 nm和71 nm左右。进一步分析表明,岩石类型控制了储集层的储集空间发育特征,研究区以纹层状灰质页岩的溶蚀孔、晶间孔、有机质孔、层间缝等孔隙最为发育,其亦对页岩油储集最为有利。     

湖相碳酸盐岩白云石化流体来源、作用机制及物质过程

湖相白云岩具有重要的油气地质意义,广泛发育于我国东部新生代地层中。本文通过大量资料统计和分析前人对国内湖相白云岩的研究成果,系统阐述了国内主要湖盆的湖相白云岩的成因、形成流体来源及相关物质的响应。根据白云石化流体的碳氧同位素、锶钡比、有序度、pH值、Eu异常、Ce异常等各类指标,将白云石化流体分为原始湖泊、外来淡水、热水热液和海源流体等类型。不同类型流体来源改造下生成白云岩所伴生的矿物组合不同;不同白云石化流体通过微生物作用、准同生作用、热液作用和埋藏作用等方式对原始碳酸盐岩进行白云石化作用,不同白云石化作用机制直接制约了其物质响应过程。提出了未来利用定量分析技术深入开展白云石化流体来源分析、准确判断成岩流体类型或成岩作用机制是进一步研究的方向。     

Thermal depolymerization of kerogen and formation of immature oil

Two Chinese immature oil shales from the continental deposits of kerogen type I and II have been thermally treated combined with the technique of supercritical fluid extraction at 630–650 K and 15–25 MPa in a semi-continuous laboratory scale apparatus. Toluence is selected as the solvent. Up to 70–80% of the kerogen matrix can be converted to a thermal bitumen and extracted simultaneously. The chemical structural parameters from the NMR, IR, XRD, ESR and EA analyses of the kerogen and the thermal bitumen show striking resemblance in nature. It implies that the thermal bitumen is primarily a depolymerized product of the kerogen. Based on the GC/MS spectra of the aliphatic eluate of the thermal bitumen, the predominance of the odd/even ratio of the alkanes and the epimeric ratios, such as 20S(20S + 20R) of C-29 steranes and 22S/(22S + 22R) of C-32 terpanes, show that the maturity of the thermal bitumen from these oil shales is comparable to that of commercial immature oils from East China. The thermal bitumen is thought to be an intermediate product of the thermal degradation of kerogen.Since the thermal bitumen is mainly composed of asphaltenes and resins, it has a structure of gel. The gel-state bitumen may turn to sol-state readily due to its low aromaticity and polarity, or due to selective adsorption of asphaltenes by clay minerals. Then the migration potential of the bitumen is enhanced.Consequently, under favorable geological conditions, the thermal depolymerization of kerogen seems to be a probable mechanism to explain the formation of immature oils.     

泌阳凹陷核桃园组微量元素演化特征及其古气候意义

泌阳凹陷下第三系核桃园组总体上表现为一个大的湖退体系，而其中的微量元素含量及有关元素比值却呈现出细微而明显的旋回变化特征。本文依据泥岩、页岩和碳酸盐岩中Ｔｉ、Ｓｒ、Ｂａ等十六种微量元素含量及Ｓｒ/Ｂａ、Ｆｅ/Ｍｎ、Ｓｒ/Ｃｕ等七种比值的变化特征，结合古盐度及岩相资料，对核桃园组沉积时的古气候作了系统的研究，基本上分出了温暖潮湿、干湿交替、炎热干旱、温热半干旱四类较为特征的古气候类型，以期为油气勘探提供依据。     

泌阳凹陷南部陡坡带核桃园组沉积体系研究

对泌阳凹陷南部陡坡带古近系核桃园组砂层组沉积体系进行了研究,认为研究区核桃园组属扇三角洲-湖泊沉积体系。根据沉积环境和沉积物特征可划分为扇三角洲平原、扇三角洲前缘及前扇三角洲亚相,以三角洲前缘亚相为沉积主体。湖泊沉积体系可分为浅湖亚相、半深湖、深湖亚相。沉积物主要来源于平氏、杨桥南部。     

南襄盆地泌阳凹陷核桃园组三段纹层状泥页岩地球化学特征及其成因解释

黑白相间纹层状页岩是沉积岩中非常重要且常见的一种岩石类型。采用X射线荧光岩心扫描仪对泌阳凹陷5号页岩层中纹层状页岩样品进行测试,分析结果显示湖相纹层中一些指标,如Sr、CaO、K2O、SiO2、TiO2、Fe2O3、Al2O3、Cu含量在纹层中表现出明显规律性变化,即白色纹层中Sr和CaO含量明显高于黑色纹层,而K2O、SiO2、TiO2、Fe2O3、Al2O3、Cu含量明显低于黑色纹层。硼元素以及古氧化还原和古气候指标表明纹层状页岩主要发育在半干旱-干旱的半咸化-咸化分层水体。镜下鉴定揭示,黑色条纹主要为高有机质泥质沉积物,白色条纹主要为方解石、石英以及白云石等矿物,黑白纹层的物质成分组成与陆源供给和水体咸化后自身形成的矿物密切相关。黑白纹层中元素差异变化揭示了不同矿物组成的差异,也揭示出陆相湖盆季节性韵律变化。