Tectonic Evolution and Geological Characteristics of Hydrocarbon Reservoirs in Marine Mesozoic–Paleozoic Strata in the South Yellow Sea Basin

The South Yellow Sea Basin is the main body of the lower Yangtze area in which marine Mesozoic–Paleozoic strata are widely distributed.The latest geophysical data were used to overcome the limitation of previous poor-quality deep data.Meanwhile,the geological characteristics of hydrocarbon reservoirs in the marine Mesozoic–Paleozoic strata in the South Yellow Sea Basin were analyzed by comparing the source rocks and the reservoir and utilizing drilling and outcrop data.It is believed that the South Yellow Sea Basin roughly underwent six evolutionary stages:plate spreading,plate convergence,stable platform development,foreland basin development,faulted basin development,and depression basin development.The South Yellow Sea Basin has characteristics of a composite platform-fault depression geological structure,with a half-graben geological structure and with a ‘sandwich structure' in the vertical direction.Four sets of hydrocarbon source rocks developed – the upper Permian Longtan–Dalong formation,the lower Permian Qixia formation,the lower Silurian Gaojiabian formation,and the lower Cambrian Hetang formation/Mufushan formation,giving the South Yellow Sea Basin relatively good hydrocarbon potential.The carbonate is the main reservoir rock type in the South Yellow Sea area,and there are four carbonate reservoir types:porous dolomitic,reef-bank,weathered crust,and fractured.There are reservoir-forming horizons similar to the typical hydrocarbon reservoirs in the Yangtze land area developed in the South Yellow Sea,and there are three sets of complete source-reservoir-cap rock assemblages developed in the marine strata,with very good hydrocarbon potential.     

地球物理技术预测莺歌海盆地低孔低渗储层孔隙度

莺歌海盆地乐东区中深层是南海西部海域勘探的重要区域, 其中, L10区钻遇储层表现为低孔-特低渗特征, 优质储层是制约该区下一步勘探与开发的主要问题。通过区域岩石物理规律分析, 建立了上覆泥岩速度及本身孔隙度变化的AVO关系模板, 提高利用AVO分析技术预测储层物性的有效性。针对本区薄层发育及薄层孔隙度预测误差大难题, 研发基于阻抗校正公式的孔隙度预测方法, 提高了薄层孔隙度预测的精度。数值模拟及实际钻井均证实了方法的有效性和可靠性, 为乐东区中深层优质储层勘探部署指明方向。      

基于非开挖随钻检测系统与随机森林的地层岩性识别

通过自主研发设计的非开挖随钻检测系统,采集非开挖钻进参数,进行非开挖钻进实时地层岩性识别,为非开挖施工提供安全信息保证。针对非开挖工程工勘资料缺乏,掘进地层岩性难以判断的问题,提出了一种基于非开挖随钻检测系统实时采集数据,利用随机森林算法建立地层识别模型,通过模型去识别未知地层,并将识别结果可视化展示。通过非开挖随钻检测系统在工程现场的实际应用,获得了包括钻速、扭矩、转速、拉力、泵压、泵量等钻进敏感参数作为训练样本,利用随机森林算法对采集的钻进参数进行训练,构造决策树与随机森林,对钻进参数进行分类,建立了以典型非开挖地层岩性分类为目标的分类模型,分别确定了杂填土、黏土、粉细砂、砾石和淤泥的地层分类标签。进一步,基于机器学习的分类结果,利用PCA主成分分析将地层识别特征降维至三维,实现了地层岩性识别结果的三维展示。将预测模型应用于实际工程,以验证其有效性。结果表明,该方法能在非开挖实时钻进条件下快速识别钻进地层,识别正确率高达92%。该研究成果通过采集导向随钻参数,识别非开挖掘进段地层岩性,为非开挖扩孔阶段钻具选型、泥浆设计等提供了重要信息。      

三山岛北部海域近海地质钻探的定位方法及质量控制

三山岛北部海域近海地质勘探工程由传统的陆地固体矿产找矿转到近海海域找矿,拓展了找矿空间,取得了找矿突破。地质钻探工程作为海域地质勘探的主要工作手段决定着整个海上勘探工程的成败,保证海上钻探定位的精度是勘探工程的基础性工作。地质测量人员采用基于山东SDCORS的网络RTK技术进行地质钻探的定位工作,同传统测量方法相比较,CORS-RTK定位技术有海上定位精度高、数据质量可靠、测量速度快、海上作业距离长等优势。     

天然气水合物开采储层出砂研究进展与思考

天然气水合物开采井眼出砂问题是当前水合物产业化急需突破的瓶颈之一,解决水合物开采时防砂与产能平衡问题是实现水合物安全高效、长期可控开采的关键.我国海域典型水合物储层属于弱固结的低渗泥质粉砂储层,其面临的防砂控泥与增产矛盾较为突出.厘清不同水合物储层和开采条件下的井眼出砂规律并揭示其机理,进而制定科学合理的防砂控泥措施以实现产能最大化是解决上述矛盾的途径所在.从理论分析、数值模拟、室内实验和现场试采4个角度介绍了世界范围内已开展的水合物出砂防砂情况,分析总结了水合物储层出砂影响因素及出砂机理,最后探讨了目前出砂研究存在的问题和挑战,并给出了相应的建议,旨在为后续水合物开采井眼出砂预测和防控研究提供思路和参考.     

海南岛及北部湾海域海啸数值模拟与影响分析

海底地震引发的海啸灾害,对沿海国家和地区的影响是相关领域的研究热点。研究采用COMCOT海啸数值模拟模型,对可能发生在马尼拉海沟一次地震活动（M_w=9.0级）所引起的海啸过程进行了数值模拟,并研究了该海啸传播到海南岛和北部湾的过程及其特点,分析海啸波对这一地区可能造成的影响。研究发现,传播到北部湾地区的海啸波具有明显的非线性特征,海啸发生后2 h 10 min左右到达海南岛东海岸,首轮波高达2.1 m;随着湾内水深逐渐变浅,受制于海底摩阻,及海南岛的阻隔与缓冲作用,海啸到达广西壮族自治区南部沿海地区的时间,被推迟到距地震发生8 h后,海啸波高减小到0.4 m,海啸波能量大为衰减。研究结果表明,马尼拉海沟地震引发海啸,对海南岛东南部沿海影响较大,有成灾的可能性;而对广西壮族自治区南部沿海及北部湾地区的影响较弱,一般不会造成大的灾害。     

Numerical simulation of the structure and variation of upwelling off the east coast of Hainan Island using QuikSCAT winds

The spatial structure and variation of the upwelling in the waters east and northeast of Hainan Island, China during 2000-2007 were investigated using a nested high-resolution Princeton Ocean Model (POM) forced by QuikSCAT winds. The model produced good simulations of the summer upwelling and the seasonal and annual variability. Strong upwelling occurs from mid-July to mid-August with a peak east of Hainan Island associated with the southwesterly monsoon in the South China Sea. Sensitivity experiments indicated that when the local wind stress controls the variability of the upwelling, the large-scale circulation significantly enhances the upwelling northeast of Hainan Island by inducing a local upwelling and transporting cold water northeast-ward along the island’s east coast. The joint effects of the local wind stress and large-scale circulation result in stronger upwelling northeast of Hainan Island. This implies that the annual variation of the upwelling northeast of Hainan Island is controlled not only by the local alongshore wind stress but also by the large-scale circulation. This result will help us investigate the decadal variation of the upwelling in this region in the future.     

基于多孔介质弹性理论的碳酸盐岩地层超压预测

碳酸盐岩地层超压预测目前仍然是国内外研究的难点问题。碎屑岩超压预测方法均是建立在明显的超压测井、地震宏观响应规律基础上的经验关系,这些经验性方法不适用于因岩性致密使得超压地球物理响应微弱的碳酸盐岩地层。通过碳酸盐岩样品超压岩石物理模拟实验,分析了在应力-孔隙压力共同作用下岩石中声波速度、弹性参数的变化规律;基于多孔介质弹性理论和广义胡克定律推导并建立了表征孔隙压力与岩石弹性参数定量关系的理论模型,即多孔介质弹性理论的超压预测量化模型。以川东北地区典型碳酸盐岩超压钻井为例,开展了碳酸盐岩地层超压预测应用研究:针对碳酸盐岩地层选择油气水测井综合解释模型获取岩石物性参数;利用Voigt-Reuss-Hill平均模量模型计算岩石基质体积模量,利用Wood模型和Patchy模型计算孔隙流体体积模量,利用BISQ模型计算岩石骨架体积模量,然后通过多孔介质弹性理论量化模型预测超压。预测结果显示预测压力与钻杆实测压力(DST)吻合较好,与泥浆密度换算压力和随钻监测压力变化趋势相近,表明这种基于多孔介质弹性理论的超压预测量化模型是一种解决碳酸盐岩地层超压预测的新途径。     

Spatial distribution and controlling factors of sedimentary bodies in Jiaozhou Bay and Adjacent Sea Areas, Qingdao

The distributions of thickness of unconsolidated Quaternary sedimentary layers in Jiaozhou Bay and Qingdao offshore area were studied by using 1079-km high-resolution shallow seismic profiles and drilling core data, and the factors controlling the Quaternary evolution were discussed. The results show that such thickness distributions resulted from the coactions of geologic structures and marine hydrodynamic conditions since the Holocene. The geologic structures controlled the slope deposit, proluvial and fluvial fillings since the late Pleistocene. Holocene marine hydrodynamics eroded away sediments at the bay mouth, and tides carried these eroded materials to the sides of the bay mouth and released them there, forming channel-ridge-alternating geomorphic features. During transgressive processes, the sea level rose rapidly, and insufficient sediment supply and tidal actions yielded the relict sediments in the east of Qingdao offshore area.     

滨里海盆地东缘中石炭统台内滩分布预测及甄别: 以北特鲁瓦斜坡区为例

滨里海盆地东缘中石炭统KT-Ⅱ油组广泛发育开阔台地相的台内滩,台地内沉积环境开阔且稳定,地势平坦,台内滩往往呈孤立状漂浮在台地内的微地貌高地,故其分布规律难以预测。钻探实践表明,台内滩相是后期发生建设性成岩改造作用的基础,亦是形成优质储层的主控因素,对其分布进行预测至关重要。为了提高滩体预测准确率,立足于区域沉积演化分析,并逐步开展三维地震属性分析及高分辨率反演,充分结合地震资料的预测性和地质认识的规律性,通过总结相带地质规律对地震储层预测进行补充和甄别,做到地质和地球物理认识上的统一。研究结果表明,地震属性趋势控制下的统计学反演可以较准确地刻画小层级别的薄层滩体空间分布特征。结合沉积规律对预测滩体进行了筛选和分类,其中一类滩体7个,二类滩体4个,三类滩体3个,一类、二类滩体已有钻井证实,符合沉积规律,三类滩体与地质认识相悖,予以筛除。研究成果建立了该区隐蔽型滩体预测的完整技术体系,而且已见到实效,目前针对一类滩体的钻探成功率高达100%。      

莺琼盆地区中央峡谷源头沉积特征及油气勘探前景

深水油气勘探是近些年油气勘探取得重大发现的主要领域,我国已在琼东南盆地深水区中央峡谷体系中发现并成功开发了首个深水大气田——陵水17-2气田。为进一步扩大油气勘探成果,急需阐明中央峡谷源头区沉积特征及其油气勘探前景。基于在多口钻井约束下覆盖整个研究区的三维地震资料综合解释建立的等时地层格架,系统总结了中央峡谷体系的形成演化过程,及各演化阶段中央峡谷源头区的沉积体系类型、空间展布和沉积模式,进而结合研究区天然气成藏条件和成藏模式分析,讨论了中央峡谷源头区油气勘探前景。研究结果表明,中央峡谷源头区在黄流组发育了深水水道、陆架边缘三角洲和水道化扇等沉积体系,来源于印支地块、红河和海南岛等多物源区的沉积体系总体以重力流方式呈汇聚型向盆地深水区搬运,并最终汇聚于中央峡谷体系内。在中央峡谷源头区沉积的轴向水道、陆坡水道和水道化扇内发育了优质储层,因此,来自深部的天然气在具有以泥-流体底辟构造作为天然气输导通道的区域,有望聚集形成大型整装天然气藏。该研究成果不但丰富和完善了中央峡谷沉积体系的认识,而且对南海北部深水油气勘探具有重要实际价值。      

南堡凹陷东北部东二段重力流砂岩储层发育规律

随着勘探程度的提高,深水重力流成因的浊积岩储层已成为我国东部断陷湖盆油气勘探开发的重要目标之一。因为沉积分异不足和成岩破坏,重力流砂岩的储层质量通常整体较差,优质储层的预测成为制约其有效油气勘探的关键地质因素。利用岩心、测井资料及储层物性、岩石薄片分析结果,研究了南堡凹陷东北部东营组二段重力流砂岩的岩相特征、成因类型、储层特征,以探索优质储层的控制因素和发育规律。研究表明,区内重力流沉积可细分为8种岩相,解释为滑动滑塌、砂质碎屑流、泥质碎屑流、浊流4类成因。储层物性参数统计分析证实,本区重力流砂岩储层非均质性强,储层质量受控于砂岩成因、砂-泥结构及其影响的溶蚀强度。从成因看,砂质碎屑流和浊流对重力流砂岩优质储层的发育贡献最大。砂质碎屑流成因的块状砂岩厚度较大、泥岩夹层较少、钙质胶结物的溶蚀程度高,储层质量最好;而浊流成因的砂岩厚度较薄,与泥岩呈互层或夹层产出,成岩环境封闭、钙质胶结物溶蚀程度低,储层质量较差。本研究为湖盆深水重力流砂岩油气的高效勘探开发提供了一种基于成因和结构的储层预测思路。     

含CaCl2水基聚合物钻井液沿井周地层渗透规律研究

利用微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术来提高油气井固井二界面胶结质量近年来受到了越来越多的重视。当前,针对3 000 m以浅油气井已实现了含成矿微生物的固井水泥浆技术。为了使固井水泥浆滤液中的成矿微生物在二界面处高效发挥MICP作用以提高二界面胶结质量,还需在钻井过程中利用钻井液携带CaCl₂的渗透向井周地层中预先注入一定量的钙源。因此,有必要研究含CaCl₂钻井液在井周地层的渗透规律,从而合理控制CaCl₂的注入量和钻井成本。基于此,以当前常用的环保水基聚合物钻井液为基本载体,综合考虑钻井液渗透时在井壁处泥饼动态形成机理、井周地层物性参数变化规律以及含CaCl₂水基聚合物钻井液流变性等因素,利用理论计算与模拟实验相结合的方法,建立了含CaCl₂水基聚合物钻井液滤液沿井周地层渗透量及渗透距离的定量预测模型。该预测模型的计算结果与模拟实验测试结果吻合程度较高,证实该预测模型具有较好的可靠性,有助于为钻井生产企业合理优化钻井液和固井水泥浆施工工艺提供理论支持。      

Marine fouling in offshore areas east of Hainan Island, northern South China Sea

INTRODUCTIONBiofoulingonunderwaterpartsofman mademarinestructuresisamajoreconomicandtechni calproblemhavinginternationaldimensionsforthedevelopmentofoceanengineeringbecauseitnotonlyincreasesstaticandhydrodynamicloading,butalsoaffectscorrosioncharacteristicsandim pedesunderwaterinspectionandmaintenance (CallowandEdyvean ,1 990 ) .Duetodifferencesingeographicalpositionsandenvironmentalconditions,thedistributionofsessileorganismsvarieswitharea .Therefore ,understandingtheformationofbiofoulin…     

Marine biofouling in offshore areas south of Hainan Island, northern South China Sea

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＢｉｏｆｏｕｌｉｎｇｃａｎｃａｕｓｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｏｆｓｕｂｍｅｒｇｅｄｓｕｒｆａｃｅｓｏｆｍａｒｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ(Ｃｈａｋｒａｂａｒｔｉ,1991),ｉｎｃｒｅａｓｅｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｌｏａｄｉｎｇｓ(ＷｏｌｆｒａｍａｎｄＴｈｅｏｐｈａｎａｔｏｓ,1985),ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ(Ｐａｔｉｌｅｔａｌ.,1988),ａｎｄｉｍｐｅｄｅｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ(Ｈｏｕｇｈｔｏｎ,1978).Ｔｈｅｌａｃｋｏｆｄ…     

Gas accumulation mechanism in Denglouku Formation of Changling fault depression,southern Songliao Basin,China

The Changling gas field is occurs in tight sandstone reservoirs of the Lower Cretaceous Denglouku Formation in the Changling fault depression , southern Songliao Basin , China, which constitutes a new gas-pro-ducing area in the depression .Using information on the source-reservoir-cap rock assemblage of the Denglouku Formation, fault activity, and single well burial history of well CS 1, together with data on reservoir fluid inclu-sion and laser Raman spectroscopy , we described the formation of the Changling gas field and determine that this fault depression did not possess suitable conditions for hydrocarbon generation .Coal-derived methane gen-erated from underlying hydrocarbon source rock accumulated in the Lower Cretaceous Yingcheng Formation .At the end of the Late Cretaceous Qingshankou Stage , underwater volcanic eruptions occurred in the northern part of the Changling gas field near Qian'an, resulting in the reactivation of deep faults .Mantle-sourced inorganic CO2 migrated along faults to hydrocarbon gas reservoirs in volcanic rocks of the Yingcheng Formation ;Mean-while, displaced methane ( hydrocarbon gas ) migrated upward to sand reservoirs of the Denglouku Formation . The methane accumulated and formed secondary gas reservoirs ,Therefore fault activity was the main factor con-trolling the generation of gas reservoirs in the Denglouku Formation .The main accumulation period of the Yingcheng hydrocarbon gas reservoirs was 82 Ma.Whereas gas reservoir formation in the overlying Denglongku Formation was 79 Ma, slightly later than the time of formation of the Yingcheng gas reservoir in CS 1 well area. At 79 Ma, the burial depth of the Denglouku Formation was 1800-2000 m, the diagenesis is relatively weak and the physical properties of the reservoir are relatively favorable for accumulation .This period is not only at gas generation peak time of three sets of source rock but also at the reactivation of deep faults during the forma -tion of fault-bound depressions , thereby providing favorable conditions for the migration and accumulation of methane .     

高温高压欠压实地层烃类检测方法研究:以莺歌海盆地东方X区为例

莺歌海盆地中深层发育高温高压气藏,由于晚期快速沉降和快速沉积形成了巨厚的欠压实泥岩。受高温高压特殊成藏的影响,位于莺歌海盆地中央泥底辟构造带西南面的东方X区高温高压储层的地震反射特征十分复杂,欠压实泥岩的存在直接影响地震亮点,造成该区地震亮点指示作用失效。受高温高压复杂地质情况的影响,直接应用常规的烃类检测方法存在一定的问题,因此,首先分析了东方X区的岩石物理特性,发现欠压实效应是影响该区烃类检测技术的关键因素,继而利用欠压实条件下的叠前反演方法以及分频成像方法对东方X区进行了烃类检测。实例分析表明,本方法能够有效识别和预测出该区含气目标,为该区的进一步勘探开发布井提供一定的依据。      

基于波形指示模拟的致密砂岩储层预测

随着勘探开发的不断深入,地质目标逐渐由常规储层转向非常规储层。鄂尔多斯盆地东北缘砂岩储层纵向叠置、厚度薄、横向变化快,传统的反演技术无法满足薄储层精细预测的要求。波形指示模拟基于波形相控的思路,利用地震波形代替变差函数分析储层的分布特征,可以实现非阻抗参数模拟,是一种高精度反演技术。综合地质、地震和测井资料,基于自然伽马曲线,对鄂尔多斯盆地东缘MG区块进行了波形指示模拟,刻画出目的层砂岩储层的分布规律。结果表明,波形指示模拟具有较高的横、纵向分辨率,反演结果与钻井吻合度较好,与地震波形相关性强,能够反映储层的空间变化情况,且比较符合研究区的地质沉积规律。因此,波形指示模拟作为一种更高效的反演方法,为薄层、薄互储层的精细研究提供了有力支撑,有助于最大程度地实现对气藏资源的开发和利用。      

琼东南盆地北部中生代凹陷特征及油气成藏条件初探

琼东南盆地的中生代凹陷群是扩大油气勘探发现的远景区。为了实现琼东南盆地中生界的勘探突破,急需落实中生代凹陷的油气成藏条件和有利勘探领域。基于地球物理、地球化学、钻井资料及古生物资料,首次对琼东南盆地中生代凹陷开展了深入系统的分析研究。研究表明,在琼东南盆地北部崖北凹陷、崖城凸起、崖南低凸起和西南部陵南低凸起及南部隆起均存在中生代沉积地层。根据盆地构造演化分析,中生代沉积形成于燕山期太平洋板块向欧亚板块俯冲期以及其后的弧后伸展期,存在烃源岩、储层及圈闭等油气地质基本条件。琼东南盆地北部坳陷带崖城-崖北地区相比盆地其他地区中生代沉积凹陷规模大,因此本研究重点对琼东南盆地北部坳陷带崖城-崖北地区进行了系统的油气地质综合分析研究,落实了崖城-崖北地区中生界沉积地层分布,并初步评价预测了有利油气勘探区带及重点目标。研究表明,琼东南盆地崖城-崖北地区中生代凹陷发育湖相烃源岩、三角洲等储集体以及构造与地层圈闭,存在西洼南坡带和中部隆起带2个有利油气勘探区带。在这些区带加大勘探,有望获得中生界油气突破。      

海南岛气溶胶时空变化及来源追溯

海南岛独特的区域和国家战略位置,使得了解和掌握该地区气溶胶时空格局特征及其大气污染物传输来源是海南大气环境质量监测和污染防治中重要的关注问题。选取MODIS 3 km分辨率气溶胶光学厚度（AOD）产品MOD04_3K,对海南岛2003—2017年AOD时空变化特征进行分析;以海口市为起始点,采用HYSPLIT模式对8次典型大气污染事件在10、500、1000 m 3个相对地面高度上进行48 h后向轨迹计算,以探究该区域大气污染物来源。结果表明：① 海南岛AOD在空间上呈较为明显的三级阶梯状分布,从西北方向向东南递减,2003—2017年在不同阶梯的空间变化趋势差异十分显著;② 2003—2017年海南岛AOD年均值为0.095,各年均值整体呈轻微升高趋势;季节均值差异表现为“春季>秋季>冬季>夏季”,此差异除受区域天气系统与地方风向特征的影响外,本区旅游业发展造成的大气污染物排放也不可忽视;③ 海南岛（海口市）2013—2017年典型大气污染事件发生期间大气污染气流在3个高度上（10、500、1000 m）的后向轨迹基本保持一致,均主要来自于海南岛东北方向。据此,位于该方向毗邻的珠江三角洲地区陆源大气污染物在东北盛行风的影响下被输送至海南岛,在区域天气系统（如大陆冷高压）和局部天气系统（如海风辐合）共同作用下,是促成该地区大气污染事件发生的重要因素。研究结果对深入理解海南岛近十多年来大气环境状况的变化规律、完善该区域大气污染联防联控机制具有重要的意义。