南黄海中部隆起中-古生代地层发育新认识——基于大陆架科学钻探CSDP-02井钻探成果

南黄海中部隆起海相地层埋藏浅,是南黄海盆地油气勘探的重点,但由于缺乏钻井资料约束,中部隆起中-古生界的地层属性一直存在争议.大陆架科学钻探CSDP-02井是南黄海中部隆起第一口钻井,也是南黄海盆地钻遇地层最深的一口全取心井.本文在分析大陆架科学钻探CSDP-02井的岩心、测井和相应多道地震资料基础上,明确了中部隆起中-古生界的地层属性：在新近系充填沉积之下,依次发育三叠系下统青龙组下段、二叠系上统大隆组、龙潭组,二叠系下统孤峰组、栖霞组,石炭系船山组、黄龙组、和州组和高骊山组,泥盆系五通群和志留系高家边组、奥陶系.结合地球物理测井曲线分析与区域地质认识,确定了地震反射界面T2、T8、T9、T10、T11的反射特征与对应的地质界面.中部隆起地层分布特征整体受南黄海构造运动的影响,早古生代地层平缓,断裂不发育,加里东运动造成志留系上统及中下泥盆统沉积缺失,石炭系-二叠系在中部隆起广泛发育,厚度大,二叠系最大沉积厚度约1900 m,中生界残留地层分布局限,主要保存下三叠系,地层厚度变化范围较大.     

南黄海区域地质与地球物理调查研究进展

历经50余年的调查研究,特别是随着近年来调查技术方法的进步和工作量的加大,南黄海区域地质调查研究取得了多项成果.长排列+立体震源多道地震勘探新技术的创新应用,获得了深部中-古生代海相残余地层的有效地震反射;海底地震仪(OBS)深部地震探测工作的实施,获得了深达莫霍面的深部地震速度结构;最新的钻探资料证实了中部隆起存在厚度较大的海相残余地层,北部坳陷发育侏罗系等推断.结合这些调查成果,区域地质对比研究得出了南黄海是下扬子块体的主体部位,南黄海盆地为新生代、中生代、古生代叠合盆地,中-古生代海相残留盆地分布面积大,地层较齐全、厚度大等主要认识.这些成果与认识对南黄海区域地质的深入研究提供了重要的参考与基础资料.同时,关于盆地的演化过程和动力学机制还存在不同的看法.本文在总结南黄海区域地质调查研究进展的基础上,提出了下一步调查研究工作建议.     

基于南黄海海相油气勘探的地震采集技术研究

南黄海盆地中部隆起区前第三系油气储层主要为中一古生代海相碳酸盐岩地层,厚度大、分布广,具有良好的油气前景.由于厚度小于1000 m的新近系低速地层直接覆盖在高速碳酸盐岩地层之上,对地震波的向下传播起到了强烈的屏蔽作用,使之深部目的层地震资料品质差,影响了油气勘探的进程.根据区域地质、地球物理特征,进行了基于AV0(Am...     

基于OBS数据的南黄海沉积地层速度结构特征

南黄海盆地是在前古生代变质基底及中-古生代海相沉积基底之上发育起来的中-新生代陆相叠合盆地.本文基于南黄海深部地学探测的主动源地震数据(OBS2013测线),通过多尺度层析成像方法利用初至波走时反演得到测线下方沉积层的纵波速度结构,结合多道地震、重、磁等资料,综合分析南黄海盆地北部沉积地层的特征.结果表明,OBS2013测线下方的地层纵、横向上有多个速度分界面,纵向上以印支面为界,下部挤压与上部伸展地层速度分别呈现高、低速特征;横向上表现为众多断裂,断裂控制了盆地发育,个别断裂发生走滑.断裂将速度剖面划分为四个纵波低速区和五个高速区,6km深度以内纵波速度的低值区(<4.5km·s-1)是中-新生代沉积地层;而高值区(>5km·s-1)归属于不同的形成机制:北部高速区对应千里岩隆起区的变质岩,中部高速区是被挤压的海相沉积地层,南部高速区属于中部隆起,为埋藏较浅、但厚度较大的中、古生代海相地层,部分位置可能含有火成岩.北部坳陷的中、南部区域,在陆相中-新生代沉积盆地之下的海相地层中发育砂岩,该区域(埋深不超过6km)的砂岩沉积分布于约2km厚度的地层中.     

南黄海盆地基底及海相中、古生界地层分布特征

南黄海盆地是大型海相中、古生界和陆相中、新生界两期叠合型盆地,本文根据最新地震资料结合钻井资料及与海陆地质资料的对比研究对盆地内地震层序进行了划分,得到了陆相中、新生界盆地基底即中、古生界海相盆地的顶界埋深、三叠系和上二叠统的残留厚度,推断了陆相层基底地层分布,并根据磁力异常资料推测了海相中、古生界盆地结晶基底埋深,推断了海相中、古生界整体残留情况.下三叠统青龙组和上二叠大隆及龙潭组在南黄海盆地南部坳陷及勿南沙隆起广泛存在,而在北部坳陷的分布则狭窄,中部隆起则由于隆起和剥蚀作用导致这两套地层几乎没有残余.对中-古生界海相盆地和中-新生界陆相盆地的基底特征进行了比较,认为海相中、古生界在南黄海地区区域性存在,海相层厚度分布特征受基底起伏控制,同时受到印支板块运动的影响,中部隆起区是海相中、古生界比较稳定的地区.下古生界可能在南黄海盆地广泛分布,但受资料限制,还难以获知其残余地层的特征.     

大陆架科学钻探CSDP-2井的垂直地震剖面测量

南黄海海相地层的地震波场特征和层位标定一直是困扰地震勘探的重要问题.为了近距离、高精度和高分辨率地观测井周围构造特征和岩石性质引起的波场变化,为地震资料的采集、处理与解释提供地震波衰减规律、速度与层位标定等信息,对大陆架科学钻探CSDP-2井实施了近零偏移距垂直地震剖面（VSP）观测.针对海相地层顶部强反射界面地震波穿透难的问题,采用了大容量气枪震源并设计了气枪阵列组合方式,提高了激发地震波的能量,获得了强反射界面之下清晰的PP、PS下行波和上行波信号.采用了三分量偏振合成、组合滤波和波场分离等处理方法,对VSP观测数据进行处理,获得了海相三叠系—志留系的精细的纵波、横波速度结构和地层吸收因子等物性数据,建立了钻井地层、测井、VSP上行波和多道地震剖面对应关系,实现了不同尺度的地质和地球物理属性资料的有效衔接,标定了钻井地质剖面上各深度地质体的地震反射特性,厘定了过井地震剖面上反射同相轴的地质属性.此次观测取得的纵波、横波速度信息,成为建立南黄海海相地层速度模型主要的资料来源,也是地震资料的岩性反演处理不可缺少的信息.     

南黄海残留盆地宏观分布特征研究

由于前新生代残留盆地具有埋深大、构造复杂的特点,采用综合地球物理研究方法成为圈划残留盆地宏观分布及预测残留盆地油气资源的重要方法技术．本文以南黄海地区为例,以重、磁数据为主体,以钻井、地震等高精度数据为先验信息做约束,采用带约束界面反演方法求取重力基底,同时根据求取的磁性基底计算了中、古生界的残余厚度,给出了前新生界残留盆地宏观分布特征．结合石油地质条件,圈划了油气资源有利区．研究结果表明南黄海北部坳陷北部和东北部中生界残余厚度较大,中部隆起与勿南沙隆起古生界残余厚度巨大,是较好的前新生代油气前景区．     

南黄海中、古生界地震波场反射特征模拟与采集技术攻关

南黄海中部隆起发育巨厚的中、古生界海相碳酸盐岩地层,油气勘探前景良好,但地震资料品质差,中、古生界地震数据信噪比低导致残留盆地构造落实困难,长期制约南黄海油气资源潜力评价研究.本文首先运用有限差分方法开展南黄海中、古生界海相地层地震波场反射特征模拟分析,认为中部隆起浅层存在强反射屏蔽层、多次波特别发育、深层有效反射能量弱是影响地震成像质量的主要原因.为了从采集环节提高原始数据质量,引进立体震源激发、双检波器接收、宽线采集和海底电缆等新技术,从震源端、接收端和观测系统几方面进行技术优化组合,联合发挥新采集技术的优势,使用立体震源拖缆宽线采集和海底电缆双检宽线采集技术在南黄海中部隆起分别开展采集方法试验,获得的新资料中、古生界地震反射信噪比和分辨率比以往的老资料更高,成像品质更好,表明新技术值得进一步推广应用.     

南黄海中部隆起带折射波层析成像

南黄海中部隆起带中、古生界地层具有良好的油气勘探潜力.但是,由于该区处于水深10～100 m的浅水环境,地震记录上多次波十分发育;且上覆新生界低速地层与下伏中、古生界高速地层速度反差可达2～3倍,形成了地震波能量屏蔽界面,下伏地层反射波能量弱,严重影响了地震反射波速度建模质量.而新生界地层与下伏中、古生界地层之间的速度大反差界面在地震记录上产生了稳定的、易于拾取的折射波,因此,我们将改进的散射积分走时层析成像方法结合多偏移距反演策略应用到南黄海中部隆起带折射波速度建模中.结果表明,折射波层析成像可重建2.5～3.0 km深度的高质量速度模型.对比该速度模型与叠加速度转换得到的速度模型逆时偏移成像的结果,发现用折射波速度模型偏移的地震剖面揭示中生界盆地轮廓、内部构造和断层更清晰,地震同相轴连续性强,且古生界陡倾角地层成像质量也显著提高.证明折射波走时层析成像在南黄海中部隆起带速度建模中是有效的,为南黄海浅、中层地震速度建模提供了一种可靠的解决方案.     

中国近海前新生代残留盆地初探

中国近海沉积盆地按形成时代可以划分为新生代盆地和前新生代盆地。新生代陆相碎屑岩断陷盆地有良好的油气前景,而古生代还有广泛海相碳酸盐岩分布地区,只要它们经受中生代挤压,改造后还能保留下来,就具有巨大的油气潜力。初步分析中国近海的油气勘探资料及大地构造演化史表明,陆内断坳盆地下伏以古生代碳酸盐岩为主的残留盆地。而陆缘盆地并不是寻找古生代残留盆地的场所。但在台西南盆地,珠江口盆地潮汕坳陷发育海相中生代盆     

东海陆架盆地雁荡低凸起综合地球物理解释及其成因探讨

通过对东海陆架盆地西部地震和重磁资料的综合地球物理解释,对雁荡低凸起展布形态进行了细致刻画,凸起呈NE方向不连续展布于瓯江凹陷和闽江凹陷之间,长约170 km、宽约15~50 km.地震资料揭示雁荡低凸起上广泛发育了侏罗纪与白垩纪地层,厚度约为500~1500 m,展布面积约5000 km²,局部缺失中生界地层.凸起两侧中生代盆地结构差异明显,西侧瓯江凹陷为典型的断陷盆地,东断西超、断裂发育,半地堑、掀斜断块等中生界构造样式发育;东侧闽江凹陷为坳陷型盆地,断裂、火成岩不发育,挤压背斜、断背斜、反转构造等中生界构造样式发育.自由空间重力异常图与剩余重力异常图上,凸起表现为一系列NE向团块状重力高值区,而磁力异常ΔT图上则表现为深部磁场强度低的特征,火成岩影响部位可见磁力高值异常.综合凸起及邻域重磁震、莫霍面深度等地质地球物理资料,认为雁荡低凸起为一元古界组成的古隆起,区别于东部的台北低凸起.同时,结合区域构造演化及沉积特征,推测侏罗纪时期雁荡低凸起与浙闽隆起区可能连为一体,晚白垩世近东西向伸展作用下浙闽隆起发生裂陷进而形成了雁荡低凸起.     

Quantitative reconstruction of formation paleo-pressure in sedimentary basins and case studies

Paleo-pressure reconstruction in sedimentary basins is one of the most important aspects of hydrocarbon accumulation research. In view of the advantages and disadvantages of the current methods for paleo-pressure research, a new method to reconstruct the paleo-pressure is presented in this paper. According to the geological background, quantitative analyses of the factors that might control overpressure were first conducted to clarify the contributions of each mechanism during different geological periods. Pressure evolution was reconstructed by fluid-compaction modelling with constraints imposed by the paleo-pressures obtained from fluid inclusions or differential stress methods. Determining the mechanisms responsible for overpressures during geological history is the basic prerequisite for paleo-pressure research. Thus, quantitative studies were conducted of the contributions of disequilibrium compaction, gas charging, oil cracking, temperature reduction, and tectonic uplift and subsidence to overpressures. Three case studies of paleo-pressure reconstruction were performed for the Sinian strata in the Sichuan Basin, Ordovician strata in the north uplift in the Tarim Basin and the Permian strata in the Sulige Gas Field in the Ordos Basin, where these three study sites are normally pressured, weakly over-pressured and abnormally low pressured at present, respectively. The new method developed in this paper is very important for the practical reconstruction of the paleopressure in marine strata and ancient strata in deep basins.     

黄海的地壳速度结构与中朝—扬子块体拼合边界

利用中国、韩国和ISC台站的地震走时数据反演了黄海地区的地壳P波速度结构,对比重力异常和断裂体系、Pn波速度及其各向异性,分析了不同地球物理异常的相互关系以及黄海东部和西部的结构差异,为厘定黄海东部断裂暨中朝—扬子块体的拼合边界提供了新的信息.反演结果表明,北黄海和南黄海西部具有沉积盆地的地壳结构特征,P波速度明显偏低且深度较大,说明盆地内部沉积层较厚、沉降幅度较大,以北黄海、南黄海海州湾和苏北—南黄盆地最为突出.南黄海中部、胶东半岛、辽东半岛和朝鲜半岛显示出构造隆起区的地壳速度特征,其中南黄海中部的高速异常具有北东方向的伸展痕迹,与胶东地区的区域构造走向趋于一致,但是与朝鲜半岛的高速异常并不相连,其间存在明显的分界.据此推测南黄海与朝鲜半岛之间可能存在一个近南北方向的深断裂——黄海东部断裂,至于该断裂是否可以作为中朝—扬子块体在海区的拼合边界,尚需获取黄海东部及朝鲜半岛更详细的相关资料提供依据.     

扬子块体与华北块体在海区的接触关系——来自上下源、长排列多道地震剖面的新认识

在新一轮南黄海区域地质地震调查工作中,针对地震地质条件和勘探目标,设计了新的地震资料采集技术方案——上下源延迟激发+长排列接收,获得了强反射界面之下的深部地层有效反射,揭示了千里岩断裂两侧分布着向南逆冲的构造推覆带.结合重力、磁力反演成果认为,千里岩隆起区为扬子块体与华北块体碰撞接触带,扬子块体向北运动与华北块体碰撞后楔入到华北块体之中.     

海洋油气渗漏烃蚀变带的地球物理检测及在中国海区的应用

针对海洋油气渗漏可以在近地表沉积层中引起的一系列烃蚀变效应，本文讨论了利用不同手段，分层次进行检测的几种方法.利用烃蚀变带所产生的磁异常现象，在平面上圈定油气渗漏的分布范围，进而寻找海底油气藏.同时，钻井岩芯岩屑的磁性质测量结果可以从剖面上预测下伏岩层的含油气性.最终利用X射线衍射方法(XRD)对典型层位岩石样品的物相测量，进行烃蚀变矿物组合分析并通过镜下鉴定作进一步的综合判断.对渤海海域烃蚀变效应的磁法检测研究结果与遥感及其他方法的研究结果有很好的一致性.对南海3口钻井岩芯岩屑的磁性测量结果表明：两口有油气前景而另一口没有异常.这与实际结果十分一致，同时表明该方法在海区同样可以具有良好效果.     

Petroleum geological dynamics of Lower Paleozoic in the Ordos Basin, northwest China

Taking the hydrocarbon source rocks of Ordovician, Lower Paleozoic in the Ordos Basin as the main research object, the characteristics of petroleum geological dynamics about geohistory, geothermal history, hydrocarbon generation history and hydrocarbon expulsion history were studied by using the methods of basin numerical modeling dynamically and pool-forming dynamics. It is shown that the Ordovician strata had entirely undergone five stages of initial deposition, uplift and erosion, rapid subsidence, alternating uplift and subsidence, and differential uplift and erosion; that under the background of lower heat flow on the whole, the paleoheat flow of Ordovician strata in the basin could be divided into two large stages of relatively high heat flow values period before Cretaceous deposition and relatively low ones after it; that the thermal evolution of organic matters in the hydrocarbon source rocks of Ordovician had entered into high mature-postmature stage on the whole and the intensity of gas generated was greater than that of oil generated, the hydrocarbon being mainly natural gas; and that the curves of the intensity of oil and gas expulsion at each time unit showed the feature of multi-peak-type, the accumulative intensity of gas expulsion was greater than that of oil expulsion. Thus natural gas exploration potential is good.