准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组碱湖岩石特征与成因*

风城组作为准噶尔盆地下二叠统优质烃源岩,一直是盆地油气勘探的重点。但因其埋藏深、岩性复杂、全球可对比研究实例少,也一直是研究的难点。文中以精细的岩性研究为基础,利用岩心描述、薄片观察、SEM、X衍射、TOC含量测定、包裹体测温及地化分析等手段,深入分析玛湖凹陷风城组碱性矿物特征和地质背景,探讨了碱湖成因与形成过程,得出: (1)风城组岩石可细分为5种主要类型,其中碱性岩为碱湖标志性岩类,富硅硼纳石岩类与火山喷发或热液作用相关;(2)风城组存在5种主要的岩石组合类型,从近源区至湖区依次为: 河流-冲积平原发育的组合类型Ⅴ、滨浅湖环境发育的组合类型Ⅲ与类型Ⅳ、深湖-半深湖环境发育的组合类型Ⅰ与类型Ⅱ,其中类型Ⅰ与类型Ⅲ为碱湖特有岩石组合,含优质烃源岩;(3)碱湖形成主要受火山活动和气候控制,前者为碱湖形成提供了Na⁺溶质,后者促进了淡水湖咸化,最终演化成碱湖。     

准噶尔盆地玛湖凹陷风城组云质泥页岩储层成岩作用及其对储层发育的指示意义

准噶尔盆地玛湖凹陷风城组页岩油资源潜力巨大,成岩作用对储层的发育至关重要。然而在成岩过程中受构造运动和深部流体作用等众多因素的综合影响,导致其储层成岩演化过程复杂,成岩作用阶段及其对储层物性的影响尚未明确,限制了页岩油资源的勘探开发。本研究针对玛湖凹陷风城组典型云质泥页岩储层,通过薄片鉴定、碳氧同位素、阴极发光、扫描电镜、矿物成分等分析测试,结果表明,风城组云质泥页岩储层为封闭咸水湖泊环境,沉积后经历了机械压实/压溶—溶蚀—多期次胶结—多类型交代综合交替的成岩过程。对储层孔隙度影响较大的成岩作用主要为压实作用、胶结作用和溶蚀作用。其中压实作用和胶结作用是储层物性变差的主要原因,溶蚀作用是改善储层物性的主要因素。研究明确了成岩作用对风城组云质泥页岩储层物性的影响,为风城组泥页岩储层的发育机制研究提供了理论支持,有利于提高页岩油勘探精度。     

咸化湖盆细粒重力流沉积特征及其页岩油勘探意义——以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组为例

细粒重力流沉积作用是咸水深湖环境重要的沉积作用过程之一,它能把浅水细粒碎屑和有机质搬运到深湖,形成页岩油的甜点储层和优质源岩。开展咸化湖盆细粒重力流沉积特征的研究对陆相盆地页岩油评价具有重要的意义。准噶尔盆地玛湖凹陷风城组(P₁f)沉积时期发育了一套咸水湖泊环境下的湖底扇沉积体系,研究表明该体系扇缘可发育8类细粒重力流岩相组合：(1)细粒浓缩密度流-细粒过渡流-细粒碎屑流岩相组合;(2)细粒异重流岩相组合;(3)细粒浓缩密度流-细粒碎屑流岩相组合;(4)细粒浓缩密度流-泥流-安静水体空落岩相组合;(5)细粒过渡流-细粒碎屑流岩相组合;(6)细粒碎屑流-泥流岩相组合;(7)细粒碎屑流-湍流尾流岩相组合;(8)细粒下部过渡塞流-细粒上部过渡塞流-准层状泥(塞)流岩相组合。这8种岩相组合是细粒重力流沉积作用相互转化的结果,它们属于不完整的混合事件层,可构成一个完整的混合事件层。咸化湖盆、深层热卤水和凝灰质的加入使该湖底扇沉积体系的沉积物普遍含白云石、碳酸钠钙石、苏打石和硅硼钠石等矿物。其中,白云石为化学沉淀的方解石在准同生期和浅埋期形成的准同生白云石,碳酸钠钙石、苏打石...     

母岩性质对砾岩储层中自生绿泥石发育的影响及油气储层意义-以准噶尔盆地玛湖凹陷玛北地区下乌尔禾组为例

近期取得重大发现的准噶尔盆地玛湖凹陷砾岩油气藏表现出近源、粗粒、深埋、低渗的特征,其中下乌尔禾组（砂）砾岩储层质量与其中自生绿泥石及其伴生的成岩作用密切相关。基于大量铸体薄片观察和扫描电镜、电子探针、X荧光光谱等测试技术,对玛湖凹陷北部地区二叠系下乌尔禾组四段开展了岩石学、矿物学研究,以明确自生绿泥石含量、分布、成因及其对储层的影响,探索火山岩物源供给条件下储层成岩作用差异和优质储层发育规律。研究表明:1）玛北地区自生绿泥石主要为铁—镁过渡型偏富铁绿泥石,以颗粒薄膜、孔隙衬里和孔隙充填产出,物质主要来源于中基性火山物质;2）研究区发育4个砾岩扇体,物源区母岩性质差异较为明显。玛东斜坡夏盐扇、玛东扇砾岩储层中发育大量的自生绿泥和浊沸石,玛西斜坡夏子街扇和黄阳泉扇砾岩储层自生绿泥石缺乏,以浊沸石胶结为特点。不同母岩性质砾岩体在埋藏成岩演化过程发育不同的成岩序列;3）砾岩储层质量与物源区母岩性质关系密切,玛东斜坡自生绿泥石和浊沸石的析出导致储层胶结程度高、整体致密,储层质量取决于后期裂缝的改造。玛西斜坡缺乏自生绿泥石,浊沸石的析出抵抗了储层压实作用,保存了少量原生孔隙,为后期酸性流体的注入和浊沸石的溶蚀提供了可能。其中构造高部位浊沸石溶蚀程度高,储层质量好。     

准噶尔盆地乌尔禾地区二叠系风城组碱湖烃源岩中C30～C32羊毛甾烷的检测及其地球化学意义

本次研究通过对乌尔禾地区二叠系佳木河组、风城组和乌尔禾组3套烃源岩的萜类化合物、甾类化合物和C30～C32羊毛甾烷系列等生物标志物的对比分析,发现上述3套烃源岩的萜类化合物、甾类化合物分布特征相似,常规的分子地球化学指标难以满足精细油源对比需要.但C30～C32羊毛甾烷系列化合物在风城组烃源岩中分布完整,而在佳木河组和乌尔禾组烃源岩中则基本不含有此类化合物,展示出其在该地区精细油源对比的潜力.此外,生物降解原油中的C30～C32羊毛甾烷系列分布完整,表明此类化合物在油气运移和成藏中具有较高稳定性.风城组烃源岩生物来源以褐藻、蓝绿藻等菌藻类水生生物为主,以富含C29规则甾烷和C30～C32羊毛甾烷系列为特征.定量分析结果表明,C30～C32羊毛甾烷浓度与姥植比成负相关,与伽马蜡烷指数和C35升藿烷指数成正相关,表明C30～C32羊毛甾烷系列可能形成于高盐度、强还原和水体明显分层的沉积环境,进而说明风城组烃源岩沉积时湖泊水体含盐度很高,从分子标志物角度证明风城组为一套碱湖优质烃源岩.     

准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组含碱层段韵律特征及成因*

准噶尔盆地玛湖凹陷早二叠世风城组沉积时期为典型的碳酸盐型咸化湖盆,湖盆咸化过程中析出大量的碱矿(钠碳酸盐类矿物)。通过含碱层段主量元素、碳氧同位素分析,结合岩心宏观及微观矿物岩石特征,探讨了含碱层段韵律特征及形成机理。研究层段碱矿与沉凝灰岩互层,形成明暗相间的咸化韵律。浅色碱矿层质地较纯,主要为苏打和小苏打,主量元素表现为 Na₂O含量高,CaO、MgO、SiO₂和Al₂O₃含量低;暗色层段主要为含斑点状碳钠钙石的沉凝灰岩,主量元素表现为Na₂O含量低,CaO、MgO、SiO₂和Al₂O₃含量高。浅色碱矿层和暗色沉凝灰岩段碳氧同位素值均为正,表明其沉积水体具高盐度特征。浅色含碱层段具有更高的 δ¹⁸O 值,反映了碱矿层沉积时期强烈蒸发的气候条件。根据δ¹⁸O/δ¹³C值的波动将研究层段划分为炎热干旱和相对湿润的气候条件,并据此解释不同韵律层盐类矿物形成机理。暗色的沉凝灰岩沉积代表地表流水注入量大于蒸发量,沉凝灰岩中盐类矿物含量少或者呈斑点状从颗粒间的卤水中析出;随着蒸发量的增高以及古气候由温暖潮湿转变为干旱炎热,地表流水注入量急剧减少,强烈蒸发控制了碱矿的沉积,形成浅色质地较纯的碱矿层。气候的频繁交替形成了风二段碱矿与沉凝灰岩频繁互层的特征。     

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组页岩储集层裂缝测井识别与有效性分析*

中国页岩油资源潜力巨大,裂缝的发育程度是影响页岩油产量高低的重要因素。以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组页岩储集层为研究对象,通过岩心观察、薄片鉴定、常规及成像测井方法总结归纳了研究区裂缝的发育特征,提出“常规+成像+岩心”的页岩储集层裂缝测井综合识别方法,建立了典型裂缝发育类型的测井综合识别图版。结果表明,玛湖地区天然裂缝在风三段密集发育,风一段次之,风二段中部几乎不发育。裂缝主要在长英质页岩、云质页岩和混合质页岩中发育,以高角度构造裂缝与低角度成岩裂缝为主,开启程度高,少数被碳酸盐矿物充填,走向主要为NW-SE向。基于裂缝参数定量计算结果,结合岩性及矿物组分和地应力等因素分析了储集层裂缝有效性。研究认为,脆性矿物组分含量高、走向平行于现今水平最大主应力的高角度未充填裂缝发育段对储集层有效性存在明显的控制作用,与产液资料较为吻合。此裂缝测井综合评价方法效果显著,可为页岩储集层裂缝识别与有效性评价提供方法支撑。     

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组页岩储集层裂缝测井识别与有效性分析*

中国页岩油资源潜力巨大,裂缝的发育程度是影响页岩油产量高低的重要因素。以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组页岩储集层为研究对象,通过岩心观察、薄片鉴定、常规及成像测井方法总结归纳了研究区裂缝的发育特征,提出“常规+成像+岩心”的页岩储集层裂缝测井综合识别方法,建立了典型裂缝发育类型的测井综合识别图版。结果表明,玛湖地区天然裂缝在风三段密集发育,风一段次之,风二段中部几乎不发育。裂缝主要在长英质页岩、云质页岩和混合质页岩中发育,以高角度构造裂缝与低角度成岩裂缝为主,开启程度高,少数被碳酸盐矿物充填,走向主要为NW-SE向。基于裂缝参数定量计算结果,结合岩性及矿物组分和地应力等因素分析了储集层裂缝有效性。研究认为,脆性矿物组分含量高、走向平行于现今水平最大主应力的高角度未充填裂缝发育段对储集层有效性存在明显的控制作用,与产液资料较为吻合。此裂缝测井综合评价方法效果显著,可为页岩储集层裂缝识别与有效性评价提供方法支撑。     

自生绿泥石对储集层质量影响的定量评价:以北部湾盆地涠西南凹陷涠洲组三段为例*

为了定量研究自生绿泥石对储集层质量的影响,在限定控储因素前提下,通过常规岩心分析、扫描电镜、薄片鉴定、激光粒度分析和黏土矿物X衍射等资料,以北部湾盆地涠西南凹陷涠洲12-X油田古近系涠洲组三段碎屑岩储集层为例,探讨了自生绿泥石对石英次生加大、孔隙结构及储集层物性的影响,并提出了综合得分评价法,定量评价自生绿泥石对储集层物性的控制作用。研究结果表明,当溶蚀作用积极意义大于绿泥石沉淀的消极影响时,石英加大和方解石含量较高(7.3%)及自生绿泥石相对含量较低(20%~30%)的细砂“控孔喉”作用,等同于石英加大和方解石含量较低(2.4%)及自生绿泥石含量较高(30%~40%)的细砂,二者的“控孔喉”作用具有互补性。自生绿泥石的“控孔、控渗”作用与碎屑颗粒粒度、分选、胶结物及泥质含量等因素的“控孔、控渗”作用相互制约,存在互补性和差异性,绿泥石相对含量较低的中砂“控孔、控渗”作用等同于绿泥石相对含量较高的细砂(互补性);泥质含量较低的细砂岩中绿泥石“控孔、控渗”作用弱于泥质含量较高的细砂岩(差异性)。总之,在岩相一定的情况下,包膜或衬里状绿泥石与孔渗呈正相关关系,孔隙充填状绿泥石与孔渗呈负相关关系。     

Microtextures of authigenic Or-rich feldspar in the Upper Jurassic Humber Group, UK North Sea

ABSTRACT Detrital alkali feldspars currently at burial depths of 3·2–3·5 km in the Upper Jurassic Humber Group of the Fulmar oilfield, UK North Sea, are overgrown and have been partially replaced by authigenic Or‐rich feldspar. Intracrystal microtextures suggest several different provenances for the detrital grains. The overgrowths are uniformly non‐cathodoluminescent and have occasional celsian‐rich zones. Transmission electron microscopy shows that they are composed of a microporous mosaic of subµm‐ to µm‐sized sub‐grains associated with barite, illite and pyrite. The subgrains are somewhat rounded but have an approximate {110} Adularia habit and display a faint modulated microtexture on the nanometre scale. They have triclinic symmetry, but the lattice angles depart only slightly from monoclinic symmetry. These features are characteristic of K‐feldspar precipitated relatively rapidly and at low temperature. Authigenic Or‐rich feldspar has also partially replaced microcline and perthitic albite within the detrital grains, often at a suboptical scale. Although, like diagenetic albitization, replacement by K‐feldspar is probably a very common diagenetic reaction, it has rarely been reported owing to difficulties in imaging the diagnostic textures with the scanning electron microscopy techniques used by most workers. The permeability of the subgrain microtexture may significantly hinder the use of feldspar overgrowths for K/Ar and ⁴⁰Ar/³⁹Ar dating of diagenesis, and the existence of suboptical, replacive authigenic K‐feldspar within detrital grains may significantly modify the apparent Ar ages of detrital grains. Similar subgrain microtextures in optically featureless quartz overgrowths are also illustrated.     

准噶尔盆地玛湖凹陷百口泉组砾岩储层特征及其主控因素

综合岩心观察、薄片鉴定及场发射扫描电镜、Quemscan软件、X-衍射、阴极发光、图像分析等分析测试手段,并结合测井、录井和物性等资料,从沉积和成岩两方面对准噶尔盆地玛湖西斜坡百口泉组砾岩储层特征与有利储层的主控因素进行了综合研究。研究表明：砾岩储层骨架颗粒的成分、粒度、分选性和砾岩体的厚度主要由物源和沉积环境共同决定,这些因素控制了埋藏期的压实作用和钙质胶结作用的强弱、成岩环境的特征、孔隙流体的性质、钾长石溶蚀作用以及火山碎屑的蚀变对储层性质的影响。相对扇三角洲平原亚相的水上河道和河道间,发育在扇三角洲前缘亚相的水下分流河道微相的储层厚度较大,刚性颗粒含量高、分选好,易发育绿泥石膜,压实作用相对较弱,孔隙较大且连通性较好,孔隙流体流动性较好,因此,钾长石和岩屑等易溶矿物的溶蚀产物如高岭石、伊利石等自生黏土矿物易被带出而不在原地发生沉淀,对储层物性的改善具有十分重要的作用。此外,处于有机质优势运移方向的储层物性较好。     

准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组烃源岩热演化及沉积古环境评价

近期准噶尔盆地玛湖凹陷南斜坡地区多口探井钻遇风城组厚层烃源岩,为重新认识玛湖凹陷风城组烃源岩带来了契机,搜集玛湖凹陷南部、北部5口重点探井资料,经分析取得了以下认识：(1)风城组烃源岩在玛湖凹陷内广泛发育,综合玛北、玛南地球化学参数表明其为一套Ⅱ型优质烃源岩;(2)综合现今地温、热解、生物标志物、族组分等参数,认为玛湖凹陷及其周缘地区4 350 m以深的风城组烃源岩处于成熟阶段,4 800 m以深处于高成熟演化阶段,玛湖凹陷风城组烃源岩大范围处于生油高峰期;(3)综合多个生物标志物参数,玛北地区风城组烃源岩为咸化还原沉积,玛南地区风城组二段烃源岩为咸化半还原沉积,风三段烃源岩为半咸化-半还原沉积,陆源有机质输入较多。研究区风城组沉积古环境总体表现出早中期咸化、晚期淡化,北部咸化还原程度高于南部的规律。研究结果对玛湖凹陷风城组后续致密油、页岩油勘探部署提供了理论依据。