川西和川东北地区差异构造演化及其对陆相层系天然气成藏的影响

川西和川东北地区处于扬子地台西北缘,均具有褶皱冲断带-前陆盆地的二元结构,其构造特征具一定相似性。根据地震资料解释和典型气藏解剖,再结合前人研究成果,分析了川西和川东北地区构造演化差异性及其对各自成藏特征的影响,结果表明：川西地区主要受龙门山造山带影响,从印支期中晚期开始发育前陆盆地,之后主要受燕山中晚期和喜马拉雅期构造运动的影响;而川东北地区从燕山早期开始发育前陆盆地,之后在燕山中期和晚期受大巴山、米仓山和雪峰山联合作用影响,最后大巴山造山带在喜马拉雅期的强烈活动使其最终定型。上述差异构造演化对川西和川东北地区陆相层系的成藏特征的影响主要表现在4个方面：烃源岩的发育、输导体系的形成、气藏的保存和天然气成藏过程。川西地区主要发育须家河组烃源岩,形成了以NE向和SN向断裂及其伴生裂缝为主的输导体系,多期构造运动形成的大型通天断裂影响了山前断褶带气藏的保存,成藏经历了印支晚期、燕山中期、晚期和喜马拉雅期4个关键时刻。川东北地区发育须家河组和下侏罗统两套烃源岩,输导体系以NW向断裂为主,隆升剥蚀和大型断裂造成了山前断褶带较差的保存条件,成藏经历了燕山中期、燕山晚期和喜马拉雅期三个关键时刻。     

川西坳陷中段中、新生代构造运动与须家河组生、储、盖层发育关系研究

川西坳陷中段中、新生代的构造运动主要表现为：早印支期的抬升、褶皱,构造雏形形成阶段。晚印支期褶皱、隆起发育,燕山期的挤压改造阶段。喜马拉雅运动对该区影响相对较小,仅形成了一些浅层断裂。研究表明,构造运动控制了坳陷中段的形成和发展,不仅控制了须家河组生储盖的发育,还控制着储层的孔隙度、渗透率变化．渗透率与孔隙度相关性较小,主要与裂缝有关。分析表明储层裂缝发育地带是有利的勘探区域。     

龙门山中段山前带浅层冲断系统的结构、形成与演化

本文依据断层相关褶皱几何学原理,对龙门山中段地震剖面进行了精细解释。研究发现,龙门山中段山前带浅层冲断系统存在多套滑脱层,具有上下分层变形特征。浅层滑脱层为上三叠统须家河组三段(T_3~x3)的碳质页岩夹煤层,其上发育双重构造和叠瓦构造;下三叠统嘉陵江组四、五段(T_1j~(4-5))的膏岩层,发育断层传播褶皱、冲起构造和构造楔;深层为下寒武统的泥页岩层,发育断层转折褶皱和滑脱褶皱。该区滑脱断层所控制的地层变形和缩短量各不相同,其中三叠系上统缩短量最大,大于30 km;三叠系下统至古生界地层缩短量约为14.5 km;侏罗系以上的地层缩短量则较小。研究区内的通济场断裂(F_3)为印支末期形成的一套逆冲断层组,其下部交于下寒武统滑脱层,深度约为10 km;关口断层(F_4)和彭县断裂(F_5)为晚侏罗世一早白垩世形成的逆冲断层,下部交与下三叠统嘉陵江组滑脱层,深度大约为8～10 km。这些断层以前展的方式破裂,并且长期活动。龙门山中段自中生代以来存在多期构造事件,主要发生诺利末期、印支晚幕、燕山期和喜马拉雅期。其中,燕山期和喜马拉雅期是龙门山活动最强烈的两个阶段,在龙门山中段山前带表现为大量断裂的长期活动,地壳缩短和龙门山快速隆升,并形成多种构造样式。     

山前复杂构造须家河组致密储层裂缝发育带综合预测

川西龙门山山前的须家河组气藏为受断层和构造控制的裂缝-岩性气藏,针对这类裂缝性复杂气藏利用基于地质成因的地史时期应力场(应变)分析、沿层构造属性分析和叠前三维地震数据相干体分析等手段进行分析处理可以达到气藏裂缝发育带预测目的.实践表明,虽然在山前复杂构造带利用地震资料研究储层裂缝及其发育带确实有较大的难度,但联合运用基于应力场和断层与构造属性的裂缝综合预测方法,仍然在龙门山前须家河组气藏的应用研究中取得到令人满意的地质效果.     

九龙山构造须二段致密砂岩储层裂缝特征及成因

裂缝是川西北地区九龙山构造上三叠统须家河组二段致密砂岩天然气藏分布的重要控制因素。利用野外露头、岩心、成像测井和薄片等资料,并结合实验分析,对该区裂缝的成因类型、发育特征、形成期次及其形成机理进行了分析。研究区须二段致密砂岩储层发育有构造裂缝和成岩裂缝两种类型,其中以构造裂缝为主,主要有北东东-南西西向、北北东-南南西向和北西-南东向3组。按照裂缝的倾角,构造裂缝又可分为高角度构造裂缝和低角度构造裂缝。其中,高角度构造剪切裂缝主要是在印支晚期、燕山晚期和喜马拉雅期3期构造作用下形成,形成构造裂缝的力源来自于龙门山以及米仓山-大巴山的水平构造挤压作用、深埋藏造成的异常高压流体压力以及抬升剥蚀造成的应力作用。低角度构造裂缝主要与构造挤压作用下断层的逆冲作用或层间滑动造成的近水平剪切作用有关。     

川西南部上三叠统须二段低渗透砂岩储层裂缝分布的控制因素

川西坳陷南部上三叠统须家河组二段低渗透砂岩储层发育有构造裂缝、成岩裂缝以及与异常高压有关的裂缝共3种类型,其中以构造裂缝为主。受印支期、燕山期和喜马拉雅期多期水平构造挤压、白垩纪深埋藏形成的异常流体压力以及新近纪以来的构造抬升剥蚀等造成的应力作用,该区主要形成有4组裂缝,其发育程度受岩性、层厚、构造部位、应力及流体压力等因素的控制。裂缝发育带主要沿南北向和北东—南西向构造带分布,在南北向构造带,近南北向裂缝和近东西向裂缝较其他两组裂缝更发育;而在北东向构造带,北东向裂缝和北西向裂缝较其他两组裂缝更发育。裂缝发育带控制了该区天然气的富集规律。     

龙门山中段山前带构造楔的发现及其几何学、运动学特征:对青藏高原东南缘隆升动力学机制的约束

运用断层相关褶皱几何学原理,对龙门山中段山前的地震反射剖面进行解释。研究发现,龙门山中段山前带垂向上具有多套滑脱层。其中深层次滑脱层位于前震旦系基底深度约(19±2)km的地方,其上发育双重构造和叠加构造楔,构造楔是龙门山中段山前带重要的构造样式之一。工区A剖面深层构造楔模型以后展破裂式叠加形成,断层产生的滑移量达45.5 km;B剖面深层构造楔模型以前展破裂式叠加形成,断层产生的滑移量约16.6 km;构造楔的形成导致上部断裂和岩层隆升并褶皱变形,A、B剖面山前地层相对川西平原最大抬升量分别为8 km和3 km。构造楔沿龙门山中段山前带走向平面上呈带状分布,具有不同的规模和几何形态;分析其形成时间较晚,可能形成于喜马拉雅期。通过对深层叠加构造楔几何学和运动学的定量计算,其正演运动学模型与实际剖面解释相吻合。深层叠加构造楔的形成在龙门山中段前山带有着其相应的成因机制,在所能限定的空间范围内,其特殊的地理位置、构造特征与成因,可以为研究青藏高原东南缘隆升的动力机制提供一定的约束。     

川西大邑构造须家河组应力场数值模拟

根据野外调查、钻井岩心、测井和地震解释等资料,结合构造应力场数值模拟,对四川盆地大邑地区须家河组裂缝进行了综合预测及评价。结果表明,构造裂缝的发育程度是大邑地区天然气高产的重要控制因素。川西大邑构造是龙门山前一个重要的三级构造,其须二、须三段整体为一个被F1、F2断层所夹持的南西扬起、北东倾伏,北西翼陡、南东翼缓的大型不对称鼻状构造。构造形成于早白垩世晚期的燕山Ⅱ幕构造运动,经历了早喜山期构造运动的进一步加强和改造,于晚喜山期最终定型。须二段Ⅰ砂组及须三段Ⅰ砂组裂缝均发育于F1、F2断层所夹持的构造轴部及近轴部区域,主体上呈北东向条带状展布。靠近断层带、羽状断层与主干断层形成的断块以及褶皱倾伏端裂缝相对发育,构造鞍部、斜坡裂缝发育程度则较差。     

东濮凹陷三叠系砂岩储层构造裂缝特征及形成期次

根据露头、 岩心、 薄片、 古地磁、 成像测井、 岩石力学实验等资料;对东濮凹陷北部三叠系砂岩储层构造裂缝特征及形成期次进行分析。东濮凹陷三叠系砂岩储层主要发育北北东、 北东和近东西向3组高角度构造裂缝;裂缝走向近于平行或垂直主断层;倾向为北西和南东。二马营组裂缝较为发育;和尚沟组和刘家沟组裂缝相对不发育。储层裂缝为3期;分别为燕山早期的北西向扩张裂缝和北北西、 北西西向剪切裂缝;燕山晚期形成北东向拉张裂缝;喜马拉雅期形成北北东、 北东向拉张裂缝、 北北东向剪切裂缝和东西向扩张裂缝。古、 今构造应力场和岩石力学性质的各向异性分析表明;现今构造应力场最大水平主应力和岩石抗压强度的各向异性均影响燕山早期北西向裂缝的张开度及有效性。储层裂缝表现为两期;分别为燕山晚期的北东向拉张裂缝、 喜马拉雅期的北北东、 北东向拉张裂缝;北北东向剪切裂缝和东西向扩张裂缝。研究结果阐明了东濮凹陷北部三叠系砂岩储层构造裂缝特征及发育规律。     

致密砂岩气藏天然裂缝发育特征及有效性评价——以四川盆地元坝地区须家河组为例

天然裂缝发育特征及有效性是制约致密砂岩气藏有效勘探开发的瓶颈。以四川盆地元坝地区须家河组为例,运用野外露头、岩心、薄片、成像测井、实验分析以及生产动态等资料,对须家河组天然裂缝发育特征及有效性开展综合研究。结果表明：元坝地区须家河组天然裂缝比较发育,以构造剪切缝为主,裂缝有效性较好。按倾角划分,裂缝以高角度缝为主,多与岩层面垂直,主要走向为：NW-SE向、近E-W向、近S-N向以及NE-SW向;天然裂缝可划分为4期：Ⅰ成岩期;Ⅱ燕山构造运动中-晚期;Ⅲ喜马拉雅构造运动早-中期;Ⅳ喜马拉雅构造运动晚期;裂缝的有效性受控于裂缝的充填程度和开度、裂缝形成时期以及现今最大主应力等。结论认为,不同类型、不同产状裂缝有效性差异性明显,其中高角度缝、直立缝以及NW-SE向、近E-W向裂缝有效性最好,对致密砂岩气藏的开发具有重大意义。     

龙泉山构造区隧道浅层天然气来源定量研究

龙泉山含油气构造带是川西油气区和川中油气区分界构造,地层主要为侏罗系和白垩系红层,属非煤地层,不具生烃能力;但穿越龙泉山构造带的多条隧道,施工中都受到了浅层天然气危害。为查明浅层天然气来源,更准确地预测非煤地层隧道中瓦斯分布特征,为隧道工程服务,文章以成都地铁18号线龙泉山隧道为例,采用现场成分测试、气相色谱、稳定碳同位素、稀有气体同位素和生物标志化合物实验,对龙泉山含油气构造带浅层天然气的来源进行了定量研究。研究表明龙泉山含油气构造带浅层天然气主要成分以CH₄、N₂、CO₂为主,其中CH₄浓度达到57.65%~75.23%;浅层天然气稳定碳同位素实验表明δ¹³C₁、δ¹³C₂和δ¹³C₃的值分别在40‰、26‰和25‰上下;稀有气体同位素实验表明气样源岩年代介于225~249 Ma;生物标志化合物实验表明规则甾烷比值介于0.90~1.07。龙泉山构造带浅层天然气主要来源于下伏三叠系须家河组地层,深部气体主要通过断层及节理裂隙向上运移,在浅部砂岩、节理裂隙发育区和局部构造高点富集,从而对隧道工程形成危害。成都地铁18号线龙泉山隧道横穿龙泉山含油气构造,隧道掌子面瓦斯绝对涌出量达到2.13~4.99 m³/min,浅层天然气的分布受龙泉驿断层、卧龙寺向斜、龙泉山背斜和马鞍山断层控制。龙泉驿断层和马鞍山断层是深部三叠系须家河组天然气向上运移通道,断层破碎带及其伴生、派生节理裂隙发育区以及龙泉山背斜转折端是浅层天然气有利富集区,浅层天然气浓度高,隧道风险大。     

致密砂岩气藏地层水水化学特征及其地质意义——以川西坳陷新场气田为例

四川盆地侏罗系沙溪庙组及三叠系须家河组作为陆上致密气资源增储上产重点的接替区,保有大量的难动用储量,具有较大的勘探开发潜力。然而随着深入的滚动勘探开发,中浅层沙溪庙组气藏和深层须家河组气藏气井产水已严重制约了气井产能,部分气井甚至因水淹而停产。本文对研究区不同层位34口气井的地层水进行了主量、微量元素和气藏成藏演化特征分析,结果显示沙溪庙组气藏和须家河组气藏经历了先成藏后致密再改造的成藏演化过程,断层的沟通导致深层须家河组地层水的大量上涌,使断层附近高渗的砂体被充注,在水动力等驱动作用下,天然气以游离相或水溶相沿断裂带进行垂向高效运移。垂向上大部分离子含量都随着埋深逐渐增大,深层须家河组地层水气藏具有较好的油气保存条件,并且经历了更为复杂的水岩相互作用,不同程度地使K、Ba、Sr、Li、Rb等元素更加富集。     

Geochemical Characteristics and Genetic Types of Natural Gas in the Xinchang Gas Field, Sichuan Basin, SW China

The molecular compositions and stable carbon and hydrogen isotopic compositions of natural gas from the Xinchang gas field in the Sichuan Basin were investigated to determine the genetic types. The natural gas is mainly composed of methane (88.99%–98.01%), and the dryness coefficient varies between 0.908 and 0.997. The gas generally displays positive alkane carbon and hydrogen isotopic series. The geochemical characteristics and gas-source correlation indicate that the gases stored in the 5~(th) member of the Upper Triassic Xujiahe Formation are coal-type gases which are derived from source rocks in the stratum itself. The gases reservoired in the 4~(th) member of the Xujiahe Formation and Jurassic strata in the Xinchang gas field are also coal-type gases that are derived from source rocks in the 3~(rd) and 4~(th) members of the Xujiahe Formation. The gases reservoired in the 2~(nd) member of the Upper Triassic Xujiahe Formation are mainly coal-type gases with small amounts of oil-type gas that is derived from source rocks in the stratum itself. This is accompanied by a small amount of contribution brought by source rocks in the Upper Triassic Ma'antang and Xiaotangzi formations. The gases reservoired in the 4~(th) member of the Middle Triassic Leikoupo Formation are oil-type gases and are believed to be derived from the secondary cracking of oil which is most likely to be generated from the Upper Permian source rocks.     

川东北元坝-通南巴地区须四段储层物源类型及主控因素分析

近期勘探在川东北元坝-通南巴地区须家河组四段获得工业气流,揭示须四段具有良好的勘探前景,但其天然气富集程度差异较大,储层特征及主控因素尚待揭示。本文通过对大量钻井和分析测试资料的深入分析,明确了研究区须四段物源来自龙门山、米仓山和大巴山等多个构造带,研究区须四段可分为富钙屑砂砾岩、富石英砂砾岩和富长石砂岩3种类型储层。认为储层发育明显受到物源、成岩作用和裂缝等因素共同控制:物源体系控制储层岩石类型和空间展布,溶蚀作用改善了储层物性,而裂缝对致密砂岩渗透率的提高具有明显贡献,是该层段天然气高产的的关键因素。元坝东部富长石砂岩和元坝西部富钙屑砂砾岩叠合裂缝发育区是须四段勘探的最有利地区。     

营山地区上三叠统与中、下侏罗统油气源特征对比研究

从烃源岩特征、天然气组分、油气碳同位素、凝析油全烃和轻烃、储层沥青等方面对营山地区上三叠统和中、下侏罗统油气源特征进行了对比研究,阐明了营山地区上三叠统须家河组和中、下侏罗统油气的地球化学特征、成因和可能来源。研究表明营山地区上三叠统须家河组油气主要来自须家河组自身的煤系烃源岩,天然气以成熟腐殖型母质成因为主,而中、下侏罗统气藏产出的油气主要来自其自身的烃源岩。营山地区构造活动强烈,断层发育,使得部分井区中、下侏罗统产出的天然气特征与下伏产层极为相似,反映了断层对该井区附近的各层段有一定的沟通作用。中、下侏罗统地层在部分井区可能有上三叠统须家河组油气的侵入,须家河组烃源岩对中、下侏罗统油气成藏有一定贡献作用。     

海拉尔盆地乌尔逊-贝尔凹陷的地质特征及油气成藏规律

海拉尔盆地乌尔逊-贝尔凹陷是叠置于内蒙-大兴安岭古生代碰撞造山带的中新生代盆地。依据层序地层学原理和孢粉组合,确定下白垩统自下而上的地层层序为兴安岭群、铜钵庙组、南屯组、大磨拐河组、伊敏组。研究区主要发育4个方向的构造带,其中北东向、北东东向和南北向断层带形成较早且长期活动,控制了盆地的形成;北西向断层带形成较晚,对上述3个方向构造主要起改造作用。研究区的构造主要是在早白垩世经历了4个变形阶段形成的,不仅控制了油气运移、成藏和分布,而且晚期构造对早期形成的油气藏主要起破坏或改造作用。研究区的不整合面是重要的油气运移通道和良好的储集空间。乌尔逊－贝尔凹陷的4个方向构造带和不整合面是研究区有利的油气聚集带。     

Stable carbon isotopes of alkane gases from the Xujiahe coal measures and implication for gas-source correlation in the Sichuan Basin,SW China

The Upper Triassic Xujiahe Formation in the Sichuan Basin, SW China consists of a series of coal measures. The first, third and fifth members of this formation are dominated by gas prone dark mudstones and coals. The mudstones contain Type II and III kerogens with average organic carbon contents around 1.96%. These source rocks are mature in the central Sichuan and highly mature in the western Sichuan Basin, characterized by gas generation with subordinate amounts of light oil or condensate oils. The source rocks are intercalated with the sandstone dominated second, fourth and sixth members of the Xujiahe Formation, thus leading to three separate self contained petroleum systems in the region. The proven gas reserves in the Xujiahe Formation are only less than that of the Triassic Feixianguan Formation and the Xujiahe Formation has the second largest gas field (Guang’an gas field) in the basin. Gases derived from the Xujiahe Formation coals generally show a normal stable carbon isotopic trend for C₁–C₄ n-alkanes, with the highest δ¹³C₂ values among the nine gas pay zones in the basin (?20.7‰ to ?28.3‰), and δ¹³C₁ values as low as ?43.0‰ in the central Sichuan. Gas accumulations with an oil leg have also been found in the eastern and southern Sichuan where the thickness of the Xujiahe Formation is significantly reduced. Gases in these accumulations tend to show low δ¹³C₂ values (?30.0‰ to ?36.3‰), characteristic of oil prone source rocks.     

地球内部物质物性的原位高温高压研究：大体积压机与同步辐射源的结合

四川盆地是一个大型复合含气为主、含油为辅的叠合盆地。多旋回的沉积演化过程,孕育了多套海相、陆相烃源岩,且不同区域发育不同成因类型的烃源岩。目前下寒武统、志留系、下二叠统、上二叠统和上三叠统五套主要烃源岩均已进入高演化阶段,并以成气为主。由于多阶成烃、混源聚集和后期遭受TSR次生蚀变等成藏过程的复杂性使得天然气组分较干、碳同位素组成复杂,常规方法进行气源对比较困难。文中在对四川盆地沉积演化背景分析的基础上,通过对有效烃源岩发育特征和分布规律的探讨,分区域进行了气藏的分析,特别是对天然气组分、非烃组成(H2S、CO2、N2等)和碳同位素等资料综合研究的基础上,基本确定了各区块各含气层系的主力源岩。认为川东主力产层石炭系、三叠系和二叠系的气源分别为志留系、上二叠统龙潭组和下二叠统;川南气区震旦系灯影组、寒武系、二叠系和三叠系产层的气源分别主要来自下寒武统,上、下二叠系源岩;川西气区侏罗系和三叠系须家河组主产层的气源主要来自三叠系须家河组煤系烃源岩,下二叠统和嘉陵江组产层气源则可能主要来自二叠系;川中主要为产油区,下侏罗统自流井群原油应来自侏罗系源岩,浅部层系气源为上三叠统须家河组的陆相烃源岩,深部气藏则为寒武系烃源岩。由于川东北部烃源岩发育层数最多,且质量都较好,因此川东北部是烃类最富集的地区,也是勘探潜力最大的地区。     

二连盆地赛汉塔拉凹陷伸展构造特征及其控藏作用

通过地震剖面解释,分析二连盆地赛汉塔拉凹陷的构造特征及其控藏作用。研究表明：赛汉塔拉凹陷断裂十分发育,不同级别的断裂构成了复杂的断裂系统。断裂可划分为4个级别,其中一级断层控制赛汉塔拉凹陷的构造格局,二级断层控制二级构造带,三级断层控制局部构造,四级断层强化局部构造的变形。断裂的活动期次可划分为5期：侏罗系断陷期、阿尔善组初始断陷期、腾一段强烈断陷期、腾二段断拗转换期和赛汉组断陷萎缩期。赛汉塔拉凹陷总体呈现“东西分带、南北分块”的构造格局,内部发育5个一级构造单元、4个二级构造带和多种多样的局部构造。断层控制生储盖的发育及其配置关系,并提供油气聚集空间。长期活动的断裂是赛汉塔拉凹陷主要的油源断层。受构造带控制,赛汉塔拉凹陷油气主要聚集在中央断裂带和东部洼槽带。