塔中地区深部流体活动及其对油气成藏的热作用

利用塔中地区钻井岩心、分析化验、地震等资料,系统地分析了深部流体活动机制及其对油气成藏的热作用。通过奥陶系岩石热液矿化蚀变、古地温异常及CO₂无机成因气与储层包裹体测温等研究后认为：深部流体通过地震、火山或其它各种通道,如断裂、不整合面等向浅部运移;深部流体提高生烃量及生烃速率,而且降低烃源岩中残余有机质含量,影响有效烃源岩评价;深部流体对油气储层的影响,既有热液方解石充填的破坏性,又有热液溶蚀、热液次生矿物带的建设性;深部流体在向上运移的过程中形成异常高压, 为油气二次运移提供动力。深部流体对天然气形成的热作用、储层改造与成藏动力学方面,不仅在能量上,而且在物质上都对油气藏的形成和演化起到重要影响,并使塔中地区奥陶系油气成因更加复杂化。     

鄂尔多斯盆地中西部深部流体活动及其对奥陶系天然气形成的热作用

鄂尔多斯是一个非常稳定的克拉通盆地,深部流体一直被认为是禁区。通过构造学、火成岩岩石学、矿物学、同位素以及热史分析等方法,首次系统证实了鄂尔多斯盆地中西部发生过强烈的深部流体活动,并分析了其形成机制和对奥陶系天然气形成的热演化作用。在中生代晚期,祁连构造域的挤压作用导致盆地西缘发生强烈逆冲推覆、断裂活动及三次大规模的深部流体上涌。这些流体在构造应力作用下主要沿J/T、O/C不整合面运移至盆地中部。流体携带了大量深部热能,使奥陶系上部古地温升高约50℃,并将其中的碳酸盐岩生烃速度提高了至少32倍。最终,深部流体一方面导致奥陶系生烃量显著增加,另一方面也降低了天然气的散失,有助于其聚集成藏。深部流体使鄂尔多斯盆地中西部奥陶系天然气成因复杂化,另外它对深入探索铀和其它金属矿床的形成及盆地演化也具有重要意义。     

塔里木盆地塔河奥陶系碳酸盐岩储层埋藏成岩和构造-热流体作用及其有效性

对层状风化壳模式的认识一度支撑着塔里木盆地下古生界深层碳酸盐岩油气勘探,但这类深层碳酸盐岩储层显示出的强烈非均质性使得勘探风险愈来愈大。研究以塔里木盆地塔河地区中—下奥陶统碳酸盐岩储层为典型实例,重点论述了成岩作用和构造—热流体复合作用对储层的制约,并结合表生岩溶等其它要素开展了储层分布综合解释。研究认识到:①奥陶系碳酸盐岩正常深埋藏成岩作用的主要效应是碳酸盐的沉淀而不是碳酸盐的溶解,建设性改造主要与表生岩溶作用（古喀斯特）或构造—热流体作用有关,并导致了碳酸盐岩储层强烈的非均质性。②从中下奥陶统到上奥陶统,下部碳酸盐岩地层热流体活动迹象明显优于上部地层。③奥陶系碳酸盐岩构造—热流体的建设性改造作用主要发生在中—晚泥盆世与二叠纪叠加改造的断裂构造交汇区,以及中—晚奥陶世、前石炭纪形成的表生岩溶发育区;有效储层与高能沉积相带关系有限。为此,提出了奥陶系碳酸盐岩构造—流体作用与储层形成概念模式,这为进一步认识储层的形成分布规律提供了新的线索。     

塔里木盆地塔中45井区碳酸盐岩储层的深部流体改造作用

塔里木盆地塔中地区发育巨厚的下古生界海相碳酸盐岩,是该地区油气勘探的重要目标层系。塔中45井在上奥陶统灰岩储层内获得高产油气流。研究发现其含油气层段因萤石脉的改造而发育成为优质储层,这在已发现的塔中地区下古生界碳酸盐岩储层中为一独特储集体类型。综合多方面地质依据对萤石成因的分析结果表明,该储集层段是与该地区二叠纪岩浆作用有关的深部流体活动对碳酸盐岩储层改造的结果。深部流体通过溶蚀作用、交代作用和充填作用等对碳酸盐岩储层进行改造,形成深部流体改造型碳酸盐岩储集体。这一新的储集体类型的确立,对塔中地区下古生界碳酸盐岩层系油气勘探有着重要的现实意义。     

塔中奥陶系碳酸盐岩流体包裹体特征及其对成岩作用和深部流体作用的指示意义

塔中地区奥陶系碳酸盐岩经历了多期构造运动,具有复杂的埋藏史和地热史,且受深部流体作用改造,成岩作用比较复杂。本文通过对塔中地区6El井奥陶系碳酸盐岩样品开展详细的显微镜岩矿鉴定、流体包裹体岩相学研究及包裹体均一温度和盐度的测定,结合塔中地区构造、地层埋藏史及热演化史等资料,对塔中地区奥陶系成岩作用及深部流体作用进行了探讨。塔中地区奥陶系包裹体大致可以分为4期：第1期包裹体形成于晚加里东一早海西期早成岩期的同生一准同生或表生暴露阶段,温度接近地表温度,包裹体均一温度〈60℃;第2期形成于晚海西期浅埋藏阶段,包裹体均一温度为90～105℃;第3期包裹体形成于波动埋藏一深埋藏阶段,包裹体均一温度变化范围较大,为120～186oC;第4期包裹体均一温度较高,多分布在192～235℃之间,这期高温流体包裹体的形成应该与岩浆．火山或深部热流体作用有关。另外,包裹体的盐度随均一温度升高而发生变化,这可能反映了塔中地区奥陶系在后期受深部热流体影响。     

深部热流体活动对储层成岩作用及孔隙演化的影响:以莺歌海盆地LDX区中新统黄流组为例

为了解莺歌海盆地深部热流体主要类型,研究热流体特征,判断热流体活动范围,分析热流体对储层成岩-孔隙演化的影响,通过铸体薄片、扫描电镜、黏土矿物X射线衍射、物性、电子探针、包裹体均一温度、稳定同位素等分析测试手段,结合前人研究成果,对盆内LDX区中新统黄流组储层进行分析。结果表明,受构造热事件影响及深大断裂控制,在超压驱动下,热流体活动范围主要为3 900 m以下的黄流组中下部,以CO₂热流体为主,H₂S热流体次之。热流体影响下储层具有自生黏土矿物转化速率加快、镜质体反射率突变、地层水矿化度降低、包裹体均一温度大于正常地层最高温度、热液成因矿物发育等特点。将黄流组储层分为超压储层(黄流组中上部)及热超压储层(黄流组中下部)两类。其中,超压储层成岩作用阶段达中成岩A₂亚期,压实及溶蚀作用较弱,胶结作用较强,孔隙演化经历了压实减孔、压实与胶结减孔、胶结减孔与有机酸溶蚀增孔3个过程,孔隙度从38.8%减少到现今的7.6%;热超压储层成岩作用阶段达中成岩B期,压实及溶蚀作用较强,胶结作用较弱,孔隙演化经历了压实减孔、压实与胶结减孔、胶结减孔与有机酸溶蚀增孔、胶结减孔与有机酸及无机酸溶蚀增孔4个过程,孔隙度从38.1%减少到现今的9.2%。有利储层主要发育在黄流组中下部黄二段的热超压储层中。     

保持性成岩作用与深部碳酸盐岩储层孔隙的保存

碳酸盐岩储层中的成岩作用一般被分作"建设性的"和"破坏性的"。但常见的如白云岩化和溶蚀作用并非都一定是建设性的,而胶结作用也并非只具破坏性。将那些使碳酸盐岩储层孔隙(主要是部分原生孔隙和早期次生孔隙)得以保持的成岩作用归为"保持性成岩作用"。保持性成岩作用对深部碳酸盐岩储层的发育至关重要。对典型的礁、滩相碳酸盐岩孔隙的研究表明,早期溶蚀、白云岩化均可在早期成岩阶段形成大量次生孔隙,保持性成岩作用可使部分原生孔隙和早期次生孔隙保存下来,并构成现今深部储层的主要储集空间。从岩石结构、地层压力和地层流体对孔隙的保持或改造3个方面,把碳酸盐岩中的保持性成岩作用分为岩石结构改造型、地层压力改造型和过度胶结抑制型3类。     

深部热流体对油气成藏的影响

深部热流体是一种由多元组分构成的超临界流体 ,其上升活动可使地球内部的物质与能量发生调整或再分配。对油气而言 ,深部热流体携带的高热能可使沉积盆地的古地温升高 ,加快烃源岩的热演化进程 ,增加有效烃源岩的体积 ,促进烃类的生成 ;在上升过程中 ,因其具很强的溶解和扩散能力 ,故可萃取、富集沉积物中的分散有机质 ,同时又对生烃产生显著的加氢作用 ,从而为油气的形成补充物源。此外 ,热流体与围岩储层发生化学反应 ,可改善储层的孔渗条件 ,有利于油气的聚集成藏 ,而且因其具有较高的压力和含水量 ,可抑制烃类的热裂解而有利于油气的保存。     

渤海湾盆地深部有利储层发育的主控因素

本文主要从沉积、成岩方面及与之相关的因素来分析渤海湾盆地深部有利储层发育的主控因素。研究认为,除了沉积作用外,低地温梯度、高沉积速率、高加热速率、高生烃强度和异常压力等因素影响了成岩作用的进程和强度,对深部储层原生孔隙的保存和次生孔隙的形成产生积极的作用,造成了中部黄骅坳陷深层相对高孔高渗储层发育层段多,物性好,而东部辽河坳陷次之,西部冀中坳陷最差。     

华北东濮凹陷异常高压与流体活动及其对储集砂岩成岩作用的制约

Basin-Mod软件模拟显示东濮凹陷35Ma左右孔隙流体已出现较高异常压力，综合分析表明欠压实作用是发育异常高压的主要机制，处于异常高压带内的泥岩存在微裂隙带，是异常高压流体压裂的直接结果并可以成为流体运移的通道，通过典型研究区砂岩压实（溶）量，压实－胶结关系，沉积参数－储集物性的对比，表明异常高压流体的确对砂岩的压实作用具有抑制作用，另一方面，自生石英流体包体均一温度大部分在105－145℃之间，频数呈多峰式展布，可能显示幕式流体活动。该温度范围内由于没有有机酸的大规模生产，泥岩频繁发生的幕式流体泄压活动，使得富含CO3^2-的高压流体在注入砂岩（低压区）孔隙后易与Ca^2 ,Mg^2 ,Fe^2 等离子结合，导致砂岩储层发生强烈的（晚期）碳酸盐沉淀和胶结作用。     

含油气盆地中热流体活动的流体包裹体依据

为寻找含油气盆地中热流体活动的证据,根据国内外含油气盆地中与热流体有关的包裹体的对比研究,阐述了流体包裹体宿主矿物产状、形貌特点及均一温度实测值高异常等特征。研究表明,脉体矿物多数是与热流体活动有关的包裹体的宿主矿物,有些碎屑矿物成岩愈合微裂隙中的包裹体也与热流体活动有关。沸腾包襄体反映了油气成藏与热流体的脉动式活动密切相关。流体包裹体的均一温度高异常是由热流体活动所导致的。因此,流体包裹体研究对识别古热流活动具有重要的指示意义。     

珠一坳陷深层砂岩储层孔隙演化研究

过去珠一坳陷古近系砂岩储层因埋藏深,其储层物性受到质疑,国内外深部优质储层的不断发现大大拓宽了油气勘探的新领域。通过对砂岩储层的沉积环境、岩石成分、成岩作用、矿物转化等与孔隙特征的关系综合分析发现,胶结作用是导致深部储层物性变差的主要因素,粘土矿物、硅质和硬石膏胶结堵塞了孔隙;深部储层毗邻珠江口盆地最为重要的烃源岩,在中成岩A亚期,有机质处于高成熟阶段,有机质生烃以及粘土矿物在转化过程中所释放出的酸性水的溶解作用是产生大量次生孔隙的重要因素,深部异常超压是孔隙得以保存的条件,珠一坳陷作为油气勘探的新领域,次生孔隙的大量出现和超压对孔隙的保护揭示了其巨大的勘探潜力。     

东营凹陷民丰地区深部储层成岩环境变化研究

通过薄片鉴定、激光拉曼光谱分析、全岩和粘土矿物分析以及流体包裹体测试等手段,结合埋藏史分析,研究了东营凹陷民丰地区深部储层成岩环境的特点。分析认为,东营凹陷民丰地区深部储层成岩现象丰富,表现出不同成岩环境相叠合的特征,存在酸性、碱性和酸性碱性交替等多重成岩环境。着重利用不同成岩环境代表矿物中的流体包裹体分析成岩环境的变化,结果显示,3 000~3 200 m是碱性流体活动的重要深度。东营凹陷民丰地区深部储层在埋深过程中由浅到深大致经历了（弱）碱性（小于1 750 m）→酸性（1 750~3 200 m）→酸碱交替（3 200~4 000 m）→碱性（4 000~5 000 m）→弱碱性到弱酸性（大于5 000 m）多重成岩环境的变化,从而形成了现今复杂的成岩现象。埋深和温度是成岩环境变化的宏观主导因素,但并非绝对控制因素,局部流体性质的变化更能直接导致成岩环境的变化。     

天津东丽湖深部岩溶热储探测与储层参数研究及其开发利用潜力分析

【研究目的】天津市地热资源储量丰富、开发利用程度高,蓟县系雾迷山组三、四段白云岩热储是目前的主力开采层位,随着开发强度不断增大,部分地区开采潜力已达极限。探测深部地热资源、增加可开采资源量,成为保障天津地区地热可持续开发的有效途径之一。【研究方法】本次研究以东丽湖为重点研究区,开展深部热储地球物理探测,实施地热科学钻探CGSD-01井。【研究结果】主要结果包括：（1）CGSD-01井在3715m钻遇雾迷山组二段,上覆雾迷山组三段底部发育一套紫红色泥质白云岩夹浅灰色细晶白云岩,厚度约73m,裂隙不发育,具有隔水-弱透水性质;（2）CGSD-01井成井深度4051.68m,孔底温度105℃,单位涌水量1.53m³/h·m,渗透系数0.40m/d,导水系数48.69m²/d;（3）雾迷山组二段地热水类型为Cl·SO₄·HCO₃-Na型,矿化度1.7g/L,初步推断地热水来源于大气降水,主要发生混合、阳离子交替吸附、碳酸盐岩溶解、硫酸盐还原等作用,且未达到平衡;（4）蓟县系雾迷山组二段单井最大涌水量可达130m³/h,出水温度100℃,单井可满足约30万m2建筑物供暖需求。【结论】在天津地区深部热储第二空间首次探获高产能雾迷山组二段新储层,探明了热储结构和主要参数,显示出良好的资源前景。     

通化盆地中生界露头沉积相及储层特征研究

通化盆地为发育在前中生代基底之上的断陷盆地,经历了中生代印支运动和燕山运动,目前勘探程度较低。根据野外露头岩石组合特征认为通化盆地中生代地层主要发育冲积扇相、扇三角洲相、辫状河三角洲相、湖泊相。通过对研究区野外样品的岩石薄片和扫描电境等资料的综合分析,储层主要表现为低孔、特低孔特低渗;储集孔隙空间类型包括粒内溶孔、残余粒间孔、粒间溶孔、晶间孔和微裂隙;碎屑岩储层在埋藏过程中主要经历了压实作用、胶结作用、溶蚀作用和破裂作用等。     

山东渤南油田古近系沙河街组沙二段及沙三段低渗透储层成岩储集相

渤南油田位于济阳坳陷的渤南洼陷内,是山东省胜利油田储量最大的亿吨级深层低渗透断块岩性油藏,主要含油层系为古近系沙河街组沙二段和沙三段,属中孔低渗透砂岩储层。低渗透砂岩储层的成因机理十分复杂,为了更精确地预测有效储层的分布及其内部储集性能的差异,应用成岩储集相的概念在渤南油田三区古近系沙河街组开展了低渗透储层质量评价的研究。该项研究是建立在储层沉积相、成岩作用研究的基础上,通过分析低渗透储层成岩作用对储集物性的影响及成岩作用阶段划分,认为造成本区储层砂岩渗透率较低的主要原因是成岩期各种自生矿物的充填和胶结作用。选用流动层带指标、孔隙度、渗透率、粒度中值、泥质含量、孔喉半径均值和变异系数等七项参数,采用聚类分析和判别分析方法,将渤南油田三区古近系沙河街组划分为四类成岩储集相,阐述了各类成岩储集相的特征,并结合沉积相,实现了成岩储集相的时空展布。研究成果将对低渗透砂岩储层的开发起到指导作用。     

塔里木盆地塔中45井油藏萤石化特征及其对储层的影响

塔中4 5井油藏是位于塔中地区中上奥陶统碳酸盐岩地层中的一个油藏,其储层中发现有大量的被原油充填的萤石脉。岩芯和镜下观察表明,萤石是通过交代方解石形成的,与萤石共生的有大量的热液矿物,如石英、黄铁矿、绿泥石等。萤石中的流体包裹体可分为两期:一期为原生包裹体,均一温度主要为2 6 0～310℃,最高达330℃,为萤石形成时的热液流体温度;另一期为次生包裹体,均一温度主要为10 0～130℃之间,含有大量有机包裹体,代表油气运移成藏的温度。矿物组合和原生包裹体均一温度特征表明萤石的形成与塔中地区热液活动有关。理论计算表明,萤石交代方解石后体积要减少33.5 % ,这将在很大程度上使储层的孔隙度增加。实际岩芯和镜下观察也发现,萤石中有大量的粒间孔隙,并被原油所充填。因此认为,塔中地区的热液活动以及萤石的沉淀在很大程度上改善了储层的储集性,使其更有利于油气的聚集。     

弹性参数直接反演技术在储层流体识别中的应用

叠前地震反演是目前应用于流体识别的主要技术,但在具体研究区储层地质地震特点的应用过程中,存在岩石物理基础研究薄弱、多解性等问题。为提高流体地震识别精度,以KD地区为例,开展了陆相碎屑岩典型储层的岩石物理基础、叠前地震反演技术研究及应用。利用河道砂岩实验室岩石物理测试数据,分析了岩性、物性及孔隙流体对岩石物理参数的影响;基于弹性阻抗方程,通过弹性参数直接反演获取对储层流体敏感的参数,对KD地区河道砂岩储层进行了流体识别,提高了流体地震识别精度,取得了较好的地质效果。     

松辽盆地南部西部斜坡带三角洲前缘中沉积微相识别标志及应用

松辽盆地南部西部斜坡带含油层系已成为吉林油田近期勘探方向。西部前缘带的三角洲前缘沉积微相包括前缘席状砂、远砂坝、三角洲前缘分流河道和河口坝等。通过岩性、沉积构造、岩石结构、测井特征、粒度分析和砂地比等综合分析,探讨了各三角洲前缘沉积微相的识别标志。应用三角洲前缘沉积微相的识别标志,完成青一段二砂组沉积微相平面分布图。分析出有3个物源：西部物源、西南物源和西北物源;席状砂、河口坝和远砂坝等三个微相带为油气聚集有利相带。     

准噶尔盆地深层—超深层致密碎屑岩储层特征及有效储层成因

为明确准噶尔盆地深层—超深层致密碎屑岩储层特征及有效储层成因，利用60余口关键探井岩芯、录测井、薄片及化验等各项分析、鉴定数据和资料，对其储层基本特征和物性特征研究和分析，明确储层类型、特征、质量及有效储层成因。结果表明：储层以三角洲分流河道砂体为主，分为砾岩和砂岩两大类，为典型低—特低孔、低—特低渗致密碎屑岩储层；砾岩以中砾岩为主，砾石成分主要为凝灰岩，砂岩岩屑含量高，岩性以细粒、中—细粒岩屑类砂岩为主，岩屑主要为凝灰岩，成分成熟度较低；胶结物以碳酸盐和硅质为主，局部富集浊沸石和钠长石；成岩作用主要包括破坏型的压实、压溶和胶结作用及建设型的溶蚀作用。孔隙垂向变化可分为南部原生孔隙型和北部次生孔隙型两类，次生孔隙型又分为长石类溶蚀型和沸石类溶蚀型两种，二者在不同区块和埋深范围分别发育数目不同的次生孔隙带。有利相带、溶蚀作用和异常高压共同形成了有效储层。