超压背景下中深层砂岩储集层沉积—成岩演化差异性分析: 以南海莺歌海盆地中新统黄流组为例*

南海莺歌海盆地内地层普遍发育超压,东方区和乐东区是莺歌海盆地天然气成藏有利区的核心地带。其中,东方区位于底辟带中心,超压形成时间较早(9—5 Ma),主要物源来自西部昆嵩隆起区;乐东区位于莺东斜坡带,超压形成时间较晚(5—2 Ma),主要物源区为东部海南隆起区。本研究通过铸体薄片、荧光薄片、扫描电镜、电子探针、含烃包裹体微束荧光分析、流体包裹体激光拉曼成分与均一温度、X射线衍射黏土矿物等分析测试研究方法,对东方区和乐东区超压背景下黄流组砂岩储集层的岩石学与物性特征、烃类充注与成岩作用特征进行对比分析。结果显示: (1)东方区黄流组砂岩的压实作用、胶结作用较弱,物性较好(平均孔隙度17.68%,平均渗透率11.11×10^-3 μm²),处于中成岩A期晚期;乐东区黄流组砂岩整体压实作用、胶结作用较强,物性较差(平均孔隙度8.94%,平均渗透率1.52×10^-3 μm²),处于中成岩B期。(2)研究区储集层物性主要受沉积作用、超压背景和成岩作用的控制。物源、沉积中心与沉降中心、沉积相类型,超压形成时间和烃类充注规模共同影响了储集层的成岩作用特征及成岩—孔隙演化过程。(3)超压在一定程度上抵抗了压实作用强度,抑制了胶结作用,促进了溶蚀作用。     

莺歌海盆地DX区黄流组超压对成岩作用的影响

碎屑岩的成岩作用主要受到碎屑矿物成分、地层水介质条件以及温压等因素的控制,超压流体环境对碎屑岩成岩作用和储层质量有重要影响。应用铸体薄片、扫描电镜、X射线衍射分析以及实测压力资料研究了超压对黏土矿物转化、压实作用、胶结作用和溶蚀作用的影响。结果表明:莺歌海盆地DX区约在2 500m开始出现超压,目的层黄流组一段Ⅰ、Ⅱ气组均处于超压环境中,平均压力系数1.80;超压不仅可以抑制黏土矿物的转化,而且可以抑制上覆岩层的压实效应,有利于保存原生孔隙度,现今超压环境下3 000m埋深仅相当于正常情况下1 500m埋深,总体上表现中等压实特征,实测孔隙度在18%~20%之间,且超压不利于碳酸盐胶结物的形成;超压可以间接增加CO2酸性流体与硅酸盐矿物和碳酸盐矿物的接触时间和强度,使次生孔隙增加。     

南海莺歌海盆地黄流组海底扇储层构型特征*

南海莺歌海盆地东方X气田中新统黄流组一段发育浅海海底扇沉积,沉积类型特殊,砂体连通性复杂,对储层构型的研究较为薄弱,影响了该地区的油气勘探和开发。以层序地层学、沉积学、测井地质学、地震沉积学等理论为指导,结合岩心、钻井、测井、三维地震和地震波阻抗反演成果等资料,对东方X气田中新统黄流组一段Ⅱ_b气组海底扇构型单元及砂体分布规律进行研究。结果表明: 研究区海底扇主要发育中扇亚相的水道沉积、堤岸沉积、席状砂和扇缘砂; Ⅱ_b气组以水道沉积及席状砂为主,2期水道沉积以充填沉积作用为主,整体呈NW-SE向展布;储集层内部砂体有层状充填、垂向切叠及侧向切叠3种叠置样式; 储层构型主控因素包括物源供给、地形坡度及重力流能量。     

南海莺歌海盆地黄流组海底扇储层构型特征*

南海莺歌海盆地东方X气田中新统黄流组一段发育浅海海底扇沉积,沉积类型特殊,砂体连通性复杂,对储层构型的研究较为薄弱,影响了该地区的油气勘探和开发。以层序地层学、沉积学、测井地质学、地震沉积学等理论为指导,结合岩心、钻井、测井、三维地震和地震波阻抗反演成果等资料,对东方X气田中新统黄流组一段Ⅱ_b气组海底扇构型单元及砂体分布规律进行研究。结果表明: 研究区海底扇主要发育中扇亚相的水道沉积、堤岸沉积、席状砂和扇缘砂; Ⅱ_b气组以水道沉积及席状砂为主,2期水道沉积以充填沉积作用为主,整体呈NW-SE向展布;储集层内部砂体有层状充填、垂向切叠及侧向切叠3种叠置样式; 储层构型主控因素包括物源供给、地形坡度及重力流能量。     

鄂尔多斯盆地及周缘地区晚古生代沉积演化*

基于笔者多年对鄂尔多斯盆地及周缘地区晚古生代研究成果,结合野外剖面实测、钻井资料分析、地层学与层序地层学、地球化学、年代学等研究结果,从岩性特征、地层厚度、地层接触关系、物源分析、沉积相类型多方面进行对比研究,认为鄂尔多斯盆地及周缘地区上古生界是华北地台的一部分,因此,其沉积充填及沉积演化研究必须置于晚古生代大华北盆地之中。在此研究基础上绘制了晚古生代各组鄂尔多斯盆地及周缘沉积相平面展布图,亮点是向东部和南部进行了扩张,并详述了晚古生代沉积演化过程,为该时期华北地台原始沉积面貌的恢复提供了新的依据。     

深水沉积层序与沉积演化模式典型实例——莺歌海盆地中深层黄流组

从莺歌海盆地东方气田中深层中新统黄流组深水沉积实例出发,利用多方资料揭示了一个从强制海退早期到海侵晚期的完整自旋回,以及每个时期深水沉积旋回的特征与发育规律。结合物源及地貌环境特征,将研究区分为三块,阐述了每块的特点。黄流组一段深水沉积属于多点供源、较富砂的沉积环境,且坡陡不大,海盆较小,为受沉积自旋回及地貌环境控制的较典型的深水沉积模式。研究区内的有利储层主要为强制海退晚期到低水位域正常海退和海侵早期的堤成水道及前缘决口扇复合沉积,而之后海侵早期的下切水道对于原有较连续的浊流砂体起到了分割作用,造成了现今的砂体展布格局。     

鄂尔多斯盆地中部上三叠统瓦窑堡组层序—古地理与聚煤规律*

为研究鄂尔多斯盆地中部上三叠统瓦窑堡组层序地层格架下的沉积演化与聚煤规律,利用野外露头、钻孔以及测井资料,识别出瓦窑堡组共发育5种岩石类型及17种岩相类型。以区域不整合面、地层颜色突变面和河道下切谷冲刷面等层序地层界面,将瓦窑堡组划分为3个三级层序SQ1、SQ2和SQ3,确定了每个层序的沉积范围、岩相组合及沉积体系。采用单因素作图法,综合考虑沉积相等多因素确定沉积单元边界,恢复了三级层序的沉积格局。瓦窑堡期沉积单元主要为曲流河、冲积平原沉积、三角洲平原、三角洲前缘和湖泊,自SQ1期至SQ3期,冲积平原、三角洲沉积逐步向湖域推进,滨—浅湖范围逐渐萎缩。三角洲平原的发育为聚煤作用提供了有利场所,形成了具有一定工业价值的煤层。从SQ1期到SQ3期,聚煤作用主要发生于湖侵体系域,且随着聚煤作用逐渐增强,泥炭堆积速率与可容空间增加速率逐渐达到平衡,煤层总厚度和单层煤层最大厚度逐渐增大。该研究成果可为鄂尔多斯盆地上三叠统瓦窑堡组煤炭资源潜力预测和富油煤形成机理研究提供地质依据。     

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。     

松辽盆地大安油田下白垩统泉头组四段特低渗—超低渗储集层成岩作用定量研究*

利用普通薄片、铸体薄片、扫描电镜、物性分析、测井解释和粒度分析等资料,对松辽盆地大安油田下白垩统泉头组四段特低渗—超低渗储集层成岩作用类型、成岩作用强度及其影响因素等进行了研究。结果表明:(1)压实作用是导致大安油田泉四段特低渗—超低渗储集层物性变差最主要的成岩作用。研究区储集层压实程度为中等,压实破坏程度与储集层复合砂体厚度、分选系数、泥质含量等参数具有较好的相关性。(2)胶结作用是研究区储集层物性变差的又一重要因素。区内胶结作用强度较弱,胶结作用减孔率与相对构型界面的位置、石英绝对含量、碎屑组分含量和杂基含量等因素具有明显的相关性。(3)溶蚀作用对区内储集层物性的改善程度相对较小。溶蚀作用增孔率与复合砂体厚度、杂基含量具有一定的相关性。压实、胶结、溶蚀作用对储集层物性改造程度影响因素的分析结果,反映砂体的垂向叠置关系、河道厚度规模、水动力强度等沉积特征对成岩作用类型及其强度有一定的控制作用。     

渤海湾盆地东濮地区奥陶系碳酸盐岩成岩作用及对储集层的影响*

随着东濮地区地热勘探的不断深入,现有奥陶系储集层研究精度已不能满足勘探需求。基于露头、岩心、薄片、测录井、碳氧同位素和流体包裹体等手段,结合区域地质背景,深入研究了东濮地区奥陶系碳酸盐岩成岩系统及其对储集层的影响,并进一步预测了有利储集层的分布区。研究表明,准同生和早成岩期发生胶结、压实、准同生白云石化和准同生溶蚀作用,其中胶结、压实作用使储集层原生孔隙度大幅减少;表生成岩期发生风化壳溶蚀作用,对储集层孔隙的增加起决定性作用;中—晚成岩期发生构造破裂、热液溶蚀、压溶、胶结、埋藏白云石化和重结晶作用,其中白云石化、溶蚀和构造破裂作用对储集空间的贡献最大,重结晶作用具有双重性,对粉细晶白云岩起强烈破坏作用。综合研究将研究区划分出Ⅰ类储集层分布区1个、Ⅱ类储集层分布区2个和Ⅲ类储集层分布区2个。其中,颗粒滩、潮坪与断裂发育带、白云石化、准同生溶蚀、风化壳溶蚀、热液溶蚀作用叠合区储集层质量最佳,多为Ⅰ类和Ⅱ类储集层分布区。     

浅海背景下大型浊积扇研究进展及堆积机制探讨:以莺歌海盆地黄流组重力流为例

围绕浅海背景下大型浊积扇的研究进展展开探讨,并以莺歌海盆地黄流组重力流为例研究其沉积特征及堆积机制。位于莺歌海盆地中央的东方区黄流组发育的大型高效储集体——浅海重力流沉积体的沉积特征和堆积机制具有其独特性。古生物研究表明,其沉积期的古水深为40~110m,属于陆架浅水沉积背景。其重力流特征表现为包卷变形层理、准同生变形构造等,主要发育鲍玛序列A段和AB段组合,缺失CDE段。对该重力流沉积体的初步研究表明,其具有大规模、多期次(浊积事件的垂向叠加序列组合)、持续性发育等特征。在浅海背景下形成大规模重力流沉积体的综合成因机制包括:(1)物源的持续供给;(2)同沉积期大规模海退作用;(3)陆架基底的幕式动态活动和差异性沉降。该重力流沉积体的发育受上述三大因素的联合控制。因此,本研究采取构造-层序地层学、沉积学与地球物理相结合的系列技术与方法研究其宏观、微观特征及堆积的控制要素与独特机制。该研究成果能丰富浅海区发育大型重力流沉积体的理论体系,对油气勘探新领域的拓展具重要的借鉴价值。     

莺歌海盆地东方区黄流组储层微观孔喉特征及对物性的影响

通过恒速压汞实验,结合孔隙度和渗透率的测试,分析了莺歌海盆地东方区黄流组储层微观孔喉特征及其对储层物性的影响。结果表明:东方区黄流组储层以中孔、中-低渗为主,储层物性差异较大;储层孔隙半径分布相对集中,喉道半径及"孔喉比"非均质性较强;物性较差的储层小喉道所占比例较高,"孔喉比"较大,而物性较好的储层大喉道所占比例较高,"孔喉比"较小;喉道大小及其分布是影响储层渗透率大小的关键因素,储层的渗透性主要由所占比例较小的大喉道控制;受沉积作用的影响,莺歌海盆地东方区黄流组储层平均喉道半径小是低渗储层形成的主要原因。     

莺歌海盆地黄流组二段碎屑锆石年龄与储层物源分析

莺歌海盆地位于昆嵩隆起和海南隆起之间的南海西北部海域,是发育在南海北部大陆架西区的新生代含油气盆地。黄流组二段作为优质的天然气储层,其物源特征一直是当前研究的重要课题。本文利用LA-ICP-MS定年技术对莺歌海盆地四个不同局部构造区的上中新统黄流组二段沉积岩中碎屑锆石进行了U-Pb同位素分析。结果显示,东方构造区(DF13)和海口构造区(HK29)年龄频谱相似,有40~34 Ma、154~139 Ma、245~241 Ma、416~394 Ma和2191~1772 Ma几个主要年龄峰或年龄区间,与区域上的几次构造事件密切相关。结合盆地周边区域地质特征,应用地震沉积学、重矿物和Sr-Nd同位素等资料,发现这两个构造区均以红河物源为主,但后者受盆地东侧海南隆起的物源影响较大。莲花构造区(L1X)年龄频谱相对简单,有247 Ma一个主要年龄峰,431 Ma、935 Ma和1851 Ma三个次要峰,缺少喜山期和燕山期锆石年龄,物源可能主要来自盆地西侧的昆嵩隆起;岭头构造区(LT11)有99 Ma和234 Ma两个主要年龄峰,157 Ma和939 Ma两个次要峰,其物源以海南隆起为主,同时有部分红河物源的加入。通过碎屑锆石年代学分析,对莺歌海盆地黄流组二段储层物源特征有了更清楚的认识,为今后莺歌海盆地天然气勘探提供重要的理论依据。     

测井信号小波变换在层序地层划分中的应用——以南海北部莺歌海盆地D14井黄流组为例

本文介绍了小波变换的基本原理和步骤,探讨了测井信号小波变换在层序地层划分中的方法和地质意义。对南海北部莺歌海盆地D14井黄流组自然伽马(GR)测井信号利用Daubechies小波系db5小波进行了一维连续小波变换和一维离散小波变换。根据其时频色谱图特征和高频离散系数曲线特征,将黄流组一段划分出1个长期旋回、3个中期旋回和9个短期旋回。显示出小波变换在测井层序地层划分中较高的分辨率、在识别地质作用中的隐蔽旋回特征的优势。实践证明,将一维连续小波变换和一维离散小波变换进行综合分析,更有利于不同级次的层序旋回识别。     

Heat flow and thermal modeling of the Yinggehai Basin, South China Sea

Geothermal gradients are estimated to vary from 31 to 43 °C/km in the Yinggehai Basin based on 99 temperature data sets compiled from oil well data. Thirty-seven thermal conductivity measurements on core samples were made and the effects of porosity and water saturation were corrected. Thermal conductivities of mudstone and sandstone range from 1.2 to 2.7 W/m K, with a mean of 2.0±0.5 W/m K after approximate correction. Heat flow at six sites in the Yinggehai Basin range from 69 to 86 mW/m², with a mean value of 79±7 mW/m². Thick sediments and high sedimentation rates resulted in a considerable radiogenic contribution, but also depressed the heat flow. Measurements indicate the radiogenic heat production in the sediment is 1.28 μW/m³, which contributes 20% to the surface heat flow. After subtracting radiogenic heat contribution of the sediment, and sedimentation correction, the average basal heat flow from basement is about 86 mW/m².Three stages of extension are recognized in the subsidence history, and a kinematic model is used to study the thermal evolution of the basin since the Cenozoic era. Model results show that the peak value of basal heat flow was getting higher and higher through the Cenozoic. The maximum basal heat flow increased from 65 mW/m² in the first stage to 75 mW/m² in the second stage, and then 90 mW/m² in the third stage. The present temperature field of the lithosphere of the Yinggehai Basin, which is still transient, is the result of the multistage extension, but was primarily associated with the Pliocene extension.     

Fluid Charging and Paleo-pressure Evolution in the Ledong Slope Zone of the Yinggehai Basin,South China Sea

Large numbers of gas reservoirs have been discovered in overpressure basins. Fluid charging has a close relationship with paleo-pressure evolution, affecting the migration of gas reservoirs. To study fluid charging and the related pressure system, we analyzed burial histories and fluid inclusion(PVTx) simulations and conducted basin modeling of the Ledong Slope Zone in the Yinggehai Basin as an example. On the basis of fluid-inclusion assemblages(FIAs), homogenization temperature(Th), final melt...