粗粒沉积及其储层表征的发展历程与热点问题探讨*

随着全球化石能源消费的不断增长,常规砂岩与碳酸盐岩大中型油气田的勘探举步维艰,砂砾岩这种粗粒沉积的特殊油气藏再次走进勘探家的视野。近年来,中国砂砾岩储集层展现出巨大的油气潜力,尤其是新疆准噶尔盆地玛湖大型砾岩油藏的发现,亟待开展针对性的研究。作者梳理了全球粗粒沉积研究的发展历程,将其划分为: 概念形成的萌芽(1885-1947)、成因分析的快速发展(1948-1987)以及理论形成的工业应用(1988至今)3个主要阶段,每个阶段均表现为科学家对粗粒沉积的热点与瓶颈问题进行了聚焦分析与探讨,由实际现象或油气田的发现引发出问题,开展成因探讨,形成理论后再指导实践的科学发展过程。综合每个阶段的研究主题以及代表性文章和事件,并结合作者长期研究过程中的思考,提出了当前粗粒沉积所面临的关键性热点问题与今后研究方向的建议,主要包括: 古地形特征与坡度、沉积成因机制、相带与微相划分、水槽模拟实验、砾岩成岩作用、测井解释瓶颈、地震处理与解释以及定量地质知识库建立的需求等。     

渤海海域砂砾岩体沉积响应进展及热点

随着全球能源需求日益增长，砂砾岩油气藏研究逐步深入，新疆准噶尔盆地玛湖大型砾岩油藏与渤海海域渤中19-6大型整装凝析气田获重大发现，使得砂砾岩体成为油气勘探新领域.当前，砂砾岩体沉积响应研究集中于陡坡背景或造山带背景，重点解析冲积扇、扇三角洲、近岸水下扇与湖底扇体系的结构样式、控制因素、沉积模式及其差异性，但机制成因方面存在多解性.渤海海域内砂砾岩体主要发育于始新世陡坡背景与中新世初期缓坡背景，其中始新世砂砾岩沿断裂陡坡带呈裙带状近源堆积，热点集中于其结构识别及期次刻画，以期准确预测地下砂砾岩体储层时空分布；而中新世初期转换界面处砂砾岩广泛分布且伴随岩浆活动，难点在于明确砂砾岩体沉积学信息、年代学信息同重大板块构造变革间响应关系，厘定大面积砂砾岩体分布的成因机制及发育模式.砂砾岩体沉积响应的研究方向将立足于完善岩相划分标准、依据，深化其与区域构造事件关联性，定量化解析沉积充填响应过程及工业化刻画其圈闭目标，系统研究对揭示渤海海域新生代盆地形成演化有重大理论意义，同时可服务大中型砂砾岩油气田的勘探需求.      

准噶尔盆地玛南地区乌尔禾组砂砾岩类型及沉积模式

准噶尔盆地玛南地区乌尔禾组砂砾岩储层具较大规模勘探潜力.通过岩心观察、描述与测量,结合粒径及砾石成分微观分析,对玛南乌尔禾组砂砾岩储层进行岩石学特征、沉积序列与模式、沉积微相及展布特征的细化研究.研究表明,乌尔禾组砂砾岩分3种类型:含泥含砂砾岩、泥质砾岩、砂质细砾岩.砾石成分复杂,以基性至中酸性岩浆岩砾石为主,具体分3...     

辫状河型冲积扇片流带特征与支撑砾岩成因研究

冲积扇砂砾岩油藏是准噶尔盆地勘探热点,尤其是玛湖凹陷特大型砂砾岩油藏的发现,更加表明砾质冲积扇储层研究的必要。选取白杨河冲积扇为研究对象,对砾质辫状河型冲积扇内部片流带以及支撑砾岩的沉积特征和分布规律进行研究,结果表明:1）扇内片流带沉积介于扇根补给水道与扇中辫状水道沉积环境之间,与二者呈过渡接触,片流带规模可达千米级别,内部支撑砾岩的发育改善了片流带储层物性;2）识别出三类支撑砾岩,分别是片流支撑砾岩、沿层理面发育的支撑砾岩以及沟槽底部支撑砾岩,前两者均为超临界水流淘洗成因,后者则为径流改造成因;3）片流支撑砾岩发育于片流沉积,具有较好的成层性以及较高的线密度;沿层面发育的支撑砾岩发育于辫状沟槽沉积环境,形态受限于沟槽规模,可与交错层理砾岩匹配形成大规模优质岩相组合;沟槽底部发育的支撑砾岩发育于辫状水道底部,规模小但连通性好。综上,基于野外露头片流带以及支撑砾岩研究可以为井下砂砾岩油藏开发提供理论支撑。     

玛湖北斜坡二叠系乌尔禾组砂砾岩成因分类的测井及地震识别方法研究

正准噶尔盆地玛湖凹陷北斜坡为储层砂体发育地区,亦是玛湖地区物源的主要方向,当前对该区沉积储层研究的认识尚未统一,分歧严重,特别是对砂砾岩储层分类评价的研究方法没有明确的手段。前人对砂砾岩储层的研究缺乏成因意义,对指导生产意义不大。因而开展砂砾岩储层成因分类并建立测井识别方法对该区今后的油气勘探与开发具有重要的指导意义。1岩石类型及特征根据玛北地区的岩芯、钻井、测井等资料,在乌尔禾组地层中共可识别出砂砾岩、含砾砂岩、砂     

景泰老龙湾砂砾岩峰林地貌形成与演化

景泰老龙湾砂砾岩峰林是世界罕见的地貌景观,时至今日,对老龙湾砂砾岩地貌的形成演化特征研究尚显薄弱。本文在前人研究的基础上,通过多次现场考察和研究,探讨了老龙湾砂砾岩峰林地貌的形成演化过程。认为老龙湾砂砾岩峰林地貌是青藏高原东北缘边界地带对青藏高原隆升、黄河演化和气候变化响应的直接产物,老龙湾盆地沉积的上新世—早更新世砂砾构成了物质基础,海原断裂带是砂砾岩峰林形成的构造基础,黄河水系切割及风蚀作用是其外动力塑造条件。地貌、地层学证据表明,晚新生代以来老龙湾砂砾岩的形成演化可划分为物质基础形成阶段、流水地貌形成阶段、峰林地貌塑造成型三个阶段。老龙湾砂砾岩峰林发育演化过程的构建,为黄河石林国家地质公园的建设提供了新的理论依据。     

准噶尔盆地西北缘及玛湖凹陷沉积储集层研究进展

准噶尔盆地西北缘玛湖凹陷中心区10×10~8t级砾岩大油区的发现,带动了该区沉积储集层研究的不断深入。作者梳理了准噶尔盆地西北缘及玛湖凹陷的沉积储集层研究现状和进展,认为准噶尔盆地西北缘及玛湖凹陷的沉积储集层研究的进展主要表现为:(1)提出了新的砂砾岩储集层岩石相和岩石学分析方法;(2)探索形成了新的沉积储集层地球物理测井和地震描述技术;(3)针对不同层系,在沉积物源、沉积相、沉积环境、沉积体系和沉积模式等方面取得大量新认识,建立了大型退覆式浅水缓坡扇三角洲沉积模式,指导油气勘探不断获得新突破;(4)在成岩作用理论指导下,所发现的储集层埋藏深度不断增加。研究表明,玛湖凹陷的沉积体系具有继承性:从二叠纪到新近纪,发育了火山—碎屑岩沉积体系、细粒—蒸发盐沉积体系以及粗粒冲积扇、扇三角洲、辫状河三角洲等沉积体系,气候、构造和湖平面变化控制了沉积体系的形成和演化。沉积储集层研究为玛湖砾岩大油田的发现提供了有力的理论支持。未来应当加强针对古老层系和深部地层的沉积储集层研究工作,重视新理论新技术在西北缘和玛湖沉积储集层研究中的应用,已经形成的理论技术需要在勘探实践中接受进一步检验和完善。     

沉积学发展及油气勘探领域热点问题概述

沉积学发展经历了萌芽与初步形成、沉积岩石学到沉积学、沉积学全面发展3个阶段.研究范畴从微观到宏观,从沉积岩的岩类学特征深入至成因探讨,从岩石观察到对沉积相的解释.层序地层学、地震沉积学是沉积学定性到定量化研究的开端,地球化学、数值模拟和实验技术是实现定量化的有效途径.总结了当前油气勘探领域中沉积学的热点问题,如地震沉积学的理论研究和实际应用,深水沉积的识别,白云岩的成因,浅水三角洲在油气勘探开发中的发展前景,旋回地层学及全球变化沉积学的发展与挑战等,为新的理论方法和技术手段的进一步完善提供基础信息.     

西藏札达盆地上新统古格组和托林组的厘定与层序地层划分

根据札达盆地剖面中地层的接触关系、沉积旋回、沉积体系和岩相岩性特征,可将上新统河湖相地层划分为2个组、5个沉积相、8个岩段。古格组(N22g)一岩段为砾岩,属河流相沉积;二、三、五岩段以细碎屑岩为主,属浅湖相沉积;四岩段以含粘土质细碎屑岩为主,属深湖相沉积。托林组(N21t)一、二、三岩段为一套砾岩、含砾中粗粒钙质长石岩屑砂岩和中细粒砂岩的碎屑岩,为典型冲(洪)积扇沉积物。ESR法和古地磁法测年结果表明,古格组形成时代为上新世晚期(4.40～2.47Ma);托林组形成时代为上新世早期(5.44～4.40Ma)。札达盆地为一同生断陷盆地,在上新世时期的构造运动过程中,盆地演化经历了水进体系域—湖泊扩张体系域—湖泊收缩体系域3个发展阶段。     

洪积扇砂砾岩储层岩石相渗流特征及剩余油分布规律

洪积扇砂砾岩储层岩石类型复杂多样,不同岩石相的含油性、渗流性能及油水运动存在差异,以此可以寻找砂砾岩油藏开发后期的剩余油.研究表明:通过野外考察和岩心观察及FMI测井分析,砂砾岩储层可以划分出7种类型的岩石相,其中片流成因的交错层理—细砾岩相和平行层理砂岩相大孔粗喉,饱含油,渗流性能最佳,注水开发快速水进;杂基颗粒支撑...     

基于砾石-基质-裂缝三元素的砂砾岩岩相划分

近年来砂砾岩油气藏勘探不断获得重大发现,使得砂砾岩体成为油气勘探的新领域.当前,砂砾岩体侧重于沉积响应分析,针对其特征的岩相组合划分及差异性探讨较薄弱,缺乏统一划分标准,尤其是在渤海湾盆地渤南低凸起南侧断坡区古近系砂砾岩存在多砾石组分、复合成岩作用影响,极大制约优质砂砾岩储层的分布预测、评价.因为研究区内多物源供给,砾石组分、支撑类型和基质类型多样,基于区内典型钻井岩心、镜下综合观察及扫描电镜分析,提出“以沉积岩、变质岩及岩浆岩三种母岩类型为一级划分标准,支撑类型和基质类型作为二级划分标准”,将砂砾岩岩相划分为三大类、七小类,依次为:（1）以火山岩砾石为主的基质支撑-砂级基质-构造缝-砾岩相、颗粒支撑-砂级基质-砾缘缝-砾岩相、基质支撑-泥级基质-砾岩相,（2）以碳酸盐岩砾石为主的基质支撑-砂级基质-砾岩相、基质支撑-砂级基质-角砾岩相,（3）以变质岩砾石为主的胶结物支撑-砂级基质-含砾砂岩相及颗粒支撑-砂级基质-压实砾内缝-含砾砂岩相.不同砾石类型储层中,基质类型和裂缝发育程度具有明显的差异性,泥质含量高的储层渗透性很差,裂缝发育会改善其孔隙的连通性,并诱导形成砾内溶蚀和基质溶蚀,从而改善储集物性.      

珠江口盆地惠州凹陷古近系规模性砂砾岩储层凝灰质成因及其油气地质意义

随着全球能源需求日益增长,砂砾岩油气藏研究逐步深入,新疆准噶尔盆地玛湖大型砾岩油藏、渤海海域渤中19-6大型整装凝析气田及珠江口盆地H6-6构造超百亿方天然气勘探获重大发现,使得砂砾岩体成为油气勘探新领域.基于镜下薄片、扫描电镜与振幅?方差体地震属性分级?拾取?融合分析,综合表征砂砾岩储层中凝灰质性质、分布、来源及其对...     

准噶尔盆地西北缘及玛湖凹陷沉积储集层研究进展*

准噶尔盆地西北缘玛湖凹陷中心区10×10⁸ t级砾岩大油区的发现,带动了该区沉积储集层研究的不断深入。作者梳理了准噶尔盆地西北缘及玛湖凹陷的沉积储集层研究现状和进展,认为准噶尔盆地西北缘及玛湖凹陷的沉积储集层研究的进展主要表现为: (1)提出了新的砂砾岩储集层岩石相和岩石学分析方法;(2)探索形成了新的沉积储集层地球物理测井和地震描述技术;(3)针对不同层系,在沉积物源、沉积相、沉积环境、沉积体系和沉积模式等方面取得大量新认识,建立了大型退覆式浅水缓坡扇三角洲沉积模式,指导油气勘探不断获得新突破;(4)在成岩作用理论指导下,所发现的储集层埋藏深度不断增加。研究表明,玛湖凹陷的沉积体系具有继承性: 从二叠纪到新近纪,发育了火山—碎屑岩沉积体系、细粒—蒸发盐沉积体系以及粗粒冲积扇、扇三角洲、辫状河三角洲等沉积体系,气候、构造和湖平面变化控制了沉积体系的形成和演化。沉积储集层研究为玛湖砾岩大油田的发现提供了有力的理论支持。未来应当加强针对古老层系和深部地层的沉积储集层研究工作,重视新理论新技术在西北缘和玛湖沉积储集层研究中的应用,已经形成的理论技术需要在勘探实践中接受进一步检验和完善。     

玛湖凹陷西斜坡百口泉组砂砾岩储层储集空间类型及演化特征

玛湖凹陷西斜坡百口泉组储集岩以砂质细砾岩、中细砾岩、细砾岩以及含砾粗砂岩为主,储集空间类型多样、成因复杂,关于砂砾岩储层特征认识不清。通过薄片鉴定、扫描电镜、孔渗、流体包裹体等分析资料,对砂砾岩储层储集空间类型、主控因素以及演化特征开展了系统研究。结果表明:研究区百口泉组砂砾岩储层储集空间类型以粒内溶孔为主,次为剩余粒间孔以及粒间溶孔;沉积作用、成岩作用、异常高压以及早期油气充注是影响储层发育的主控因素,异常高压减缓了压实作用的进程,使部分原生孔隙得以保存,早期油气充注为溶蚀作用的发生提供了物质条件,加大了次生孔隙空间,改善了砂砾岩储层储集物性。     

广西下,中三叠统砾质岩类特征及成因探讨

文章分析论述了广西下，中三叠统砾质岩类所在层位及其特征，并将其划分为水道砾岩，崩塌－滑塌砾岩，沉积混杂岩３种成因类型，探讨了形成环境及其意义，指出它们均是三叠纪时期构造作用的沉积表现。     

滨南油田砂砾岩储层测井精细解释模型及其应用

滨南油田单16块沙三下亚段以厚层块状砂砾岩为主,夹薄层泥岩,测井解释难度较大。这里以取心井岩心分析为基础,分别研究砾岩、砂砾岩储层岩性、物性、电性和合油性相互之间的关系,分别建立了砾岩和砂砾岩孔隙度、渗透率、含油饱和度测井解释模型。应用所建测井解释模型,对研究区三十口井进行了二次解释。结果表明,分岩性建立的测井解释模型具有较高精度,应用该方法对提高砂砾岩油藏储层测井精细解释的准确性具有实际意义。     

车西洼陷西北陡坡沙三下亚段地震相控反演砂砾岩储层预测

胜利油田的油气勘探方向逐渐由构造油藏向隐蔽油藏转变,砂砾岩油气藏成为非常重要的勘探目标,随着勘探程度的不断提高和新技术的不断应用,断陷湖盆的陡坡带成为重要的关注目标。地震相控反演充分利用了地震相界面对宏观地质体或岩性体的控制作用,将目标地层分成具有不同沉积特征的沉积单元,根据低频背景约束地震道外推反演中每个采样点的初值范围,同时控制反演时窗的大小,使反演结果具有明确的地质意义。针对车西洼陷陡坡带砂砾岩储层成因多、储层相变快、砂体描述困难等问题,在沉积相精细划分、储层物性分析、测井信息约束下,应用地震相控反演,预测古近系沙河街组三段下(沙三下)亚段陡坡带低孔低渗砂砾岩储层“甜点”分布,在扇辫状水道中、远端最有利的优质储层发育相带划分出4个“甜点区”。预测结果表明：砂砾岩体识别在垂向上达砂组级别,局部可达小层级别;横向上,不同成因类型砂体区分明显,可较好地识别出近岸水下扇、滑塌扇等砂砾岩储层,明显提高了断陷盆地陡坡带砂砾岩储层“甜点区”预测精度。     

东营凹陷北带古近系沙四段砂砾岩体沉积特征及沉积模式

综合岩心观察、薄片鉴定、砂砾岩厚度及百分含量等资料,对东营凹陷北带沙四段砂砾岩的沉积特征、成因类型及沉积演化模式进行了系统研究。结果表明,东营凹陷北带沙四段砂砾岩储层中块状层理、粒序层理、平行层理、叠覆冲刷构造、交错层理发育,同时变形构造、泥岩撕裂屑、重荷模和火焰构造常见。碎屑颗粒表现为无分选-中等分选、棱角状-次棱角状到次圆状的近物源沉积特征。岩相类型以块状层理砾岩相、递变层理砾岩相、递变层理砂质砾岩相、交错层理砾质砂岩相、平行层理砾质砂岩相、块状层理砾质砂岩相、块状砂岩相、平行层理砂岩相、块状层理砂岩相、变形层理砂岩相、泥质撕裂变形砂岩相、薄层透镜状或压扁层理砂岩相为主。综合古地貌、砂砾岩沉积特征及沉积机制等,认为东营凹陷北带沙四段主要发育近岸水下扇、湖底扇和扇三角洲等成因类型的砂砾岩扇体。在沉积演化上,沙四下亚段沉积时期,胜坨地区和民丰地区发育近岸水下扇沉积,利津地区发育扇三角洲沉积,扇体规模较小,横向连续性较差;沙四上亚段沉积时期,胜坨地区和民丰地区广泛发育近岸水下扇-湖底扇沉积,利津西部地区发育扇三角洲沉积,扇体规模较大,横向连片发育。     

断陷盆地陡坡带砂砾岩扇体地震反射特征--以东营凹陷为例

针对陆相断陷盆地陡坡带发育的砂砾岩扇体油气藏具有成因类型多、形态各异、岩性变化大、地震识别和描述困难的特点,主要从陡坡带砂砾岩扇体的类型和沉积特征研究入手,分析了大量的实际地震资料,总结出了陡坡带冲积扇、近岸水下扇、扇三角洲和近源浊积扇4种类型砂砾岩扇体的地震相特征及地震波传播速度、振幅、频率、相干性等地震属性特征;根据其地震特征建立的地震识别模式在东营凹陷陡坡带砂砾岩扇体的油气藏勘探中取得了良好的应用效果.     

东营凹陷民丰北带沙四上亚段砂砾岩体沉积相带边界划分

东营凹陷民丰北带地区深层砂砾岩体钻井数少,常规沉积相研究方法主观因素过多,加之常规地震属性技术无法准确刻画砂砾岩体沉积相边界,导致该地区沉积相边界划分存在分歧。在总结薄层调谐反射理论的基础上,以沉积学规律为指导,应用分频解释技术对东营凹陷民丰北带地区沙四上亚段发育的砂砾岩体的沉积相带进行了划分。结果表明:东营凹陷民丰北带砂砾岩体为近岸水下扇沉积成因,细分为近岸水下扇扇根、扇中和扇端3个亚相;砂砾岩体发育段在地震频谱上具有频陷特征,是薄层细粒沉积与厚层粗粒沉积的综合地震反映;低频振幅调谐体切片反映扇根沉积特征,中频振幅调谐体切片反映扇中沉积特征,高频振幅调谐体切片反映扇端沉积特征;横向上,砂砾岩体靠近陈南断层分布,由陈南断层向南依次为扇根、扇中、扇端亚相;纵向上,砂砾岩体向陈南断层方向呈退积式发育。该研究成果对岩电关系复杂、常规地震属性较难识别的少井区具有一定的指导意义。