欠压实生油岩中排烃问题的探讨

一定深度之下的生油岩中普遍有欠压实现存在,产生异常高压,开成油气初次运移的主要驱动力。对黄骅拗陷南部孔二段泥岩欠压实带发育的历史分析表明:欠压实峰值从增大到消减,是由于异常高压引起开口微裂缝的缘故。2000m为孔二段欠压实带中大量产生开口微裂缝的深度,萤光资料可证实这一点。孔二段的生油门限是2600m,因而2900m是其大量排烃深度,地化指标的变化也表明有效生油岩分布在2900m以下。     

陕北斜坡中部泥岩压实特征分析及长7段泥岩古压力恢复

陕北斜坡中部长7段泥岩现今欠压实幅度不是很大,因此长7段烃源岩生成的油气运移动力受到怀疑,但现今的压力特征并不能反映成藏期的压力。首先以鄂尔多斯盆地陕北斜坡中部单井泥岩压实曲线为基础,对该区泥岩压实特征进行了综合研究,结果表明研究区内泥岩压实均由正常压实段和异常压实段构成,虽然欠压实幅度不大,但欠压实现象普遍存在;正常压实趋势具有较好的一致性,地表声波时差值集中在320 μs/m左右;现今压实剖面的异常压实段起始深度由东向西逐渐增大,最大古埋深期异常压实带起始深度则分布在2 250~2 400 m。然后恢复了长7段泥岩古孔隙度,并预测了主力烃源岩层(长7段)成藏期泥岩古地层压力。研究区长7段泥岩在成藏期普遍存在异常高压,南部超压明显,压力系数达1.56,反映了成藏期烃源岩具有较强的排烃动力;古压力值为17～28.5 MPa,古压力系数为1.12～1.56,两者在平面上的分布都呈现出西南部高东北部低的特征,很好地解释了研究区内现今油气的分布特征。该研究成果对下一步油气勘探具有重要的指导意义。     

柴达木盆地西部新生界异常高压:分布、成因及对油气运移的控制作用

如同世界上其它新生代沉积盆地那样,柴达木盆地在一定深度,区域上普遍存在异常高压。异常高压出现在快速沉积的厚层泥质岩中,水热增压效应明显,而且在上新世末至今发生了强烈的以水平挤压为主的构造运动,因此异常高压的形成是由于不均衡压实作用和构造挤压作用所引起的压应力增大以及热液压力引起流体体积的变化。异常高压是油气运聚的一种重要动力来源:在油气运移中,可以使上覆封隔层产生大量微裂缝,油气向上运移到在较低压储集层中,也可以使封闭性断层开启,通过断层进行侧向运移。     

北塘地区异常压力特征与油气关系

北塘地区异常压力主要分布在塘沽东炮台地区。其成因主要与地层的欠压实,粘土矿物转化,烃类的生成以及早期成藏有关。而欠压实带,异常高压环境的存在缓解了下伏储集层的压实强度,形成了异常孔隙发育带,该带与排烃相吻合。异常高压对储油物性起保存与改善作用,异常高压带的油藏压裂效果好。     

黄骅坳陷沧东凹陷孔二段泥页岩裂缝发育特征及主控因素分析

黄骅坳陷沧东凹陷孔二段泥页岩沉积厚度大,有机质丰度高、类型好,是泥页岩致密油气勘探开发的重点层位之一。在岩心精细观察与描述基础上,利用偏光显微镜、荧光显微镜、激光共聚焦显微镜观察以及X射线衍射分析、岩石热解分析等技术手段,对沧东凹陷孔二段泥页岩的岩石学特征、裂缝类型及发育特征(长度、开度、角度、充填物等)进行研究,并分析了裂缝发育的主控因素。沧东凹陷孔二段泥页岩主要由长英质矿物、碳酸盐矿物及黏土矿物组成,主要岩性包括云质泥岩、砂质泥岩、泥质云岩、砂质云岩及白云岩等,沉积构造类型包括块状构造、层状构造、纹层状构造及透镜状构造等。孔二段泥页岩主要发育构造缝、层理缝、差异压实缝及异常高压缝等4种裂缝,其中构造缝最发育,其次为层理缝和差异压实缝,异常高压缝发育较少,裂缝中充填物主要包括黄铁矿、方沸石、方解石及沥青等。研究表明,构造作用、岩性与矿物组成、沉积构造、成岩作用及有机质丰度是控制沧东凹陷孔二段泥页岩裂缝发育的主要因素。     

渝东南-黔北地区下古生界页岩非构造裂缝发育特征与主控因素

天然非构造裂缝是页岩气的重要储集空间,但目前针对非构造缝形成机理、控制因素及发育特征的研究不足.对研究区下志留统龙马溪组和下寒武统牛蹄塘组页岩岩心非构造裂缝进行观察描述,通过扫描电镜分析识别页岩非构造裂缝并研究其结构特征,结合沉积环境、有机质丰度和类型、热演化程度、生烃史、粘土矿物含量、水体古盐度和成岩作用,分析各主控因素对非构造裂缝发育特征和分布规律的影响作用.结果表明,渝东南-黔北地区下古生界页岩非构造裂缝发育程度较高,主要类型包括成岩收缩缝、溶蚀缝和异常高压缝,其在纵向上切穿深度较浅,形态不规则,微观结构呈丝缕状、卷曲片状,缝宽一般10～500 nm,最大可超过1μm,延伸性和连通性较好,可改善页岩的储渗性能.牛蹄塘组下部和龙马溪组下部的深水陆棚相发育大量的水平层理,是非构造缝发育的有利相带.欠压实增压和生烃增压可产生大规模超压裂缝,埋藏早期欠压实为地层超压的主因,生烃增压与热演化深度有很好的对应关系,并且可释放有机酸促进次生溶蚀缝发育;当构造运动的破坏调整作用使异常超压释放,超压裂缝随之萎缩甚至闭合.下古生界页岩在中等古盐度水体环境中发育,其高粘土含量有利于成岩收缩缝的形成.龙...     

辽东湾断陷金县1-1低凸起东斜波沙三段泥岩古地层压力恢复及应用

烃源岩生烃过程中欠压实作用形成的异常高压是油气成藏的主要动力,而泥岩孔隙度演化记录了其地层压力的变化过程。根据现今泥岩压实剖面特征建立欠压实泥岩孔隙度计算模型,利用"回归反推"方法恢复成藏期沙三段欠压实泥岩古孔隙度增量,然后根据泥岩孔隙度压实模型恢复欠压实泥岩在成藏期的总古孔隙度,最后通过改进的Phillip-pone公式计算成藏期古地层压力并恢复其演化过程。研究表明,金县1-1低凸起东斜坡成藏期沙三段烃源岩普遍发育异常高压,古流体动力由南向北逐渐增强,压力系数分布呈现东南部低西北部高的特点,古流体压力的强弱变化规律对油气运移及有利目标的优选具有重要的意义。     

济阳坳陷泥质岩油气藏类型及分布特征

 济阳坳陷目前已发现的泥质岩油气藏主要分布于东营凹陷和沾化凹陷的断裂、断鼻构造带附近,依据其储集空间可分为裂缝型、孔隙型及孔—缝复合型3种类型。其中,裂缝型油气藏占主要地位,主要发育于富钙质的脆性泥页岩中;孔隙型油气藏主要发育于含砂质条带的欠压实泥岩中;孔—缝复合型油气藏发育于钙质泥-页岩互层且夹薄层砂质条带的岩类中。泥质岩油气藏以自生自储为主,需要富钙质或欠压实等特定的岩性条件,一般发育在断裂活动带附近。横向上,裂缝型油气藏主要分布于厚层生油层中富钙质高阻层段,尤其是页岩发育的薄互层段,孔隙型油气藏只分布于具有断裂或隆起背景且富含砂质条带的欠压实区;纵向上,泥质岩油气藏主要分布于2200m以下的沙河街组四段上亚段、沙河街组三段下亚段及沙河街组一段下亚段等层位。     

声波测井在碎屑岩沉积压实研究中的应用

通过对塔里木盆地北部阿克库勒地区 5口钻井泥质岩的声波时差及相应的孔隙度、古地层压力研究 ,求得本区的平均压实方程。认为本区 310 0～ 350 0 m属于正常压实层 ,其下属于欠压实层段。初步分析各时代流体的封闭时间和主要目的层欠压实异常类型。结合地震勘探资料 ,提出低速异常带中的更低异常区是找油领域之一。     

油气运移的地质、地球化学(下)

五、初次运移的地球化学研究油气的生成和初次运移是发生在同一地质体(生油、生气岩)中的密不可分的过程.油气生成的地化过程对初次运移有重要影响,在初次运移中油气继续发生地球化学变化.生成期与初次运移期是否“默契”配合,对油气的聚集十分重要.1.油、气生成地球化学过程对初次运移的影响(1)油、气的大量生成,是形成源岩异常高压的重要原因:黑德伯格(Hedberg,1971、1974)讨论过甲烷的生成与未充分压实页岩、页岩刺穿、泥火山的关系.由于生物化学和热化学作用,微粒固体有机质分解形成甲烷等气体.这些气体通过三种作用加强泥质岩的高压欠     

Deep structure and evolution of the Harz Mountains: results of three-dimensional gravity and finite-element modeling

A new Bouguer anomaly map is presented for the region of the entire Harz Mountains based on more than 60,000 gravity values. The various gravity anomalies are discussed and interpretation is carried out by high-resolution 3-D gravity modeling. One of the main subjects of interest in the investigation is the northern boundary fault zone of the Harz Mountains, separating the Mesozoic sediments in the north from the Palaeozoic rocks of the Harz in the south. Dip and vertical displacement are determined for this fault zone; mean values are 3400 m and 70°, respectively. Gravity modeling shows that the Brocken and the Ramberg Granites are distinctly different. The Brocken Granite is shallow, whereas the Ramberg Granite has a maximum depth of 8.5 km and a N---S dimension of 37 km. The prominent Benneckenstein Gravity High is explained by two different models, one based on a granodioritic intrusion (2900 kg/m³) with a center-depth of 14 km and the other based on phyllites (2740 kg/m³) on a depth of 3–4 km.

Studies on the geodynamic evolution of the Harz Mountains are carried out using the finite-element method. On the basis of a 3-D model, vertical displacements that can be related to horizontal forces are computed. For the period of the Variscan Orogeny an uplift of 600 m in the Harz area is calculated, for Late Cretaceous and Tertiary 400 m are determined. The total amount of 1000 m is about 1/2 of the vertical displacement of the northern boundary fault zone of the Harz Mountains shown by the gravity modeling. These results do not contradict geological ideas.     

Origin and spatial distribution of gas at seismogenic depths of the San Andreas Fault from drill-mud gas analysis

Data are presented on the molecular composition of drill-mud gas from the lower sedimentary section (1800–3987 m) of the SAFOD (San Andreas Fault Observatory at Depth) Main Hole measured on-line during drilling, as well as C and H isotope data from off-line mud gas samples. Hydrocarbons, H₂ and CO₂ are the most abundant non-atmospheric gases in drill-mud when drilling seismogenic zones. Gas influx into the well at depth is related to the lithology and permeability of the drilled strata: larger formation gas influx was detected when drilling through organic-rich shales and permeable sandstones. The SAF (San Andreas Fault), encountered between approximately 3100 m and 3450 m borehole depth, is generally low in gas, but is encompassed by two gas-rich zones (2700–2900 m and below 3550 m) at the fault margins with enhanced ²²²Rn activities and distinct gas compositions. Within the fault, two interstratified gas-rich lenses (3150–3200 m and 3310–3340 m) consist of CO₂ and hydrocarbons (upper zone), but almost exclusively of hydrocarbons (lower zone).     

柴达木盆地异常地层压力及其成因探讨

世界范围的一些年轻沉积盆地内.在一定埋深处常发现有异常地层压力。这种异常地层压力往往与油气分布有一定的关系。很多学者认为,异常地层压力是石油从生油岩向储集岩运移的动力,而高压带的压力封闭又使发育异常地层压力的泥质岩成为下伏储集岩的盖层。异常地层压力带常与高地温梯度带相一致,从而有利于油源岩中有机质转化为烃类。因此,研究异常地层压力有助于对沉积盆地的演化、油气的形成作用和形成过程的认识。同时,由于高压力梯度带的钻探成本高,弄清油气分布与异常压力不同梯度之间的关系有利于提高石油勘探的成效。     

基于高密度电法的天然边坡水分运移规律研究

地下水是滑坡变形与失稳的重要影响因子,目前关于天然边坡水分运移过程的研究多借助传感器监测或数值模拟,但尚不能充分满足无扰、快捷的测量要求。针对该类问题,以天然边坡为研究对象,利用高密度电法结合时域反射技术,通过测量边坡土体含水率与电阻率,构建两者的对应关系,据此反演并分析边坡介质地下水的分布特征及迁移规律,验证高密度电法技术在探究天然边坡水分运移规律的有效性。现场试验结果显示:研究边坡土体含水率与电阻率呈明显对数关系;该边坡有效入渗或蒸发深度为2 m,大于该深度范围内,边坡土体含水率随深度增加逐渐减小;中雨强度下埋深为1.3~2.0 m范围内土体含水率激增的主要原因在于后缘裂缝的优势流补给;边坡高含水率(低电阻区)与低含水率(高电阻区)过渡区与后期滑坡滑动面位置高度吻合。     

鄂尔多斯盆地姬塬地区长7段泥岩古孔隙度恢复方法研究

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长7段泥岩作为中生界油藏的重要烃源岩,其成藏期古压力是油气运移的主要动力,而泥岩古孔隙度的变化代表了古压力演化的特征,因此基于成藏期到最大埋深期烃类流体排出,地层超压释放的机理,提出了由孔隙度增量-最大埋深的关系逆推成藏期泥岩古孔隙度的新方法。通过分析最大埋深时期泥岩压实剖面的特征,利用长7段烃源岩欠压实孔隙度增量(△Φ)与最大埋深之间存在的指数关系,逆推出成藏期泥岩古孔隙度增量,并结合成藏期正常压实趋势下孔隙度值,恢复长7段泥岩成藏期总孔隙度。结果表明,姬塬地区长7段泥岩成藏期古孔隙度偏高,普遍在23%～35%之间,说明成藏期泥岩欠压实作用强烈,异常高压是源岩排烃的主要动力。     

基于烟圈效应的11点超前探观测系统设计

矿井瞬变电磁法因关断时间影响存在一定探测盲区,一定条件下关断时间长短取决于发射回线边长、等效面积。针对掘进巷道迎头有限空间,设计采用多匝、重叠小边长回线以满足探测深度需要。研究计算表明,40匝、2m×2m的发射回线盲区范围为20m左右,并据此首次提出了矿井瞬变电磁法测点间距选择盲区理论法。基于“烟圈效应”设计了适用于不同巷道条件下的“11点法”矿井瞬变电磁超前探观测系统。该系统随煤/岩层倾角变化而变化。通过推理计算得到了与煤/岩层倾角相关的线框布设角度公式,使该系统更具实际应用价值和指导意义。      

包气带增厚区土壤水力参数及其对入渗补给的影响

为探讨包气带深部增厚区土壤水力参数变化对入渗补给过程的影响,采用压力膜仪对河北正定深部包气带(8.0~21.0 m)10个原状土样进行水分特征曲线测试,利用RETC软件中Mualem-van Genuchten导水率模型对其拟合,获取含水率与非饱和导水率的关系曲线,并根据达西法对其进行分析讨论.结果表明:场地包气带深埋区的非饱和导水率为25~240 mm/a.当某一埋深历史水位下降速度越快,该埋深处相同含水率情况下土壤非饱和导水率越大,说明对应土层的入渗补给强度越大;因包气带厚度增大使原来位于饱水带的层状非均质土层转变为包气带,潜水位波动下降过程中深部包气带土层因排水压密作用,使得土壤水力特性发生变化,进而影响垂向入渗补给过程.      

关中盆地沣西地区地热对井采灌开发模式的数值模拟

热储回灌是地热资源可持续利用、避免环境污染的有效措施。在进行地热开发之前科学合理的规划采灌井井位布局,有利于延长地热井的使用年限。关中盆地是新生代拉张性断陷盆地,地热资源开采利用历史悠久。沣西地区位于关中盆地腹地,地下5000m深度范围内有5个含水热储层,自上而下分别为第四系下更新统三门组(600~960m)、新近系上新统张家坡组(960~1920m)、新近系上新统蓝田-灞河组(1920~2900m)、新近系中新统高陵群(2900~3800m)和古近系渐新统白鹿塬组(3800~5000m)。本文依据水文地质、地球物理等资料,建立了研究区三维地质模型,采用有限元模拟软件FEFLOW对目前开采最多的蓝田-灞河组热储层在不同对井采灌开发模式下同层采灌时渗流场及温度场的变化进行了模拟计算。结果表明:1)以30年为系统设计寿命,为确保抽水井和回灌井有水力联系又不发生明显的热突破,抽、灌井井间距以500~600m为宜;2)采灌对井的布置以抽水井位于天然径流流场的上游方向、回灌井位于天然径流流场的下游方向为佳;3)如果设计合理,采灌过程中回灌尾水温度对抽水井出水温度的影响可以得到有效控制;4)恰当实施地热尾水回灌,同时按照实际需求调节抽水井与回灌井的采灌量,可实现地热资源的可持续开采利用。上述结果为合理开发利用研究区地热资源提供了依据。     

试验模拟包气带CO2变化及对水化学的影响

包气带作为参与碳循环的重要场所,CO2起到重要作用。利用土柱模拟不同条件下包气带CO2含量变化及水化学成分变化。研究发现:不同条件下土柱内CO2存在明显差异,均随着深度增加CO2含量增加;CO2含量植被组大于无植被组。随着降水不断入渗包气带,CO2含量不断增加。植被存在时,增加幅度略大于无植被组,且降水后期杀菌组包气带CO2增加幅度达一百倍。降水后pH值降低,Ca^2+、Mg^2+离子浓度增大,NO3^-、Cl^-、SO42-离子含量也出现一定程度的增加。植被、微生物和降水均可影响包气带中CO2含量,且包气带CO2在降水与地下水转化过程中起到重要作用。     

Fracture-zone conditions on a recently active fault: insights from mineralogical and geochemical analyses of the Hirabayashi NIED drill core on the Nojima fault, southwest Japan, which ruptured in the 1995 Kobe earthquake

An 1800-m-deep borehole into the Nojima fault zone was drilled at Nojima-Hirabayashi, Japan, after the 1995 Hyogo-ken Nanbu (Kobe) earthquake. Three possible fracture zones were detected at depths of about 1140, 1300, and 1800 m. To assess these fracture zones in this recently active fault, we analyzed the distributions of fault rocks, minerals, and chemical elements in these zones. The central fault plane in the shallowest fracture zone was identified by foliated blue-gray gouge at a depth of 1140 m. The degree of fracturing was evidently greater in the hanging wall than in the footwall. Minerals detected in this zone were quartz, orthoclase, plagioclase, and biotite, as in the parent rock (granodiorite), and also kaolinite, smectite, laumontite, stilbite, calcite, ankerite, and siderite, which are related to hydrothermal alteration. Biotite was absent in both the hanging wall and footwall across the central fault plane, but it was absent over a greater distance from the central fault plane in the hanging wall than in the footwall. Major element compositions across this zone suggested that hydrothermal alteration minerals such as kaolinite and smectite occurred across the central fault plane for a greater distance in the hanging wall than in the footwall. Similarly, H₂O+ and CO₂ had higher concentrations in the hanging wall than in the footwall. This asymmetrical distribution pattern is probably due to the greater degree of wall–rock fracturing and associated alteration in the hanging wall. We attributed the characteristics of this zone to fault activity and fluid–rock interactions. We analyzed the other fracture zones along this fault in the same way. In the fracture zone at about 1300 m depth, we detected the same kinds of hydrothermal alteration minerals as in the shallower zone, but they were in fewer samples. We detected relatively little H₂O+ and CO₂, and little evidence for movement of the major chemical elements, indicating little past fluid–rock interaction. In the fracture zone at about 1800 m depth, H₂O+ and CO₂ were very enriched throughout the interval, as in the fracture zone at about 1140 m depth. However, smectite was absent and chlorite was present, indicating the occurrence of chloritization, which requires a temperature of more than 200 °C. Only smectite can form under the present conditions in these fracture zones. The chloritization probably occurred in the past when the fracture zone was deeper than it is now. These observations suggest that among the three fracture zones, that at about 1140 m depth was the most activated at the time of the 1995 Hyogo-ken Nanbu (Kobe) earthquake.