北黄海盆地下白垩统致密砂岩储层特征及成因

北黄海盆地是我国近海勘探及研究程度均较低的中新生代叠合断陷盆地,下白垩统砂岩储层是主要的勘探目的层段,储层致密是制约该区油气勘探的“瓶颈”之一.通过岩心观察、薄片分析、扫描电镜观测、压汞分析、物性统计等研究,对北黄海盆地东部坳陷下白垩统的储层特征进行了研究,从沉积、成岩、埋藏史等方面对其致密化成因进行了探讨.结果表明,下白垩统储层以扇三角洲沉积为主,物性总体较差,属于特低孔特低渗的致密砂岩储层,储集空间主要有粒间溶孔、粒内溶孔、微裂缝等次生孔隙,属孔隙—裂缝双孔介质储层,孔隙结构复杂.该储层特征主要受沉积相带、成岩作用及埋藏史等因素控制,储层砂体以长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩为主,成分及结构成熟度中等,原始储层物性差,高含量的塑性岩屑不利于原生孔隙的保存,沉积物粒度决定微裂缝的发育程度.成岩作用起主导作用,受早期深埋—中期抬升剥蚀—晚期再次深埋的这一特定埋藏过程影响,早期强烈压实,后期石英自生加大、方解石胶结、自生矿物晶出等胶结作用导致储层整体致密.长石的溶蚀和粘土化促进了次生孔隙的形成,但烃类充注时间晚、酸性流体活动弱,溶蚀作用受到抑制.后期构造作用产生的微裂隙则是改善储层物性的另一重要作用.      

北黄海东部次盆地下白垩统沉积环境及沉积充填

下白垩统是北黄海东部次盆地目前最重要的油气勘探层位,准确认识下白垩统的沉积特征,对下一步油气勘探战略选区及优化勘探部署具重要意义。依据钻测井、地震资料,利用古生物、地球化学、地球物理等手段,研究了下白垩统的沉积相类型,分析了古气候、古盐度、古水动力、古物源等沉积环境,最终探讨了三级层序地层格架内下白垩统的沉积充填及演化。结果表明,北黄海东部次盆地下白垩统发育扇三角洲-湖泊沉积体系。该时期以亚热带炎热半干旱气候为主,夹短暂温湿气候。古水体为淡水-半咸水性质,接受来自北部、东部、西南等多个方向的物源供给。早期地层分布局限,以滨浅湖亚相、扇三角洲相沉积为主;之后,湖泊水体范围扩大,发育扇三角洲平原-扇三角洲前缘-滨浅湖亚相沉积序列;中晚期地层受区域抬升作用的影响,仅残存于盆地西北部,以滨浅湖相沉积为主。     

乍得南部Bongor盆地下白垩统碎屑岩储层成岩作用及其对物性的影响

综合利用铸体薄片、X射线衍射、阴极发光、扫描电镜、物性分析及镜质体反射率和包裹体温度等资料,结合岩心观察法,对Bongor盆地下白垩统碎屑岩储层基本特征及成岩作用进行了研究。依据胶结物的体积分数及形态、黏土矿物组分的分布、岩石结构镜下特征及孔隙演化、有机质热演化等证据划分了岩石成岩阶段,并分析了成岩作用对物性的影响。结果显示：该区储层岩石类型以长石砂岩为主,胶结物以碳酸盐和黏土矿物为主;溶孔-粒间孔组合型储集性最好,粒间孔-溶孔组合型次之;成岩作用是控制储层物性的主要因素,成岩作用主要包括压实作用、胶结作用、交代作用和溶蚀作用;压实作用和胶结作用是破坏性成岩作用,二者分别使原始孔隙度损失54.93%和31.30%,岩石颗粒中长石、碳酸盐胶结物等易溶物质发育,溶蚀作用是主要建设性成岩作用;目的层成岩阶段以中成岩A期为主,成岩作用弱-中等。     

洪特凹陷下白垩统的成岩作用

根据二连盆地洪特凹陷20余口井的资料,通过对其偏光及铸体薄片,X衍射,扫描电镜,阴极发光等分析测试,对下白垩统(包括K₁ba和K₁bt¹储层)碎屑岩的成岩历史、成岩序列的发展趋势进行了深入的研究。认为该凹陷所经历的成岩作用主要有压实作用、胶结作用和溶解作用,其次为蚀变作用、交代作用、粘土矿物转化和重结晶作用,烃类充填作用及构造应力作用等。     

北黄海盆地东部坳陷中新生代构造演化

在最新二维地震资料解释的基础上,对北黄海盆地东部坳陷的重要不整合面进行了研究,共识别出了4个重要不整合面;利用声波时差法和构造横剖面法,恢复了两期重要不整合面的剥蚀厚度;同时根据重磁资料及精细地震解释,对北黄海盆地东部坳陷的断裂特征作出了初步的研究,分析了主要断裂的形成期次及活动时间。最终,结合地层的分布特征及钻井资料,将北黄海盆地东部坳陷的构造演化史分为5个阶段。     

北黄海盆地东部坳陷中新生代构造样式

北黄海盆地东部坳陷中新生代自下而上发育中侏罗统、上侏罗统、下白垩统、渐新统和新近系,划分为3个构造层,即下构造层、中构造层和上构造层,分别对应盆地的中生代断陷-反转阶段、古近纪断陷—反转阶段和区域沉降阶段3期构造演化阶段。不同的构造演化阶段造就了不同的构造样式,基于地震反射资料,结合盆地地质结构特征,总结了坳陷构造样式特征,即伸展构造、挤压构造、反转构造及扭动构造4种样式,以伸展构造样式为主,翘倾断块、滑动断阶及逆牵引背斜是研究区内有利于油气运聚成藏的主要构造样式。     

黑龙江省勃利盆地东部坳陷下白垩统穆棱组古环境恢复

勃利盆地东部坳陷下白垩统穆棱组暗色泥岩发育,通过对勃利盆地Zk2钻井岩芯观察及对暗色泥岩样品进行稀土、微量元素含量变化的分析,恢复了穆棱组沉积时期的古环境。结果显示:研究区穆棱组沉积相以三角洲平原、三角洲前缘和半深湖沉积亚相为主,穆棱组沉积初期气候特征以温暖湿润为主,中期气候变为半湿半干,盐度增加但仍是淡水沉积环境,穆棱组中晚期气候由干旱炎热气候逐步变为温暖湿润气候。穆棱组沉积时期气候总体呈温暖湿润-半湿半干-温暖湿润变化的规律。     

北黄海东部坳陷中生界储层特征

北黄海盆地东部坳陷中生界砂岩以细砂-粉砂岩为主,夹少量砂砾岩,岩石学类型以长石砂岩、长石岩屑砂岩为主,储集空间以次生溶蚀孔及裂缝为主,孔喉结构为细小孔隙、细喉-微细喉,属于低孔低渗储层。通过对物性影响因素分析,发现裂缝、沉积相带、成岩作用是控制本区砂岩储层质量的主要因素。     

北黄海盆地东部坳陷沉积层序充填与盆地演化

北黄海盆地位于苏鲁造山带—临津江造山带与胶—辽隆起之间。盆地划分为一凹二隆三坳共6个二级构造单元,其中东部坳陷钻遇中生界中侏罗统—下白垩统地层,以陆相沉积为主。划分为8个三级层序,中侏罗统发育2个三级层序,为拉张构造背景下的向上变细沉积序列;上侏罗统发育2个三级层序,沉积序列为拉张--构造反转背景下的向上变细序列。在上侏罗统沉积期末,挤压构造导致部分地层遭受剥蚀。下白垩统发育4个三级层序,受挤压构造控制,沉积地层剥蚀严重,局部缺少层序。钻井B32与B21的测井资料分析,认为Th/U比值可以有效对比,这种对比从古水深和海平面变化方面佐证了盆地的拉张--挤压构造的演化特征。构造演化史剖面分析,说明北黄海盆地东部坳陷的沉积层序发育和分布受构造活动性质的影响,同时也说明了盆地转换伸展构造背景的演化特征。     

松辽盆地长岭凹陷中部上白垩统砂岩成岩作用及成岩相带

松辽盆地长岭凹陷中部上白垩统储层砂岩主要类型为岩屑长石砂岩,经历的成岩作用主要有以机械压实为主的压实作用,碳酸盐、粘土矿物、硅酸盐及硅质胶结为主的胶结作用,以长石、岩屑等不稳定组分溶解为主的溶蚀作用和局部发育的交代作用.研究区储层孔隙类型以粒间孔隙、粒内溶孔和铸模孔为主,其中粒间孔隙最为发育.储层砂岩成岩演化阶段处于早成岩B期—中成岩B期,主要为中成岩A期.结合沉积相和成岩作用特征,深入探讨了适合本区的成岩相的划分方案,划分的主要成岩相类型为压实成岩相、碳酸盐胶结相、不稳定组分溶蚀相、硅质胶结相和钠长石成岩相,成岩相决定储层的性能,不稳定组分溶蚀相和钠长石成岩相构成了本区的有利成岩相带.     

塔里木盆地东部下志留统下砂岩段储层特征

塔里木盆地东部的志留系为一套海相碎屑岩沉积,现今仅保存有下志留统,分布在铁南2井、维马1井以南、阿南1井以北的东西向狭长地带内。下志留统的下砂岩段是油气勘探的主要目的层之一,发育扇三角洲沉积体系。下砂岩段储层岩性为岩屑砂岩,储集空间类型主要为剩余原生粒间孔,压实作用是影响储层物性的主要因素。在下砂岩段储层中,中砂岩的储集性能相对较好,其孔隙度多数在10%以上,是下砂岩段的主要含油气储层。后期的成岩作用改善了局部层段的储层物性。经历了漫长的地质演化后,下砂岩段依然保存有物性条件较好的储层段,可能蕴涵了商业油气储量。     

北黄海盆地上侏罗统–下白垩统火山岩形成时代:锆石LA-ICP-MSU-Pb定年证据

北黄海盆地X钻井岩心揭示了中生界两套碎屑岩系:下部的暗色岩系和上部的红色岩系。暗色岩系底部和顶部存在两层火山岩。下层火山岩的岩石学鉴定为粗面英安岩,化学成分位于英安岩–流纹岩分区,靠近粗面英安岩分区。上层火山岩的岩石学鉴定为碎屑碎斑英安岩,化学成分位于英安岩分区。下层和上层火山岩锆石的阴极发光图像显示出自形–半自形柱状的晶形和韵律环带结构,下层粗面英安岩中22颗锆石的206Pb/238U年龄介于141~151 Ma之间,其加权平均年龄为145±2 Ma。上层碎屑碎斑英安岩中18颗锆石的206Pb/238U年龄介于139~149 Ma之间,其加权平均年龄为141±2 Ma。反映X井火山岩属于晚侏罗世晚期–早白垩世早期,因此这套暗色岩系应为晚侏罗世–早白垩世地层。对比山东半岛中生代岩浆作用的年代学和地球化学资料发现,北黄海盆地与胶莱盆地火成岩可能具有相同的动力学机制,形成于与俯冲有关的火山弧或弧后伸展环境背景。     

北黄海盆地LV井侏罗系油砂抽提物地球化学特征

对北黄海盆地侏罗系两块含油砂岩的抽提物进行了常规的有机地球化学分析和碳同位素测试,结果表明它们具有不同的地球化学特征:埋藏较深的油砂抽提物属正常原油,饱和烃以正构烷烃为主,色谱图显示单峰型正态分布;而埋藏较浅的油砂抽提物,在饱和烃色谱图中有明显的UCM鼓包,同时含有完整的低碳数的正构烷烃、姥鲛烷和植烷,全油及族组成碳同位素分布范围广,为-24.7‰~-32.3‰,其中,全油及沥青质碳同位素偏重,饱和烃和芳烃碳同位素轻,反映出遭受了强烈的生物降解作用。与成熟度相关的生物标志物参数显示,原油已进入成熟—高成熟阶段。生物标志物和碳同位素组成表明,母质是在水体较浅的湖相环境下沉积的,受陆源高等植物和低等水生藻类的双源控制。综合判断,研究区存在两期油气充注。     

下刚果盆地白垩系碳酸盐岩储层沉积模式与储层预测

下刚果盆地下白垩统碳酸盐岩沉积区位于海底地形受盐层影响较大的地区,呈现出多级坡折的特征,对该区下森贾组(Lower Sendji Fm.)沉积储层的预测难度增大。运用层序地层学理论和混合能环境的沉积模式,剖析了邻区M油田下森贾组储层类型和成因演化特征,提出两级坡折的古地貌是因盐运动和碳酸盐选择性生长而形成。通过此地貌对海平面的独特响应,建立了研究区下森贾组低水位和高水位体系域两种不同的沉积模式。借助Opend Tect软件的层序结构解析技术,进行研究区下森贾组沉积旋回韵律体的自动追踪。预测下刚果盆地研究区的碳酸盐岩储层在下部的低水位域和海进体系域可能更发育,钻探结果证实下森贾组碳酸盐岩储层确实发育于下部的低水位域和海进体系域。     

南黄海盆地北部坳陷白垩系地震相分析

在数千公里地震剖面解释基础上,选用频率、振幅、连续性及内部反射结构等4个地震参数,采用“构形 结构 振幅 频率 连续性”的地震相复合命名原则,总结出南黄海盆地北部坳陷白垩系近10种地震相单元,5种沉积相类型。沉积特征分析表明,在没有钻井揭示的白垩系中、下部,其油气潜力有可能比泰州组更加可观,是很好的烃源岩。钻井资料也表明白垩系具有生、聚油过程,这进一步说明白垩系中、下部的生烃潜力。中、新生界的数套物性较好的储、盖层和众多与油气大规模运移时间匹配良好的构造圈闭,使白垩系成为南黄海盆地找油的首要对象。     

北黄海中、新生代盆地的原型性质

根据最新调查资料并结合区域构造背景，通过盆地结构与控盆断裂、沉降曲线类型、沉积相特征、含油气系统、地壳结构类型、大地构造环境以及围区盆地类型等方面的综合分析，探讨了北黄海中、新生代盆地的原型性质。研究表明，北黄海盆地的原型在晚侏罗世一早白垩世以及古近纪均属于区域隆起背景之上发育的陆内断陷盆地，可分别称之为中生代陆内断陷盆地和古近纪陆内断陷盆地；新近纪则属于坳陷型盆地，可称之为新近纪坳陷型盆地。综合考虑控制中生代与古近纪沉积的断层的继承性和差异性、沉积相带和沉积中心的迁移性、沉积范围的比较接近特点、自成体系的含油气系统以及新近纪坳陷型沉积与前两者的垂向叠置关系等，将北黄海中、新生代盆地确定为叠合型盆地。     

北黄海盆地东部前中生界基底特征

北黄海盆地是中国近海唯一未获得油气突破及勘探程度最低的含油气盆地（朝鲜已在该盆地东部实现了工业性油气突破）,朝鲜在东部凹陷的3口钻井证实北黄海盆地东部凹陷主体前中生界基底是下古生界(Pz₁)地层,与上覆以砂泥岩为主的中-新生界地层在地球物理特征上有很大差异,该特征提供了以地球物理资料推断和确定中-新生界盆地基底特征的可靠性。通过重力、磁力及大量多道地震资料解释认为,北黄海盆地前中生界基底最大埋深约5.5 km,凹陷主体部位前中生界基底以下古生界碳酸盐岩为主,其东北角可能存在上古生界碎屑岩基底,而凹陷南部可能是元古界浅变质岩基底。     

北黄海盆地构造演化特征分析

依据最新油气资源调查资料,在简述北黄海盆地区域构造特征的基础上,重点分析了盆地的沉降史与构造演化特征。研究表明:(1)北黄海盆地的基本沉降曲线型式为7段折线状,其中晚侏罗世、早白垩世、始新世、渐新世、新近纪为曲线下降段,代表盆地5幕较明显的沉降;晚白垩世—古新世以及中新世早期为曲线上升段,反映盆地的抬升剥蚀。(2)盆地沉降作用自中生代至新生代总体由东向西迁移,东部坳陷以中生代沉降作用最为显著,中部坳陷主沉降期为始新世,而西部坳陷的快速沉降主要发生在始新世,并一直持续到渐新世。(3)盆地构造演化大致可划分为中生代断陷盆地、古近纪叠加断陷盆地以及新近纪坳陷盆地等3大发展阶段,其中,中生代断陷盆地发育阶段是北黄海盆地油气勘探研究的重点。