断裂对断陷盆地火山岩天然气的成藏与控制作用——以松辽盆地徐家围子断陷为例

通过断裂发育及分布特征、火山岩中天然气分布规律和二者之间时空匹配关系研究得到,徐家围子断陷主要发育徐西早期走滑伸展断裂系统、徐中走滑长期活动断裂系统、徐东走滑断裂系统、早期伸展晚期张扭长期活动断裂系统以及晚期张扭断裂系统。断裂的主要活动时期为火石岭组至营三段沉积时期和泉头组沉积晚期至青山口组沉积时期。火山岩中天然气分布具有纵向分布层位多、深度范围大和平面上分布于生气凹陷内或附近,且沿断裂带分布的特征。断裂对火山岩天然气成藏与分布的控制作用表现在:火山岩天然气源岩的形成与分布,火山岩体和其内部裂缝形成与分布,火山岩天然气藏形成的层位及火山岩圈闭的形成与分布。     

徐家围子断陷营城组火山岩裂缝与天然气成藏

徐家围子断陷营城组火山岩储层虽然发育大量气孔和原生裂缝,但是其连通性差,构造裂缝的发育程度决定了储层的优劣和成藏概率。为了阐明裂缝与天然气成藏之间的关系,首先,利用岩心、成像测井以及实验分析等资料对徐家围子断陷营城组火山岩储层裂缝的成因类型与特征、控制因素、分布规律及形成期次进行了研究,然后结合研究区烃源岩演化、气源断裂活动期次以及盖层封闭能力演化,讨论了构造裂缝与天然气成藏的关系。研究结果显示,徐家围子断陷营城组火山岩发育原生裂缝和次生裂缝,以次生构造裂缝为主。在平面上构造裂缝受断裂、岩性和岩相控制,在纵向上受不整合面控制,具有旋回性分布的特点。构造裂缝主要分三期形成,其中第二期形成时期(泉头组沉积末期-青山口组沉积时期)与烃源岩生烃高峰期相吻合,并且气源断裂处于活动期,盖层也具有很好的封气能力,为研究区主要成藏期。     

贝尔凹陷油成藏要素空间匹配关系及对油成藏的控制作用

通过贝尔凹陷油成藏要素——南屯组源岩、裂缝及断层圈闭和源断裂的空间匹配关系研究得到,贝尔凹陷裂缝和断层圈闭与南屯组源岩在空间上有4种接触关系,第一种是布达特群裂缝圈闭位于南屯组源岩侧上方,由T5—T1源断裂连接;第二种是南屯组断层圈闭位于南屯组源岩内,由T23-T1源断裂连接;第三种是南屯组断层圈闭位于南屯组源岩外侧,由T23—T1断裂沟通的砂体连接;第四种是大磨拐河组二段断层圈闭位于南屯组源岩之上,由T23-T1断裂连接。贝尔凹陷3个成藏要素空间匹配关系对油成藏与分布的控制作用表现在以下3个方面：①南屯组源岩分布控制着油藏分布;②油藏均沿源断裂分布;③圈闭距南屯组源岩距离越近越有利于油藏形成     

松辽盆地徐家围子断陷火山岩天然气成藏主控因素及模式

徐家围子断陷火山岩天然气藏分布具有4个特征：纵向分布层位多,深度范围大;平面上分布在生气凹陷内或附近,且沿断裂带分布;自储自盖;气-水关系复杂.其成藏与分布主要受3个因素控制,即：源岩区控制着火山岩天然气藏的分布区域,断裂带和古隆起控制着火山岩天然气藏分布的具体部位,火山岩相控制着天然气的储集.源岩排气史、断裂活动史、火山岩罔闭形成史和天然气运聚史的综合研究认为：火山岩气藏形成的主要时期为泉头组沉积晚期-青山口组沉积时期、嫩汀组沉积末期和明水组沉积时期.成藏模式为断陷深部沙河子组源岩生成的天然气在主成藏期沿断裂向上运移至断裂带处的火山岩圈闭中或古隆起上的火山岩圈闭中聚集成火山岩气藏.     

火山岩储层天然气运聚成藏模拟:以徐家围子断陷深层为例

与火山岩有关的油气藏或油气显示已在世界范围内被广泛发现,然而受火山岩储层强非均质性的影响,揭示火山岩油气成藏过程的盆地模拟研究进展十分缓慢,尚未见到关于火山岩储层中油气运聚成藏模拟研究的报道.采用PetroMod软件首次成功模拟了火山岩储层天然气运聚成藏过程,系统论述了含油气盆地模拟工作中三维精细地质模型的建立、关键参数的选取,并在统计国内外火山岩物性的基础上提出了不同岩性火山岩孔隙度与深度的关系,结合研究区岩相分布,考察了不同断裂活动期和不同运移算法时深层火山岩天然气运聚过程.结果揭示:徐家围子断陷深层有机质具有接力生气的特征,无主生气期,火山岩气藏主要形成于泉头组-青山口组末期,气藏发育位置受控于断裂分布与活动期、火山岩体和储层孔隙度;活动期次与时间可影响天然气聚集层位,深层气源断裂活动期要早于94.5 Ma;采用混合法模拟火山岩储层中的油气运聚成藏比较合适.徐家围子断陷深层火山岩天然气的下一步勘探方向为斜坡带、洼陷深部的微幅度构造、火山岩体和岩性尖灭带,同时深层致密砂砾岩储层也应有较大潜力.      

松辽盆地北部徐家围子断陷断裂构造特征及对深层天然气的控制作用

系统分析徐家围子断陷断裂构造特征,研究了断裂系统对深层天然气成藏条件的控制作用。徐家围子断陷发育5套断裂系统,徐西早期走滑伸展断裂系统、徐中走滑长期活动断裂系统、徐东走滑断裂系统、早期伸展晚期张扭长期活动断裂系统以及晚期张扭断裂系统。断裂活动时期主要为断陷期和泉头组沉积晚期—青山口组沉积时期。徐西走滑伸展断裂系统控制了沙河子组烃源岩的展布,徐中及徐东走滑断裂控制了下白垩统营城组一段和营城组三段火山岩体的展布,长期活动断裂为天然气垂向运移提供良好垂向通道。断裂对登二段区域性盖层破坏程度小,使得徐家围子断陷深层天然气主要富集在下白垩统登娄库二段之下的营城组地层中。断层两盘岩性对接关系为火山岩—砂泥岩,断层侧向封闭;火山岩—火山岩对接,断层侧向不封闭。晚期构造反转较弱,使得断裂对气藏的破坏程度较小,对天然气的保存有利。     

松辽盆地长岭断陷火山岩储层对天然气成藏的控制作用

火山岩气藏是松辽盆地长岭断陷深层重要的气藏类型。通过钻井岩芯、扫描电镜、孔渗测试及面孔率分析等资料,详细研究了火山岩储层的类型和特征;并结合地震资料和产能数据刻画了火山岩储层和气藏的空间分布特征,探索了不同类型火山岩储层对天然气成藏的控制作用。研究表明,研究区主要发育有气孔流纹岩储层、流纹质凝灰熔岩储层和块状流纹岩储层3种类型。气孔流纹岩储层以原生孔隙和微裂缝为主,属于较高-高孔,低渗-较高渗储层;流纹质凝灰熔岩储层主要发育脱玻化孔和构造裂缝,为中孔-特低渗储层;块状流纹岩储层储集空间以裂缝为主,属于特低孔-特低渗储层。气孔流纹岩型气藏的特点是多层工业气层纵向和横向叠加形成,气井产能高,含气面积大;流纹质凝灰熔岩型气藏的特点是块状气藏的气井产能中等;块状流纹岩型气藏的特点是块状气藏,气井产能小,需压裂后方能达到工业产能。     

大庆长垣以东地区深层天然气成藏的控制因素及成藏模式

通过长垣以东地区深层天然气分布特征研究,提出了深层天然气成藏的 4种控制因素,即气源条件、盖层条件、断裂和不整合面,并对它们在气藏形成中所起作用进行了深入分析。在此基础上,提出了该区深层天然气成藏的4种模式。即天然气沿不整合面短距离运移基岩风化壳成藏模式,天然气沿裂缝运移源岩区内火山岩成藏模式,天然气沿不整合面或砂体和断层长距离运移古隆起之上各种类型圈闭成藏模式,天然气沿砂体侧向运移地层超覆圈闭成藏模式。最后指出了该区深层有利钻探靶区。     

王府断陷断裂特征及其对深层火山岩气藏的控制作用研究

松辽盆地深层火山岩天然气藏勘探获突破进展,表明火山岩成藏条件良好。在火山岩天然气成藏研究方面前人做了很多工作,但对于断层在成藏控制作用方面研究较少。本文以松辽盆地东南部王府断陷为研究对象,利用地震资料进行构造、断裂精细解释,总结了断裂发育特征,并系统分析了断裂体系对成藏的控制作用,认为该区断裂体系是火山岩气藏最为根本和关键的控制因素,具体表现在不同级别、不同期次的断层对油气成藏的控制作用不同。王府西断裂为铲式断裂,是控制洼陷形成的边界大断层。王府1东基底断裂与城深2东基底断裂控制了山东屯与小城子两个二级构造带的形成,还直接控制火山岩储集体的分布。本区火山口大多发育于两条或多条断裂的交汇处,其四周依次发育爆发相、溢流相、火山通道相、火山沉积相,其中最有利的火山岩储集体主要发育于爆发相与溢流相。利用地震技术能够对火山岩储集体进行有效识别。储层研究表明,山东屯构造带火山岩储集体发育,西邻沉积中心与烃源岩构成良好的生储盖组合,是王府断陷深层天然气成藏最为有利的地区。断裂体系对火山口与火山岩相及储集体的分布具有重要的控制作用,对研究区火山岩成藏至关重要。这些认识对类似地区的勘探有一定指导作用。     

蚀变对中基性火山岩储层的控制作用:以松辽盆地徐家围子断陷下白垩统营城组为例

利用岩芯、薄片和扫描电镜等资料,综合分析松辽盆地徐家围子断陷下白垩统营城组火山岩储集空间类型和火山岩蚀变控制因素。依据化学蚀变指数(CIA)、黏土矿物测试和岩石矿物特征,将蚀变程度划分为弱蚀变(CIA50)、中蚀变(50CIA60)、强蚀变(CIA60)三种。与蚀变作用有关的成岩作用类型包括:脱玻化作用、溶蚀作用及充填作用。研究结果表明,随着蚀变程度提升,基质脱玻化作用和岩石黏土矿化作用越强,次生孔隙越发育;脱玻化作用和溶蚀作用具明显改善储层物性特征,充填作用虽然降低储层物性,但黏土矿物充填物中存在晶间微孔,仍具有一定储集性能。     

Fault Systems and their Control of Deep Gas Accumulations in Xujiaweizi Area

A study of faults and their control of deep gas accumulations has been made on the basis of dividing fault systems in the Xujiaweizi area. The study indicates two sets of fault systems are developed vertically in the Xujiaweizi area, including a lower fault system and an upper fault system. Formed in the period of the Huoshiling Formation to Yingcheng Formation, the lower fault system consists of five fault systems including Xuxi strike-slip extensional fault system, NE-trending extensional fault system, near-EW-trending regulating fault system, Xuzhong strike-slip fault system and Xudong strike-slip fault system. Formed in the period of Qingshankou Formation to Yaojia Formation, the upper fault system was affected mainly by the boundary conditions of the lower fault system, and thus plenty of multi-directionally distributed dense fault zones were formed in the T2 reflection horizon. The Xuxi fault controlled the formation and distribution of Shahezi coal-measure source rocks, and Xuzhong and Xudong faults controlled the formation and distribution of volcanic reservoirs of Y1 Member and Y3 Member, respectively. In the forming period of the upper fault system, the Xuzhong fault was of successive strong activities and directly connected gas source rock reservoirs and volcanic reservoirs, so it is a strongly-charged direct gas source fault. The volcanic reservoir development zones of good physical properties that may be found near the Xuzhong fault are the favorable target zones for the next exploration of deep gas accumulations in Xujiaweizi area.     

松辽盆地徐家围子断陷断裂活动时期及其与深层气成藏关系分析

为了能够准确地判断松辽盆地徐家围子断陷断裂的主要活动时期及其与深层天然气成藏之间的关系,本文先后利用了同沉积断层活动速率、火山活动期次与断裂活动期次匹配关系、剖面伸展率及构造演化剖面等4种方法对其进行了研究。首先,由同沉积断层活动速率研究结果可知,断裂主要在下白垩统火石岭组、沙河子组、营城组、登楼库组二段、泉头组二段及上白垩统青山口组沉积时期活动。其次,根据火山活动期次与断裂活动时期匹配关系研究得到,断陷期(火石岭组、营城组一段和营城组三段沉积时期)和青山口组沉积时期为断裂主要的活动时期。再次,由剖面伸展率法研究得到,断裂强烈的活动时期为火石岭组、沙河子组、营一段、泉二、三、四段和青山口组沉积时期。最后,通过该断陷LINE1208测线的构造发育史剖面研究可知,断裂的主要活动时期为火石岭组、沙河子组、营一段、营三段、泉二段和青山口组沉积时期。将这4种方法综合起来判定认为,该断陷断裂的主要活动期次有3期,分别对应于火石岭组沉积时期—营三段沉积时期、泉头组沉积中期及青山口组沉积时期。并且将综合判定出的断裂主要活动时期与该断陷源岩的生气史、登二段和营城组火山岩顶部盖层封闭能力形成时期和气藏内天然气的充注时期进行匹配分析。综合研究认为登二段和营城组火山岩顶部2套重要盖层封闭能力形成时期早于该断陷源岩的大量生气期,故盖层并不是天然气成藏的主要制约因素。徐家围子断陷后2期的断裂主要活动时期与深层天然气的主要充注时期相吻合,是天然气向圈闭中运聚的重要时期,且自姚家组至现今断裂活动较弱,这可能是先期形成的气藏得以较完整保存的主要原因。     

三塘湖盆地马朗凹陷石炭系火山岩系油气成藏主控因素及模式

三塘湖盆地马朗凹陷石炭系主要发育两套烃源岩,分别为哈尔加乌组上段和哈尔加乌组下段,油气藏形成的源控作用十分明显。通过烃源岩和原油地球化学的分析以及油源对比,发现不同类型原油的形成与分布严格受控于对应源岩的分布范围。分析表明,马朗凹陷石炭系火山岩系油气成藏的主控因素是优质烃源岩、强充注油源断裂和有利火山岩相带的合理配置。根据烃源岩与储层的配置关系,石炭系油气藏的形成可以概括为两种模式:一种为风化壳型成藏模式,油气聚集在石炭系火山岩顶部受风化淋漓作用改造的优质储层中,其中的油气来自下部烃源岩,运移通道为与烃源岩相沟通的油源断裂;另一种模式为内幕型成藏模式,储层为流体溶蚀改造的储层,其中聚集的油气来自邻近火山喷发间歇期沉积的炭质泥岩。     

火山岩盖层类型及封气能力——以松辽盆地徐家围子断陷为例

利用钻井、测井和分析测试资料,对徐家围子断陷火山岩盖层类型、识别标志、分布、封闭能力和对天然气成藏与分布的控制作用进行了研究,认为徐家围子断陷火山岩盖层分为火山碎屑岩和火山熔岩盖层2种。火山碎屑岩盖层主要是凝灰岩和火山角砾岩,具有井径扩容、电阻率小和高声波时差特征;火山熔岩盖层主要为流纹岩、凝灰岩和安山岩,具有井径不扩容、电阻率中等和低声波时差特征。利用高声波时差和声波时差值小于56 μs/ft可以分别识别火山碎屑岩盖层和火山熔岩盖层。火山碎屑岩盖层区域分布在断陷南部下白垩统营城组一段火山岩体的顶部,火山熔岩盖层局部分布在营一段和营三段火山岩体内部。火山碎屑岩盖层较火山熔岩盖层具有更强的封气能力,火山碎屑岩盖层控制着徐家围子断陷火山岩中天然气的区域聚集与分布,火山熔岩盖层仅控制着天然气在火山岩体中的局部聚集与分布。     

辽河坳陷东、西部凹陷构造活动差异性对火山岩油气成藏的控制作用

辽河坳陷东部凹陷与西部凹陷有相似的地质背景,但东部凹陷火山岩油气却明显富于西部凹陷;通过对两个凹陷的构造演化史进行研究,明确了西部凹陷与东部凹陷的构造演化差异性及其对火山岩油气藏形成条件的控制作用,结果表明:(1)辽河坳陷东部凹陷与西部凹陷构造活动差异性明显,西部凹陷裂陷期早于东部凹陷,沙四沉积后构造活动中心逐渐由西部凹陷迁移到了东部凹陷,东部凹陷断层的规模和活动性整体大于西部凹陷;(2)构造活动的差异性决定了东、西部凹陷成藏条件的差异性,东部凹陷油气输导体系(主指断裂)较西部凹陷更利于油气的运移;东部凹陷火山岩储层物性优于西部凹陷;东部凹陷火山岩的产状以及与烃源岩的接触关系较西部凹陷更便于油气的储集。     

准噶尔盆地基底火山岩中的辉石及其对盆地基底性质的示踪

根据钻井和航磁资料，准噶尔盆地基底可划分为西、北、南三区。3个地区火山岩中辉石的化学成分、种属名称各不相同。辉石化学成分反映出来的寄主岩的碱度、碱度演化趋势以及寄主岩形成的构造环境、构造环境演化史均各有差异，佐证了准噶尔盆地基底是由哈萨克斯坦板块东南缘、西伯利亚板块西南缘和塔里木板块北缘增生大陆拼合而成。其中西、北两区拼合较早，早石炭世末的早海西运动时抬升成陆；南区成陆较晚，晚古炭世末的晚海西运动使南区与西、北两区联合大陆对接，形成完整的准噶尔盆地海西褶皱基底。