准噶尔盆地中拐地区石炭-二叠纪火山岩特征及构造环境分析

中拐地区位于准噶尔盆地西北缘,是在石炭纪-早二叠世挤压应力场作用下形成的宽缓鼻状古隆起。石炭-二叠纪火山岩是主要的含油层系之一,到目前为止已发现了多个油气藏和出油气点,显示出良好的勘探前景。根据系统、精细的地震资料解释,中拐地区在石炭-二叠纪时期主要存在4期构造运动,分别对应4个不整合面: 1)石炭系与二叠系之间; 2)二叠系佳木河组与下乌尔禾组之间; 3)二叠系下乌尔禾组与上乌尔禾组之间; 4)二叠系上乌尔禾组与三叠系百口泉组之间。通过对中拐地区石炭-二叠纪火山岩的全岩元素分析表明,该区域主要为中-酸性的安山岩、英安岩和流纹岩及火山角砾岩和凝灰岩为主,其中SiO₂的含量普遍较高,平均含量达到了67％,判定中拐地区的石炭-二叠纪火山岩喷发环境应位于岛弧体系的大陆内侧,在喷发过程中经历过陆壳的熔融作用。结合前人对周缘火山岩的研究,认为石炭-二叠纪时期中拐地区由岛弧环境逐渐进入陆内演化阶段,三叠纪开始进入稳定的沉积演化时期。     

准噶尔盆地哈山地区石炭系—二叠系裂缝充填方解石的成因机制及石油地质意义

准噶尔盆地西北缘哈山地区经历了多期强烈构造活动,石炭系、二叠系裂缝发育且普遍充填方解石脉。通过对充填方解石脉的碳、氧、锶同位素和流体包裹体等地球化学分析,探讨了该区石炭系、二叠系成缝期后的地层流体活动及其与油气成藏的关系。结果表明,充填的方解石普遍受火山热液与油源流体的双重影响,δ13 C特征反映形成方解石的碳元素存在两类来源:地幔和大气CO2,δ18 O偏负特征主要反映高温流体介质的影响,87Sr/86Sr比值说明其受幔源锶和壳源锶的混合叠加影响;综合分析认为,区内裂缝充填的方解石脉存在三种成因机制:火山热液成因、油源流体改造成因和大气水改造成因,分别对应于三类流体活动,第一类,二叠纪火山热液的活动,第二类,晚二叠世以来的油源流体,第三类,燕山期—喜马拉雅期的大气水。与油源流体有关的方解石脉中次生含烃盐水包裹体的均一温度分布在70~80℃,100~110℃,130~160℃三个温度区间,分别对应二叠纪末、三叠纪末、白垩纪末三期油源流体充注,油源流体活动对区内石炭系、二叠系的油气成藏具有重要贡献。     

准噶尔盆地西北缘五八开发区二叠系佳木河组火山岩储层特征

基于岩心、薄片及成像测井(FMI)等资料,对准噶尔盆地西北缘五八开发区火山岩储层特征分析表明,该储层主要分布于二叠系佳木河组(P1j),包括熔岩和火山碎屑岩。熔岩的平均孔隙度和渗透率分别为6.94%和6.68×10-3μm2;火山碎屑岩的平均孔隙度和渗透率分别为10.01%和7.93×10-3μm2。火山岩经历早期的冷却固结和脱玻化阶段以及后期的构造破裂作用、溶蚀溶解作用和充填交代等作用,使得储集空间主要以次生孔隙为主,并伴随有裂缝发育。安山岩、凝灰岩和火山角砾岩的岩性差异,以及溶蚀和不整合面等成岩、构造作用是影响火山岩储层质量的主要因素。     

准噶尔盆地西北缘风城地区二叠系风城组沉积相研究

近几年勘探表明,准噶尔盆地西北缘风城地区二叠系风城组具巨大勘探潜力,该组储层以云质类岩石为主。为查明该区风城组沉积环境、沉积微相的展布特征,通过岩心观察、薄片鉴定、测井和录井资料分析,对该区沉积相特征进行研究。结果表明,准噶尔盆地西北缘风城地区二叠系风城组主要发育云质岩类岩石,含少量砂岩类、泥岩类。通过沉积相研究,结合研究区的构造背景、气候特征和沉积环境,认为研究区物源主要有两个：西部F26井以西物源、北部FC011井以北物源。风城组沉积期,研究区主要发育半深湖亚相沉积,在靠近物源区发育扇三角洲前缘水下分流河道沉积物及席状砂沉积物。沉积体系研究表明,该区风城组云质岩类岩石主要形成于半封闭咸水湖湾沉积环境,沉积环境对储层物性有较明显的控制作用,并据此建立了研究区冲积扇-扇三角洲-湖泊相的沉积模式。     

准噶尔盆地西北缘二叠系火山岩储层裂缝发育特征及分布预测——以金龙2井区佳木河组为例

准噶尔盆地西北缘金龙2井区二叠系佳木河组裂缝是该区火山岩储层油气主要的渗流通道。综合岩心、岩石薄片及成像测井等资料,识别出该区主要发育的裂缝类型为半充填或未充填高角度缝,其次为半充填低角度斜交缝与网状缝。成像测井解释裂缝方位近东西向,与岩心古地磁解释现今地应力最大主应力方向近似平行,有效性开启较好。火山岩储层裂缝发育主要受构造与岩性两种因素影响。距离断层越近,由于构造曲率增大,裂缝越发育,裂缝多沿断裂呈条带状分布。不同的火山岩类型,裂缝发育程度也不同。通过成像测井资料分析,认为研究区中-酸性火山熔岩及火山碎屑熔岩裂缝较发育,并进一步定量计算出单井裂缝密度、裂缝倾角、裂缝孔隙度等,确定单井裂缝发育特征。结合叠前地震预测方法,即叠前方位各向异性法(AVAZ),优选衰减起始频率属性,预测了佳木河组火山岩储层裂缝分布特征。     

准噶尔盆地西北缘石炭系火山岩岩性岩相特征与裂缝分布关系

新疆准噶尔盆地西北缘大范围发育石炭系火山岩-沉积岩序列的交互式地层,剖面垂向层序由若干个火山喷发岩-沉积岩序列所组成。以克拉玛依油田六、七、九区石炭系火山岩-沉积岩为例,利用地震、钻井、岩心、电性实测资料,尝试性地提出了准噶尔盆地西北缘石炭系内幕地层划分方案,并从火山岩-沉积岩期次的划分、各期次火山岩-沉积岩岩相分布模式的建立、不同岩性裂缝发育程度定量描述的角度出发,详细论述各期次岩性、岩相、裂缝与油气藏形成的相关性,明确了六、七、九区石炭系裂缝发育区,为该区后续的勘探、开发部署提供科学依据。     

准噶尔盆地西北缘界山石炭系—二叠系与玛湖凹陷地震地层的关系

石炭系—二叠系地层广泛分布在准噶尔盆地西北缘界山,即成吉思汗山与哈拉阿拉特山.本文针对准噶尔盆地西北缘界山石炭系—二叠系与盆地内玛湖凹陷等的地震地层,通过露头—探井—地震地层开展关联研究.界山下石炭统为海相碎屑岩地层,主要分布于成吉思汗山.上石炭统发育火山岩及海相沉积碎屑岩,二叠系下统发育—套陆相砂砾岩,主要分布于哈拉阿拉特山.盆内玛湖凹陷等的地震地层:下石炭统钻探见于中拐凸起,未获得可追踪对比有效地震反射;上石炭统佳木河组主要发育火山岩,局部变化为凝灰质砂砾岩夹火山岩层,风城组主要发育灰色白云岩、白云质泥岩,横向相变为凝灰岩或火山岩层,同位素测年结果明确时代归属上石炭统.通过探井地层岩性及同位素测年对比,地面露头区佳木河组与地震地层夏子街组具有良好的可对比性,归属下二叠统;而地震地层佳木河组则对应地面露头哈拉阿拉特山组下部的火山岩发育段(局部夹灰色灰岩透镜体);地震地层风城组主要对应露头区哈山组上部的沉积岩发育段及阿腊德依克赛组.     

准噶尔盆地西北缘晚石炭系-早二叠系火山岩岩石学和地球化学研究

晚石炭纪-早二叠纪,在准噶尔盆地西北缘,发育区域性的火山岩建造,岩性以酸性英安岩和流纹岩为主,同时发育少量中性玄武安山岩和安山岩,多属于中-低钾的钙碱性系列。样品全碱(Na₂O+K₂O)含量为0.99％ ～8.12％,K₂O的含量较低,为3.01％ ～0.05％,稀土元素总量(∑ REE)较低。稀土元素轻重分异,轻稀土元素(LREE)相对于重稀土元素(HREE)富集:(La/Yb)_N=0.76～5.18,且部分样品显示轻微的Eu负异常和Ce正异常:δEu=0.533～1.148,δCe=0.979～1.224。微量元素中大离子亲石元素(LILE)富集,高场强元素Nb、Ta亏损。分析认为石炭系末期-二叠系早期,研究区所处构造环境为洋内弧附近的前弧盆地,发育的火山岩是母源岩浆经历了一定程度分异作用后的产物,以岛弧环境为主,兼具有部分板内大陆环境特征。     

斋桑盆地与准噶尔盆地西北缘二叠系成藏条件对比

斋桑盆地位于“一带一路”重要的沿线国—哈萨克斯坦国东北部,二叠系成藏研究相对较少.基于斋桑盆地构造演化背景,通过与邻区准噶尔盆地西北缘在构造沉积演化、烃源岩、储盖组合以及运聚模式的对比,揭示其二叠系勘探潜力.结果表明:斋桑盆地和准噶尔盆地均为板块碰撞的产物,沉积体系受断裂控制;与风城组烃源岩类型相似,麦恰特组烃源岩有机质类型以Ⅰ和Ⅱ型为主,源岩发育于高盐度、强还原性水体环境,为一套好-很好的烃源岩;但斋桑盆地二叠系储层中孔低渗,物性相对较好,且二叠系内部发育大套地层圈闭,可形成规模地层油气藏.综合对比分析表明斋桑盆地二叠系具有良好的勘探潜力.      

准噶尔盆地石炭-二叠系方解石脉的碳、氧、锶同位素组成与含油气流体运移

在准噶尔盆地当前油气勘探的重点目标区西北缘和腹部地区,油气主要源于深部石炭系—二叠系。通过对其中的典型水岩反应产物,即裂隙方解石脉进行碳、氧、锶同位素组成分析,尝试讨论了油源流体运移的基本特征。实验结果表明,25件方解石脉样品的δ13CPDB位于－21.5‰~ 5.2‰之间,δ18OPDB(δ18OSMOW)在－8.1‰～－22.3‰(22.6‰~ 6.9‰)之间;20个87Sr/86Sr比值分布在0.703 896～0.706 423之间。据此,结合样品地质产状和区域地质背景,提出本区含油气流体在运移过程中伴随着深部热流体的影响,它们在流经石炭—二叠系时,对火山岩层的溶蚀使得流体岩石相互作用产物,即方解石脉的同位素组成反映出火山岩地层的地球化学标记。该认识表明,在今后的区域储层成岩演化和油气运移研究工作中,应充分考虑这类深部热流体作用的影响。     

准噶尔盆地腹部二叠系火山岩

准噶尔地区晚古生代火山岩及岩浆演化研究主要集中于准噶尔盆地周边褶皱造山带,盆地腹部地区因被中、新生代连续沉积覆盖,研究较少.通过对准噶尔盆地腹部二叠系火山岩岩石学特征及岩浆分异演化地球化学特征研究,得到如下认识:①准噶尔盆地腹部二叠系火山岩岩性从下向上逐步由玄武岩演化成为安山岩,表明岩浆不断地从基性向酸性演化;②通过分异指数、SI(固结指数)、地球化学及火山岩K2O和Na2O含量随深度变化关系分析,得知该区火山岩向富含碱铝硅酸盐方向演化;③准噶尔盆地腹部二叠系火山岩岩浆从基性向中酸性及不断富碱分异演化的结论,与二叠纪准噶尔处于大洋消亡、闭合阶段后期,碰撞活动趋于减缓的整体构造背景相吻合.     

松辽盆地石炭—二叠系分布与构造特征

松辽盆地深层拥有丰富的天然气资源,具备现实的勘探前景。松辽中新生界盆地基底与基底为地台型的盆地在地震反射上有显著的差异,地震剖面上有许多缓倾的反射,并卷入盖层的变形,盆地内晚海西—印支期逆冲推覆断裂,拆离带、贺根山—绥化早海西叠接带、大量的海西期、印支期花岗岩等表明松辽中新生界盆地基底属褶皱带性质。松辽盆地主体位于早海西褶皱带和晚海西褶皱带之上,属西伯利亚南缘,盆地南端位于华北地台北缘的加里东—海西褶皱带之上。石炭—二叠系未变质或轻微变质的泥板岩主要分布于东、西部两个断陷,面积约19万km2,厚度在1000～7500m,现今石炭—二叠系呈NNE向展布。有三个厚度高值区:①林甸地区,最厚达7500m;②东北隆起区,最厚5500m;③东南隆起区,最厚4500m。从现今石炭—二叠系等厚图看,东南隆起区保存相对较完整,黑鱼泡—大庆一带厚度大且分布广。通过该项研究无论对于深层找气,还是对盆地中新生代地层的油气勘探都具有十分重要的地质意义。     

准噶尔盆地西北缘二叠系碎屑岩储层成岩相与成岩演化研究

西北缘克百地区二叠系砂砾岩储层是准噶尔盆地最重要的油藏储集岩之一。运用偏光显微镜在对碎屑岩储层的成岩作用、自生矿物及孔隙特征详细观察的基础上,结合扫描电镜、孔渗测试及测井、录井资料的分析,对该区二叠系砂砾岩储层的岩石类型和成岩作用进行了研究,指出压实作用、胶结作用、溶蚀作用是影响该类储层物性的主要成岩作用。在此基础上,结合成岩作用和成岩阶段的研究,划分出了7个成岩相:1）高成熟强溶蚀相,2）高成熟强胶结相,3）高成熟中胶结中溶蚀相,4）高成熟弱压实相,5）高成熟强压实相,6）低成熟弱压实相,7）低成熟强压实相,并对各个成岩相的形成条件、成岩特征、成岩环境、成岩演化序列和成岩模式进行了归纳和总结,对不同成岩相的砂砾岩储集性能进行了分析,阐述了优良储层发育的主要成岩相带及沉积相带。     

准噶尔盆地西北缘下二叠统火山岩岩性、岩相及其与储层的关系

与石炭系相比,准噶尔盆地西北缘下二叠统火山岩岩性、岩相类型丰富,研究程度低。本文利用岩心、薄片及元素
地球化学资料,开展了火山岩岩石学及其与储层关系研究。佳木河组以熔岩和火山碎屑岩共同发育为特征,岩性以玄武安
山岩、安山岩、英安岩为主,相对稳定;风城组火山岩在不同地区变化明显,克百地区以火山熔岩为主,属于玄武粗安岩
和碱玄岩,而乌夏地区以熔结火山碎屑岩或火山碎屑熔岩发育为特征,属于流纹岩、碱玄质响岩和粗安岩。在佳木河组及
克百地区风城组,（沉）火山角砾岩储层质量最好,安山岩等熔岩其次;乌夏地区风城组熔结火山角砾岩和石泡构造火山角
砾熔岩储层质量最好。此外,相同岩性可能因产出环境不同而储层特征有别。尽管各地成岩作用存在差异,但火山岩优质
储层仍集中于溢流（爆溢）相上部亚相、爆发相空落亚相的弹射坠落堆积和火山碎屑流亚相的水下堆积和爆发相。全区佳
木河组溢流相和爆发相共同发育,而克百地区风城组以溢流相为主、乌夏地区风城组以爆发相火山碎屑流亚相为主,不同
地区不同层位的有利勘探目标差异明显。除断裂带的裂缝和大型不整合面之下的风化淋滤外,岩相是控制火山岩储层质量
的关键因素。     

陕北地区石炭—二叠系天然气富集条件的认识

陕北地区天然气勘探成果表明,石炭—二叠系各层段均发现了气层或含气显示,具备了天然气富集成藏的基本地质条件。认为其天然气富集的主要条件是烃源岩的展布范围和生烃能力、有利沉积相砂体、现今低隆起构造部位所形成的岩性圈闭或岩性—构造圈闭、生排烃时间和流体运聚指向区域,这些有利油气地质条件的配置构成了天然气富集区并控制了气藏的分布。     

准噶尔盆地西北缘二叠系风城组硅质岩地球化学特征及成因

准噶尔盆地西北缘二叠系风城组内的云质岩、硅质岩是致密油藏重要的储集岩,目前对云质岩和与之伴生的硅质岩成因存在较大争议。通过岩心观察和对硅质岩的主量、微量、稀土及硅同位素的综合研究,以期揭示硅质岩的成因。研究表明,风城组中的硅质岩SiO2含量变化范围为55.15%~85.61%,为不纯的云质硅质岩,其内含有较多热水沉积矿物和碱湖沉积成因的盐类矿物。云质硅质岩主要围绕热液喷口分布,它们常与白云岩呈纹层状、条带状互层。云质硅质岩中硼异常富集,硼含量介于90×10^-6~10000×10^-6之间,平均680×10^-6,与盐类矿物硅硼钠石有关,反映了碱湖沉积成因;Sr/Ba值均大于1,Th/U值多在0.62~2.06之间,Sm/Nd值多在0.20~0.24之间。云质硅质岩的稀土配分显示出Eu负异常、Ce负异常或弱正异常及轻稀土相对重稀土富集的特征。δ^30Si值介于0.39‰~1.88‰之间,其δ^30Si和微量元素特征不反映典型热水成因。云质硅质岩的地质产状和地球化学特征共同表明,风二段和风三段云质硅质岩主要为热水和碱湖的混合沉积成因。硅质岩形成受喷口的位置、热水喷流期和各喷口喷流热水的温度等多方面因素的控制,硅质岩形成时存在多个喷口,在相对封闭的高盐度—碱性还原环境下的热水喷流期,热水与碱湖湖水混合,混合水沉积形成硅质、盐类矿物及白云石,最终形成含盐的云质硅质岩;热水喷流间歇期形成碱湖成因的含盐云质岩。     

准噶尔盆地红山嘴油田石炭系火山岩裂缝储层特征

通过对岩心描述、镜下薄片、FMI成像测井及其他测井资料的综合分析,研究了准噶尔盆地红山嘴油田石炭系裂缝储集层的特征。裂缝储层按成因分为成岩缝、构造缝、风化缝和溶蚀缝4大类,其中成岩缝又细分为冷凝收缩缝、砾间缝、晶间缝3小类;按照裂缝产状又分为高角度缝、斜交缝、低角度缝和网状缝4大类。采用了岩心刻度测井的方法,借助FMI成像测井和其他测井资料,确定了凝灰岩中裂缝最发育,裂缝密度可达11.46条/m,其次是熔岩类,沉积岩类裂缝发育程度最低。距风化壳150m的范围内裂缝厚度占裂缝总厚度的80.3%。在成像测井资料有限的情况下,提出了用钻井井眼轨迹法计算裂缝走向。裂缝走向以北东和北西向两组为主。裂缝系统控制了次生孔缝的形成和分布,形成了油气运移的有利疏导体系,是制约油气富集的关键因素,对于火山岩储层而言至关重要。     

山西寿阳—阳泉地区石炭—二叠系沉积环境及其沉积特征

本区石炭—二叠系是在海湾背景下发育的一套由滨海平原—三角洲平原—冲积平原沉积组成的海退层系。主要沉积环境是三角洲平原,其上部为冲积平原包括网状河和辫状河;下部为海湾（或分支间湾）、潮下碳酸盐岩、潮间介壳滩、碎屑岩潮坪及滨海沼泽湿地等。三角洲为河控浅水三角洲。上述沉积环境,随海水退却在时空上具明显的规律性变化。     

准噶尔盆地西北缘二叠系碎屑岩次生孔隙发育控制因素

二叠系碎屑岩储集层是准噶尔盆地西北缘地区重要的勘探层位,埋藏深度大,研究其次生孔隙分布及其控制因素是研究区储集层研究的一项难点。利用岩芯、铸体薄片、荧光薄片、扫描电镜、黏土矿物等资料,结合沉积相、构造演化及有机质演化特征,对二叠系碎屑岩次生孔隙发育控制因素进行了研究。研究结果表明:二叠系碎屑岩除发育原生粒间孔外,还发育颗粒溶孔、胶结物溶孔及裂缝等次生孔隙。颗粒溶孔、碳酸盐及沸石胶结物溶孔主要受烃源岩热演化产生的有机酸及大气淡水无机酸作用的范围、规模控制。无机酸成因的溶孔主要发育于不整合面和断裂发育的盆地边缘区域,有机酸成因的次生孔主要发育于紧临烃源岩的盆地中部区域;裂缝主要是在构造挤压应力作用下产生,受构造应力大小、岩性粒级及杂基含量控制,主要分布于西北缘逆冲断裂带内低杂基含量的砂砾岩中。平面分布上,西北缘二叠系碎屑岩储集空间类型在盆地边缘以原生粒间孔为主、其次为无机酸成因的溶蚀孔及裂缝;向盆地中部过渡为有机成因的溶孔为主,原生粒间孔次之的储集空间组合。结合研究区沉积相展布、胶结物分布、构造特征及有机质演化特征,指出盆地中部的扇三角洲前缘区带,浊沸石胶结物发育,靠近烃源岩,处于三期有机酸运移的上倾方向,是有利的浊沸石溶蚀孔隙发育区带。     

内蒙古杭锦旗探区石炭—二叠系天然气成藏模式

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗探区泊尔江海子—三眼井断裂带南北两侧石炭—二叠系的烃源岩、储集层、源储关系、气水分布、油气运移及产能等成藏条件与特征都具有明显的区别。通过分析断裂带南、北天然气甲烷含量和密度特征的差异,认为断裂带以北天然气部分来自于南部。划分了3种不整合面运移通道类型,并通过分析断层特征,明确了南部生成的天然气可以通过不整合面和断层运移至断裂带以北。结合生储盖组合、运移输导等特征,确定了断裂带以南的伊陕斜坡区煤系气源岩与河流相致密砂岩储层的成藏组合特点为源储紧邻、广覆式分布,断裂带以北的继承性隆起区,虽本地气源条件较差,但与断裂带以南的源岩区构成侧接式组合。探区位于鄂尔多斯盆地北部石炭—二叠系准连续—非连续成藏过渡带上,依此建立了“源储紧邻、物性控藏”和“双源供气、圈闭控藏”南北两种不同的天然气成藏模式。