柴达木盆地英西地区下干柴沟组上段高频旋回与古地貌特征

受区域性构造运动和古近纪特殊气候的共同影响,在英西地区沉积了一套陆相咸化湖盆混积岩,其特殊的相序组合对研究陆相咸化湖盆高频层序划分及古地理演化具有重要意义。英西地区下干柴沟组上段地层主要为暗色细粒混积岩,矿物成分复杂,主要由陆源碎屑、碳酸盐矿物和蒸发盐矿物组成,可以划分为碎屑岩、碳酸盐岩和蒸发岩三大岩石类型,分别为湖盆演化的淡化阶段、初始咸化阶段和咸化阶段产物。研究区目的层段识别出7个四级层序（Psq1~Psq7）,除Psq1和Psq2不发育区域性盐岩层外,其他四级层序都由碎屑岩段、碳酸盐岩段、混积型蒸发岩段和区域性盐岩层组成,这也反映出气候及湖盆性质的逐渐演化。在四级层序约束下,根据盐岩层相对厚度,对英西地区下干柴沟组上段的古地貌特征进行了恢复。Psq1和Psq2发育于湖盆演化的相对早期阶段,咸水湖范围非常有限。Psq3至Psq5沉积期间,湖水咸化程度逐渐增加,咸水湖范围不断扩大,在几个洼陷区沉积了大套厚层盐岩。Psq6沉积期间,经过前几个阶段的填洼补平,研究区地貌总体趋于平坦,高差幅度明显减小。至Psq7沉积期间,研究区西部逐渐退出深洼区,沉积中心开始向东发生迁移。     

咸化湖盆高频湖平面升降特征及地质意义

以柴达木盆地英西地区下干柴沟组上段（E32）为例,基于钻井岩芯、测录井和配套分析等资料发现,英西地区下干柴沟组上段（E32）整体为干旱、咸化背景下的湖相混合沉积,但内部岩石组分和结构产状变化频繁,表现为周期性垂向叠置的湖平面升降沉积旋回。旋回界面以层状岩盐、含膏斑块状灰质云岩、块状砂岩等顶部的岩性转换面或局部存在的暴露侵蚀面为典型标志。单个旋回多表现为短暂湖侵—持续湖退的向上变浅和咸化沉积序列,构成薄层状/块状灰质云岩—含膏斑块状灰质云岩、薄层状/块状灰质云岩—含膏斑块状灰质云岩—层状岩盐、薄层状/块状灰质云岩—块状砂岩等旋回结构类型。不同沉积旋回在空间的叠置组合受湖盆水动力能量、湖水盐度及古气候频繁波动的共同控制。通过旋回对比,利用井间旋回厚度差异近似反映相对古地貌起伏,研究区整体具有西高东低的古地貌格局,盆内则为低起伏的凹隆相间特征,自下而上各井区间的旋回厚度和地貌差异逐渐减小,反映湖盆填平补齐、逐渐咸化萎缩的演变规律。     

湖平面升降对混积咸化湖盆碳酸盐岩储集层的控制:以柴达木盆地英西地区古近系下干柴沟组上段为例

以柴达木盆地英西地区古近系下干柴沟组上段(E2-3xg2)为例,基于岩心、薄片、扫描电镜、测录井、X衍射及物性分析,探讨湖平面升降对混积型碳酸盐储集层形成及其分布的控制。英西地区E2-3xg2整体为咸化背景下的湖相混合沉积,内部由多种结构类型的湖平面升降沉积旋回在纵向叠置而成,并伴随岩石结构产状及矿物组分的周期性变化。区内储集层类型多样,以混积型碳酸盐岩为主,各类储集层的纵向演化及物性分布与单个湖平面升降旋回具有良好的耦合关系,自下而上构成原生晶间微孔—溶扩晶间微孔—充填残余溶孔的孔隙组合,储集层物性具有向上变好的趋势。各类储集层的形成机理与空间分布受湖平面升降旋回控制,白云石晶间微孔型储集层形成于湖退早—中期,与准同生白云石化作用相关,物性一般,分布广泛;溶扩晶间微孔型和溶孔型储集层形成于湖退晚期,与地貌高部位的短暂暴露溶蚀相关,储渗性能优异,局部发育。     

柴西南英西地区下干柴沟组上段蒸发岩沉积旋回特征

柴西南英西地区下干柴沟组上段为一套湖盆含蒸发岩系。文章综合运用薄片、岩心、钻井、测井、化验分析等资 料,对研究区下干柴沟组上段蒸发岩系沉积旋回特征进行了研究。研究表明,平面上由盆地中心向边缘呈现蒸发岩-混积 型碳酸盐岩-碎屑岩的环带状分布,纵向上发育2 个三级旋回及6 个四级旋回期次。各级蒸发岩沉积旋回具有不对称的特 征,即快速湖侵、缓慢湖退。总结出研究区的五种蒸发岩岩相组合类型。研究区蒸发岩为气候干旱、盆地基底快速沉降背 景下,湖退时残留盐湖中以蒸发结晶为主具有一定水深的成因,并建立了沉积旋回发育模式。     

柴达木盆地西部地区古近系下干柴沟组咸化湖相泥页岩储集层特征

中国已获得湖相页岩气勘探开发的重要突破,但对于咸化湖盆环境泥页岩储集层特征的研究较少。作者对柴达木盆地西部地区古近系下干柴沟组湖相泥页岩储集层开展有机地化、岩矿组成、储集层孔隙结构等特征的研究。(1)研究区泥页岩有机质丰度在0.12％～1.35％之间,具有强烈的非均质性,有机质类型以Ⅱ型为主,氯仿沥青“A”含量较高。(2)泥页岩中碳酸盐岩矿物含量最高,平均27.8％,黏土矿物和石英含量次之,有38.2％的样品检测出硬石膏,反映典型的咸化环境特征。(3)扫描电镜观察有机质孔隙发育较少,形状不规则且孔径较大,粒(晶)间孔隙直径多以微米级为主,微裂缝宽多小于1μm;低温气体吸附测试显示,中孔提供了主要的孔比表面积和孔隙体积,氯仿沥青“A”的存在对样品孔隙结构产生影响。(4)研究区泥页岩储集层中黏土矿物含量低而脆性矿物含量高,与北美页岩气产层及四川盆地龙马溪组页岩储集层岩矿特征类似,易于产生裂缝,有利于页岩气的后期开采。     

咸化湖盆页岩油地质特征及资源潜力评价方法——以柴西坳陷下干柴沟组上段为例

柴达木盆地西部坳陷的英雄岭地区古近系下干柴沟组上段（E23）页岩油获勘探重大突破。下干柴沟组上段沉积时期属于典型的咸化湖盆,通过岩芯观察和X射线衍射全岩、地球化学、储层物性分析,发现在此环境下形成的页岩及页岩油具有明显的特性：① 页岩以碳酸盐岩矿物为主,岩性以纹层状云灰岩和层状灰云岩为主;② 烃源岩具有低TOC、高转化率的特点,游离烃含量高,具有明显的石油“超越效应”,而且页岩的含油性和生烃潜量与碳酸盐矿物含量呈正相关性;③ 储层表现为特低孔、特低渗的特点,黏土矿物类型以伊利石和伊蒙混层为主,有利于页岩油的稳产和高产;④ 地层压力系数高,能量充足,原油轻质组分多、气油比高。柴西坳陷E23页岩层系厚度大、面积广,为了评价其资源潜力,将柴西坳陷划分为小梁山、英雄岭、扎哈泉和茫崖4个凹陷,首先应用成因法计算资源量,然后用体积法、容积法和类比法验证其结果的可靠性,最终用德尔菲法确定页岩油总的资源量为69×108 t。本文研究成果具有重要的意义：① 明确了咸化湖盆页岩油独特的地质特征,指出富油层系的岩性组合;② 提出了计算吸附烃的计算公式,提供了一套切实可行的页岩油资源量的评估方法;③ 资源量的落实证实了柴西坳陷具有可观的页岩油资源潜力,坚定了勘探信心;④ 多因素综合划定的I类有利区带面积为2460 km2,指出了下一步勘探的现实领域。     

白云石有序度对湖相混积碳酸盐岩储集层物性的控制作用:以柴达木盆地英西地区渐新统为例

对英西地区渐新统湖相混积碳酸盐岩储集层的物性特征及主控因素进行了分析。系统地开展了岩石矿物学特征、物性分析、孔隙结构、白云石有序度测试、无序白云石成因机理及其对储层物性的影响研究,提出英西地区渐新统储集层主要为"低孔-特低渗"型储层,其孔隙发育程度主要受控于岩石中的白云石含量,其中白云石有序度对岩石物性具有重要的控制作用。研究结果表明:(1)测井孔隙度与岩石中的白云石含量呈明显正相关关系,而与泥质含量呈负相关关系;(2)理想模式下,当岩石中白云石含量为100%时,有序白云石的分子结构决定了其孔隙度应为13%,研究区氦气法实测孔隙度与白云石含量相关关系投点图中的数据点大多分布在该理想模式线附近;(3)理想模式线上方的样品,其晶间孔多被扩大改造,有的被碎屑颗粒支撑扩大,有的被微弱溶蚀扩大,理想模式线下方的样品,其晶间孔多被黄铁矿或其他物质半充填而变小;(4)少数岩石样品的白云石含量较高但其孔隙度值较小,主要为有序度较低的白云石或者无序白云石,在白云石含量相同的条件下,有序度越高,其孔隙越发育。     

柴达木盆地昆2井古近系下干柴沟组上、下段分界探讨

青海油田和中国石油大学（北京）合作,在柴达木盆地昆2井井深5120～5140 m发现南星介化石带。通过对比柴西地区和柴北缘地区南星介化石带的发现层位,并将该化石带顶界在地震剖面上进行标定追索,认为南星介（Austrocypris）是柴达木盆地下干柴沟组下段上部的标准化石。从发现南星介化石并标定有T4反射界面的冷科1井（或深88井）开始,沿地震测线向昆2井进行追索,经时深转换,将昆2井5040 m处标定为下干柴沟组上段与下段的分界。两井之间T4（下干柴沟组上、下段分界）、南星介化石带顶界和T5 （下干柴沟组底）呈3条平行线,表明其得到闭合验证,下干柴沟组上、下段的分界划分合理。因此,生物地层学与地震地层学相结合,可以有效地对比柴达木盆地陆相新生界红色碎屑岩区的地层。     

受周期性湖平面升降控制的冲积扇-扇三角洲沉积体系--柴达木盆地阿尔金山前西段干柴沟组

柴达木盆地阿尔金山前西段第三纪湖盆边缘斜坡带的渐新统和中新统表现为扇三角洲-湖泊与冲积扇-湖泊两种沉积体系的交替叠复。其形成归因于湖平面的周期性升降变化。沉积层序分析表明,湖平面变化控制了两种层序,湖面高位层序由扇三角洲-湖泊体系各序列组成;湖面低位层序则包含了冲积扇-湖泊体系各序列的内容。作者分析了在湖平面升降控制下湖泊边缘碎屑沉积体系的特点。     

受周期性湖平面升降控制的冲积扇—扇三角洲沉积体系——柴达木盆地阿尔金山前西段干柴沟组

柴达木盆地阿尔金山前西段第三纪湖盆边缘斜坡带的渐新统和中新统表现为扇三角洲-湖泊与冲积扇-湖泊两种沉积体系的交替叠复。其形成归因于湖平面的周期性升降变化。沉积层序分析表明,湖平面变化控制了两种层序,湖面高位层序由扇三角洲—湖泊体系各序列组成;湖面低位层序则包含了冲积扇—湖泊体系各序列的内容。作者分析了在湖平面升降控制下湖泊边缘碎屑沉积体系的特点。     

柴达木盆地西部古近系干柴沟组页岩储层特征

岩心观察和岩石薄片鉴定显示,柴达木盆地西部古近系干柴沟组存在层状-非层状泥页岩、层状-非层状灰质泥页岩、泥灰岩、层状-非层状粉砂质泥岩和泥质粉砂岩5种岩相。总有机质含量(TOC)为0.2%~1.4%,有机质以Ⅱ型干酪根为主,普遍处于成熟阶段。泥页岩矿物成分以碎屑石英和粘土矿物为主,并含有不等量的方解石、白云石、长石、黄铁矿等;发育原生孔隙、有机质生烃形成的孔隙、次生溶蚀孔隙、粘土矿物伊利石化体积缩小形成的微孔隙及微裂缝5种页岩气储集空间类型。研究表明,储集空间发育主要受岩相类型、矿物成分、成岩作用、有机碳含量和有机质成熟度的影响。虽然研究区泥页岩中有机质含量普遍较低,但有机质普遍处于成熟阶段,储层中发育多种储集空间类型,并富含脆性矿物和富伊利石的粘土矿物。因此,柴达木盆地西部干柴沟组泥页岩为良好的页岩气储集层,具有一定的页岩气勘探前景。     

柴达木盆地西部地区渐新世下干柴沟组上段盐湖沉积特征

利用大量地质及地球化学资料,开展了柴达木盆地西部地区渐新世下干柴沟组上段盐湖沉积特征研究,重点识别岩石类型,恢复古沉积环境,建立沉积模式,探讨控制因素。研究认为：盐湖环境主要发育两大类、五小类沉积相组合,盐湖边缘沉积相包括滨岸斜坡带相组合、缓坡带相组合、陡坡带相组合,盆内沉积相包括水下隆起带相组合和盐湖深水区相组合;盐湖可划分早、中、晚3个沉积演化阶段,分别对应半咸水湖泊、咸水湖泊和盐湖;形成碳酸盐岩与钙质砂岩、富含石膏的碳酸盐岩与泥岩、厚层石盐与薄层碳酸盐岩等主要岩石组合;盐湖沉积主控因素为气候、古地貌与构造运动。     

柴达木盆地西部红狮凹陷第三系下干柴沟组沉积相分析

在层序地层学研究的基础上,对柴达木盆地红狮凹陷第三系下干柴沟组进行了详细的沉积相研究,分析了下干柴沟组发育的冲积扇相、河流相、三角洲相、扇三角洲相、湖泊相、湖底扇相等几种类型沉积相特征。并按识别出的 4个超层序,详细分析了沉积相的平面展布特征。强调了这四个超层序中上升半旋回低水位期湖底扇、辫状河流相砂砾岩和下降半旋回高水位期辫状河三角洲、扇三角洲相砂砾岩是红狮凹陷下干柴沟组有利的储集岩相带。根据生油岩及储油岩叠置组合关系,指出阿拉尔以东方向的辫状河流相和辫状河三角洲相、小红山-阿哈提南东方向的扇三角洲相、狮子沟-干柴沟一带的湖底扇相是红狮凹陷下干柴沟组有利油气聚集区带。     

咸化湖盆白云岩碳氧同位素特征及古环境意义:以柴西地区始新统下干柴沟组为例

近年来,柴西地区始新统致密碳酸盐岩中的油气勘探获得了重要进展,其中白云岩为最优质的储集岩。系统的岩石学、矿物学和地球化学特征研究表明,该套白云岩主要为泥晶结构,白云石晶间孔广泛发育,孔径多小于1μm。泥晶白云岩的δ13CPDB值变化范围为-4.5‰~0.2‰,平均值为-2.4‰,相对于典型湖相碳酸盐岩偏负,反映了周缘辫状三角洲供给富含轻碳的地表水在一定程度上改变了白云岩的碳同位素组成,且湖水中的溶解碳部分来源于有机质氧化解体产生的CO2,通过改变湖水中溶解碳的碳同位素组成从而间接影响了湖相白云岩的碳同位素组成。泥晶白云岩的δ18OPDB值变化范围为-6.1‰~0.4‰,平均值为-2.6‰,相对于典型湖相碳酸盐岩偏正,明显受咸化湖沉积环境影响。碳氧同位素相关关系投点图及其计算出的盐度、温度数据反映了泥晶白云岩是在准同生阶段、半开放-半封闭的咸化环境下、于水/沉积物界面附近由方解石交代而成的低温白云岩,这类准同生交代成因白云岩在区域上分布较广,且孔径极小的白云石晶间孔抗压实能力强,这一重要发现无论是平面展布上还是纵向深度上均开拓了柴达木盆地致密油勘探的新领域。     

柴西地区上干柴沟组上段咸水湖相烃源岩生烃条件研究

柴西地区上干柴沟组上段(N12)烃源岩的沉积水体环境为咸水湖相。其烃源岩的有机质总体丰度不高;有机质类型主要有腐殖腐泥型和腐殖型,具体分布受烃源岩所处位置及沉积环境控制;有机质成熟度多为未成熟-低成熟;有机质的烃转化率较高,反映其大部分有机质已经进入生烃门限,少量已经进入生烃高峰期。其烃源岩具有咸化湖泊相未熟-低熟有机质生烃的特点,而其生烃机理很可能是藻类生物类脂物和细菌的早期成烃。柴西地区上干柴沟组上段(N12)烃源岩作为该区未熟-低熟石油主要源岩之一,具有非常大的勘探潜力。     

柴北缘西段新近系上干柴沟组沉积相特征分析

根据野外露头、岩心观察及录井、测井资料,研究了柴北缘西段新近系上干柴沟组沉积相类型和沉积特征。结果表明:上干柴沟组发育冲积扇、扇三角洲、辫状河、辫状河三角洲、湖泊及颗粒流等六种沉积相类型,其中在鄂博梁-冷湖-潜西发育了一套扇三角洲-湖泊沉积体系,在马海-南八仙地区发育冲积扇-辫状河-辫状河三角洲-湖泊沉积体系。     

柴达木盆地英西地区E32盐类矿物成因及油气地质意义

近年来,柴达木盆地英西地区渐新统E32获得了持续的重大勘探发现。基于岩心观察、系统的微观岩石学、矿物学以及地球化学分析,系统总结了柴达木盆地英西地区渐新统咸化湖盆中盐类矿物特征、成因及成藏作用：(1)英西地区渐新统E32 4种重要的盐类矿物包括石盐、硬石膏、钙芒硝以及天青石等,或聚集成为具有一定厚度的盐层,或以矿物颗粒形式赋存于基质碳酸盐岩中。上部的盐间油层组的盐层较厚,以石盐为主,下部的盐下油层组的盐层较薄,以石膏为主;(2)盐类矿物“低锰”的元素地球化学特征、与盐类矿物伴生的基质碳酸盐岩具有的“低温成因”的碳氧同位素地球化学特征、未见热液矿物发育的岩石学特征以及分布面积极广的平面展布特征均显示了盐类矿物为典型的咸化湖盆沉积型,而非热液卤水析出型;(3)“盐”在油气成藏过程中发挥着重要作用,包括盐类矿物对裂缝的充填和防止油气逸散的封堵作用、盐层因具有很高的毛管突破压力和塑性特征而具有良好的封盖作用、地层条件下促进白云岩次生孔隙发育的作用以及占据一定的储集空间的消极作用等。这一研究成果可为盐下湖相碳酸盐岩的油气勘探提供重要的指导作用。