准噶尔盆地吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组云质岩沉积环境及白云石成因探讨

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组发育一套陆内裂谷背景下,由粉砂级—泥级陆源碎屑、凝灰碎屑、碳酸盐及热液矿物组成的湖相细粒云质岩。本研究以云质岩为研究对象,通过岩石学、矿物学及地球化学研究探讨其形成环境和白云石形成机理。云质岩岩矿特征和主、微量元素特征表明,在中二叠世为处于干旱气候的浅水咸化湖盆,区域火山活动强烈,湖盆内幔源热液活动发育。云质岩中的白云石主要呈自形—半自形的微粉晶颗粒,形成细纹层或与其他组分混合,局部可见自形—半自形的细晶白云石,微粉晶白云石为低有序度白云石(0.46),成分均匀,被纹层包绕,细晶白云石交代残留结构发育,为成岩交代的产物;两类白云石均富锶贫镁,细晶白云石较微粉晶白云石更富铁和锰。微粉晶白云石具有较低的δ18OPDB(平均为-4.72‰),基于白云石的形成流体由湖水和幔源热液混合的假设,所计算得到的形成温度介于54.61~186.46℃之间;δ13CPDB偏高(平均为8.79‰),推测其与芦草沟组高的有机质埋藏量及产甲烷古菌的代谢活动有关。微粉晶白云石为同生期—准同生期沉淀或交代的原白云石,其Mg2+来自于咸化湖水、凝灰碎屑和幔源热液,热液带来的高温和产甲烷古菌的代谢活动打破了白云石形成的动力学屏障。     

新疆准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组云质岩地球化学特征

研究区芦草沟组云质岩主要包含泥晶白云岩、凝灰质白云岩和白云质凝灰岩等类型,对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组广泛发育的云质岩进行详细的地球化学研究,分析了芦草沟组云质岩的物质来源和沉积环境。云质岩的c（Mg）/c（Ca）比值0.03~1.44,磷含量262×10^-6~17283×10^-6,Th/U比值0.58~2.00,V/（V+Ni）比值0.60~0.89,V/Cr比值1.25~6.38,Sr/Ba比值0.55~8.25,反映了云质岩形成于生物繁盛的还原性咸水湖泊环境,Mg离子主要来源于深部岩浆热液。碳、氧同位素研究反映芦草沟组主要形成于温度较高的咸水环境中,且由早至晚芦草沟组沉积期具有温度升高而盐度降低的趋势。温度的升高引起的蒸发量增大并没有带来湖水盐度的增加,这种碳酸盐碳、氧同位素反向变化关系可能由于芦草沟组沉积后期不断有外源淡水的输入造成。     

准噶尔盆地东部中二叠统幔源热液沉积白云岩*

准噶尔盆地东部吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组,沉积于陆内裂谷背景下岩浆—热液活动强烈的咸化湖盆中。在芦草沟组中发现一类与湖底热液活动有关的幔源热液沉积白云岩,包括方沸钠长白云岩、硅质白云岩与含水铵长石钠长白云岩。作者对该类白云岩开展微米级尺度的岩相学研究,结合同位素地球化学研究,探讨成矿流体性质与详细成因机理。岩矿特征和同沉积变形构造指示白云岩形成于沉积期。白云石为有序性较差的原白云石,呈微米级球状、葡萄状晶体,与方沸石、水铵长石、钠长石及玉髓等热液矿物彼此镶嵌结晶,高温下发生了白云石对钠长石碎屑的交代作用;白云岩锶同位素(平均为0.705 687)显示成矿流体中幔源组分较多;白云岩具有重δ¹³ C_PDB (平均为6.94‰)和轻δ¹⁸ O_PDB (平均为-8.12‰)。基于成矿流体由幔源热液与湖水混合的假设,利用δ¹⁸ O_PDB计算估计,研究区白云岩的形成温度较普通云质岩高25~50 ℃。研究表明白云石为幔源热液喷出湖底后直接沉淀形成,并提出可能的成因模式。热液沉积白云岩是一种不可或缺的白云岩成因类型,研究成果对促进人们理解白云石的形成规律、推动完善成因岩石学理论具有重要意义。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组甜点页岩油微观赋存特征及成因机制

准噶尔盆地吉木萨尔页岩油是中国典型的陆相页岩油。通过场发射扫描电镜、激光共聚焦、纳米CT、核磁共振等实验技术联合对微纳米孔隙中页岩油赋存特征进行研究,结果表明甜点储层具有纳米—亚微米—微米全尺度含油特征。在微纳米尺度,油、水赋存特征表现为重质组分油附着于2~5 μm以上孔隙的孔壁及充填于2~5 μm以下的孔隙中,中质组分油赋存于2~5 μm以上孔隙的中央,孔隙水含量较少,呈孤立状赋存于2~5 μm以上孔隙的中央,并被中质组分油包裹。页岩油在微纳米孔隙中的赋存不仅受生烃超压充注控制,还受吸附作用及多期次成藏影响。孔隙表面润湿性由亲水润湿反转为亲油润湿是烃类发生吸附的主要原因,多期次成藏造成微纳米孔隙中油质差异及高的含油饱和度。早期生烃超压充注进储层的重质组分油在孔隙表面亲油润湿下吸附于孔隙表面,随着吸附层变厚,纳米级孔隙逐渐被充满,孔隙水被驱替到较大的孔隙中间;后期成熟的中质组分油以此方式进一步充注和调整。研究认为埋深较大的凹陷西部是有利勘探方向。微纳米孔隙中的重质组分油是未来页岩油提高采收率的方向。吉木萨尔页岩油微观赋存特征及成因机制可能具有普遍性,对于中国陆相页岩油的深入研究具有借鉴意义。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组甜点页岩油微观赋存特征及成因机制

准噶尔盆地吉木萨尔页岩油是中国典型的陆相页岩油。通过场发射扫描电镜、激光共聚焦、纳米CT、核磁共振等实验技术联合对微纳米孔隙中页岩油赋存特征进行研究,结果表明甜点储层具有纳米—亚微米—微米全尺度含油特征。在微纳米尺度,油、水赋存特征表现为重质组分油附着于2~5 μm以上孔隙的孔壁及充填于2~5 μm以下的孔隙中,中质组分油赋存于2~5 μm以上孔隙的中央,孔隙水含量较少,呈孤立状赋存于2~5 μm以上孔隙的中央,并被中质组分油包裹。页岩油在微纳米孔隙中的赋存不仅受生烃超压充注控制,还受吸附作用及多期次成藏影响。孔隙表面润湿性由亲水润湿反转为亲油润湿是烃类发生吸附的主要原因,多期次成藏造成微纳米孔隙中油质差异及高的含油饱和度。早期生烃超压充注进储层的重质组分油在孔隙表面亲油润湿下吸附于孔隙表面,随着吸附层变厚,纳米级孔隙逐渐被充满,孔隙水被驱替到较大的孔隙中间;后期成熟的中质组分油以此方式进一步充注和调整。研究认为埋深较大的凹陷西部是有利勘探方向。微纳米孔隙中的重质组分油是未来页岩油提高采收率的方向。吉木萨尔页岩油微观赋存特征及成因机制可能具有普遍性,对于中国陆相页岩油的深入研究具有借鉴意义。     

新疆乌鲁木齐地区中二叠统芦草沟组湖相微生物成因白云石特征*

新疆乌鲁木齐地区红雁池南剖面中二叠统芦草沟组主要发育浅湖至半深湖背景下的中、薄层深灰色白云岩、灰岩、粉砂岩与中、厚层灰黑色页岩、泥岩互层。白云岩主要由泥晶白云石、铁白云石及少量方解石、高镁方解石组成,富含有机质。白云石粒径约3～10 μm,阴极发光呈现均匀昏暗的砖红色。白云石主要有微球状（直径约5～8 μm）、微簇状（长度约2 μm）及他形（1～10 μm）等3种微形貌。微球状白云石具有显微纹层结构,似为生长纹层,放大至6万倍发现显微纹层是由无数纳米级颗粒构成。他形白云石放大至4万倍发现主要由大量直径约0.25 μm的球状微粒聚集粘结而成,具有微生物矿化的特征。将研究区白云石与现代典型微生物成因白云石相比,其显微形态特征非常相似。研究区白云岩δ¹³C_PDB为1.8‰～13.8‰,δ¹⁸O_PDB为-12.1‰～-4.1‰,偏高的δ¹³C可能是产甲烷菌活动引起有机质碳同位素分馏的结果。以上特征表明,芦草沟组具有特殊形貌白云石的沉淀很可能与厌氧微生物密切相关。     

吉木萨尔凹陷二叠统芦草沟组地层与沉积环境特征研究

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组是我国近些年致密油气勘探开发的热点地区之一。本文利用岩心、岩石薄片、测井和地震等资料,在识别和分析芦草沟组主要岩石类型的基础上,对芦草沟组的沉积演化特征、层序地层格架和沉积环境的变迁等方面进行了综合研究。研究表明,芦草沟组岩性主要为碎屑岩和碳酸盐岩两个大类,其中碎屑岩以泥页岩和粉（细）砂岩为主,碳酸盐岩主要为白云岩和灰岩。沉积特征表现为：下部（F 段）、中部（C+D段）和上部（A 段）的泥页岩层段,发育于湖进时期的深湖至半深湖相沉积,为烃源岩层段;下部致密储集层段（E 段）和上部致密储集层段（B 段）,发育于湖退期的浅湖相、三角洲前缘相沉积。由于后期的构造隆升,芦草沟组的沉积环境由早期的开阔湖盆逐渐向后期封闭的局限湖盆转变,沉积水体也逐渐向咸化和还原环境转变。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油储层沉积相分析

利用岩芯、薄片、录井和测井等资料,在识别各级次基面旋回界面类型及特征的基础上,将准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组划分为1个长期旋回,6个中期旋回,44个短期旋回,建立高分辨率层序地层对比格架。在总结地球化学、岩性、沉积构造、电性特征的基础上,综合分析古生物化石、测井等资料,以识别沉积相标志为主,进行单井、连井及平面沉积相分析。研究结果认为,吉木萨尔凹陷芦草沟组为咸化湖泊-三角洲沉积体系,岩性复杂多变,在机械、化学、生物等沉积作用共同影响下,形成由细粒碎屑岩、泥岩、碳酸盐岩构成的混积岩层。芦草沟组发育上、下两个致密油甜点体,上甜点体（SSC37-SSC42）为咸化湖相沉积,微相类型以滩坝为主;下甜点体（SSC6-SSC17）以三角洲前缘沉积为主,微相类型为席状砂、远砂坝等。利用开发试验区及水平井部署区的井多、井密的有利条件,对沉积相边界进行控制,从而实现平面微相的精细刻画,研究表明芦草沟组优质甜点以滩坝主体微相为主,主要集中发育在凹陷中心低隆起处。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩储层微纳米孔隙成因及含油特征

为深化吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩储层孔隙及含油性认识,通过氩离子抛光、场发射扫描电镜、核磁共振、微纳米CT及激光共聚焦实验技术,对芦草沟组微纳米孔隙类型、成因及含油特征进行研究.结果表明,微纳米级孔隙按照成因分为无机矿物晶间孔和有机质生烃孔两大类.微纳米孔隙中重质组分附着于颗粒表面或充填于纳米级小孔中,轻质组分主要赋存于...     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组湖相云质致密油储层特征与分布规律

准噶尔盆地东南缘吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组新近发现了独特的湖相云质混积岩致密油储层,不同于传统的海/湖相硅质/灰质致密油储层,展示出重要的学科研究意义。本文报道了这类储层的基本特征与分布规律。结果表明,这类储层岩性主要由砂屑白云岩、粉砂质白云岩/白云质粉砂岩和微晶白云岩组成,见少量粉砂岩和凝灰岩;储集空间以次生粒间溶蚀孔隙和部分剩余粒间孔隙为主,微裂缝仅在少数样品中发育。储层含油性与物性呈正相关,据此将储层分为三类:一类储层孔隙度12%,渗透率0.1m D;二类储层孔隙度7%~12%,渗透率0.01m D;三类储层孔隙度以4%~7%,渗透率0.001m D。前两类是相对优质储层,分布特征表现为南厚北薄,物性南好北差。这种特点受控于沉积相及其物源,南部是主物源区。据此预测了有利储层分布区,其中芦草沟组上甜点段优质储层主要分布在吉32-吉171-吉31井区,下甜点段优质储层主要分布在吉174-吉251-吉36井区。这些认识还可供区域油气勘探参考。     

准噶尔盆地东南缘二叠系芦草沟组烃源岩有机地球化学特征

准噶尔盆地东南缘烃源岩演化与油气成因复杂,采用岩石热解、色谱-质谱、碳同位素等有机地球化学分析技术,对该区二叠系芦草沟组烃源岩地球化学及其成烃演化特征进行了详细调查。结果表明,不同成熟度的二叠系芦草沟组烃源岩有机质丰度和有机类型差异显著,烃源岩有机碳、生油潜量(S₁+S₂)分布范围分别为0.43%~12.89%(均值2.84%)、0.52~77.24 mg/g,烃源岩质量可从低熟时的“极好”级别降低至高成熟时的“中等-差”级别(R_c≈0.54%~1.93%);有机质类型可从低熟时的Ⅰ-Ⅱ₁型变化为高成熟时的Ⅱ₂-Ⅲ,指示对高-过成熟烃源岩的有机质类型与生烃潜能评价需要进行评价参数的适当恢复。二叠系芦草沟组烃源岩生物标志物特征显著:姥鲛烷相对于植烷有微弱优势,Pr/Ph值分布范围为0.92~1.81(均值1.22),指示弱还原的湖相沉积环境;C₂₇-、C₂₈-、C₂₉-规则甾烷呈斜直线型分布;C₂₈-规则甾烷丰度偏高(C₂₈/C₂₉-规则甾烷均值为0.96)、升藿烷系列丰度偏低、伽马蜡烷发育,反映二叠系芦草沟组烃源岩咸化和/或水体分层的原始沉积环境。油-油、油-源对比表明,芦草沟组原油主要来自芦草沟组烃源岩。烃源岩地质地球化学分析表明,深浅层不同成熟度芦草沟组烃源岩均有发育,该区具有较好的生烃物质基础,具有寻找不同埋深油气藏的重要勘探前景。     

准噶尔盆地南缘中二叠统芦草沟组富砂型湖泊深水扇沉积特征及其相模式*

以准噶尔盆地南缘韭菜园子沟剖面中二叠统芦草沟组野外露头为研究对象,结合该地区芦草沟组沉积时期坳陷湖盆的沉积特征和大套灰黑色油页岩的发育背景,对芦草沟组上部砂体进行了观察描述和沉积分析。在露头剖面上,芦草沟组以灰黑色油页岩为主,但笔者首次在该组上部发现了厚约60m的砂岩,其与上覆红雁池组灰黑色油页岩呈整合接触,具有明显的深水沉积背景。通过对该套砂体的岩石类型划分与沉积现象解析,共识别出2大类10种砂泥岩类型,明确了牵引流和浊流共同发育的特征。该套砂体中可识别出深水扇的3种沉积亚相和相应沉积微相,由3期富砂型湖泊深水扇叠置形成。结合此次露头观察与特征描述,分析了研究区由厚层砂岩到泥砂岩互层的演化过程,并建立了芦草沟组富砂型湖泊深水扇沉积模式。这个典型露头的沉积解剖,是对准噶尔盆地南缘芦草沟组深水沉积体系研究的有益补充。     

新疆准噶尔盆地南缘二叠系芦草沟组烃源岩生物标志化合物特征及意义

通过地球化学分析测试技术对准噶尔盆地南缘芦草沟组烃源岩生物标志化合物特征进行研究,探讨其有机质的母质来源、沉积环境、有机质演化程度等方面的信息。芦草沟组烃源岩正构烷烃的轻碳优势和甾烷的C27-29含量关系等参数表明,母质来源主要为藻类等低等水生生物。平均1.0 左右的烃源岩Pr/Ph 值表明,弱氧化-弱还原的沉积环境,平均值为0.15 的伽马蜡烷指数及较高含量的孕甾烷和升孕甾烷表明,沉积环境盐度较高,该沉积环境有利于有机质的富集。对甾烷的C2920S(20S+20R)和C29αββ/(αββ+ααα)值和C31藿烷αβ22S/(22S+22R)值等成熟度参数进行分析表明,研究区烃源岩处于低成熟-成熟阶段。烃源岩有机质中四环萜烷的出现及较小的规则甾烷/17α(H)-藿烷比值等参数表明,烃源岩成岩早期有机质受到一定程度的生物降解作用。     

准噶尔盆地二叠系风城组白云岩储层特征及成因机理分析

准噶尔盆地云质岩勘探近年来持续获得重大突破,打开了全新的勘探领域。通过岩心观察、薄片观察和分析等方法,结合前人研究成果,初步归纳了盆地云质岩的定义,明确有效储集岩类型及其产出特征和成因机理。云质岩具有岩性独特和分布局限的特点,主要产出于西北缘乌夏地区二叠系风城组。研究表明,盆地白云岩有纹层状、均匀分布状和雪花状等7种产出类型,共有准同生白云化作用、混合白云化作用和埋藏白云化作用等5种成因机理。风城组有效云质岩类储层包括白云质粉砂岩、白云质泥岩、泥质白云岩等多种岩性,最主要的储集空间为微裂缝。裂缝和溶孔的发育程度及配置关系优劣对产能高低有重要影响。不同类型白云岩的微观和宏观分布特征存在差异,多种白云岩化作用的叠加效应共同控制了现今白云岩的整体面貌。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系梧桐沟组成岩作用及其对储层质量的影响

通过岩心、铸体薄片以及扫描电镜等数据,对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系梧桐沟组储层成岩作用进行了研究。结果显示：梧桐沟组储层经历了压实、胶结和溶蚀等多种成岩作用,其中压实作用和胶结作用是控制储层物性的主要成岩作用。压实作用主要是机械压实,是孔隙减少的主要原因;胶结作用主要是(铁)方解石的胶结,其次是各种次生黏土矿物的胶结,是渗透率减少的关键因素;溶蚀作用主要是长石颗粒的溶蚀,对储层物性改善有限,并没有出现次生孔隙发育带。