Geochemical characteristics of mud volcano fluids in the southern margin of the Junggar basin,NW China: implications for fluid origin and mud volcano formation mechanisms

Mud volcanoes can provide important information about the underlying strata, hydrocarbon accumulation, and recent neotectonic movements in an area. The fluids erupting from mud volcanoes provide important information about their formation and evolution. The ion concentration and the hydrogen and oxygen isotopes of the fluids that were erupted from the three mud volcano groups, Baiyanggou, Aiqigou, and Dushanzi, and nearby rivers in the southern margin of the Junggar basin, northwestern China, are studied. The concentrations of Na and Cl in mud volcano fluids are clearly elevated, displayed as the Na-Cl type. The δD and δ18O values of the fluids are similar between the Baiyanggou and Dushanzi mud volcanoes, which are mainly from ancient sedimentary pore water. However, the Aiqigou mud volcano is depleted in dissolved Cl and shows lower δ18O values with mixed sources, including deep pore and local meteoric water. Two types of mud volcanoes are proposed in this study. One type is low-energy mud volcanoes with a low volume of fluid of deep origin on the hillcrest, which display as mud pool/pie/hole. The other type is high-energy mud volcanoes having mixed fluid origin in the valley and formed in the shape of a mud cone (dome).     

新疆准噶尔盆地南缘深层有利储层发育的影响因素

准噶尔盆地南缘油气资源十分丰富,但是目前仅在浅层发现有十分有限的储量.深层的勘探一直没有突破.前人在构造模式方面开展过大量的研究,但成效甚微.通过深层储层发育特征及其对有利储层发育的影响因素研究,进行铸体薄片、扫描电镜、孔渗分析、包裹体测温、方解石C和O同位素分析、Ro测定等分析测试.综合分析认为,准噶尔南缘地区:①深层清水河组有效储层的勘探,应该以远砂坝相为主,齐古组有效储层发育在水下分流河道微相的上段.深层有利储层的发育受有利的沉积相带控制,同时受成岩作用的影响;②较低的古地温梯度;③早期浅埋、晚期快速深埋的地层埋藏方式;④区域构造应力发育较弱的区域.以上因素都对准噶尔盆地南缘地区深层储层起到了明显的改善作用.     

准噶尔盆地西北缘横断层特征及形成机制探讨

准噶尔盆地西北缘是全盆地油气最为富集的区域, 沿着北东向克-乌断裂带有数条北西向横断层分布, 与主断裂直交或斜交, 这些横断层具有重要的构造与成藏意义。 运用地貌影像资料、区域布格重力异常、地震资料, 标定出横断层, 并分析其特征, 最后结合构造模拟实验探讨了横断层形成机制。 研究表明：1） 准噶尔盆地西北缘横断层是克-乌断裂活动产生的伴生构造, 呈近等间距分布在克-乌断裂带上, 为北西走向, 具有走滑性质;2） 构造模拟实验结果表明, 这些横断层主要为斜向挤压环境下形成的 X 型共轭剪切断层或主逆冲断裂活动差异造成的调节断层。     

准噶尔盆地南缘页岩气形成条件与有利区预测

通过对准噶尔盆地南缘泥页岩分布情况、厚度、面积、总有机碳含量、热演化程度、有机质类型、矿物岩石成分等因素的分析,确定了准噶尔盆地南缘侏罗系八道湾组、三工河组和西山窑组、二叠系芦草沟组、红雁池组以及石炭系是页岩气发育的有利层位。经过对有利层位的页岩气富集条件分析,并利用镜质体反射率(Ro)等值线、泥岩厚度等值线和总有机碳含量(TOC)等值线进行叠加的分析方法,最终确定霍玛吐背斜带西北缘、沙湾凹陷和莫南凸起三者过渡区域的侏罗纪地层,阜康凹陷与阜康断裂带过渡区域的侏罗纪地层,柴窝堡坳陷达坂城凹陷和永丰凹陷二叠纪地层埋藏较浅处,以及齐古断褶带石炭纪地层埋藏较浅处等4处为页岩的有利发育区。     

新疆准噶尔盆地独山子泥火山天然气地球化学特征

独山子泥火山位于新疆准噶尔盆地南缘, 地处北天山山前坳陷带的独山子背斜轴部。本文通过分析独山子泥火山喷出天然气组分及其碳同位素研究, 对天然气的来源进行了判识。3个天然气样中δ¹³C₁值均在–41‰左右, C₁/(C₂+C₃)<20, 为热成因气; δ¹³C_(C2-C1)在15‰左右, iC₄/nC₄和C₂/C₃值均较高, 说明天然气曾遭受了厌氧微生物降解作用; 其中两个喷口的天然气δ¹³C_CO2值超过+10‰, 说明天然气在受微生物降解后发生CO₂还原作用二次生成甲烷, 而另外一个喷口δ¹³C_CO2值无正异常, 未发生CO₂还原作用。不同喷口相同成因天然气在储藏或运移过程中发生不同的改造作用, 说明泥火山不同喷口对应不同的天然气运移通道或储藏条件。     

羌塘盆地现代泥火山的发现及其油气地质意义

在羌塘盆地唢呐湖地区发现现代泥火山,通过采集泥浆样、水样等样品,开展水化学离子、水溶烃类气体、碳氢氧稳定同位素等测试分析,对现代泥火山的油气地质意义进行了探讨。水化学类型和氢氧同位素表明,该地区地下可能存在油气藏;水溶烃类气体测试结果表明,气体成分为C1~C5,以甲烷为主,与常规气藏的气体成分一致;碳同位素判别结果表明,其为热解成因的油成气。结合泥火山的地质背景,表明泥火山为油气藏破坏渗漏的产物,在保存良好的未泄露地区,油气勘探具有良好前景。     

准噶尔盆地南缘坡缕石矿物学特征及古气候指示意义

为深入研究准噶尔盆地南缘新生界古气候演化过程,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段对准噶尔盆地南缘(准南)新生界地层泥岩、砂岩中粘土矿物成分、坡缕石矿物学特征进行了系统分析。分析结果表明,新生界泥岩中粘土矿物组成主要有蒙脱石、伊利石、坡缕石和绿泥石等;坡缕石是指示干旱-半干旱气候条件的特征矿物,呈纤维状、束状等形态,其形态及与周围矿物的接触关系说明坡缕石为典型自生成因,坡缕石、伊利石、绿泥石构成的粘土矿物组合所反映的干旱气候与地层颜色变化相吻合。     

准噶尔盆地南缘泥火山活动及其伴生油苗的地球化学特征和意义

文中对准噶尔盆地南缘乌苏四棵树和独山子泥火山的构造背景进行了分析,指出其形成主要是由于天山北缘中新生 代沉积层中地势高低造成的水压差和地层层间压力差,导致丰富的地下水沿着背斜顶端发育的断裂带上升,与通道周围的 泥质岩石相遇,泥浆形成并喷出地表而成为泥火山。论文还对四棵树和独山子泥火山的伴生油苗进行了全油色谱和生物标 记化合物研究,对比相关烃源岩地球化学特征及前人有关研究成果,指出油样有机质均处于成熟阶段,油源可能是侏罗系 与古近系烃源岩的混合产物。研究结果对探索该区泥火山的成因和油气成藏条件具有重要意义。     

羌塘盆地戈木错地区泥火山群沉积及浅表地球化学特征

本文对羌塘盆地戈木错地区的泥火山群进行了沉积学及地球化学的研究。研究区泥火山沉积物主要为第四系风化沉积物及被流体带到地表的下伏地层岩块组成。酸解烃法、蚀变碳酸盐法(△C)对土壤样品的研究结果表明,样品含有的有机酸解烃成分具有完整C1-C5序列;烃类各组分间、烃类和碳酸盐指标间具有显著的正相关性;烃类气体来源为原油伴生气和凝析油气,显示出深部热解成因气的特征。     

准噶尔盆地南缘三叠纪—侏罗纪之交的古气候*

准噶尔盆地南缘的郝家沟剖面三叠系—侏罗系连续发育,是研究三叠系—侏罗系界线及相关地质问题的重要剖面。孢粉分析发现,上三叠统郝家沟组以气候适应范围较宽的裸子植物花粉占优势,而在下侏罗统八道湾组下部主要适应温暖湿润气候的蕨类植物孢子含量明显增高,在组合中常占据优势地位,说明研究区早侏罗世气候比晚三叠世更为潮湿。沉积岩有机碳同位素分析结果显示,在剖面八道湾组下部的δ¹³C值总体低于-24.5‰,形成两次明显的负向偏移,同时采集的丝炭样品的分析结果也证明δ¹³C在八道湾组下部具有明显负向偏移。根据现代湖泊沉积有机质碳同位素与气候关系的研究成果,沉积有机质稳定碳同位素负偏是气候温暖潮湿化的反应,支持了孢粉研究的结果。以上表明,研究区侏罗纪之初的气候比晚三叠世更加炎热潮湿。     

准噶尔盆地中-东部石炭系火山岩储集空间特征研究

通过岩心观察、显微鉴定、扫描分析和成像测井等对准噶尔盆地火山岩油气储层的储集空间进行系统分类并分析其组合特征。结果表明,准噶尔盆地火山岩储层的储集空间可划分为原生孔隙、次生孔隙和裂缝3大类,进一步可细分出4种原生孔隙、5种次生孔隙和4种裂缝。其中,次生孔隙和裂缝对火山岩储集性能的改善具关键作用;储集空间组合类型包括构造缝-溶蚀缝-溶孔组合、原生气孔-构造缝-溶蚀缝-溶蚀孔组合和晶间孔-原生孔-构造缝-溶蚀孔组合等3种类型;孔缝组合整体表现为类型多样、形态各异、结构复杂、分布不均、连通性差、裂缝改善明显等特点。     

准噶尔盆地南缘中生代正反转构造分析

本文以地质露头、钻井和测井资料为约束,运用断层相关褶皱理论解释了新处理的准噶尔盆地南缘94条工业地震反射剖面,并通过数值模拟实验以及平衡剖面恢复技术,合理地再现了准噶尔盆地南缘第一排褶皱冲断带中生代构造演化的运动学过程。研究结果表明准噶尔盆地南缘中三叠世-中侏罗世为拉张环境,喀拉扎正断层、昌吉正断层发育,并控制中-上三叠统-中-下侏罗统沉积; 中-晚侏罗世转变为挤压环境,早期正断裂发生反转,同时控制第一排背斜带的齐古逆断裂开始发育,齐古背斜、昌吉背斜雏形形成; 上新世(N₂)再次发生强烈挤压,齐古背斜、昌吉背斜和喀拉扎背斜最终定型。     

准噶尔盆地车-莫古隆起的构造演化特征及其成因模拟

根据钻井层位标定、区域地震剖面解释追踪,侏罗系各组原始沉积厚图的变化特征,详细地圈定了车-莫古隆起不同时期的分布范围.结合构造演化史剖面、侏罗系各组残存地层展布特征、层系超覆、尖灭现象综合分析,将车-莫古隆起的演化划分为初始发育(Jls)、逐渐隆升(J2x)、强烈隆升(J2t)、剥蚀改造(J3)、隐伏埋藏(K-E)、调整定位(N-Q)6个阶段.卷入古隆起的断裂、褶皱组合关系表明车-莫古隆起的形成机制与其南、北缘两大右旋压扭性走滑断裂带成生演化相关.沙箱模拟实验证明车-莫古隆起是在NW300°斜向挤压应力作用下形成的.     

准噶尔南缘前陆盆地白垩纪—新近纪构造挤压作用与储层关系的新表征:镜质体反射率与颗粒填集密度

镜质体反射率Ro是构造挤压作用对砂砾岩储集体产生热效应的重要反映,颗粒填集密度则是二者关系的具体体现。通过对准噶尔南缘白垩系—古近系样品镜质体反射率Ro的分析,结合白垩系—新近系霍001井等14口井76块样品统计颗粒填集密度分布规律与储层微观镜下研究,认为构造挤压作用对砂砾岩储集性的影响具有如下演化特征:白垩纪Ro值具有东部高、中西部低的特点,颗粒填集密度平面分布规律与其相近,表明位于前陆冲断带东部呼图壁地区储集层受构造侧向挤压影响较为强烈,西段的西湖—独山子地区储集层受构造影响弱,晚侏罗世—早白垩世博格达山隆升造成了这一结果。古近纪镜质体反射率Ro与颗粒填集密度展布与白垩纪显著不同,具有由冲断带中远端(第二、三排构造)安集海—玛纳斯—吐谷鲁背斜区向冲断带近端(第一排构造)与前渊带南北两方向降低趋势,表明古近纪储集层受构造侧向挤压影响弱,转变为主要受地层埋藏热效应影响。由于中新世以来的北天山强烈隆升,颗粒填集密度与古地温展布特点反映了储集层由古近纪主要受埋藏热效应影响,转变为受构造侧向挤压的影响。白垩系砂砾岩孔隙度与镜质体反射率Ro、颗粒填集密度呈明显负相关关系,也与成岩作用强度呈负相关关系;古近系镜质体反射率Ro、颗粒填集密度与砂砾岩孔隙度呈正相关关系,由此预测了准噶尔南缘较有利储层的分布。     

准噶尔盆地南缘白垩系原油成藏特征

准噶尔盆地南缘地区的油气勘探与石油地质研究长期以来以二叠系和侏罗系含油气系统为主。本文在前人工作基础之上,从烃源岩、油源和油气运聚三方面,首次比较系统地剖析了本区的白垩系原油成藏特征。研究结果表明,白垩系烃源岩的生烃和油气聚集中心位于玛纳斯—呼图壁一带,烃源层系最大厚度可超过250 m,有机质类型以Ⅰ—Ⅱ1型为主,在古近纪末进入成熟排烃阶段,是本区不可忽视的一套重要烃源岩。白垩系原油纵向上主要聚集于古近系安集海河组到白垩系吐谷鲁群储层流体系统,可能存在三期油气运聚,第一期在早更新世晚期,以流体系统内部的白垩系原油运聚成藏为主,第二期是在中更新世晚期至晚更新世早期,白垩系原油,以及成熟度相对较低的古近系原油在此流体系统内部发生混合,第三期在晚更新世末期,以油气(并以侏罗系天然气为主)在垂向上沿断层的调整为特征,最终形成了复杂的多源、多层系油气分布态势。综合认为,需要充分重视白垩系原油在本区的勘探和研究。     

8 Ma以来准噶尔盆地西缘白杨河冲-洪积扇ZK1钻孔剖面沉积环境演变

准噶尔盆地西缘白杨河冲洪积扇发育典型,但其环境过程问题亟待解决。在该扇西缘ZK1剖面（137 m深）古地磁定年基础上,提取粒度、磁化率、有机质、碳酸钙、孢粉、砂粒微形态、矿物成分等样品信息,综合分析表明：8 Ma以来研究区环境主要在中纬度内陆干旱荒漠至荒漠草原范围演变,包括2个阶段6个亚阶段：阶段Ⅰ（8.1~5.3 Ma）主要为湖泊期,包括亚阶段1（8.1~7.2 Ma）浅湖、亚阶段2（7.2~6.9 Ma）戈壁和亚阶段3（6.9~5.3 Ma）滨湖;阶段Ⅱ（5.3 Ma至今）为冲洪积扇期,由亚阶段4（5.3~3.6 Ma）扇体开始发育形成的干冷扇缘、亚阶段5（3.6~1.1 Ma）为较干冷环境下的第二次快速成扇期和亚阶段6（1.1 Ma至今）最干冷环境下的第三次极快成扇期组成。该扇主要形成于5.3 Ma以来,主要经历了5.3 Ma、3.6 Ma、1.1 Ma等3次成扇期。其发育阶段和环境演化与晚新生代古地中海Messinian期干化事件、半球乃至全球阶段性降温、青藏高原隆升及其远程效应等关系密切。

     

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。     

准噶尔盆地腹部侏罗系顶部风化壳的发育机制及其油气成藏效应

准噶尔盆地腹部侏罗系顶部风化壳的风化粘土层相对富含Al2O3、Fe2O3和TiO2。根据风化壳的成熟度将风化壳分为两类:Ⅰ类成熟度高,其硅铝率（SiO2/Al2O3）在2.74之间;Ⅱ类成熟度低,其硅铝率在4.05.0之间。风化壳的成熟度差异由构造和时间的不同引起。受车莫古隆起的影响,其脊部的风化壳不断向下伏地层发育,成熟度低;古隆起的脊部以外的地区,风化壳发育的构造环境相对稳定,风化壳的成熟度高;董1井区由于后期发育齐古组的沉积,风化壳的发育时间相对较短,成熟度低。根据风化壳的成熟度发育机制和成熟度差异,将风化壳在腹部分为4个区。其中,古隆起的脊部的风化壳发育于三工河组砂体之上,易于形成地层削截型油气藏。其余地区的风化壳主要起遮挡作用,是油气成藏的重要界面。      

准噶尔盆地南缘古近纪—新近纪前陆盆地沉积格局与演变*

针对准噶尔盆地南缘古近系和新近系碎屑岩沉积体,运用野外露头宏观分析与岩心、薄片微观描述来 “定岩相和沉积相”;依据地震相的不同特点及相变的不同位置,刻画湖岸线演化,从而对沉积体“定边界”;根据重矿物组合特征及砂岩等厚图来“定主次物源”的方法,综合研究前陆盆地的沉积相特征。在此基础上,分析了准噶尔盆地南缘湖盆沉积格局与演变,认为准噶尔盆地南缘古近系紫泥泉子组沉积时期,湖平面较低,天山山前带发育4个规模较大的扇三角洲朵状体;至安集海河组沉积时期,湖平面上升,山前带扇三角洲发生退积,仅沉积3个规模变小的朵状体,霍尔果斯地区扇三角洲朵状体不发育。新近系沙湾组沉积时期,由于逆冲推覆构造作用,山前带地形高差大、坡度陡且气候干旱,随着湖平面的迅速下降,山前带发育更大规模进积型扇三角洲沉积。准噶尔盆地南缘古近系—新近系2个主要物源分别是中部东湾—吐谷鲁—玛纳斯背斜、西部西湖—独山子背斜;2个次要物源分别为东部呼图壁背斜和中西部霍尔果斯背斜,此4个物源流向是由南向北。北部卡因迪克地区则是来自前陆隆起区的重要物源。     

准噶尔盆地西北缘中生代油砂分布特征及开发前景

对准噶尔盆地西北缘油砂的分布层位、厚度和品质等特征的研究表明,准噶尔盆地西北缘油砂主要分布在乌尔禾—夏子街、白碱滩、黑油山、红山嘴地区的三叠系克拉玛依组、侏罗系齐古组和白垩系吐谷鲁组等中生代地层中。对该地区油砂开发前景进行分析,准噶尔盆地西北缘油砂储量约1.32亿t。油砂分布范围广、含油砂层多(3～14层),厚度较大(1.5～26.15m),含油率较高(3%～18%),油砂品质好,大面积出露地表,可进行露天采掘,具有一定工业开采价值。同时油砂开采会对准噶尔盆地西北缘生态环境造成一定影响,国内目前油砂开采技术不成熟,成本较高,油砂开发基础设施缺乏,这些都是急待解决的问题。