Study on the Recovery of Erosion Quantity of Unconformities of Paleogene-Neogene in Bohai Sea Area

应用盆地波动过程分析方法,对渤海海域9个不同坳陷内的18口典型井古近系和新近系进行了沉积—剥蚀过程分析,分解出了760Ma、220Ma、70Ma和30Ma四个低频波动周期,以及18Ma、8Ma和2Ma三个高频波动周期.通过分析反映"组"、"段"级别的、以18Ma和8Ma为周期的波动曲线特征,预测了孔店期—沙河街期沉积—剥蚀过程;系统地计算出了古近纪—新近纪地层中主要不整合的剥蚀量,确定了与油气成藏密切相关的孔店组末期、东营组末期和馆陶组末期地层剥蚀厚度分别为:0～516m、0 ～213m和0～682m.通过波动曲线特征对比分析,确定了研究区构造转换带分别是孔店期位于渤中、沙河街期和东营期位于BZ13-1-2井区和LD10-1-1井区、馆陶期位于LD10-1-1井区、明化镇期位于BZ3-1-3D井区;定量地恢复了与油气运聚密切相关的孔店晚期、东营晚期和馆陶晚期不整合剥蚀量平面分布,再现了关键时期沉降沉积区和隆起剥蚀区区域分布规律.上述认识对于深入研究渤海海域古近系—新近系油气分布规律,开拓沙河街组及其以下层系油气勘探新领域具有重要意义.     

渤海湾盆地海域古近系—新近系地质结构和构造样式地震解释

本文以地震信息为基础,应用多旋回先张后压中国含油气盆地构造演化史理论[1,2],系统阐述了渤海湾盆地海域古近系—新近系地质结构演化过程和形成机制。特别是应用高质量的勘探地震信息,将渤海湾盆地海域石油构造样式划分为透入、拆离、渗入式三大构造样式,13类亚构造样式。最后以复合构造样式和复式油气藏(田)的描述作为构造样式的结语。     

汾渭盆地古近系—新近系沉积特征

汾渭盆地位于鄂尔多斯地块与秦岭造山带的衔接部位,地理位置十分特殊。作为一个新生代断陷盆地,在周缘及内部一系列断裂带控制下,具有边断、边陷、边沉积的特征,新生代地层厚度逾几千米。本文根据大量野外露头及相关钻井资料,综合岩石学、沉积构造、古生物化石、测井及区域地质资料,系统研究了汾渭盆地古近系—新近系各时期的沉积相特征。结果表明,新生代汾渭盆地发育冲积扇、河流、三角洲、湖泊及风成沉积5种沉积类型。盆地边缘及山前主要发育冲积扇沉积,向盆地中心逐渐过渡为河流、三角洲及湖泊沉积,风成堆积集中分布于盆地边缘。各次级盆地沉积演化具有差异性,除三门峡地区外,汾渭盆地主体自晚始新世开始沉积并持续至渐新世早期;渐新世晚期在经历隆升剥蚀作用后,中新世再次沉降,沉积范围逐渐扩大;至晚中新世,渭河盆地的西安凹陷、固市凹陷两大沉积区以及三门峡—芮城、运城—永济一线均为湖相分布区。上新世湖盆沉积范围达到最大,湖泊广泛分布,盆地边部则大量发育风成沉积。     

汤原断陷古近系剥蚀量恢复及原型盆地构造格局

汤原断陷构造复杂,后期改造强烈,原型盆地认识不清,导致原始沉积沉降中心不明确,制约了油气勘探的进展。本文从剥蚀量计算入手,分别采用镜质体反射率（R_o）法和地层趋势法,对宝泉岭组、达连河组及新安村组的地层剥蚀量进行计算,结合地震及构造特征,并利用地质建模技术恢复了不同时期的原型盆地形态,通过计算恢复认为：新安村组时期,原始厚度最厚发育在东部边界断裂下降盘,沉积沉降中心被断陷中部低凸起分为南北两个部分,此时期沉积沉降中心位于断陷东部边界断裂中段;达连河组时期,早期的两个沉积沉降中心逐渐合并为一个,断陷西部、南部出现规模较小的沉降带,最厚处依然位于东部断裂带下降盘,而沉积沉降中心迁移至东部边界断裂北段;宝泉岭组时期,早期的两个沉积沉降中心完全合并为一个,断陷西部的沉降带规模扩大,形成一东一西的两个主要沉积沉降中心,沉积沉降中心由一个变为两个。在此基础上,明确了原型盆地格局形态及不同时期沉积沉降中心分布及迁移过程。     

准噶尔盆地四棵树凹陷古近系－新近系储层特征研究

根据录井、岩石薄片、铸体薄片、压汞、物性分析等资料,结合沉积相,对古近纪-新近纪储层特征、成岩作用、孔隙演化等进行研究。结果表明:四棵树凹陷古近系-新近储层为中-细砂岩,储集空间以原生孔隙为主。其成岩阶段多处于早成岩B亚期,局部地区处于中成岩A亚期。通过分析,研究区古近系-新近系储层为中孔中渗储层,储集性能较好。     

柴北缘古近系－新近系沉积相特征及沉积模式

通过野外露头和岩心观察、薄片鉴定分析,结合测井和录井资料,对柴达木盆地北缘古近系-新近系的沉积相及其特征进行了深入研究。研究表明,该区主要发育冲积扇-辫状河-辫状河三角洲-滨浅湖沉积体系,建立了相应的辫状河相沉积序列及沉积模式、间歇性湖泊沉积相模式。研究区辫状河相发育两套不同地层,中下部广泛发育粒度粗的河床亚相沉积,河漫滩亚相发育不多;而中上部河床亚相沉积较少发育,粒度细的河漫滩亚相沉积则急剧增加。这是由于降水量及气候变化造成冲积扇及河流水动力变化形成的。这种变化还造成沉积物供应速率的变化以及湖平面升降的变化,导致湖盆湖岸线的迁移与河流及三角洲沉积范围的变迁,这种变迁最终造成了沉积序列上粒度粗细的频繁变化及有利储集岩和区域盖层的发育。     

柴达木盆地西南区古近系及新近系砂岩储层

根据40余口钻井的岩石学资料,较系统地描述了柴达木盆地西南区古近系及新近系的砂岩储层特征：（1）砂岩储层的岩石（矿）成分在时空上呈现规律性的变化。在研究区东南和西北两侧,砂岩成分成熟度和结构成熟度均比中部地区明显偏低;从古近系到新近系,砂岩的成分成熟度和结构成熟度均逐渐降低,这与区域上由早到晚构造活动逐渐增强是一致的。砂岩储层岩石学的这种变化明显地影响到其储集性质,本区东南和西北两侧砂岩储层性质比中部地区变差即与此有关。（2）砂岩储层的孔隙类型以原生孔隙为主。前人大都认为本区砂岩储层的孔隙类型以次生孔隙为主,尤其是下干柴沟组,主要发育次生孔隙。本文认为古近系及新近系砂岩储层以原生孔隙为主,其次为胶结物溶孔和碎屑颗粒溶孔,次生孔隙仅在有限程度上改善了砂岩的储集性质。因此研究砂岩储层的原生孔隙的发育规律是比较重要的。（3）压实作用的差异是造成储集性质变化比较大的主要因素,其次为胶结作用。压实作用的大小受到埋藏深度和岩性的影响,也与储层所经历的埋藏方式有关。本区砂岩储层中的胶结物以方解石和硬石膏为主,也见少量方沸石。不同层段砂岩中的碳酸盐胶结物含量为4.0%～16.0%,局部地区硬石膏胶结物含量可达11.5%～28.0%,成为影响储集性质的主要因素。     

沉积盆地中恢复地层剥蚀量的新方法

主要介绍了磷灰石裂变径迹分析法、沉积波动过程分析法和宇宙成因核素分析法等3种恢复和计算地层剥蚀量的新方法。它们的优点是不但给出一个剥蚀面造成的地层总的剥蚀量,还能详细刻画整个剥蚀过程,从而能计算出每一期构造抬升引起的地层剥蚀量。     

济阳坳陷古近系—新近系泥岩孔隙结构特征

对济阳坳陷东营凹陷和沾化凹陷古近系—新近系泥岩的岩心样品,进行了X衍射全岩物相测试,有机碳测定,孔隙度、渗透率测定及扫描电镜和显微镜下观察,发现泥岩中普遍含碎屑矿物,其中长石含量较高,粘土矿物以碎屑粘土为主,泥岩中碳酸盐矿物含量较高.泥岩中各种面状孔隙是主体孔隙,由微孔隙构成,孔隙含量较高,分布较均匀.泥岩孔隙结构基本可归纳为细孔喉型、粗孔喉型及混合过渡型等三种类型.最后分析探讨了影响泥岩孔隙结构主要因素为:①碳酸盐含量使孔隙基本面貌产生差异;②压实作用使孔隙度减小,欠压实对孔隙结构有保护作用;③有机质丰度、成熟度及赋存状态与溶蚀孔隙发育关系密切相关;④有机质富集有利于异常压力发育,对孔隙起保护作用.     

沉积盆地中恢复地层剥蚀量的新方法

主要介绍了磷灰石裂变径迹分析法,沉积波动过程分析法和宇宙成因核素分析法等３种恢复和计算地层剥蚀量的新方法。它们的优点是不但给出一个剥蚀面造成的地层总的剥蚀量,还能详细刻画整个剥蚀过程,从而能计算出每一期构造抬升引起的地层剥蚀量。     

海相碳酸盐岩层系不整合量化研究及其意义——以四川盆地北部二叠系为例

本文以四川盆地北部二叠系为例,将层序地层分析和沉积盆地波动过程分析相结合,提出了运用沉积波动过程分析研究沉积记录不完整性的量化方法,该方法可以相对准确地定量描述盆地形成演化过程中的升降运动,恢复无地层"记录"中的沉积-剥蚀过程,进而定量分析盆地的沉积-剥蚀过程、计算沉积间断(不整合)内的地层剥蚀量、认识其时空分布规律.同时,通过实际钻井及"人工井"的波动过程分析,结合地震剖面解释成果,可以作出主要不整合的空间分布图、各层位的剥蚀厚度图和原始厚度图、各期构造的剥蚀量分布图等重要基础图件,为盆地进一步系统分析及盆地模拟打好基础,结合沉积相研究及构造样式分析还可分析盆地沉积中心、生油层、盖层、储层等在时空中的变化规律.由于沉积盆地的升降波动过程直接影响着盆地的埋藏史、热史和生、排烃史,因此通过沉积波动过程的系统分析不仅能正确建立盆地演化的地质模型,还可以正确认识油气形成与分布规律,有效指导油气勘探.     

渤海古近系混合沉积发育特征与沉积模式

陆源碎屑与湖相碳酸盐混合沉积在渤海海域古近系普遍发育,已经成为重要的油气勘探目标.基于90余口已钻井,结合地震、测井以及相关分析化验资料,以渤海海域古近系钻遇的混合沉积为研究对象,开展了沉积特征与成因背景分析,建立了混合沉积发育模式.研究表明:渤海古近系混合沉积发育近岸混积扇、近岸混积滩坝、远岸混积滩坝3种沉积相、7种沉积亚相和14种沉积微相.近岸混积扇以发育混积沟道为典型特征,岩性为含生屑的砂砾岩或中粗砂岩,为陡坡扇三角洲环境短源水道废弃后与生物碎屑间歇性间互沉积;近岸混积滩坝,为近源搬运沉积的陆源碎屑与盆内碎屑之间的混合沉积,典型沉积特征为发育高陆源碎屑含量的各种粒屑滩或坝;远岸混积滩坝为典型的以富含生物碎屑为主的混合沉积,陆源碎屑含量低,一般为盆内低隆或孤立潜山之上原地生长生物与少量供给的陆源碎屑发生的混合沉积.混合沉积发育模式和规模受古气候与古水体环境、古构造与水动力、陆源碎屑物质供给、古地貌条件等共同控制,其中古地貌特征起主导作用.混合沉积发育模式的建立,对混积型储层预测和油气勘探具有重要意义.      

地质流体对砂岩储层黏土矿物的影响——以渤海海域古近系为例

根据偏光显微镜、扫描电镜和X-衍射等分析手段获取的数据和资料,分析对比了早期沉积水介质、幔源CO2流体、大气水、超压流体和充注烃类等对储层黏土矿物的控制作用。研究表明,早期沉积水介质是储层黏土矿物的决定性因素,微咸水-半咸水湖盆储层黏土矿物以伊利石为主,淡水湖盆储层黏土矿物以高岭石为主;幔源CO2流体侵位后带来明显的储层改造和热波动效应,储层中I/S中S%含量低于同深度泥岩,储层中高岭石含量明显偏高。欠压实超压储层中黏土演化明显滞后,表现在I/S中S%含量低于同深度泥岩和常压储层。油气层高岭石含量往往远高于相近深度的水层,可能与充注烃类携带的有机酸的溶蚀作用有关,另外,烃类充注后形成的惰性成岩环境也有利于高岭石的保存,高岭石的高含量带常与油层及高渗层相对应;受大气水淋滤的储层,以长石大量溶蚀,富含高岭石为特征,储层孔隙度一般较高。     

应用天文地层学方法对山东昌潍北部新生代不整合时间和剥蚀量的计算及其意义

为进一步推动山东昌潍北部地区的新生代油气勘探,应用潍北、牛头镇和侯镇等3个凹陷9个层段的天文地层年龄分析,计算出新生代不整合时间和剥蚀量。天文地层学计算方法主要包括:地层分层,测井频谱分析,寻找40万年周期和旋回的对比。得到结果:孔三段-孔二段界线的年龄为61.819Ma,孔二段-孔一段界线的年龄为54.638Ma,孔一段-沙四下亚段界线的年龄为48.448Ma,沙四下-沙四上亚段界线的年龄为43.516Ma,沙四上亚段顶的年龄为40.362Ma,馆陶组-明化镇组界线的年龄大约为35.778—31.896Ma。通过剥蚀的时间和沉积环境的分析提出如下观点:1)大约在48.448Ma以前,昌潍坳陷北部的沉积是全盆地的、稳定的,其中包括:约长达4Myr期间孔三段断断续续出现玄武岩喷发,大约7Myr时间内孔二段出现沼泽和浅湖相的沉积,约6Myr时间内孔一段主要为干旱相的小水塘、水坑"红色"沉积;2)从沙河街组开始(48.448Ma)至东营组末(23.03Ma)期间,也即大约25Myr期间,潍北的昌参1、昌1等井的中心部位,仍然是不断下陷、沉积;3)馆陶组沉积期间(大约23.03—13Ma)盆地全区上升。因此在大约10Myr的剥蚀时间过程中,不仅没有沉积,而把原沉积的沙三亚段至东营组不断‘反剥’到沙四段下部;4)馆陶组末(大约13Ma)到明化镇组顶(2.588Ma)沉积期间,全区开始以河流泛滥平原相为主的泥岩和泥质粉细砂岩的沉积,形成盖层。根据天文地层方法的剥蚀量计算,潍北凹陷中有3个"反剥高点"。这些"反剥高点"在始新世末至渐新世的沉积和构造上升和剥蚀过程中,可能造成砂岩回弹和孔隙扩张,形成好的储集区。根据计算,最大的"反剥高点"是在昌36—央5—昌8井一带,剥蚀厚度约达1800—3000m,与多年油田勘探取得成果是一致的。     

川东北宣汉—达县地区地层剥蚀厚度恢复

在川东北宣汉—达县地区构造沉积特征分析的基础上,针对遭受剥蚀的各套地层的实际地质特点,利用泥岩声波时差、镜质体反射率(Ro-H)、波动分析和相邻层地层厚度对比等多种方法,对各关键构造变革时期地层的剥蚀厚度进行了研究,并建立了研究区12口典型井的沉积—剥蚀过程的波动方程。结果表明,侏罗统顶部剥蚀面形成时期为晚燕山期至今,地层剥蚀厚度处在700~2300 m;上三叠统须家河组顶部剥蚀面形成于晚印支期,剥蚀厚度处在80~150 m;中三叠统雷口坡组顶部剥蚀面形成于早印支期,剥蚀厚度处在240~450 m。     

华北地台区古近纪—新近纪岩相古地理特征

华北地台区古近系—新近系在渤海湾盆地非常发育,在南华北地区也有较大厚度,而在鄂尔多斯盆地则不甚发育,仅在西北部有少量沉积。渤海湾盆地古近纪以断陷型沉积为主,主要为滨浅湖相沉积,物源来自多个方向,如北部的燕山褶皱带、西部的太行山隆起、南部的鲁西隆起、东部的辽东隆起区以及盆地内部的沧县隆起和埕宁隆起等。南华北地区古近纪发育大小不一多个沉积中心,以河流相沉积为主;鄂尔多斯盆地古近纪仅在西北部出现沉积,发育河流相,缺失古新统—始新统沉积。新近系沉积区主要位于渤海湾盆地、南华北地区以及鄂尔多斯盆地外围的地堑中,主要为河流相和滨浅湖相沉积。新近纪早期渤海湾盆地大面积隆升,导致湖盆收缩,部分地区遭受剥蚀夷平,中晚期盆地整体形成统一坳陷,主要为河流相沉积,局部发育滨浅湖相;南华北地区进入裂谷期后坳陷发育阶段,大面积接受沉积,主要发育河流相沉积。华北地台区西部沿鄂尔多斯盆地周缘形成了一套以河流相与滨浅湖相为主的山前盆地沉积。华北地台区古近纪—新近纪油气的有利勘探区域为渤海湾盆地。     

柴达木盆地西部古近系和新近系油田卤水资源水化学特征及化学演化

在柴达木盆地西部一些背斜构造单元的古近系-新近系中,赋存储量巨大的油田卤水,有望成为第四系盐湖卤水的后续利用资源。通过对小梁山、南翼山、油泉子、开特米里克、油墩子、油砂山等典型构造区石油钻孔自喷的油田卤水以及地表盐湖卤水、晶间卤水取样分析,讨论了其水化学特征及资源分布,重点通过与海水、青海湖水蒸发曲线对比,分析了油田卤水的化学演化特征。结果表明,油田卤水中K、B、Li资源远超工业开采品位,Br、Sr等也达到工业开采品位,有优越的高品位综合开发利用前景;油田卤水资源元素富集规律表现为平面上以中部南翼山背斜最为富集,向北、向南相对降低,垂向上深部油田卤水比浅层晶间卤水、湖表卤水资源元素相对更为富集;油田卤水的化学演化主要受控于水岩反应、深部水的混合以及蒸发浓缩和盐岩的溶解作用,这些作用为卤水分异演化、富集成矿提供了良好的地球化学条件。     

渤海海域古近系湖盆边缘构造样式及其对沉积层序的控制作用

陆相断陷湖盆边缘构造带是湖盆的重要组成部分,它们通常紧邻生油中心,是陆相断陷湖盆的油气主要富集带之一。渤海海域古近系湖盆边缘构造样式可划分为伸展型湖盆边缘和走滑型湖盆边缘两大类,伸展型湖盆边缘又可划分为陡坡断裂型湖盆边缘、缓坡断裂型湖盆边缘、简单缓坡带型湖盆边缘和轴向斜坡型湖盆边缘。伸展型湖盆边缘在全区各大凹陷均可见,走滑型湖盆边缘仅发育在盆地的东部地区,主要受郯庐断裂带的控制。不同类型湖盆边缘的构造活动方式和构造演化过程各不相同,因而其所形成的地貌形态有较大的差别,可容空间和沉积基准面的变化各具特色,从而导致不同构造样式的湖盆边缘具有不同的沉积层序构成模式。湖盆边缘构造样式对层序构成的控制作用的分析对储集层预测和岩性圈闭预测具有重要的指导意义。     

柴达木盆地东部燕山期剥蚀量恢复:来自地球物理和低温热年代学的证据

依据地面地质调查分析了柴达木盆地东部主要不整合面的接触关系和发育特征,并利用古温标(镜质体反射率(R_o)、磷灰石裂变径迹)反演和地震地层趋势延伸法对柴达木盆地东部燕山期剥蚀量进行了恢复。结果表明,研究区东部旺尕秀、牦牛山一带晚燕山期剥蚀量为500~2 300 m,研究区南缘格尔木、大干沟、纳赤台一带剥蚀厚度最高达2 000 m,研究区北缘绿梁山、大柴旦一带增大到平均1 750 m,至柴东欧南凹陷、霍布逊凹陷逐渐减小到平均700 m。该区剥蚀厚度表现出由周缘老山向坳陷中心逐步减小的趋势,并呈现出“东西分块、南北分带”的特征。柴达木盆地东部燕山运动发生的时间为87~62 Ma,该时期研究区整体处于SE-NW向弱挤压的环境,与早白垩世末冈底斯—念青唐古拉地块群和欧亚大陆拼合有关,导致柴达木盆地东部差异隆升,形成现今欧龙布鲁克隆起带的雏形,并进一步控制该区油气的富集,一方面是造成局部地区地层剥蚀严重,油气散失;另一方面是因构造挤压,在覆盖区挤压拗陷,主力烃源岩进一步深埋,该区侏罗系烃源岩进一步成熟生烃,下伏石炭系烃源岩经历二次生烃;同时在挤压环境下形成一系列的近EW向的圈闭,有利油气的调整、聚集。     

浅水三角洲基本特征、形成条件及沉积模式：以渤海新近系为例

渤海海域新近系浅水三角洲是渤海重要的勘探开发储层类型,沉积于湖盆浪基面以上的滨浅湖中,以分流河道砂岩和水下分流河道砂岩为骨架砂体,前缘席状砂分布广泛,前三角洲沉积以浅湖相为主,垂向沉积层序不连续,不具有典型的吉尔伯特型三层式沉积结构为显著特征。浅水三角洲形成于稳定的坳陷湖盆环境,沉积物供给相对平衡的半干旱—半湿润的气候环境下。依据河口分流作用演化的不同,水体极浅时,三角洲进积易形成分流河道向湖泊的长驱直入,形成枝状的分流河道型浅水三角洲,分流河道和天然堤极为发育;水体相对较深时,分流河道会在河道分支处堆积河口坝或分流沙坝,并由水下分流河道砂体连接形成朵状前缘砂体,分流砂坝极为发育,河口坝外缘的席状化沉积物,包括天然堤、决口扇、溢岸不连续砂等都可成为连通储层。在连片的分流砂坝型三角洲,砂体连通性好、分布面积较大,多形成构造油气藏,包括断层油气藏和背斜油气藏;分流河道型三角洲由于砂体多孤立状,分布面积小、连通性差,易于发育岩性油气藏。