火山岩储层特征与油气成藏模式研究

火山岩油气藏的勘探历史已经有一百二十多年,经历了偶然发现、初步勘探和深入研究三个发展阶段,火山岩从油气勘探的禁区转变为重要领域.目前火山岩油气藏在油气总量中占的比例并不大,但是已展现出良好的油气前景,成为新的油气增长点,越来越受到油气勘探界的重视.本文分析了火山岩岩性、岩相的研究现状,将火山岩的储集空间分为原生孔隙、原生裂缝、次生孔隙、次生裂缝4个大类,13个小类.火山岩的成藏模式有岩性成藏模式、构造成藏模式、构造-岩性成藏模式、风化壳成藏模式等.针对火山岩储层的复杂性,亟需以火山岩储层地质理论为指导,结合岩心、重磁力、测井、地震资料,建立一套有针对性的研究方法,全面评价火山岩储层特征和空间展布.     

新疆北部石炭系大型火山岩风化体结构与地层油气成藏机制

新疆北部上石炭统发育于碰撞后松弛垮塌构造环境,火山岩和烃源岩间互广泛分布,石炭纪末受板块挤压整体抬升遭受风化淋滤,使火山岩不整合风化体形成5层结构,其中溶蚀带和崩解带是有利储层发育段,火山岩风化体发育于古地貌出露水面区,低洼处和斜坡带发育较完整的5层结构,高部位一般缺失土壤层.风化体厚度与风化淋滤时间呈正向非线性指数关系,风化体厚度动态平衡时间约为36.3Ma,最大风化体厚度约450m,断裂发育处风化体厚度更大,长期风化淋滤区各种火山岩岩性均能形成风化体.火山岩风化体和烃源岩组合,发育源内火山岩风化体层序型、源上火山锥风化体准层状和侧源火山岩风化体梳状3种成藏模式,均可形成大型火山岩风化体地层油气藏.该认识改变了火山岩油气勘探中寻找有利岩性和岩相带的传统模式,修正了新疆北部石炭系为盆地基底,不具备油气生成条件的观点,对指导火山岩风化体油气勘探具有重要的科学意义和应用价值.指出中国中西部古生界存在形成大规模火山岩风化体地层油气藏的条件,是今后油气勘探的新领域.     

岩浆热场对油气成藏的影响

在油气勘探领域,沉积岩一直是研究的热点和焦点,对火成岩国内外均较少涉及且普遍认为它对油气的生成和聚集成藏有破坏作用.随着研究的进展,人们发现,岩浆侵入和喷出活动对油气成藏具有重要的作用,而且,岩浆岩本身还可能是很好的油气储层.研究表明,由岩浆侵入和喷出带来的热所形成的热场(岩浆热场)与油气成藏的关系几乎是全方位的,它几乎参与了油气生成、演化的全过程,既有有利于油气成藏的积极的一面,也有破坏油气成藏的消极的一面.大体表现在下述5个方面:(1)岩浆热场不仅可以造成围岩的变质和变形,其所带来的大量热和流体对油气的生成、运移、聚集以及油气藏的形成与保存有明显影响.(2)岩浆热场提高了有机质的热演化程度,使生油门限变浅,使烃源岩达到高成熟或过成熟,使烃源岩中残余有机质丰度降低.岩浆热场提高了盆地的地温梯度,使原本成熟度低的烃源岩达到生油窗的温度范围,促进生烃作用进程,加速烃源岩的热成熟,并为油气运移和聚集提供了运移通道、储集空间、封盖遮挡条件和圈闭构造,有利于油气的运移、聚集和成藏.岩浆热场带来的流体主要是由多元组分构成的超临界流体,其上升、对流、循环可使热场范围内的物质与能量发生调整和再分配.在流体上升过程中,可萃取、富集沉积物中的分散有机质,对生烃产生显著的加氢作用,从而为油气的形成补充物源.流体还能与围岩储层发生反应,改善储层的孔渗条件,有利于油气的聚集成藏,抑制烃类的热裂解.(3)岩浆热场还与非常规油气(页岩气、天然气水合物、煤层气等)有关.岩浆热场的作用主要是使泥页岩成熟度提高,岩浆侵入造成的构造压力使泥页岩产生大量裂缝,提高了泥页岩的有机孔隙度以及泥岩对页岩气的吸附力,使位于岩浆热场中的泥页岩生烃强度大、储集性好、吸附能力强,成为页岩气有利的富集区.(4)有机的煤、油、气与无机的金属相伴成矿(成藏)是最具吸引力的.油气田中常伴有各种金属元素,当含上述元素的热液与有机质相遇时,会促使有机质向烃类物质转化.有机与无机矿床(藏)时空上的密切联系,说明有机-无机质相互作用是多种能源矿产共存成藏(矿)的重要因素.有机油、气、煤所具有的吸附作用、还原环境和络合作用对无机铅锌金铜铀的沉淀、富集和成矿有利;同样,在烃类生成过程中,无机组分有时也具有催化剂的作用,也能使有机碳更多的与氢结合生成更多的烃类.(5)岩浆热场还是一把双刃剑,对油气成藏既有有利的一面,也有不利的一面.研究表明,油气大量生成和运移时期以前发生的岩浆活动对油气藏保存无不利影响,油气生成运移期或其以后的岩浆活动,则有可能对油气藏起明显的破坏作用.新形成的高温热场可能吞噬和破坏储油层及其结构,使油气向上散逸.此外,高温岩浆侵入生油层后,还会对周围生油母质及生成的油气进行烘烤使之炭化.     

忻定盆地晚更新世晚期的一次构造运动

忻定盆地是山西地堑系北部的一个张性断陷盆地,第四纪构造运动活跃。野外调查表明,盆地内晚更新世晚期经历了一次较强的构造运动,它使得断块山地进一步抬升,中止了末次冰期鼎盛期的一次河流加积过程,位于断裂上升盘的洪积扇扇顶部分也被抬升为洪积台地,山前形成了十几米到几十米的断层陡崖;构造运动还导致断层上升盘河流下切,形成了Ⅱ级阶地。黄土-古土壤时间标尺和多种方式的测年结果表明这次构造运动开始于距今2万年左右     

准南白杨河矿区煤层气成藏模式及主控因素

为了建立矿区范围内的煤层气成藏模式,查明控气主要因素,对后期井网布置、钻井、压裂、排采等提供重要依据。基于新疆阜康白杨河矿区的地质条件和煤层气特征,进行成藏模式的系统研究,结合灰色关联理论分析,总结出成藏主控因素。研究结果显示:矿区内42#目标煤层厚度大、煤层含气量高,与煤层埋深呈正相关性;煤层直接顶底板的砂岩致密性好,形成较好的封盖条件。综合分析认为矿区南部位于单斜底部,埋深大、煤层厚、含气量高,封盖条件好,是煤层气富集的有利区域,并提出了致密顶底板、单斜构造和水文地质条件的联合封闭成藏模式。     

济阳坳陷东营凹陷早始新世构造体制转换与油气成藏

以东营凹陷孔店组和沙四段沉积建造和构造特征为研究对象,依托高精度三维地震反射资料,通过地震反射界面确认、沉积层厚度和构造形迹精细解剖、探讨了东营凹陷在早始新世构造变形的特点,指出孔店组晚期——沙四下段沉积期是区域应力环境发生大转折期,由此提出了油气勘探的“立交桥”式思路,勘探意义重大.     

中国典型叠合盆地与油气成藏研究新进展——以塔里木盆地为例

我国的含油气沉积盆地以经历过多次构造与沉积叠加为特征, 可用“叠合盆地”去统称那些由两种或两种以上类型的原型盆地叠加或复合在一起的盆地. 这些盆地的特性可概括为“多期成盆、多期改造、多套烃源岩、多次生排烃、多期运聚散”. 针对叠合盆地的特性, 应用波动分析方法进行“成盆-成烃-成藏”过程分析, 建立油气成藏体系理论将有助于提高此类盆地的油气勘探效率. 以塔里木盆地为例, 重点介绍当前在成盆、成烃及成藏研究过程中的重大进展. 成盆研究进展有: (ⅰ) 地球物理综合剖面揭示了塔里木板块向天山造山带的“层间插入消减”以及具有东西分段特征; (ⅱ) 沉积-地球化学综合剖面研究成果揭示了库车坳陷中新生代的演化阶段及盆地性质; (ⅲ) 野外调查及应力恢复结果显示, 第四纪以来库车坳陷处于天山挤压隆升后的浅层重力伸展阶段. 成烃研究进展有: (ⅰ) 建立了海相碳酸盐岩优质烃源岩发育的环境指标; (ⅱ) 确立了有效碳酸盐岩烃源岩的有机质丰度下限. 成藏研究进展有: (ⅰ) 建立起适应不同条件下流体包裹体古压力与古温度确定方法; (ⅱ) 通过油源对比分析, 指出轮南、塔河地区的原油可能源于中上奥陶统源岩; (ⅲ) 对轮南地区不同时代储层石油包裹体进行分期并探讨其形成时间.     

南海北部神狐海域天然气水合物成藏模式研究

南海北部陆坡神狐海域是我国海洋天然气水合物勘探开发研究的重点靶区,独特的水合物成藏特征,难以利用当前观测到的沉积速率和流体流动条件对其成藏机理进行解释和量化说明,对其形成演化模式和控制因素尚不明确.本文构建了海洋天然气水合物形成演化过程的动力学模型,模型的主控参量为海底沉积速率和水流速率,以此计算了神狐海域天然气水合物聚集演化过程,并与饱和度的盐度测试值进行对比.最后,在研究神狐海域地质构造活动和水合物成藏动力学基础上建立了神狐天然气水合物形成演化模式.认为神狐海域当前的天然气水合物是在上新世末—更新世早期断裂体系水合物基础上继承演化而来的,神狐海域天然气水合物形成演化具有典型的二元模式.第一阶段水合物形成发生在距今1.5 Ma之前构造活动形成的断裂体系中,高达50 m/ka的孔隙水流动携带了大量的甲烷进入水合物稳定带,导致了水合物的快速生成,在4万年内形成了饱和度达20%的甲烷水合物;第二阶段发生在1.5 Ma以来,泥质粉砂沉积使沉积体渗透率骤减,0.7 m/ka的低速率水流使甲烷供给不足,在海底浅层新沉积体中无法生成水合物,仅在水合物稳定带底部有缓慢的水合物继承增长,并因此形成了神狐海域当前观测到的水合物产出特征,而且水合物资源量仍在减少.     

渤中坳陷新构造运动断裂活动带PL19-3大型油田晚期快速成藏

中国含油气盆地处于全球（晚期）新构造运动强烈活动区,近年来油气晚期快速成藏成为我国学者关注的热点.本文针对形成于渤中坳陷新构造运动强烈活动带的PL19-3大型油田,围绕油气生成、运移、聚集过程及其晚期快速成藏的识别标志进行了研究,指出新构造运动控制下的快速沉降导致的多生烃凹陷和多层段源岩快速成熟为大型油田晚期快速充注提供了充足的油源;郯庐断裂带与北京-蓬莱断裂带交汇区密集发育的晚期活动断裂和高孔渗性砂体构成了快速运移通道;频繁地震活动引起的断层＂地震泵＂作用是晚期快速充注的驱动机制.PL19-3油田高地温异常和油藏内温度非均一性,以及流体包裹体均一温度异常是晚期幕式快速充注的识别标志.     

渤海东南部NE向黄河口-庙西北新生断裂带的存在

根据中国海洋石油研究中心勘探研究院新取得的渤海明化镇组(N21—N2)和第四系底部构造的资料,在从黄河口到长兴岛的NE向地带发育近600条断裂,其中NE—NEE走向的有近500条,占断裂总数的83%,一般长5～20km,最长40～50km。这组断裂有少数为NE—NEE向古近纪断裂新活动的产物,其余是新形成的,它们总体组成宽约60km的NE向断裂带,具右旋走滑性质。该断裂带不受古近纪断裂构造控制,属新近纪以来发育的新生断裂带。这一现象证实了以前推断的黄河口-庙西北新生断裂带的存在     

Hydrocarbon accumulation in network and its application in the continental rift basin

The concept of hydrocarbon accumulation in network was presented on basis of the overall analysis of the formation and evolution characteristics of the continental faulted basin and of the systemic re-search on the major controlling factors on the hydrocarbon accumulation. The hydrocarbon accumu-lation in network can be defined as hydrocarbon accumulation in a three-dimensional network system which is constituted by the hydrocarbon migration passages under multiple dynamics,following the hydrocarbon generation from source rocks. The research shows that the hydrocarbon accumulation in network is composed of four elements,i.e.,hydrocarbon source (source rock kitchen),hydrocarbon accumulation terminal (trap),network pathway connecting source and terminal (transporting system),and network potential driving hydrocarbon migration in the network pathway (migration dynamics). Compared with other networks,hydrocarbon accumulation in network has three basic characteristics: the irreversible geological process of material and information flow in the network; the loss of material and information in the flow process in the network; the multiple dynamics in the flow process. Interac-tion of all the elements in the geological process can be called hydrocarbon accumulation in network. There are three basic models for hydrocarbon accumulation in network,that is,hydrocarbon accumu-lation in the network source area,hydrocarbon accumulation in the network pathway,and hydrocarbon accumulation in the network terminal. The key in the application of the hydrocarbon accumulation models in network in practice is to confirm the major accumulation stage and the function range of the four elements controlling the hydrocarbon firstly,to predict the profitable accumulation region by su-perposition of the favorable areas confirmed by four elements consequently,and to evaluate the oil-bearing property of the trap as well as confirm drilling targets. This paper takes the Dongying De-pression in the Bohai Bay Basin as an application example.     

Poly-phase salt tectonics and hydrocarbon accumulation in Tarim superimposed basin, northwest China

The purpose of this paper is to discuss the poly-phase salt tectonics and its relation to the hydrocarbon accumulation of the Tarim superimposed basin. Several salt sequences are developed in the Tarim basin, they are: (1) the Mid-Early Cambrian salt sequence, mainly distributed in the west part of the north Tarim uplift and Keping uplift; (2) the Early Carboniferous salt sequence, mainly distributed in the south slope of the north Tarim uplift; (3) the Paleogene salt sequence, mainly distributed in the mid-west part of the Kuqa foreland fold belt and north Tarim uplift; and (4) the Miocene salt sequence, mainly distributed in the east part of the Kuqa foreland fold belt. The salt sequences deposited in the tectonically calm scenario, while the salt layers deformed during the period of intense tectonism. Although the salt sequences are characteristic of plastic flow, the differences of salt deformation styles exist in the different salt sequences because of the different deformation mechanism. It is attractive that the distribution of the large oil-gas fields or pools has a bearing upon the salt sequences and salt structures, such as the Tahe oilfield related to the Lower Carboniferous salt sequence and laterally facies changed mudstone, the Kela No.2 gas field to the Paleogene salt structures, and the Dina gas field to the Miocene salt structures. It is indicated that the large-scale hydrocarbon accumulation is controlled by the poly-phase salt sequences and structures. The deep analysis of the poly-phase salt tectonics is helpful to understanding the characteristics of the structural deformation and oil-gas accumulation of the Tarim basin.     

渤海中部和胶辽海峡地震复发模式和地震危险性

根据历史地震资料分析渤海中部与胶辽海峡地震周期模式。 时间可预测模式比滑动可预测模式更接近胶辽海峡历史地震的时间序列特征。 按时间可预测模型外推, 胶辽海峡下次强震可能发生在 21世纪初期。渤中地区历史地震序列特征复杂,一些关键地震的震级修订造成预测模型改变。使渤中地震发生时间的不确定性增大,不利于渤海地震长期预测。影响长期预测准确性的主要因素是历史地震震级的可靠性、准确性,直接影响复发模型的建立。     

渤海海域海洋平台抗震设防标准研究

本文首先基于渤海海域的地震环境及地震危险性特征,根据46个海洋平台的设计地震动参数,分析了不同设防水准的设计地震动参数之间的关系;然后,采用与其他工程类比的方法,确定了海洋平台抗震设防的两级目标;通过与国内其他规范的类比,确定了海洋平台强度设计地震的概率水准取重现期200年,变形设计地震的概率水准取重现期1000—2500年,并深入分析论证了其合理性;最后,根据渤海地区的地震危险性分区和地震动参数区划给出了相应的设防参数。本文是对渤海地区多年来海洋平台抗震设防经验的总结,是对我国海洋平台抗震设防标准的探索性研究。     

渤海海域地震震源深度的分布特征

震源深度的研究对于探索地震孕育和发生的深部环境,地震能量集结、释放的活动构造背景,以及地壳内部构造变形及其力学属性等都有非常重要的意义。本文选择渤海海域内观测精度相对较高的地震资料作为样本,统计分析了不同震级档、不同空间范围的震源深度分布特征,并初步探讨了震源深度与地震构造、地壳结构的关系。结果表明,渤海海域内中小震的震源深度在空间上的分布是不均匀的,发生在渤中断陷内的地震,其震源深度一般较深;而发生在山东半岛北部沿海与辽东半岛沿海的地震,其震级较低且震源一般较浅。但总体上,渤海海域内的地震多发生在10-20km的地壳中、上部,属浅源地震。     

渤海海域典型场地土的动剪切模量比和阻尼比的统计值

收集渤海海域内近40个海洋平台的钻孔资料,结合室内振动三轴试验,归纳整理出372组渤海原状土样动力学测试的原始数据,利用数理统计方法给出渤海海域内不同类型土体、不同埋深的动剪切模量比和阻尼比随剪应变变化的平均曲线及统计值。研究结果可作为土动力学研究的补充,同时有利于加深对不同土质动力学性能的认识,为渤海海域内其它海洋建设工程的地震安全性评价工作提供借鉴和参考。     

Relict back-arc basins of Eurasia and their hydrocarbon potentials

Abstract Large petroliferous basins in the continental interior are characterized by very thick sedimentary sequences. It is suggested that these are not intracratonic basins, but areas underlain by oceanic crust. These include the Western Siberian, Pre-Caspian, South Caspian, North and South Kara Basins of the Commonwealth of Independent States, and Tarim, junggar and Qaidam Basins of China. The relict ocean basins are distinguished by their basement topography, by their magnetic signatures and by their elevated Moho. Their sedimentary history is distinguished by an abrupt subsidence, followed by isostastic subsidence under sedimentary load. Two circumstances have contributed to the genesis of giant hydrocarbon deposits in these basins: (1) the geochemical environment in those basins was at one time oxygen-deficient as they evolved from the open marine, through restricted marine to become inland alluvial basins; and (2) the sedimentary in-fill provide thick reservoir beds. Oil has accumulated in older structures, folds, faults, unconformities etc. on the margin of the basins, trapping early migrated hydrocarbons.     

Rapid hydrocarbon accumulation mechanism in later period in Kelasu thrust belt in Kuqa depression

Based on the analyses of generation, migration and accumulation of oil and gas in the structures of Kela 1, Kela 2 and Kela 3 in Kasangtuokai anticlinal belt using a series of geological and geochemical evidence, this paper proposes that the rapid rate of hydrocarbon generation, main drain path for over-pressured fluid flow and converging conduit system are indispensable conditions for the rapid, late-stage gas accumulation in the Kelasu thrust belt in the Kuqa depression. Due to structural over-lapping and the resultant rapid burial, the maturity of the source rocks had been increased rapidly from 1.3 to 2.5% Ro within 2.3 Ma, with an average rate of Ro increase up to 0.539% Ro/Ma. The rapid matura-tion of the source rocks had provided sufficient gases for late-stage gas accumulation. The kelasu structural belt has a variety of faults, but only the fault that related with fault propagation fold and cut through the gypsiferous mudstone cap could act as the main path for overpressured fluid release and then for fast gas accumulation in low fluid potential area. All the evidence from surface structure map, seismic profile explanation, authigenic kaolinite and reservoir property demonstrates that the main drain path related with faults for overpressured fluid and the converging conduit system are the key point for the formation of the giant Kela 2 gas field. By contrast, the Kela 1 and Kela 3 structures lo-cated on both sides of Kela 2 structure, are not favourable for gas accumulation due to lacking con-verging conduit system.     

渤海海域软土层土对地震动参数的影响研究

渤海海域软土层土对场地设计地震动参数取值具有显著影响。选取渤海中部钻孔剖面作为计算场地模型基础,分别构建软土和硬土场地模型,并通过改变软土层厚度,构造新的场地模型。采用等效线性化方法（EL法）和非线性计算方法（NL法）分别对场地模型进行地震反应分析,分析了海底软土层土对地震动参数的影响。研究结果表明：海底软土层土对地震动峰值加速度的影响显著,随着地震动输入增加,软土层放大效应减弱,减震作用逐渐增强;EL法中,软土层土对基岩反应谱的高频部分具有明显滤波作用,而NL法中,滤波作用较弱,海底面反应谱随地震动输入的增大先放大后减小;软土层土会降低设计地震动地震最大影响系数,增大特征周期。对于海域工程,特别是深基础工程抗震设计地震动参数的确定,从保守角度考虑,建立场地模型时建议删除软土层。