准噶尔盆地腹部侏罗系超压特征和测井响应以及成因

准噶尔盆地腹部地区深层钻井揭示侏罗系发育异常高压系统.根据26口井的67个钻杆测试(DST) 和电缆测试(MDT) 数据, 实测砂岩异常高压揭示深度约在4470~6160m, 剩余压力约为11~57MPa, 压力系数为1.24~2.07, 砂岩段超压实测值主要分布在侏罗系, 少数出现在白垩系底部与侏罗系邻近地层, 1个超压实测值位于下三叠统, 实测超压砂岩样品的孔隙度和渗透率范围分别为3.20%~16.00%和0.02×10-3~14.40×10-3μm2;根据钻井、测井和测试资料的综合解释, 埋深在4430~6650m的深部侏罗系流体超压带, 钻井泥浆密度明显增加, 泥页岩和砂岩共同具有相对于正常趋势的异常高声波时差和低视电阻率测井响应特征; 超压系统顶界埋深可能不浅于4400m (地温约104℃), 有些钻井超压顶界可深达约6000m (地温约140℃), 且超压带顶界深度随侏罗系埋深的增加而增大; 钻井揭示的侏罗系超压带烃源岩镜质体反射率(R_o, %) 约为0.7%~1.3%, 超压带分布深度受控于侏罗系成熟烃源岩层的埋深且两者深度分布的变化具有相关性; 研究认为腹部地区已被充分压实的侏罗系异常高压成因主要与其含煤岩系干酪根热演化及油气共生有关, 即生烃增压; 物理模拟实验表明, 由于高孔隙流体压力可导致岩石骨架颗粒间有效应力的减小, 从而直接引起通过岩石的声波速度降低, 即出现高声波时差响应; 在超压地层温度条件下, 高压液态水的电离常数可能明显增加, 从而减小地层电阻率, 进一步开展此种现象的相关探索性研究可望对超压带低电阻率异常的原因给出新的解释.      

准噶尔盆地莫索湾地区侏罗系超压预测技术研究

准噶尔盆地莫索湾地区侏罗系普遍发育超压,实现高精度压力预测不仅有助于提升该地区成藏认识,还能够确保钻井安全。目前常见的超压预测方法普遍直接或间接受到超压成因的影响,其适用范围各不相同。在地质分析的基础上,结合超压段测井响应特征,认为莫索湾地区侏罗系超压成因以深部压力传导为主、黏土矿物转化为辅,欠压实成因对超压的贡献极其有限。进一步根据相关模型的原理,筛选出3种适用于研究区的压力预测模型,分别为Fillippone模型、趋势回归模型和Bowers模型。结合实际应用效果对比,认为在早期无参考井时,适宜使用Fillippone模型进行随钻压力监测;在有少数参考井时,适宜使用Bowers模型;在勘探程度较高研究超压分布特征时,适宜使用趋势回归模型和Bowers模型。     

准噶尔盆地腹部超压顶面附近深层砂岩碳酸盐胶结作用和次生溶蚀孔隙形成机理

准噶尔盆地腹部深层超压顶面附近(现今埋深4400~6200m, 温度105~145℃) 砂岩中广泛出现的碳酸盐胶结作用和次生溶蚀孔隙与超压流体活动关系密切.由于超压封闭和释放引起其顶面附近砂岩中的孔隙压力和水化学环境的周期性变化可导致碳酸盐沉淀和易溶矿物溶解过程交替出现.根据腹部地区超压顶面附近深埋砂岩成岩作用、碳酸盐胶结物含量、储集物性、碳酸盐胶结物碳、氧同位素和烃源岩热演化模拟等资料的综合研究表明: 含铁碳酸盐胶结物是主要的胶结成分, 长石类成分的次生溶蚀孔隙是主要的储集空间类型, 纵向上深层砂岩碳酸盐胶结物出现15%~30%含量的地层厚度范围约在邻近超压顶面之下100m至之上大于450m, 碳酸盐胶结物出现大于25%含量高值带分布在靠近超压顶面向上的250~300m的地层厚度范围, 超压顶面附近砂岩中碳酸盐胶结物含量高值的深度范围也是次生溶蚀孔隙(孔隙度10%~20%) 发育带的范围; 因晚白垩世以来深部侏罗纪煤系有机质生烃增压作用, 导致在超压顶面附近砂岩晚成岩作用阶段深部富含碳酸盐的超压流体频繁活动, 所形成的碳酸盐胶结物受到了明显的与深部生烃增压有关的超压热流体和有机脱羧作用的影响; 超压流体多次通过超压顶面排放, 使得超压顶面附近砂岩遭受了多期酸性流体溶蚀作用过程, 形成了次生溶蚀孔隙发育带.      

基于核磁测井的超压砾岩油层渗透率计算方法——以准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系上乌尔禾组为例

超压砾岩油藏具有低孔高渗的异常特征,核磁共振测井渗透率计算的经典模型不能求准储层渗透率。通过深入分析超压储层特征和物性影响机理,明确了超压强度是渗透率的主控因素,提出了在SDR模型的基础上引入超压物性指数和孔隙结构指数,构建超压砾岩储层核磁共振渗透率处理模型的新方法。以准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系上乌尔禾组为例,开展了超压砾岩油层岩石物理联测实验以模拟地层超压,研究了超压对储层孔隙度、渗透率及电阻率的影响,建立了超压砾岩储层的SDR-超压渗透率计算模型。经与岩心分析数据对比,新模型在储层渗透率计算中取得了较好的效果。     

准噶尔盆地腹部侏罗系地层超压成因机制——以东道海子北凹陷为例

准噶尔盆地腹部地区侏罗系地层超压普遍发育,超压层段与声波时差、电阻率两者之间具有较好的响应关系,尤以电阻率响应最为显著,超压层段声波时差表现为异常高值,电阻率为异常低值的特征。利用准噶尔盆地腹部地区大量测井、测试及相关地质资料综合论述超压成因,指出泥岩和砂岩中发育的超压并非由压实不均衡、构造挤压等作用导致,而主要由生烃作用造成的。研究表明有以下几方面主要证据：1）超压泥岩密度不具有异常低值特征;2）超压段泥岩密度与岩石颗粒垂直有效应力之间不存在线性关系;3）超压砂岩不存在异常高地温梯度现象;4）超压顶界面深度范围为3 800～4 300 m,侏罗系烃源岩现今成熟度（Ro%）范围为0.6%～0.9%,温度范围分布在90 ℃～125 ℃;5）超压层段的侏罗系烃源岩现今生烃转化率最高可达70%,现今平均生油率可达90 mg/g·TOC,仍具有较强的生烃能力;6）泥质烃源岩本身对超压具有很好的封闭作用;7）侏罗系烃源岩内发育大量低角度或高角度微裂缝;8）超压储层主要以油层为主,无水层,准噶尔盆地东道海子北凹陷砂岩中超压主要是通过烃源岩中排出的高压流体运移至储层发生超压传递的结果。     

准噶尔盆地致密粗粒储层发育特征及影响因素：以玛湖地区二叠系致密砾岩储层为例

为明确准噶尔盆地玛湖地区二叠系粗粒储层发育规律及增产潜力,利用钻井取心、录井、薄片、扫描电镜及分析化验等各种资料和数据对其储层系统研究,明确了储层主要为扇三角洲分流河道砾岩,为典型低—特低孔、渗致密储层;中砾岩为主,砾石成分主要为凝灰岩,结构成熟度中等,成分成熟度较低;胶结物以石英、方解石和浊沸石为主,长石和暗色矿物粒内溶孔及沸石类和碳酸盐胶结物粒间溶孔等两类溶蚀孔发育,各级、各类裂缝发育,有效改善储层质量,构成了致密粗粒储层的双重介质;埋深2 800～3 600 m、4 000～4 400 m和4 700～5 300 m发育3个次生孔隙富集带,且埋深3 100 m以下地层普遍发育异常高压。优势岩类、溶蚀作用、裂缝发育和异常高压共同控制了相对优质“甜点”储层的形成和分布。     

叠合盆地储层油气包裹体GOI成因与应用探讨——以准噶尔盆地莫索湾地区为例

在准噶尔盆地莫索湾地区选取了5口具有不同油气显示级别的典型探井,通过对48块岩心样品作精细的储层油气包裹体GOI组成分析,尝试探讨了在复杂油气充注情况下,叠合盆地油气包裹体GOI组成的成因。结果表明,含油气流体的充注强度是主因。但由于油气成藏的多期复合、油气水界面的多期变迁,决定了我们在研究过程中不可以直接借鉴文献中提出的1%和5%等指标来判断油气水层,而是应该结合地质背景,首先仔细分析其成因,再深入讨论应用。文中利用GOI对莫索湾地区的油气运移进行了讨论,取得了良好效果,表明其在叠合盆地油气运移研究中具有一定应用前景。     

基于空间位置的矿产资源关联分析和预测方法:以我国西部地区为例

基于矿产资源空间位置的研究方法对勘探找矿具有重要意义。设计开发了基于空间位置关联分析和预测方法,该方法根据隐伏矿体预测的相似-类比理论,通过分析已公开的矿产资源空间分布数据,获取已知矿种的相关性,进一步对隐伏矿体进行分析和预测。以我国西部部分地区的矿产资源空间分布数据为样本,采用Apriori算法分析已知矿种空间位置上的关联关系,通过分析得出该区域矿种的共生和伴生等关联关系,获得隐伏矿体的预测结果。通过与现有成果对比证明该方法的有效性和可行性,利用GoogleEarth等可视化的工具进行预测结果展现,以便更好地进行对比研究。研究的创新点在于设计开发了基于空间位置关联分析和预测方法,利用该方法对已知矿种空间位置进行关联分析,推导出所在区域矿种的共生和伴生等关系,对隐伏矿体进行了分析预测。     

叠合盆地油气成藏体系研究思路与方法——以准噶尔盆地中部地区油气藏为例

以准噶尔盆地中部地区油气藏为例,阐述了叠合盆地油气成藏体系研究的基本思路和方法,归纳为“一个中心,两 条途径”。一个中心是指以油气藏为中心进行剖析研究,两条途径是指采用有机和无机地球化学相结合的研究方法。在准噶 尔盆地中部地区的实例研究结果表明,根据原油的有机（生物标志物）地球化学分析,研究区至少存在2大油气成藏体系, 即盆1井西凹陷东环带地区二叠系成藏体系、莫索湾中东部地区二叠系和侏罗系成藏体系。再通过无机地球化学（储层成 岩方解石）分析,发现研究区还存在另外2个成藏体系,即东道海子凹陷周边地区二叠系和侏罗系成藏体系、石东地区二 叠系成藏体系。在此基础上,进一步评价了各成藏体系中的油气潜力,以为区域油气勘探提供参考。因此,油气成藏体系 的研究有助于加强对勘探的指导;有机和无机地球化学相结合的研究方法相互补充,是对过去通常主要根据有机地球化学 方法进行分析的拓展与补充完善,形成了新认识,值得在今后的油气成藏体系研究中加强深入探索。     

准噶尔盆地南缘中段异常压力分布及影响因素

准噶尔盆地南缘地区盆地演化时间长, 近期构造活动剧烈, 构造应力场复杂, 地层异常压力高且分布极不规律, 对构造的形成演化及对油气的成藏过程影响极大.据实测资料和间接估算数据所展示的地层压力分布特征, 分析了砂砾岩地层和泥岩地层在压力成因和分布等方面的差异, 从不同渗透性地层内压力形成的机制和分布特征的角度讨论了控制和影响现今压力分布的地质因素.准噶尔盆地南缘存在的极高地层压力是在压实作用、构造挤压作用所形成的地层高压背景下, 叠加了近期因断裂活动和背斜构造快速形成所引起的他源高压而形成的.沉积相带分布、压实作用、构造应力、地层的形变和断裂的活动过程等都明显地影响了压力的演化和分布.      

准噶尔盆地腹部及西南缘侏罗系烃源岩分子地球化学特征及形成环境剖析

准噶尔盆地腹部及西南缘侏罗系烃源岩厚度大,分布广,部分层段烃源岩较好,并已发现油源贡献,勘探前景较好。本文在前人基础之上,依据有机地球化学及有机岩石学的实验室分析测试手段,系统研究了侏罗系烃源岩分布特征、生烃潜力、分子地球化学特征及沉积环境。结果表明,盆1井西凹陷整体上侏罗系烃源岩生烃潜力较差,沙湾凹陷侏罗系八道湾组与西山窑组部分层段生烃潜力较好,三工河组烃源岩较差,四棵树凹陷侏罗系八道湾组分布较好的烃源岩,而三工河组与西山窑组烃源岩较差。此外,八道湾组沉积早期,主要发育三角洲前缘亚相与滨浅湖相,沙湾凹陷发育滨浅湖相、湖沼相,其南部发育半深湖相,有机质发育,烃源岩主要形成于以陆源高等植物输入为主的弱氧化-强氧化的沉积环境。三工河组沉积期,研究区大部分地区发育滨浅湖相,沙湾凹陷及东部地区局部发育半深湖相,烃源岩形成于强氧化的沉积环境,有机生源主要为陆源高等植物碎屑。西山窑组沉积期间,玛湖凹陷、陆梁隆起带及盆1井西凹陷发育三角洲平原与前缘亚相,沉积中心向沙湾凹陷的东部和南缘迁移,主要发育半深湖相沉积,烃源岩主要形成于弱氧化-强氧化的湖沼环境,生源输入以陆源高等植物为主。     

准噶尔盆地腹部侏罗系油气成藏主控因素定量分析及有利区预测

侏罗系是准噶尔盆地的主力油气层,资源潜力巨大;但其探明程度却很低,石油探明程度为17.5%,天然气探明程度仅为3%,油气聚集规律十分复杂。为此,本文应用要素匹配成藏模式(T-CDMS)预测了准噶尔盆地侏罗系的有利成藏领域。通过对准噶尔盆地腹部侏罗系四大主控因素(区域盖层(C)、优质沉积相(D)、古隆起(M)和烃源岩(S))的控藏地质特征研究,建立了各个主控因素的控藏定量数学模型。将单因素控藏概率加权平均得到功能要素综合控藏概率指数,依据该指数预测了准噶尔盆地侏罗系目的层在两个不同成藏期的有利成藏区域。结果表明:侏罗系最有利的成藏区域为陆梁隆起地区、车莫古隆起地区和沙北断阶带地区。经验证已发现的油气藏落入预测区带的概率达90%以上。     

准噶尔盆地腹部盆1井西凹陷超压研究

准噶尔盆地腹部盆1井西凹陷存在明显的深部超压系统(4400m以下)。通过对超压段地质、钻井、地球物理特征的研究发现,超压段多为砂、泥岩互层,泥岩段大多几米到十几米厚,孔隙度在8%以下,已经过充分的压实,进入超压段,泥浆密度大幅增加,远大于1.2g/cm~3,砂岩、泥岩段同时具有高声波时差和低电阻率特征,井旁地震速度具有异常低值特征,超压顶面形态不规则,穿层分布,并且宏观上往往在一定的深度范围内。经过分析,欠压实以及煤层不是超压带低速的原因,烃类生成尤其是天然气生成对现今超压贡献最大。     

莺歌海盆地高温超压环境下储层物性影响因素

莺歌海盆地由于独特的沉积地层和温压场特征, 使得盆地内的储层成岩演化也具有了与众不同的过程和特点.通过对莺歌海盆地内有钻井证实的两种超压体系类型(自源型和传导型) 的对比研究, 阐明了其成因差别及其石油地质意义, 并详细论述了高温超压环境下储层物性的影响因素: (1) 储层物性主要受沉积环境和成岩作用控制; (2) 高地温梯度使砂岩的孔隙度衰减较快; (3) 超压保存了一部分原生孔隙, 这是深部储层还具有高孔隙度的最主要原因; (4) 超压通过溶解等成岩作用产生了一些次生孔隙; (5) 流体压裂突破过程中产生了大量的裂缝, 有效地提高了储层渗透性.      

准噶尔盆地莫西庄—永进地区白垩系清水河组地貌演化及沉积响应

不同古地貌背景下,盆地沉积充填特征不同。以准噶尔盆地莫西庄—永进地区白垩系清水河组为例,综合野外露头、岩心、测井、分析化验和三维地震资料,进行古地貌演化背景下白垩系清水河组层序地层、沉积物源和沉积体系研究。研究结果表明:莫西庄—永进地区白垩系清水河组发育一个完整的三级层序,清水河组一段发育低位体系域(LST)和湖侵体系域(TST),清水河组二段发育高位体系域(HST)。早白垩世,车排子—莫索湾古隆起(车—莫古隆起)整体埋藏,古隆起局部高部位仍出露地表,随着盆地全区接受稳定沉积,古隆起逐渐消亡。LST时期,盆地沉积中心位于研究区北部;TST至HST时期,在北部构造抬升掀斜作用下,盆地地形趋于平缓,沉积中心逐渐南迁。在此构造演化背景下,盆外北部物源体系由东北、西北方向向研究区供源,在盆地缓坡带浅水背景下发育远源辫状河三角洲—滨浅湖沉积体系。LST时期,受古隆起残余地貌、湖平面变化及水动力条件的共同影响,沉积碎屑多沉积于地貌低势区,发育局限展布的浅水辫状河三角洲,研究区以三角洲内前缘沉积为主,水下分流河道连片发育;LST时期发育的沉积体系平缓了原始地貌,在车—莫古隆起上继承性沉积TST时期的滨浅湖沉积体系和HST时期的浅水辫状河三角洲沉积体系,其中HST时期研究区以三角洲外前缘沉积为主,广泛发育席状砂,局部发育水下分流河道。继承性地貌控制盆地不同部位的沉积可容空间,决定沉积物搬运及分散路径,进而控制盆地的沉积充填类型和特征。     

准噶尔盆地西北缘克百地区三叠系储层溶蚀作用特征及孔隙演化

基于岩石薄片、铸体薄片、扫描电镜等镜下特征分析,对准噶尔盆地西北缘克百地区三叠系溶蚀作用特征进行了系统的分析。三叠系溶蚀作用发育普遍、现象丰富、对储层改造作用明显,是研究区最为重要的成岩作用类型。“成分成熟度低、结构成熟度中等偏下”的岩石学特征是成岩作用的沉积基础。长石的溶蚀在该区最为常见,胶结作用弱、局部见方解石和方沸石溶蚀,碱性条件下石英弱溶蚀。溶蚀作用对储层的改造决定了克百断裂上、下盘三叠系储层的孔隙空间类型和孔隙的垂向演化。岩石类型、泥质含量和沉积微相等因素控制储层中溶蚀作用的发育程度及分布。     

准噶尔盆地西北缘克-百地区侏罗系成岩作用及其对储层质量的影响

准噶尔盆地西北缘克拉玛依—百口泉地区侏罗系砂岩、砂砾岩储层经历了压实、胶结、溶蚀等多种成岩作用,其中压实和溶蚀作用是控制储层物性的主要成岩作用,其次为胶结作用。压实作用以机械压实为主,是孔隙减少的主要原因。胶结作用主要为碳酸盐胶结,少量黄铁矿胶结,偶见方沸石胶结和硅质胶结。溶蚀作用导致碳酸盐胶结物、长石颗粒和少量岩屑溶解流失。储层孔隙经历了由原生到次生的演化过程。在成岩演化过程中,长石的溶蚀作用、碳酸盐矿物的沉淀与溶解作用是影响储层孔隙发育的关键因素,早期方解石的胶结有利于后期次生孔隙的形成。在克-乌断裂带上、下盘地层中,断裂带上盘埋深浅,一般小于1200m,原生孔隙非常发育;断裂带下盘埋深较深,压实作用强,原生孔隙所占比例明显减少,次生溶蚀孔隙相对发育。次生孔隙的形成受流体及断裂控制。     

准噶尔盆地侏罗纪煤成油研究

本文以有机岩石学和有机地球化学研究为基础，结合模拟实验，对中国西北地区准噶尔盆地侏罗纪煤成油问题进行了详细讨论，结果表明，准噶尔盆地侏罗纪煤含有丰富的类脂成分，壳质组特别是角质体含量高可能导致了本区高蜡石油的生成，壳质组和基质镜质体的含量决定了煤的氢指数和热解烃产值，它们共同构成了盆地内煤成油的母质。模拟排油实验证明了煤孔隙的吸附能力是有限的，在一定的压力条件下，煤中液态烃达到一定数量后就可以较好地排出。为了便于生产勘探，文中还讨论了煤系地层的沉积有机相，依据沉积相，有机地球化学和有机岩石学特征将煤系划分成四种沉积有机相:分别是高位沼泽有机相，森林沼泽有机相，流水沼泽有机相和开阔水体有机相，其中，流水沼泽有机相生成液态烃的潜力最大，以含有大量的角质体为特征；森林沼泽有机相的生烃潜力次之，以基质镜质体为主要成分；高位沼泽有机相生烃潜力最差，以惰性组和镜质组为主要的有机组分；而开阔水体有机相不是煤成烃研究的理想场所     

准噶尔盆地下侏罗统八道湾组震积岩的发现及其研究意义

准噶尔盆地是中—新生代陆内坳陷盆地与海西期前陆盆地相叠加的大型复合叠合盆地。自石炭纪以来的多次构造叠加作用形成了准噶尔盆地西北缘的前陆冲断带,盆地基底长期剧烈的构造活动控制和影响着下侏罗统八道湾组的沉积作用。笔者等通过岩芯分析,首次在该盆地下侏罗统八道湾组不同层位的地层中识别出微褶皱层、地裂缝、阶梯状正断层、液化砂岩构造和震积角砾岩等典型的震积地质记录,说明早侏罗世研究区有频繁而强烈的地震活动,这些地震活动与燕山运动有关。克乌断裂带在印支期以后仍处于频繁而强烈活动状态,具有同沉积活动性质,震积岩沿克乌断裂带发育,显然受克乌断裂同沉积活动控制,该断裂不断逆冲造成断层下盘的研究区基底持续沉降,是震积构造迅速被掩埋并得以大量保存在地层记录中的重要原因。