松辽盆地徐家围子断陷火山岩内断层侧向封闭性及与天然气成藏

松辽盆地北部徐家围子断陷深层指泉头组一、二段以下地层,发育3套火山岩储集层:即火石岭组、营城组一段和营城组三段,目前在营城组两套火山岩中发现了规模较大的天然气藏。徐家围子断陷断裂系统复杂,对天然气成藏控制作用明显,控藏的断裂为早期控制火山裂隙式喷发,在泉头组沉积晚期—青山口组沉积早期强烈活动,同时在区域性盖层段具有顶部封闭能力的断裂,断裂形成时为火山通道,没形成明显的断层面,泉头组沉积晚期—青山口组沉积早期断裂活动形成断层角砾岩带,天然气沿断裂大规模垂向运移,聚集在营城组火山岩中,由于断层角砾岩带侧向封闭能力较差,侧向受营城组四段物性较低的砾岩遮挡聚集成藏,对于正断层而言主要聚集在下盘,逆断层主要聚集在上盘。徐中走滑断裂为主要的控藏断裂,由于倾向和断层性质(正和逆)的改变,天然气在两盘聚集具有"此消彼长"的特征,天然气这种聚集规律对于勘探部署、确定气藏的边界和提交储量具有重要的指导意义。     

松辽盆地北部徐家围子断陷断裂构造特征及对深层天然气的控制作用

系统分析徐家围子断陷断裂构造特征,研究了断裂系统对深层天然气成藏条件的控制作用。徐家围子断陷发育5套断裂系统,徐西早期走滑伸展断裂系统、徐中走滑长期活动断裂系统、徐东走滑断裂系统、早期伸展晚期张扭长期活动断裂系统以及晚期张扭断裂系统。断裂活动时期主要为断陷期和泉头组沉积晚期—青山口组沉积时期。徐西走滑伸展断裂系统控制了沙河子组烃源岩的展布,徐中及徐东走滑断裂控制了下白垩统营城组一段和营城组三段火山岩体的展布,长期活动断裂为天然气垂向运移提供良好垂向通道。断裂对登二段区域性盖层破坏程度小,使得徐家围子断陷深层天然气主要富集在下白垩统登娄库二段之下的营城组地层中。断层两盘岩性对接关系为火山岩—砂泥岩,断层侧向封闭;火山岩—火山岩对接,断层侧向不封闭。晚期构造反转较弱,使得断裂对气藏的破坏程度较小,对天然气的保存有利。     

松辽盆地徐家围子断陷断裂活动时期及其与深层气成藏关系分析

为了能够准确地判断松辽盆地徐家围子断陷断裂的主要活动时期及其与深层天然气成藏之间的关系,本文先后利用了同沉积断层活动速率、火山活动期次与断裂活动期次匹配关系、剖面伸展率及构造演化剖面等4种方法对其进行了研究。首先,由同沉积断层活动速率研究结果可知,断裂主要在下白垩统火石岭组、沙河子组、营城组、登楼库组二段、泉头组二段及上白垩统青山口组沉积时期活动。其次,根据火山活动期次与断裂活动时期匹配关系研究得到,断陷期(火石岭组、营城组一段和营城组三段沉积时期)和青山口组沉积时期为断裂主要的活动时期。再次,由剖面伸展率法研究得到,断裂强烈的活动时期为火石岭组、沙河子组、营一段、泉二、三、四段和青山口组沉积时期。最后,通过该断陷LINE1208测线的构造发育史剖面研究可知,断裂的主要活动时期为火石岭组、沙河子组、营一段、营三段、泉二段和青山口组沉积时期。将这4种方法综合起来判定认为,该断陷断裂的主要活动期次有3期,分别对应于火石岭组沉积时期—营三段沉积时期、泉头组沉积中期及青山口组沉积时期。并且将综合判定出的断裂主要活动时期与该断陷源岩的生气史、登二段和营城组火山岩顶部盖层封闭能力形成时期和气藏内天然气的充注时期进行匹配分析。综合研究认为登二段和营城组火山岩顶部2套重要盖层封闭能力形成时期早于该断陷源岩的大量生气期,故盖层并不是天然气成藏的主要制约因素。徐家围子断陷后2期的断裂主要活动时期与深层天然气的主要充注时期相吻合,是天然气向圈闭中运聚的重要时期,且自姚家组至现今断裂活动较弱,这可能是先期形成的气藏得以较完整保存的主要原因。     

断裂对断陷盆地火山岩天然气的成藏与控制作用——以松辽盆地徐家围子断陷为例

通过断裂发育及分布特征、火山岩中天然气分布规律和二者之间时空匹配关系研究得到,徐家围子断陷主要发育徐西早期走滑伸展断裂系统、徐中走滑长期活动断裂系统、徐东走滑断裂系统、早期伸展晚期张扭长期活动断裂系统以及晚期张扭断裂系统。断裂的主要活动时期为火石岭组至营三段沉积时期和泉头组沉积晚期至青山口组沉积时期。火山岩中天然气分布具有纵向分布层位多、深度范围大和平面上分布于生气凹陷内或附近,且沿断裂带分布的特征。断裂对火山岩天然气成藏与分布的控制作用表现在:火山岩天然气源岩的形成与分布,火山岩体和其内部裂缝形成与分布,火山岩天然气藏形成的层位及火山岩圈闭的形成与分布。     

徐家围子断陷营城组火山岩裂缝与天然气成藏

徐家围子断陷营城组火山岩储层虽然发育大量气孔和原生裂缝,但是其连通性差,构造裂缝的发育程度决定了储层的优劣和成藏概率。为了阐明裂缝与天然气成藏之间的关系,首先,利用岩心、成像测井以及实验分析等资料对徐家围子断陷营城组火山岩储层裂缝的成因类型与特征、控制因素、分布规律及形成期次进行了研究,然后结合研究区烃源岩演化、气源断裂活动期次以及盖层封闭能力演化,讨论了构造裂缝与天然气成藏的关系。研究结果显示,徐家围子断陷营城组火山岩发育原生裂缝和次生裂缝,以次生构造裂缝为主。在平面上构造裂缝受断裂、岩性和岩相控制,在纵向上受不整合面控制,具有旋回性分布的特点。构造裂缝主要分三期形成,其中第二期形成时期(泉头组沉积末期-青山口组沉积时期)与烃源岩生烃高峰期相吻合,并且气源断裂处于活动期,盖层也具有很好的封气能力,为研究区主要成藏期。     

松辽盆地徐家围子断陷火山岩天然气成藏主控因素及模式

徐家围子断陷火山岩天然气藏分布具有4个特征：纵向分布层位多,深度范围大;平面上分布在生气凹陷内或附近,且沿断裂带分布;自储自盖;气-水关系复杂.其成藏与分布主要受3个因素控制,即：源岩区控制着火山岩天然气藏的分布区域,断裂带和古隆起控制着火山岩天然气藏分布的具体部位,火山岩相控制着天然气的储集.源岩排气史、断裂活动史、火山岩罔闭形成史和天然气运聚史的综合研究认为：火山岩气藏形成的主要时期为泉头组沉积晚期-青山口组沉积时期、嫩汀组沉积末期和明水组沉积时期.成藏模式为断陷深部沙河子组源岩生成的天然气在主成藏期沿断裂向上运移至断裂带处的火山岩圈闭中或古隆起上的火山岩圈闭中聚集成火山岩气藏.     

松辽盆地幔源成因CO2气藏分布规律及控制因素

通过深部15s大剖面解译和典型CO₂气藏解剖,深入剖析了松辽盆地幔源成因CO₂气藏分布规律及控制因素。纵向上CO₂气主要富集在营城组火山岩和泉头组三、四段砂岩储层中。与深部热流体（热流底辟体和侵入体）直接相连的、控陷的、控制火山通道的铲式基底断裂控制着CO₂气藏呈串珠状分布的特征,断裂走向拐点、端点和侧列叠覆区控制了CO₂气出气点。深部热流体是CO₂气藏主要的气源。与之相衔接的基底断裂活动导致幔源岩浆充注盆地,同时携带的CO₂气释放进入早期喷发的火山岩中形成营城组火山岩CO₂气藏。基于控藏断裂多为断陷期和泉头组晚期-青山口组早期活动的基底断裂,推测营城组CO₂气藏主要成藏时期为泉头组晚期-青山口组早期。松辽盆地强烈的构造反转发生在明水组末期,挤压应力自南南东向北北西方向衰减的过程中,基底断裂复活形成正反转断层,CO₂气从热流底辟体中脱出上运而聚集在反转构造带上,断层式反转构造南部比北部发育,西部比东部发育,因此松辽盆地南部比北部、西部比东部CO₂气更富集。     

火山岩盖层类型及封气能力——以松辽盆地徐家围子断陷为例

利用钻井、测井和分析测试资料,对徐家围子断陷火山岩盖层类型、识别标志、分布、封闭能力和对天然气成藏与分布的控制作用进行了研究,认为徐家围子断陷火山岩盖层分为火山碎屑岩和火山熔岩盖层2种。火山碎屑岩盖层主要是凝灰岩和火山角砾岩,具有井径扩容、电阻率小和高声波时差特征;火山熔岩盖层主要为流纹岩、凝灰岩和安山岩,具有井径不扩容、电阻率中等和低声波时差特征。利用高声波时差和声波时差值小于56 μs/ft可以分别识别火山碎屑岩盖层和火山熔岩盖层。火山碎屑岩盖层区域分布在断陷南部下白垩统营城组一段火山岩体的顶部,火山熔岩盖层局部分布在营一段和营三段火山岩体内部。火山碎屑岩盖层较火山熔岩盖层具有更强的封气能力,火山碎屑岩盖层控制着徐家围子断陷火山岩中天然气的区域聚集与分布,火山熔岩盖层仅控制着天然气在火山岩体中的局部聚集与分布。     

火山岩天然气成藏要素时空匹配及对成藏的控制作用:以徐家围子地区深层为例

通过研究徐家围子地区深层火山岩气藏3个主要成藏要素——沙河子组气源岩、火山岩圈闭和断裂输导通道的时空匹配关系, 得到该区火山岩圈闭与沙河子组气源岩在空间上可以直接接触, 也可以在空间上相距一定距离, 但均由断裂沟通连接.沙河子组气源岩、火山岩圈闭和断裂输导通道在泉头组沉积末期-青山口组沉积中期、嫩江组沉积末期和明水组沉积末期三者时间匹配关系最好, 有利于天然气在火山岩中大规模富集成藏.通过3个主要成藏要素时空分布与火山岩气藏分布之间关系研究得到, 沙河子组气源岩区、Ⅰ、Ⅱ类火山岩储集圈闭和断裂分布在空间上共同控制着火山岩气藏的形成与分布.泉头组沉积末期-青山口组沉积末期、嫩江组沉积末期和明水组沉积末期应是该区火山岩气藏形成的主要时期, 3个主要成藏要素良好的时空匹配关系是造成该区深层火山岩中能形成大、中型气田的根本原因.      

松辽盆地徐家围子断陷的断裂复活演化特征及控藏作用

为研究松辽盆地徐家围子断陷的断裂构造演化,搞清断裂在各个时期的活动特征,以及对地层沉积、储层改造和盖层保存的影响,从而分析其对天然气成藏的控制。笔者以地质时期作为断裂控藏作用的第一分类原则,对断陷期的构造解析利用最大断距相减法分析徐西断裂,认为徐西断裂在火石岭期是多条分段的小断裂,至沙河子期才连接成为一条大规模控陷断裂,此外还发现徐东走滑断裂带的东侧分支也是一条火石岭期和沙河子期就强烈伸展的断裂,具有与徐西断裂相似的控陷作用,于营城期卷入新生的走滑断裂带。由于T2断裂密集带的形成受到断陷层先存断裂的控制,本文利用坳陷层T2断裂密集带对深部断裂(T4和T41)再活动的映射关系,分别分析火山岩气藏的气源断裂和调整断裂。根据构造演化时期,将松辽盆地徐家围子断陷的断裂控藏作用分为以下几类:断陷期断裂活动控制沙河子组源岩和营城组储层的分布于活动强烈、古断距较大的控陷断裂上盘局部区域;营城组火山岩沿徐中断裂和徐东断裂带喷发,对成藏有利的火山岩相分布与徐中断裂和徐东断裂带附近;青山口期T41断裂选择性复活,在断裂附近形成大量新生裂缝改善火山岩储层物性,同时成为天然气充注的通道,在时空关系上具有储层形成与油气运移同时发生,和优质储层紧邻气源断裂的特征,对天然气成藏极为有利;反转期断陷中部及北部的断裂活动较弱,气藏多数得以保存。据此提出气源断裂——火山口联合控藏模式,其中本研究区的几条大规模断裂——徐西、徐中和徐东断裂带都具有多重控藏作用,同一条断裂在各构造演化时期的作用不同。     

徐家围子断陷深层天然气盖层特征及封盖性评价

利用钻井、测井和分析测试资料,结合天然气气藏剖面可知:徐家围子断陷共发育两种类型盖层,即泥岩和火山岩.通过对徐家围子断陷深层天然气盖层识别标志、分布、封闭能力及对天然气成藏与分布控制作用的分析表明:徐家围子断陷深层天然气发育泉一、二段,登二段两套区域性盖层;营一段顶部局部性盖层和营一段、三段内的隔层.区域性盖层和局部性盖层分布范围广、厚度大、排替压力较高、封闭能力强,控制着徐家围子断陷深层天然气的区域聚集与分布;隔夹层分布范围小、厚度薄、排替压力低、封闭能力弱,仅控制着天然气在储集层中的局部聚集与分布.     

Fault Systems and their Control of Deep Gas Accumulations in Xujiaweizi Area

A study of faults and their control of deep gas accumulations has been made on the basis of dividing fault systems in the Xujiaweizi area. The study indicates two sets of fault systems are developed vertically in the Xujiaweizi area, including a lower fault system and an upper fault system. Formed in the period of the Huoshiling Formation to Yingcheng Formation, the lower fault system consists of five fault systems including Xuxi strike-slip extensional fault system, NE-trending extensional fault system, near-EW-trending regulating fault system, Xuzhong strike-slip fault system and Xudong strike-slip fault system. Formed in the period of Qingshankou Formation to Yaojia Formation, the upper fault system was affected mainly by the boundary conditions of the lower fault system, and thus plenty of multi-directionally distributed dense fault zones were formed in the T2 reflection horizon. The Xuxi fault controlled the formation and distribution of Shahezi coal-measure source rocks, and Xuzhong and Xudong faults controlled the formation and distribution of volcanic reservoirs of Y1 Member and Y3 Member, respectively. In the forming period of the upper fault system, the Xuzhong fault was of successive strong activities and directly connected gas source rock reservoirs and volcanic reservoirs, so it is a strongly-charged direct gas source fault. The volcanic reservoir development zones of good physical properties that may be found near the Xuzhong fault are the favorable target zones for the next exploration of deep gas accumulations in Xujiaweizi area.     

松辽盆地北部徐家围子断陷下白垩统营城组火山机构类型与喷发模式研究

火山岩油气藏已成为我国东部中、新生代陆内裂谷盆地内一种重要的油气藏类型。松辽盆地北部徐家围子断陷营城组火山岩中形成大规模气藏,不同火山岩相对油气的储集性差异很大,因此探究断陷内火山机构类型和喷发模式成为天然气勘探开发的基础。徐家围子断陷发育中酸性火山岩,识别出层状火山、熔岩穹隆、破火山口等3种主要火山机构赋存类型。受区域垂向和斜向两期拉张作用控制,在断裂上盘、下盘和断裂带,火山机构分别以不同形式展布：断裂下盘的掀斜肩部火山机构发育、断裂带火山机构串珠状叠置、断裂上盘火山爆发强烈并形成大型徐东破火山口。徐东破火山口的形成说明岩浆侵位于地壳底部,形成扁平状的岩浆房。岩浆垂直上升喷发或沿断裂喷发,形成徐家围子断陷中心式-裂隙式火山喷发模式。     

徐家围子断陷营城组火山岩分布特征及火山喷发机制的新认识

基于深层钻井和连片处理三维地震资料,结合同位素测年,本文对松辽盆地北部徐家围子断陷白垩系营城组火山岩的分布特征及其喷发机制进行了研究。本区火山岩分布广、厚度大、沿深大断裂串珠状分布;纵向上分为下部营一段和上部营三段两套;营一段分布于断陷中部及其以南地区,岩性以酸性为主;营三段分布于断陷中部及其以北地区,酸性和中、基性火山岩均有发育。本区断裂类型及其组合复杂,正、逆、走滑和花状断裂都有发育;两组断裂交汇部位是火山喷发的主要通道。深大断裂与火山岩时空展布关系显示,营一段火山岩主要受徐中断裂控制,由北向南依次喷发,岩性以酸性为主;营三段火山岩主要沿着徐东花状断裂带由南向北依次喷发,表现为基性与酸性交替的双峰式。营城组火山岩喷发类型有三种:裂隙式、中心式与复合式。徐家围子断陷营城组火山岩储集性能优良且毗邻烃源岩,与断裂、源岩及盖层有利匹配,可构成有利的生储盖组合,具有良好的天然气勘探前景。     

松辽盆地徐家围子断陷火山岩气藏天然气成因类型和气源对比

松辽盆地徐家围子断陷发育营城组火山岩气藏.钻井统计、地球化学特征及天然气组份分析和碳同位素研究表明徐中和徐东地区天然气源岩有机质偏腐泥型,生气潜力更大.对主力源岩层沙河子组和次要源岩层营城组源岩分布有了新的认识.对营城组天然气的烃类气体和CO2气的来源进行对比和探讨,认为烃类气受气源的控制,CO2气藏受深大断裂的控制,与火山岩分布关系不大.连通地幔的气藏中,也没有发现无机烃类气体聚集.徐家围子断陷营城组天然气以烃类气占绝对优势,而且主要为甲烷,二氧化碳成藏并不普遍.天然气甲烷成因类型以煤型气为主,甲烷碳同位素变化范围较小.乙烷、丙烷和丁烷碳同位素均有较大的变化范围,而且具有较好的相关性,说明母质类型多样,乙烷、丙烷和丁烷具有相同的来源.含量大于50%的二氧化碳来源于地幔,属无机成因.含量小于50%的二氧化碳既有无机成因,也有有机成因.     

断裂对泥岩盖层破坏程度综合定量研究方法及其应用

为了研究断裂在油气聚集与保存中的作用,在断裂对泥岩盖层破坏作用机理及影响因素研究的基础上,采用断裂断距与泥岩盖层厚度比较和断层岩排替压力与泥岩盖层排替压力比较的研究方法,建立了一套断裂对泥岩盖层破坏程度的综合定量研究方法。并选取构造盆地徐家围子断陷营城组14个火山岩气藏中的断裂为例,对其对火山岩气藏泥岩盖层破坏程度进行了综合定量研究,结果表明,徐家围子断陷营城组14个火山岩气藏断裂对泥岩盖层的破坏程度仅个别较强其余以弱为主,有利于天然气的聚集与保存,这是断陷营城组火山岩中能找到大量天然气藏的一个重要原因。这一应用结果表明该方法用于断裂对泥岩盖层破坏程度综合定量研究是可行的。     

徐家围子断陷火山岩气藏成藏机制及有利区预测

徐家围子断陷大型火山岩气藏的发现,揭开了我国火山岩气藏勘探的序幕。以实际钻井资料为基础,应用地质、地球物理以及地球化学相结合的分析方法,探讨了徐家围子断陷火山岩气藏成藏机制。结果表明:充足的气源不仅是气层形成的物质基础,而且控制气藏的宏观分布;基底断裂控制着火山岩呈条带状或串珠状展布,也是天然气运移的输导通道,控制着火山岩气藏的平面及纵向富集区域;火山岩相和火山旋回控制储层发育状况,多旋回喷发的火山岩上部储层较为发育,决定了气藏的垂向分布;区域与局部盖层的分布,控制着火山岩气藏的保存。综合天然气藏分布的主控因素认为,安达凹陷东部、徐东深凹带、徐西斜坡、宋站隆起为下一步最有利的勘探区。     

徐家围子断陷徐西斜坡带火山岩成藏条件分析

对烃源岩条件、储层特征及盖层条件进行分析,认为制约徐家围子断陷徐西斜坡带火山岩勘探的关键在于对气藏类型认识不清。典型气藏解剖及主控因素分析认为,与徐中地区、徐东地区典型火山岩构造-岩性气藏不同,徐西斜坡带主要发育地层超覆气藏、低幅度构造气藏及致密岩性气藏。斜坡带中部地层超覆圈闭和低幅度构造圈闭、斜坡带南部和北部酸性火山岩及中基性岩储层发育区为未来有利勘探方向。