中国西北地区沉积盆地发育的区域构造格局与演化

中国西北地区是不同地质时期多个全球性大地构造单元的组成部分,具有南北分带、东西分区的构造特征,经历了中、新元古代—古生代期间地壳增生、洋-陆转换、板块开-合旋回、晚二叠世以来盆地的叠加改造和新生代印度与欧亚板块碰撞远源效应等长期演化过程,具有明显的阶段性。研究表明,现今盆地多位于具有一定规模的经过前震旦系不断增生作用所形成的陆块基底之上,塔里木盆地塔中、塔北、塔东北地区基底可能以古元古界为主,而巴楚地区则以晋宁期的变质基底为主。准噶尔盆地前震旦纪存在多个独立发育的块体,古生代总体具有多岛洋的性质。柴达木盆地、河西走廊及邻区的诸多中小型盆地的基底主要为中元古代形成。敦煌盆地、北山地区众多中小型盆地坐落在中小地块或者古生代活动陆缘的岛弧之上。西北地区早古生代经历了一个完整的板块开-合旋回,但不同地区有不同表现方式。北疆地区至少存在寒武纪—早奥陶世、志留纪和泥盆纪3个主要时期的蛇绿岩,反映了在早、晚古生代各存在一定规模的洋盆。在不同带的早古生代洋盆具有不同的闭合时间。塔里木盆地周缘南天山洋、西昆仑洋及阿尔金、祁连、东昆仑、北山地区早古生代洋盆的发育时间为寒武纪早期,经过了中、晚寒武世到早奥陶世早期洋盆的扩张,早奥陶世晚期构造应力场转为挤压体制。志留纪中晚期至早泥盆世,西北地区存在全区性的板块拼合与碰撞以及不同程度的变形变质过程。西北地区晚古生代又经历了一个完整的板块开-合旋回,天山全区、准噶尔南部、东西两侧分别进入碰撞后新的大规模的伸展阶段,均形成了有限洋盆,其时代略有差别,上、下石炭统之间可能存在构造转换。塔西南地区早石炭世伸展作用形成了晚古生代的西昆仑洋和陆缘裂陷盆地,中二叠世康西瓦—苏巴什洋盆向北侧俯冲消减,发生于中、晚二叠世之间的海西晚期构造运动是西北地区具有重大变革意义的一次构造运动。晚二叠世—新生代是西部地区构造格局大的调整与定型时期,在总体表现为多板块拼合后的宏观背景下,经历了多期幕式挤压与伸展交替的构造演化过程,并不是以往所简单认为的各种前陆盆地的组合,晚期均受到了青藏高原快速隆升所导致的远源碰撞作用的强烈改造。构造格局的差异性和演化的阶段性使西北不同地区、不同时期盆地发育和叠加组合方式差异很大,油气地质条件的明显不同,油气资源丰度差别很大。     

塔北埃迪卡拉系奇格布拉克组多类型共生鲕粒特征及其成因探讨*

碳酸盐岩中的鲕粒是古沉积环境重建的重要载体之一。塔里木盆地北部露头剖面、星火1井区埃迪卡拉系奇格布拉克组潟湖相及浅滩相沉积中发现了多种类型鲕粒及其共生现象。文中通过剖面详勘、岩心观察以及薄铸片、阴极发光、环境扫描电镜等研究方法,阐明了不同类型鲕粒的基本特征及分布,探讨了鲕粒成核、生长的特殊沉积环境和成岩改造等过程。按显微结构、特殊形态、组合以及成岩改造,依次将研究区奇格布拉克组鲕粒划分出12种类型,其中大气淡水、快速拟晶白云岩化、重结晶、交代白云岩化等成岩作用主要发现于中等水动力条件形成的同心(圈)鲕、同心—放射状鲕等。近源风暴引起的底流和涡流产生的撕裂、磨损及搬运作用为泥晶(大)鲕、薄皮鲕、放射状泥晶(正常或大)鲕、脑状鲕以及部分球(或细菌)鲕、复鲕的成核和微生物作用提供了基本条件,而文石—白云石海中低能环境下的黏性软底质中广泛发育的文石—高镁方解石胶结促进鲕粒的形成; 前者发育于潮道或浅滩环境,后者发育于潮坪—潟湖环境,短暂风暴潮或底流是两者共生的可能原因。 微生物参与泥晶成核、一定水动力条件下台阶状生长、差异性成岩改造是前寒武纪多种类型鲕粒发育的主控因素。鲕模孔、粒间(内)溶孔、晶间孔、有机微孔等孔隙具有一定储集意义。对奇格布拉克组鲕粒的研究,有助于深化对前寒武纪古海洋和大气组分、黏性软底质中成核与生长中的水动力及微生物作用、早期成岩改造及孔隙形成与保存机理等的认识。     

准噶尔盆地腹部白垩系底部不整合特征

准噶尔盆地经历了海西、印支、燕山、喜马拉雅等多期构造运动,形成了多个不整合,这些不整合对于准噶尔盆地的油气运聚具有重要的控制作用.白垩系底部不整合在盆地腹部地区广泛分布,通过对该不整合面上下岩石组合、物质成分以及电性特征的研究,该不整合具有明显的3层结构特征,可以划分为不整合面之上的底块砂岩、不整合面之下的风化粘土层和半风化淋滤带.底块砂岩是一套好的储层;风化粘土层由于遭受了长期的风化作用,富Al3 、Fe3 ,贫Si4 、Ca2 ,是一套局部有效的盖层;半风化淋滤带由于长期遭受地表水的下渗淋滤溶蚀,储层物性得到了很好的改善,是一套好的储层.沿白垩系底部不整合形成了上下两套优质储盖组合,形成了大量隐蔽性的非构造圈闭组合,是盆地腹部最主要的勘探领域之一,通过该项研究为盆地腹部地区的油气勘探提供有益资料.     

基于工程开发原则的干热岩目标区分类与优选

干热岩(HDR)是指不含或仅含少量流体,温度高于180 ℃,其热能在当前技术经济条件下可以利用的岩体。作为一种重要的非常规地热资源,干热岩的开发利用可以借鉴页岩油气的成功经验,采用相似的技术发展路径,找到“地热甜点”,开发出低成本且高效的钻完井技术,逐步形成和完善技术体系,建立与对象相适应的生产运行模式,以期实现对这种巨大资源的有效开发利用。增强型地热系统(EGS)被认为是干热岩资源开采的一种重要方式。EGS最初被称为工程型地热系统,后来才统称为增强型地热系统,是指通过实施特殊的工程工艺,改善地层储集性能或(和)向地层中注入流体,以实现对地热资源的有效开发。其基本方法原理为在干热岩体内钻两口或多口井,将低温流体通过注入井注入干热岩体的天然裂缝系统,或注入通过压裂技术在钻井之间建立的具有水力联系的人工裂缝中加热,通过吸收干热岩内所蕴含的热能,将流体温度提高到一定程度后从生产井采出至地表或近地表进行利用,形成人工热交换系统,用于发电或取暖等。采用EGS技术开发干热岩地热资源,选区选址恰当与否是能否取得成功的最关键环节之一。中深层地热资源可分为水热型和干热岩型两大类、五亚类。其中,干热岩根据其热储孔渗条件差异又可分为无水优储、无水差储和无水无储三亚类,适合作为EGS开发对象的干热岩资源为其中的无水优储和无水差储两种类型。五类地热资源规模呈金字塔形,开发技术难度逐渐增加。基于由热储埋深、热储温度、热储岩性、热储物性、盖层厚度、盖层断裂发育条件等组成的地质资源条件,由钻探成井技术、储层改造技术、管理运营技术组成的工程技术条件,以及由地热需求和资源经济性组成的经济市场条件三个因素,本文建立了三因素分析与多层次指标分解法相结合的干热岩EGS选区评价方法和关键指标,在国内干热岩资源条件较好的17个候选区中,优选出西藏羊八井高温地热区和渤海湾盆地济阳坳陷潜山分布带作为EGS试验有利区。     

塔里木盆地构造热液白云岩及其储层意义

野外露头和岩心资料表明,塔里木盆地下古生界广泛分布与构造活动有关的热液白云岩化作用。这种构造热液白云岩化作用有其特有的岩石学特征和地球化学特征,以鞍形白云石和自形白云石为标志,多表现为裂缝和孔洞填隙物,具有粗晶结构;流体包裹体具有较高的均一温度和盐度,地球化学上具有较轻的碳氧同位素值,与围岩(白云岩)有一定范围的重叠;锶同位素放射性不明显,表现出亲源性特征。塔里木盆地下古生界构造热液白云岩与西加盆地泥盆系热液白云岩区别明显。塔里木盆地二叠纪广泛发育的岩浆热事件可能是构造热液白云岩的主要成因。与构造热液白云岩有关的储层多是优质储层,其分布与断裂、不整合密切相关,是油气勘探的有利目标。     

准噶尔盆地腹部永进地区砂岩储层中碳酸盐胶结物特征及其成因意义

准噶尔盆地腹部永进地区不整合面附近砂岩储层中次生孔隙和碳酸盐胶结物相对发育.通过薄片观察、阴极发光、扫描电镜/能谱分析,认为碳酸盐胶结物是研究区砂岩最主要的胶结物成分,其主要类型为(铁)方解石和铁白云石,垂向上含量随深度增加而增加,多集中分布在白垩系和侏罗系之间的不整合面之下约100 m的范围之内.碳、氧同位素分析以及泥岩中各元素测试结果表明,大气淡水通过永进地区白垩系和侏罗系之间存在的角度不整合对其下伏地层物性作用不明显,晚期含铁碳酸盐胶结物和孔隙发育主要与有机酸关系密切.在有机酸作用下,早期发育的碳酸盐胶结物、长石碎屑颗粒以及粘土矿物为晚期碳酸盐胶结物的发育提供了物质基础,而且溶解的物质在酸性流体作用下运移至不整合面附近重新沉淀,造成高孔隙度和高含量碳酸盐胶结物在深度上具有重叠的特征.由于含铁碳酸盐胶结物形成时代晚而且储层未受到其他建设性成岩作用的明显改造,晚期碳酸盐胶结物含量和面孔率呈互相补偿的关系, 表明了晚期碳酸盐胶结物对储层物性的破坏作用.     

安徽巢湖下三叠统含巢湖龙动物群地层碳氧同位素特征及意义

安徽巢湖地区在早三叠世斯帕斯亚期经历了从深水盆地到外缓坡两种环境的海退过程。利用稳定碳氧同位素测试结果,对巢湖马家山剖面下三叠统南陵湖组中上段含巢湖龙动物群地层的碳氧同位素特征进行了初步分析,探讨了巢湖龙动物群化石产出层段地层所反映的沉积环境背景。马家山剖面南陵湖组中段及上段δ13C值变化范围在-7.312‰~3.936‰之间,变化幅度为11.248‰,平均值-0.857‰。碳同位素与生物初级生产力成正比,南陵湖组中上段稳定碳同位素曲线大幅度负漂移,说明早三叠世海洋生物量稀少,生物初级生产力较低。同时,研究区δ18O值变化范围在-12.081‰~-3.545‰之间,变化幅度为-8.536‰,平均值-6.598‰。氧同位素与古海水温度成反比,δ18O值普遍偏低,很可能说明斯帕斯亚期延续了斯密斯亚期末期海水的高温度。综合巢湖地区马家山剖面南陵湖组中段及上段地层沉积特征及稳定碳氧同位素曲线特征,分析出巢湖龙动物群生活在安静的外缓坡—深水盆地,生物初级生产力较低且海水温度总体偏高的环境中。      

深层-超深层碳酸盐岩多类型储集体地震预测

塔里木盆地、四川盆地以及鄂尔多斯盆地深层-超深层碳酸盐岩油气藏是中国油气勘探的重要领域.由于中国海相深层碳酸盐岩储层发育的主控因素差异很大,碳酸盐岩储集体类型多,非均质性极强.随着深度增加,海相地层地震资料信噪比低、分辨率变差,增加了碳酸盐岩储层地震预测的难度.本文提出了以“相、面、断”三种端元为基础的深层碳酸盐岩储集体分类的新方法,针对相控型、面控型和断控型三种类型储集体,形成了相应的储集体预测方法、流程,包括：(1)川西雷口坡组气田潮坪相白云岩薄储层“三型两构”组合预测技术;(2)川北茅口组气藏礁滩相白云岩薄储层地震沉积学分析约束的高分辨率反演技术;(3)顺北油气田奥陶系断控储集体基于振幅响应正演模拟的定性-定量描述;(4)大牛地奥陶系不整合面岩溶储集体地质规律指导下的波形分类与古地貌刻画技术.这些方法围绕特定类型储集体的特征,充分运用地质分析所建立的储集体模式,较好地预测了储集体的厚度、物性、含油气性及分布范围,实现了单纯依据地震数据无法达到的预测目标,取得了良好的应用效果,有力支撑了深层-超深层油气勘探突破与高效开发.     

超深层碳酸盐岩储层地震岩石物理特征和模型表征

揭示超深层碳酸盐岩储层的地震岩石物理响应机理可以为深储层测井数据解释、地球物理预测提供物理基础,对于深层油气勘探开发、向地球深部进军都有重要意义.深层致密碳酸盐岩储层面临着高温高压、成岩作用显著、异常压力普遍等新的物理环境,其岩石骨架、储集非均质、以及流体属性都将发生系统的变化.通过对塔里木盆地超深层(>7000 m)样品的弹性性质测量,系统的研究了深层碳酸盐岩储层的压力效应和水饱和流体效应,厘清了控制深层碳酸盐岩储层地震弹性性质的二元主控因素：裂隙发育和流体类型.且这二者呈现明显的耦合关系,裂隙越发育,越有利于识别不同流体的弹性特征.深层碳酸盐岩样品整体显示弱VTI(垂直横向各向同性)各向异性特征(<4%),也反映了在微观尺度上,水平裂隙相较于垂直裂隙对地震各向异性的影响更大.孔隙压力和气油比(GOR)对深层条件下油气流体的弹性响应也有较大影响：油气流体的弹性模量随着气油比的增加呈现明显下降,但随着孔隙压力的增加呈现升高趋势.在深储层地震岩石物理响应机理的基础上,建立了表征深层碳酸盐岩储层二元主控因素的地震岩石物理模型,该模型可以有效的刻画裂隙密度、流体类型对深层碳酸盐岩...