幔源CO_2释出机理、脱气模式及成藏机制研究进展

针对幔源CO2如何从地幔岩浆中脱出并进入沉积地层中形成CO2气藏聚集这一关键问题,总结了国内外研究进展和前缘方向。研究表明,地幔深部的碱性玄武岩浆和碱性岩浆才是深部流体和CO2等挥发份大量赋存、渗滤和释出的场所。浅成侵入岩、次火山岩和火山通道等是CO2释放和聚集的有利位置,岩浆期后和岩浆衰弱期的热液活动阶段是CO2大量释放和聚集的有利时期。幔源CO2进入沉积盆地中具有3种脱气模式,即沿岩石圈断裂直接脱气模式、热流底辟体脱气模式和壳内岩浆房-基底断裂组合脱气模式。CO2的固有物化性质决定其运移相态多样,具有运移和聚集过程同步的特征。只有在满足大量的化学消耗及地层水或原油的溶解和耗散之后才能形成CO2有效聚集。幔源CO2成藏和分布主要受岩浆气源体和气源断裂体系的控制。今后,在超临界CO2及其对油气运移聚集的作用、CO2与深大断裂及火山岩的关系、CO2脱气运移机制、CO与常规烃类油气的耦合差异成藏机制等方面仍需要进一步的研究和探索。     

泥岩盖层浓度封闭演化特征——以松辽盆地下白垩统泥岩为例

在研究泥岩盖层浓度封闭机理及形成条件的基础上,提出了抑制和替代两种浓度封闭作用。通过其形成及演化过程分析,研究了不同类型泥岩盖层浓度封闭性的演化特征。通过泥岩盖层浓度封闭形成期与气源岩大量排气期的匹配关系分析,探讨了研究泥岩盖层浓度封闭演化特征的意义。以松辽盆地三肇凹陷下白垩统青山口组和登娄库组二段泥岩盖层为例,研究了其浓度封闭演化特征及其在气藏形成中的作用。     

断裂和裂缝的分形特征

在详细剖析断裂和裂缝组成和结构相似性的基础上, 计算了贝尔断陷T₅和T₂两层构造图上断裂信息维和10口井布达特群岩心裂缝信息维, 分析了影响断裂和裂缝信息维的因素, 达到了从断裂信息维去预测裂缝分布的目的.影响断裂和裂缝信息维的因素包括密度、延伸长度、断层性质以及岩性, 但从根本上讲断层性质及岩性对信息维影响体现在断裂的密度上, 因此信息维应该是断裂发育程度的度量, 利用断裂信息维与裂缝信息维关系、裂缝信息维与裂缝密度关系预测裂缝的分布, 有利的裂缝发育带有3个区域, 与现今见油气井分布吻合.      

裂陷盆地洼槽演化规律研究——以歧口凹陷西部为例

裂陷盆地中洼槽的演化规律对烃灶的分布及生烃能力具有明显控制作用。歧口凹陷在古近纪经历了两期两向的裂陷活动,洼槽结构较为复杂,裂陷Ⅰ幕,在NW-SE向伸展作用下,形成了多个NE-NNE向洼槽;至裂陷Ⅱ幕,受N-S向伸展作用,NE-NNE向断层活动性逐渐减弱,NE-NNE向洼槽开始萎缩。本文基于控洼断层的空间组合样式及传播方式、洼槽内层序界面的接触关系,建立洼槽演化的3种模式;结合典型地震剖面、地层厚度图、控洼断层断距—距离曲线等相关证据,识别出歧口凹陷洼槽的演化规律。其中,歧南洼槽属于“生长连接型洼槽演化模式”,板桥洼槽属于“固定长度型洼槽演化模式”,而歧北洼槽属于“侧列叠覆型洼槽演化模式”。     

大型凹陷向斜区油气倒灌式成藏——以松辽盆地三肇凹陷扶杨油层为例

三肇凹陷扶杨油层为典型大型凹陷向斜区油气倒灌式成藏,利用300条地震剖面、825口井曲线、11口井岩芯和探评井试油资料对扶杨油层断层特征及运动期次、油气下排深度、储层沉积特征等油气成藏主控因素综合研究表明：T2断层受控于基底断层、下部火山口、斜向拉张和伸展量差异四种因素具有平面密集成带、剖面“似花状”组合特征,且油气成藏期活动的油源断层多数为断层密集带边界断层;理论计算超压驱动油气下排深度和实际油底包络面统计扶杨油层含油厚度约为200m;重矿物分析扶杨油层主要受北部拜泉—青冈和西南保康物源影响,两物源在徐家围子地区交汇后向东流出;沉积微相揭示扶杨油层发育向上逐渐退积的河控浅水三角洲沉积体系,顶部为三角洲前缘亚相,中—下部为三角洲分流平原亚相,其中扶Ⅰ7—扶Ⅱ1小层为水退最大期,是油气富集主要层位。明水组末期青山口组源岩达到生油高峰,油气在超压作用下沿开启的断层密集带边界断层幕式下排后沿两侧上升盘河道砂体做短距离侧向运移,即断层密集带两侧地垒或断阶块为油气富集区,而断层密集带内多为地堑式组合,不利于油气聚集,在成藏模式指导下刻画出47个油气富集目标区,为松辽盆地北部扶杨油层下一步的勘探与开发指明了方向。     

大庆长垣南部浅层气成因及成藏机制

大庆长垣南部浅层气主要为来源于嫩江组一二段的生物气, 混入少量的青山口组热成因气和无机成因的CO₂.明水组沉积末期为嫩江组一二段大量生排生物气时期, 此时断裂活动导致黑帝庙油层背斜和断圈的形成, 并诱导生物气垂向运移, "三期复合"使大量生物气向黑帝庙油层运移.活动断层均为"断裂密集带"的边界断层, 沿其垂向运移的生物气聚集的部位取决于断层与两盘地层的配置关系, 与断层倾向相反的一盘是生物气聚集的主要部位, 大庆长垣南部总体为"西缓东陡"的不对称背斜, 生物气主要富集在断裂密集带东部边界的圈闭中.黑帝庙油层纵向上分为5套储盖组合, 下部3套组合盖层厚度较大, 受断层错断的概率较小, 是主要的目的层.黑帝庙油层大部分圈闭为"断圈", 断层侧向封闭性决定圈闭的潜力, 断层侧向封闭所需SGR低限为0.375, 利用Allan图解标定断层侧向封闭性并分析圈闭的潜力, 与不考虑断层侧向封闭性时圈闭有3种变化: 一是断层侧向封闭, 面积和幅度没有改变的圈闭(Ⅰ型); 二是断层侧向封闭具有分段性, 面积和幅度变小的圈闭(Ⅱ型); 三是断层侧向不封闭, 不存在的圈闭(Ⅲ型).其中Ⅰ和Ⅱ型圈闭是生物气聚集的有利目标.从大庆长垣南部看松辽盆地浅层气成藏关键因素是有沟通气源的断层控制的圈闭的完整性(背斜或断层侧向封闭性较好的断圈)和区域稳定分布的盖层.      

海拉尔盆地贝尔凹陷断裂系统及其对油气运聚的控制作用

在系统分析海拉尔盆地贝尔凹陷断裂系统及其演化的基础上,研究了断裂演化对油气运聚条件的控制作用.研究表明,贝尔凹陷发育的断裂主要有4种类型:早期伸展断裂、中期张扭断裂、早期伸展中期张扭长期活动断裂和早期伸展中期张扭晚期反转长期活动断裂.可划分出3套断裂系统:早期伸展断裂系统、中期张扭断裂系统和晚期反转断裂系统.断裂的活动...     

高孔隙度砂岩断裂带内部结构及侧向封闭能力主控因素

根据野外露头和岩心观察,应用高压低速环形剪切装置,开展不同因素下高孔隙度砂岩断裂带环形剪切变形物理模拟实验,结合微观变形特征,明确影响断层侧向封闭能力的主控因素。结果表明：高孔隙性砂岩主要发生碎裂作用,形成典型的碎裂型变形带,与母岩相比,断裂带颗粒粒径明显降低;断裂带渗透率相较于母岩的明显降低,最大可降低2～3个数量级;其他条件不变,随剪切位移增加,初期断裂带渗透性明显降低,当达到一定位移条件时,断裂带渗透性逐渐平稳,甚至不再变化;断面正应力和泥质质量分数与断裂带渗透性呈负相关关系。泥质质量分数、断面正应力和剪切位移共同决定同层砂岩对接型断层的侧向封闭能力。该结果为明确断裂带渗透性变化规律与评价同层砂岩对接型断层侧向封闭能力提供支撑。     

基于砂箱物理模拟的断层封闭有效性评价新方法

泥岩涂抹的连续性影响油气跨断层运移,在相似岩性、相似应力条件下,泥岩厚度和断距长度是影响泥岩涂抹连续性的主要因素.本文结合岩芯观察,借助三维定量物理模拟实验对泥岩涂抹的连续有效性进行了研究.结果表明:①泥岩有效涂抹是决定断层封闭性的必要条件,涂抹连续厚度是封闭性评价的重要参数;②受剪切作用在断层带中形成连续的泥岩涂抹油...     

膏盐岩脆塑性变形特征及封闭能力定量评价

膏盐岩盖层作为全球许多含油气盆地最重要的盖层之一,本身物性封闭能力毋庸置疑,野外观察和三轴试验证实随埋深的增加膏盐岩存在脆塑性转化的过程。为了明确其在不同脆塑性域的变形特征和封闭能力定量评价方法,本文以野外露头观测、三轴压缩试验和镜下观察为基础,从变形机制、破裂模式、力学行为和声发射等方面系统总结了不同脆塑性阶段膏盐岩的变形特征。应用莫尔—库伦准则、拜尔利摩擦定律和应力降规律厘定了膏盐岩脆塑性转化的围压和深度。研究结果表明:1针对脆性膏盐岩盖层,首先应用保持力定量评价水力破裂风险性,保持力越小,盖层发生水力破裂的风险就越大。同时利用断接厚度定量表征脆性盖层内断层垂向封闭性;2应用SSF定量评价脆—塑性膏盐岩盖层中涂抹型断裂的垂向封闭性,野外断层解剖确定出膏岩涂抹连续的临界SSF值为3.5~4;3塑性膏盐岩盖层具有流动特征,伴随断层逆冲滑动,膏盐岩沿断面流动,此阶段断层垂向是封闭的,但在差异压实作用下,盐岩流动形成缺失区——"盐窗"可以为油气沿断层向上运移提供通道。因此,膏盐岩盖层封闭性分析要综合考虑盖层脆塑性、不同脆塑性盖层内断裂变形机制及断裂带内部结构,从而完善盖层垂向封闭性评价体系。