砂箱物理模型浅表底辟构造研究进展

地壳浅表存在不同形式和结构的底辟,膏盐底辟和泥岩底辟的生长导致上覆层系发生构造变形、破裂,常伴随油气等流体运移形成不同类型的油气藏或矿藏而备受关注.主要基于以自然底辟相关构造为研究对象的砂箱物理模型研究结果,系统阐述了地壳浅表底辟构造“实验－实例”互证相似性机理,综述了砂箱物理模型模拟所揭示的底辟构造形成过程与特征,并以巴西Santos和中国南海莺歌海含油气盆地底辟构造为例对比探讨了砂箱模型实验的可行性.通过“实验－实例”间具相似流变学特征的砂箱物理模拟研究,揭示出底辟形态与其成熟度、围岩与底辟物质黏度有关,被动底辟构造形态受控于底辟上升速率与沉积加积速率相对比值;底辟构造平面上具典型环带结构,其内部结构的复杂程度随构造走向或倾向发生变化,伴随底辟上升和侵位,其围岩发育各类伴生构造;膏盐底辟和泥岩底辟的物质流动特性、驱动机制及流动单元的差异导致其底辟形态、构造样式、地貌特征明显不同;底辟构造形成演化的主控因素是与重力、侧向应力及热作用相关的差异载荷作用,而浮力为次要因素,同时基底盐层起伏及地形坡度对盐流和盐上变形模式具有一定的影响.砂箱物理模拟能为底辟构造运动学和内部结构的解释提供较好的模型,能够有效再现从拉张被动大陆边缘体系到挤压褶皱冲断带－前陆盆地体系中底辟构造
形成演化的四维过程,在与膏盐、泥岩(流体)底辟构造相关的深层、深水油气勘探中将发挥越来越重要的作用.      

南海西部晚中生代岩浆弧:KP1-1-1井碎屑锆石约束

晚中生代是古太平洋板块俯冲和南海北部岩浆弧发育时期,开展珠江口盆地KP1-1-1井钻遇的浅变质砂岩的近源沉积研究有助于揭示岩浆弧源区的构造特点.根据LA-ICPMS碎屑锆石分析,KP1-1-1浅变质砂岩中存在129~155 Ma、155~172 Ma和172~196 Ma三个年龄组分,这一特点与区域上构造岩浆事件一致.碎屑岩浆锆石流体活动性元素富集（如U和Th）,高场强元素亏损（如Nb、Hf和Ti）;元素组成U/Yb（0.34~3.92）、Sc/Yb（0.48~2.28）、Hf/Th（14.4~186.6）和Th/Nb（24.3~462.7）具有大陆岩浆弧特点;计算的锆石Ti温度为551~786℃,表明属于低温弧岩浆作用.碎屑岩中172~196 Ma锆石组分记录了东沙-大仑-雁荡岩浆弧向西南的进一步延伸,与侏罗纪早期古太平洋斜向俯冲到华南陆块之下有关.155~172 Ma岩浆锆石与古板块强烈俯冲有关,对应于华南165~150 Ma大规模花岗质岩浆活动.129~155 Ma时期板块俯冲减弱或俯冲带后撤,可与浙闽同时期板内强烈火山活动对比.碎屑岩中测得最年轻年龄为128.8 Ma,表明KP1-1-1钻遇浅变质砂岩形成时代晚于128 Ma,应属于白垩系,不是传统上认为的下古生界岩系.      

砂箱物理模型浅表底辟构造研究进展

地壳浅表存在不同形式和结构的底辟,膏盐底辟和泥岩底辟的生长导致上覆层系发生构造变形、破裂,常伴随油气等流体运移形成不同类型的油气藏或矿藏而备受关注。主要基于以自然底辟相关构造为研究对象的砂箱物理模型研究结果,系统阐述了地壳浅表底辟构造"实验-实例"互证相似性机理,综述了砂箱物理模型模拟所揭示的底辟构造形成过程与特征,并以巴西Santos和中国南海莺歌海含油气盆地底辟构造为例对比探讨了砂箱模型实验的可行性。通过"实验-实例"间具相似流变学特征的砂箱物理模拟研究,揭示出底辟形态与其成熟度、围岩与底辟物质黏度有关,被动底辟构造形态受控于底辟上升速率与沉积加积速率相对比值;底辟构造平面上具典型环带结构,其内部结构的复杂程度随构造走向或倾向发生变化,伴随底辟上升和侵位,其围岩发育各类伴生构造;膏盐底辟和泥岩底辟的物质流动特性、驱动机制及流动单元的差异导致其底辟形态、构造样式、地貌特征明显不同;底辟构造形成演化的主控因素是与重力、侧向应力及热作用相关的差异载荷作用,而浮力为次要因素,同时基底盐层起伏及地形坡度对盐流和盐上变形模式具有一定的影响。砂箱物理模拟能为底辟构造运动学和内部结构的解释提供较好的模型,能够有效再现从拉张被动大陆边缘体系到挤压褶皱冲断带-前陆盆地体系中底辟构造形成演化的四维过程,在与膏盐、泥岩(流体)底辟构造相关的深层、深水油气勘探中将发挥越来越重要的作用。     

莺歌海盆地中新世沉积体系演化特征及勘探意义

中新世地层是莺歌海盆地近年天然气勘探主要层系,其沉积体系的演化特征对盆地勘探具有重要意义. 但由于中新世地层埋藏深,钻井少,周缘供源水系复杂,地震资料响应特征较差,导致该层系的沉积类型、成因机 制和时空演化等方面缺少精细研究,这制约了该层系油气勘探的突破.通过岩心、钻井和地震资料的综合解释, 深入分析了中新世物源体系、沉积类型、沉积体系特点及时空演化规律,继而探讨了不同沉积类型对岩性圈闭的 控制作用.研究表明,中新世主要发育海底扇及轴向重力流水道２类沉积体系.海底扇沉积体系受盆地西部越 南昆嵩?起蓝江、宋河等物源水系控制,在二级坡折带进一步控制下主要发育于盆地中央凹陷带;轴向重力流水 道主要受海南?起北部的昌化江及中部的古莺歌海水系控制,在古地形及洋流作用等进一步控制下,早中新世以 水道化型海底扇为主,晚中新世则以峡谷型水道为主.这２类沉积体系在盆地不同λ置表现形式不同,对油气的 勘探意义也存在较大差异.海底扇发育于盆地沉降中心λ置,规模较大,紧临底辟带,易形成规模较大的天然气 气藏,而轴向重力流水道多发育于莺东斜坡带λ置,规模较小,多以小型气藏为主.      

莺歌海盆地LD10气田砂岩储层可动流体特征与天然气充注下限

针对近海盆地低渗砂岩气藏含气量较低,物性下限不明显的难题,本文进行了莺歌海盆地LD10气田低渗砂岩储层流体可动性、天然气充注下限及充注过程的研究。结果表明：研究区发育3种类型储层,分别为：(1)强溶蚀-大孔粗喉可动型Ⅰ类储层,质量最好,大孔喉为优势运移通道;(2)弱溶蚀-中孔细喉部分可动型Ⅱ类储层,较高动力下储层可动流体占比高;(3)致密-微孔管束喉道束缚型Ⅲ类储层,发育极少大孔喉,含气饱和度差异较大。大孔喉分布、储层物性是控制低渗储层流体可动性的主要因素。综合考虑储层流体可动性的微观与宏观因素,认为LD10气田低渗砂岩储层气体可动性的孔喉半径下限为0.1μm,渗透率下限为0.125×10^-3μm²,Ⅲ类储层致密,可作为遮挡层。天然气充注动力较低或充注初期,Ⅰ类储层为气藏聚集的有利区;当天然气充注动力充足时,Ⅰ类储层既是优势运移通道,也是气藏的优势聚集区,Ⅱ类储层为有效储层。研究成果对低渗砂岩储层有效性的判别和气藏有利区的预测具有借鉴意义。     

北部湾盆地演化及局部构造成因机制研究

为解决北部湾盆地区域构造演化及成因机制研究不足,局部构造认识存在差异等问题。文中利用二维、三维地震,结合重力、钻井等资料,阐明了北部湾盆地构造演化过程,明确了典型构造发育的成因机制。结果表明：①北部湾盆地具有两坳一隆的构造格局,即北部坳陷带、南部坳陷带和中部隆起带。控凹边界断层为大型低角度拆离正断层,分割变质核杂岩与上盘岩石,其中下盘穹隆状变质核杂岩由地壳中-高级古老变质岩及晚期岩浆岩组成（包括被拆离断层切割的含糜棱状岩石的剪切带,如碎裂岩、角砾岩、糜棱岩和片麻岩等）;②受断裂伸展拆离,同时叠加晚期伸展应力旋转,乌石凹陷东区发育大型断层掀斜反转构造;③新提出“三明治”式地层充填模式下发育的顺层剪切走滑构造的形成机理。“三明治”式刚柔性岩石呈层状分布,在反转掀斜及后期应力场旋转叠加力的作用下,地层非常容易失衡,特别是在其界面处（刚柔界面、柔性界面内部）存在明显的物理力学差异性,二维层状滑动面摩擦阻力非常小,极易造成岩石的顺层剪切走滑。     

琼东南盆地深水区速度研究及速度建模思考

南海西部深水区领域广,水深大,地震和钻井资料少,研究基础薄弱,主要探区以合作为主,勘探程度高,而自营区勘探程度较低.虽然琼东南盆地深水区具有巨大的天然气资源,但是由于面积较大、三维地震资料较少和钻井成本较高,整体勘探程度比较低,若要完成速度分析及速度建模工作是十分困难的.由于深水区有其自身的区域背景,速度研究问题与浅水区存在较大的差异,经过近些年深水区速度研究认为主要存在三方面的问题:如何确定深水区待钻井速度误差校正量、斜坡区速度研究及时深转换方法存在问题和如何优选速度建模方法.针对具体问题,经过大量研究采用针对性的思路方法提出相应的解决对策,并将其形成流程应用于钻井生产实际,取得较好的预测效果和较高的精度.     

北部湾盆地乌石凹陷断裂系统演化特征及其对油气成藏的控制作用

为明确北部湾盆地乌石凹陷断裂系统的演化特征,根据乌石凹陷三维地震资料,结合区域应力旋转变化,分析断裂系统特征及演化规律,建立乌石凹陷斜向伸展块体旋转控制的伸展—滑脱断裂发育模式,研究断裂系统对油气成藏的控制作用。结果表明：古新世至早始新世,伸展应力场与先存的NE向断裂接近垂直,断裂主要表现为拉张演化特征;中—晚始新世至渐新世,伸展应力场发生顺时针旋转,与先存的NE向断裂呈锐角相交,部分断裂活化,在流沙港组二段顶、底部厚层塑性油页岩沉积背景下,断裂呈斜向伸展与塑性地层共同控制下的伸展—滑脱演化特征;随应力方向继续旋转,滑脱断裂上盘发育调节断裂,形成“似花状”构造样式。乌石凹陷发育的伸展断裂控制始新世烃源岩与大型储集体的展布;伸展—滑脱断裂控制凹陷构造带差异及圈闭群形成与定型,其中滑脱带下降盘地层整体呈“背形隆起”的特征,油气汇聚条件优越,是乌石凹陷油气最有利富集区。该结果对乌石凹陷油气勘探及有利区带优选具有指导意义。     

莺歌海盆地乐东斜坡区乐东A构造储层超压形成机制及其对天然气成藏的启示

莺歌海盆地乐东斜坡区乐东A构造深层超压天然气资源丰富,查明超压形成机制对于认识乐东斜坡区天然气运移成藏过程和地层压力准确预测至关重要。根据超压测井响应、数值模拟及天然气成藏条件解剖讨论了乐东A构造储层超压成因机制,分析了储层强超压形成与天然气成藏的关系。结果表明:乐东A构造中新统储层普遍发育超压,压力系数最大可达2.27,接近地层破裂压力梯度,纵向上压力系数发生突变。富泥地层快速埋藏导致的机械压实不均衡作用可使压力系数达到1.5～1.6左右。强超压(压力系数>1.6)表现出明显的卸载响应特征,表明储层压力远高于原位泥岩压力。储层中卸载型超压主要是由三亚组超压沿断层垂向传递作用引起的。储层强超压的形成与天然气运移成藏过程密切相关,深层成熟—高成熟的三亚组烃源岩提供了强超压传递的流体来源,烃源岩与储层之间发育的隐伏断层/微裂隙系统为天然气垂向运移及超压垂向传递提供了有利通道,天然气晚期充注有利于透镜状砂体中传递超压的保存。研究认识将为钻前压力预测和安全钻井设计提供有效参考,并为莺歌海盆地非底辟区高温高压天然气成藏过程提供新的见解。