塔中北斜坡奥陶系鹰山组地层水特征与油气保存条件

通过对塔中北斜坡鹰山组地层水的矿化度、主要离子浓度和化学指数的统计分析,讨论了该区地层水的成因及与油气保存条件。研究结果表明,塔中北斜坡鹰山组地层水为高矿化度CaCl2型水,总矿化度约为80～200g/L,阴、阳离子分别以Cl-和K++Na+为主。剖面上总矿化度随深度增加逐渐变小,平面上地层水矿化度自塔中I号断裂向南增高。高矿化度、富K++Na+和Cl-离子的特征表明地层水的形成与浓缩变质作用或碳酸盐岩矿物溶解有关。钠氯系数值和脱硫系数与矿化度均成负相关关系,高矿化度、低钠氯系数、低脱硫系数,说明该区整体油气保存条件较好。区域上,中古5井-中古7井区地层水封闭性优于其他井区,更有利于油气的保存。     

大港油田埕北断阶区地层水化学特征与油气成藏

大港油田埕北断阶区古近-新近系地层水具有微咸水的特征,阳离子含量Na⁺+K⁺>Ca²⁺>Mg²⁺,阴离子含量Cl^->HCO₃^->SO₄^2->CO₃^2-,Cl^-在一定程度上控制着总离子量。地层水矿化度具有明显的垂向分带性,水型以高矿化度的NaHCO₃型为主,在研究区广泛分布。根据地层水矿化度与化学成分的纵向变化,可以划分为正向型、反向型及多向型水化学剖面;反向型和多向型剖面反映地层纵向连通性好,利于油气运移。根据矿化度、离子含量、钠氯系数、脱硫系数等参数的纵向分布,将水化学动力带分为地层水交替流畅带、交替阻滞带和交替迟缓带3类。交替迟缓带一般位于流体封存箱之下,地层水矿化度相对较高,是油气富集的区域。据此,预测张东、张东东地区的古近系沙河街组是油气勘探的有利目标区。     

马朗凹陷卡拉岗组地层水化学特征与油气聚集关系

油气的生成、运移、聚集、保存和散失都是在地层水的环境里或是在地层水的参与下进行的。地层水运动是油气运移聚散的动力和载体,其化学成分直接或间接地反映出油气赋存的环境与条件。地层水与油气在地质历史进程中的活动是相互依存、制约的因果关系。文中从水文地质观点和角度研究出发,利用地层水化学特征的各种参数,如变质系数、脱硫系数、碳酸盐平衡系数、氯镁系数等组合特征,分析油气的保存条件、地层的封闭程度及油气的运移条件,旨在通过水化学的变化特征来掌握地层水对油气藏形成和分布的作用,寻找有利的油气聚集带。研究表明:三塘湖盆地马朗凹陷上石炭统卡拉岗组地层水具有矿化度高和氯镁系数越大,变质系数、脱硫系数和碳酸盐平衡系数就越小的特点,矿化度、水性系数及水型的变化具有很好的一致性,表明该区存在有利于油气保存的水文地质条件。分析认为,斜坡区地层水地质环境稳定,封闭条件好,利于油气聚集保存。     

准噶尔盆地西北缘地层水化学特征及与油气保存关系

准噶尔盆地西北缘油气富集,油水关系复杂。基于研究区大量地层水化学数据,分析了石炭系—白垩系各含油层系地层水化学垂向、平面分布特征,并结合地质背景,对红山嘴油田进行解剖,探讨了地层水化学特征与油气保存之间的关系。研究区纵向上从深到浅、地层由老到新,地层水矿化度逐渐减小;平面上,石炭系—白垩系,地层水矿化度高值区呈现从西北缘逐渐往盆地内部迁移的趋势。盆缘地区或克—乌断裂上盘等地区受地表水或大气水下渗淋滤影响较大,地层水处于自由交替循环带,分布低矿化度、低氯离子浓度的Na₂SO₄型或NaHCO₃型水,地层封闭性较差,通常形成稠油;往盆地内部或克—乌断裂下盘等地区,地层水处于交替停滞带或阻滞带,浓缩程度高,主要分布高矿化度、高氯离子浓度CaCl₂型水,地层封闭性好,形成保存较好的中—轻质油。      

准噶尔盆地乌夏地区地层水与油气保存条件

针对准噶尔盆地乌夏地区地质流体分布的复杂特征,从水文地质条件和地层水化学特征分析入手,剖析了地层水与油气保存条件的关系。研究认为,处于交替阻滞带和交替停止带的二叠系、三叠系的大气水下渗阶段时间较短暂,而压榨水阶段时间较长,且受深部热液影响大,地层水以CaCl₂和NaHCO₃水型为主,矿化度高,钠氯系数和脱硫酸系数低,属于未破坏或微破坏型,保存条件优越,有利于油气聚集成藏。      

塔里木盆地塔中地区地层水化学特征及其石油地质意义

塔中地区主要含油层系奥陶系、志留系和石炭系地层水化学研究结果表明,奥陶系、志留系和石炭系地层水矿化度很高,是阴、阳离子分别以Cl和K⁺+Na⁺为主的氯化钙型水,钠氯系数平均值在0.73～0.87,脱硫酸系数平均值在1.54～9.29,变质系数平均值在5.54～12.80.剖面上,奥陶系、志留系和石炭系地层水化学成分和离子比值随深度表现为反向型、正向型和稳定型3种变化类型;平面上,石炭系地层水化学相对变化不大,而奥陶系地层水化学变化比较复杂.奥陶系、志留系和石炭系现今地层水总体处于封闭的流体动力环境,但奥陶系、志留系和石炭系C_Ⅲ油组内部的流体动力环境相差较大,油气的聚集和保存条件也相差较大;而石炭系C_Ⅰ和C_Ⅱ油组内部的流体动力环境相差较小,有利于油气的聚集与保存.平面上,在古隆起和沟通浅部地层的断层附近,地层水的矿化度比较低,封闭性相对较差.奥陶系和志留系地层水在地质历史时期曾经遭受过比较强烈的大气降水的入渗,为开放的流体动力环境.其中,志留系地层水曾经处于明显的开放流体动力环境,对油气的聚集和保存极为不利;而石炭系地层水一直处于相对封闭的流体动力环境,有利于油气的聚集和保存.     

东营凹陷地层水化学特征与油气聚集关系

对东营凹陷沙河街组地层水化学场的研究发现,地层水的总矿化度具有明显的垂向分带性。沙四段矿化度最高,向上逐渐降低。根据地层水中Ca2+和K++Na+含量随Cl-浓度增大而升高的特征,提出该区地层水化学成分来自于地下岩盐的溶解。水型有CaCl₂型、NaHCO₃型、MgCl₂型和Na₂SO₄型4种,其中,NaHCO₃型水的比重大小与地层水矿化度呈反相关关系。垂向与侧向矿化度分布特征表明,东营凹陷内地层水的流动受断裂与沉积砂体的控制。地层水作为盆地流体的一个重要组成部分,其演化反映了盆地内油气运移、聚集的规律。地层水流动样式为盆地内自生自储式和下生上储式油气藏的形成提供了一个有力的证据。      

鄂尔多斯盆地南部地区上三叠统延长组6段地层水成因及其油气意义

鄂尔多斯盆地南部地区延长组6段（长6段）地层水化学分析结果表明，地层水总矿化度较高，离子以Cl^-、（Na⁺+K⁺）和Ca²⁺占绝对优势，水型主要为CaCl₂型。总矿化度主要受Cl^-和（Na⁺+K⁺）控制，纵向上，其随深度的增加具有递增趋势，反映深部地层水逐渐浓缩，环境封闭性增强。平面上总矿化度与砂体厚度具有较好的一致性，沉积相控制了总矿化度的分布。南部地区长6段地层水具有较小的钠氯系数、镁钙系数、脱硫系数和阳离子交换系数，较大的变质系数，表明长6段地层水整体位于交替停滞带，为封闭缺氧的还原环境，有利于油气聚集和保存。分析表明，南部地区长6段地层水为与地表水隔绝的深层封闭水，总矿化度及Ca²⁺浓度均与孔隙度具有一定正相关关系，结合区域热演化史，综合表明长6段地层水成因与成岩作用和有机质的热演化等有密切联系，其是经过较强浓缩变质作用并受油气等有机流体影响的原始沉积成因水。综上所述，长6段油气伴生地层水反映的盆地南部油气藏处于稳定封闭的环境下，油气勘探前景良好。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田西部盒8段地层水地球化学特征及成因

通过对苏里格气田西部盒8段地层水性质及地球化学特征研究,推断地层水的成因,寻找天然气富集区,揭示气田油、气、水分布规律。苏里格气田西部39口井的地层水具有如下地球化学特征:①地层水阴、阳离子含量(r)高低差异悬殊,阴离子以Cl^-占绝对优势,HCO₃^-和SO^2-₄含量很低,阳离子以Ca²⁺占优势,K⁺+Na⁺含量也较高,Mg²⁺含量低;②地层水呈弱酸性,具中-高矿化度;③水型以氯化钙Ⅴ型水为主,局部有氯化钙Ⅳ型和Ⅲ型水;④地层水化学特征参数具有钠氯系数(r_Na⁺/r_Cl^-)低、脱硫系数(2×100×r_SO4^2-/r_Cl^-)高、变质系数[1/2(r_Cl^--r_Na⁺)/r_Mg²⁺]高和镁钙系数(r_Mg²⁺/r_Ca²⁺)低的特征。研究结果表明:苏里格气田西部盒8段地层水具有油气伴生水特点,属于天然气充注时留下的残余地层水,形成于封闭、还原的水文地球化学环境。地层水分布受砂体和成藏条件控制,可能有3种成因类型:孤立砂体封闭地层水、弱动力生烃气水驱替不完全的残留水及大砂体低部位滞水。     

戈布斯坦地区C块地层水化学特征与油气成藏关系

由于油气成藏条件上的差异性以及水文地质条件的不同,造成了阿塞拜疆共和国戈布斯坦地区C块作业区内的5个含油气构造各自具有相对独立的水化学体系。研究认为,Solakhay构造BalaⅦ组的地层水化学特征和油气地球化学特征反映出该油气藏为一个残余油气藏,其气顶天然气为原油生物降解成因。西Duvanny构造SurakhanyⅤ-Ⅶ砂组的CaCl₂型水(按苏林分类)则反映了其定容气藏(一砂一藏)的特征,具有较好的封闭条件。Kyanizadag构造BalakhanyⅦ砂组高矿化度地层水及CaCl₂型水表明该构造具有较好的保存条件。通过对Dashgil构造BalakhanyⅦ砂组NaHCO₃型水的成因分析,认为NaHCO₃型水的形成主要是由于原油生物降解影响造成的。另外,Dashgil构造南翼Das53井区出现的Na₂SO₄型水,分析认为具有混合成因水的特征,可能是不同时期流体聚集混合的结果。     

鄂尔多斯盆地寨科地区延长组长2油层组地层水化学参数特征及对致密油藏的指示作用

鄂尔多斯盆地寨科地区长2油层组油水分布关系复杂,地层水化学组分及其分布规律认识不清。基于此,对寨科地区长2油层组地层水矿化度、离子特征参数分布及其与致密油分布之间的关系进行了深入研究。结果表明,目的层的水型为CaCl₂型,地层水的矿化度、钠氯系数、脱硫系数、变质系数的平均值分别为39 805 mg/L、0.32、2.68、58.80,表明目的层整体封闭性较好,有利于油藏的保存。地层水化学特征参数与沉积相及砂地比之间具有较好的相关性,分流河道地层水矿化度、变质系数值大于分流间湾,脱硫系数和钠氯系数值小于分流间湾,表明研究区长2油层组分流河道封闭性好于分流间湾,更有利于油气的聚集;地层水矿化度值随砂地比的增加具有先增加后减小再增加的趋势;变质系数随砂地比的增加具有先增加再减小的趋势;脱硫系数和钠氯系数随砂地比的增加整体呈现出递减的趋势,总体而言,砂地比值越大的区域,其地层封闭条件越好,越有利于油气的聚集。综合研究认为,长2段低渗透致密油藏的聚集受多个地层水特征参数共同影响,地层水矿化度、变质系数、钠氯系数、脱硫系数可以作为延长组低渗透致密油藏甜点评价指标。其中,地层水矿化度和钠氯系数对油气聚集的指示作用好于脱硫系数,而变质系数对油气聚集的指示作用较弱。     

川西坳陷新场构造须五段地层水地球化学特征及其成因

四川盆地川西坳陷中段新场构造上三叠统须家河组五段气藏的气水关系复杂,对其地层水成因和来源认识的不足限制了天然气勘探的拓展和深入。为此,对该区须五段地层水的矿化度、地球化学特征参数、微量元素和氢氧同位素等进行了分析,进而与该区其他层位地层水的上述特征进行比对,最终明确了须五段地层水的成因和来源。研究结果表明:①须五段水气比较为稳定,气水分异不明显,试采初期受压裂液和凝析水的影响,产出水矿化度较低,主要为压裂液和地层水的混合物,而后期随着返排率升高,产出水主要为地层水;②该层段的地层水均为CaCl_2型,矿化度介于50.806~96.319 g/L,整体表现出自北向南逐渐升高的特征;③地层水在埋藏过程中经历了浓缩变质作用,地层封闭性好,有利于天然气的保存;④须五段地层水的来源既有下伏的海相地层水,也有其自身陆相泥页岩的压释水,白云岩化作用是须五段最主要的水岩相互作用方式;⑤须五段地层水的δD值介于-67‰~-65‰、δ~(18)O值介于-3.1‰~-1.0‰,与该区其他层位地层水具有明显的区别,表明其经历了强烈的水岩反应,自成独立体系。     

保德地区煤层气井产出水化学特征及其控气作用

地层水的化学组成反映地下水交替和径流特征,对煤层气的富集条件具有一定的指示作用。以山西省保德地区煤层气井产出水测试数据为依据,系统研究了该区煤层气井产出水的离子组成、pH值、矿化度分布及氘氧同位素组成等特征。结果表明:1该区煤层气井产出水呈弱碱性,北部产出水以K+、Na+、Cl-和HCO-3为主,Ca2+、Mg2+含量较低,SO2-4含量极少,而东南部产出水Ca2+、Mg2+、SO2-4则相对富集;2产出水的δDHO和分布在鄂尔多斯盆地大气降水线之下,表明存在地表水2δ18 OHO值均2的渗入;3地层水矿化度由东向西、由南向北逐渐增加。在此基础上,分析了该区地下水的动力环境及其控气作用。结论认为:东南部靠近补给区,水动力条件活跃,不利于煤层气的保存,其煤层含气量一般小于2m3/t,甲烷含量通常低于70%;而北部处于弱径流—滞留区水动力条件,煤层气藏保存条件较好,煤层含气量一般大于4m3/t,甲烷含量通常高于80%。此外,北部地区煤层气井的产气效果明显好于东南部地区,也说明北部地区煤层气的富集条件更优。     

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本文系统剖析了鄂尔多期中部气田下古生界水化学特征及与天然气藏的关系，初步提出了天然气藏富集区（或含气区）的水化学综合判识指标。鄂尔多斯中部气田下古生界地层水以偏酸性为主，具有总矿化度高、Cl^-和Ca^2 离子占优势，有机酸和烷基酚含量高的特征，反映出下古生界地层水处于阻滞一停滞的水文地质状态，有利于天然气的聚集与保存。研究认为，水化学组成与天然气藏有密切的关系，总矿化度高值区（＞150g/l)、CaCl2型水分布区、rNa/rCl低值区（≤0.3)、rCl/rMg高值区（＞15）、rMg/rCa低值区（≤0．2)、有机酸含量高值区（＞40mg/l)和酚含量高值区（＞2．0mg/l)，将是天然气藏富集的有利区。因此，利用水化学和地质地球化学相结合的综合研究，可为天然气藏富集区（或含气区）的找寻和预测措施依据。     

中国南方海相页岩气中氮气成因及其指示意义

中国南方海相页岩气资源丰富,部分页岩气气体组分中氮气（N₂）含量所占比例较大。依据川西南地区、长江三峡地区和贵州省岑巩地区页岩气地质、地球化学特征,结合黄金管热模拟实验,系统研究了页岩气中N₂的成因及其指示意义。结果表明,页岩气中N₂为典型壳源有机成因,高氮页岩气主要来源于干酪根的晚期热解,高氮含量是早期生成的原油裂解气未运聚成藏或成藏后受到破坏的体现。因此,页岩气资源量有限,主要证据有以下3个方面。首先,页岩中的干酪根类型是典型腐泥型,保存条件良好的情况下页岩气应以原油裂解气为主,但页岩气类型的识别表明高N₂含量的页岩气属干酪根热解气或原油裂解气和干酪根热解气的混合气。其次,通过对寒武系来源的原油样品进行黄金管热模拟实验,发现高氮页岩气碳同位素值比热模拟实验测得的原油二次裂解气碳同位素值明显偏重。最后,随着有机质演化程度的升高,N₂含量升高,而且保存条件较好的页岩气井,氮气含量较低,含气性较好,氮气含量对保存条件具有指示意义。     

川西坳陷中段侏罗系次生气藏地层水化学特征及与油气运聚关系

川西坳陷侏罗系地层水化学研究结果表明,侏罗系地层水以CaCl2型为主,其中上侏罗统蓬莱镇组见较多Na2SO4型地层水,结合地层水离子参数,总体上地层水封闭条件较好,有利于油气的聚集和保存。侏罗系地层水化学特征在垂向和平面上表现出明显的垂直分带性和平面分区性。纵向上,侏罗系地层水总体表现出断层越流淡化地层水的特征;平面上,地层水矿化度、主要离子浓度受构造位置以及断裂系统控制。构造位置较高或邻近烃源断层的地区,侏罗系地层水受大气水下渗淡化作用和须家河组五段湖相泥岩黏土矿物脱水淡化作用影响。与中国大部分油气田不同,川西坳陷侏罗系次生气藏主要分布在矿化度小于30 g/L,HCO-3浓度大于300 mg/L的区域。须家河组五段烃源岩黏土矿物转化析出的大量低矿化度层间水与有机质热演化和硫酸盐还原作用形成的烃类和CO2气体,在断层沟通下上涌进入侏罗系储层,导致低矿化度、高HCO-3浓度地层水的分布范围与气藏分布有较好的一致性。在断层欠发育地区,地层垂向连通性差,侏罗系次生气藏难以形成,地层水具有较高的矿化度和较低的HCO-3浓度。     

鄂尔多斯盆地东部石炭系本溪组页岩气地质特征及富集规律

鄂尔多斯盆地东部石炭系本溪组广泛发育富有机质泥页岩,具有良好的资源勘探前景。通过对本溪组泥页岩的有机地球化学特征、孔隙分布特征、含气性等一系列页岩气成藏条件研究,查明了本溪组页岩气地质特征及成藏富集规律,提出晋祠段富有机质泥页岩为本溪组页岩气有利层段,具有四大地质特征：①有机质含量高（平均TOC值为3.06%）,且普遍处于成熟—高成熟阶段（R_O值平均为1.84%）,有机质类型主要为Ⅲ型,生气能力强;②发育微纳米级孔缝,以无机孔为主,部分有机质发育有机质孔,微孔和介孔为页岩气提供了主要的赋存空间,平均孔体积为0.024 m³/g,平均比表面积为11.05 m²/g,具备较好的储集能力,页岩气主要以吸附态存在于孔隙之中,其中压力和有机碳含量是影响泥页岩吸附气含量的重要因素;③硅质页岩段脆性矿物含量较高,大于40%,表明储层的可压性较大,有利于后期的压裂开采;④具有理想的成藏组合特征,以8^#、9^#煤层分别为顶、底板,煤层与泥页岩间较大的烃浓度差提供了良好的保存条件,2套煤层之间发育炭质页岩和硅质页岩,高TOC的炭质页岩与煤层含气性较好,紧邻9^#煤层的硅质页岩层段压裂开采中容易产生裂缝,为相邻煤系气的补充提供了一定的运移通道。结合地质特征总结出本溪组成藏富集规律：潟湖相沉积环境控烃、页岩孔隙发育控储、成藏有利组合控富以及硅质页岩可压裂性控产。研究结果为鄂尔多斯盆地本溪组页岩气有利区的确定和下一步勘探开发提供有益参考。     

鄂尔多斯盆地延长组7段3亚段页岩型页岩油储层特征及勘探方向

鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段(长7段)泥页岩发育,针对其内部富集的页岩型页岩油尚未取得勘探进展,仅在少量直井的试油阶段突破出油关,但试采效果整体较差。系统梳理了长7段3亚段(长7₃亚段)泥页岩的岩石学、地球化学和储层特征,优选页岩型页岩油的富集有利参数,明确了其成藏条件、勘探方向及潜力。相较于暗色泥岩,长7₃亚段的黑色页岩表现为多类型纹层频繁发育、有机质丰度高、生油母质类型好、主生烃期早、含油率高的特征,是页岩型页岩油勘探的有利岩性。受水平页理缝和陆源长英质、凝灰质等相对高孔高渗纹层的复合影响,黑色页岩的水平渗透率普遍高于垂直渗透率。长7₃亚段泥页岩的储集空间以刚性矿物支撑的粒间孔、粒内溶蚀孔、黏土矿物晶间孔及黄铁矿晶间孔为主,页理缝和超压微裂缝较发育。"有机质+陆源长英质纹层"、"有机质+凝灰质纹层"二元纹层组合与页理缝构成的复合单元对页岩油赋存最为有利。总有机碳(TOC)含量为4%~14%、镜质体反射率R_o>0.8%、页理及纹层发育、脆性矿物含量高的长英质黑色页岩是长7₃亚段页岩型页岩油的有利勘探目标,黑色页岩厚度相对较大、有机质丰度适中的马岭—华池深洼区是页岩型页岩油勘探的Ⅰ类有利区。鄂尔多斯盆地长7₃亚段页岩型页岩油资源丰富,有望成为盆地非常规石油勘探开发的现实性重大战略接替新领域。     

高硫石油焦微波煅烧脱硫

采用微波辐照煅烧方法,研究了Na₂CO₃添加量和反应时间对高硫石油焦脱硫效果的影响,并与常规马弗炉煅烧方法相比较,采用扫描电镜(SEM)、BET氮吸附、X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征手段,对石油焦煅烧脱硫前后的表面微观形貌、比表面积、孔体积、微晶结构和化学结构进行比较分析。结果表明：当微波功率为700 W、微波加热时间为30 min、Na₂CO₃添加质量分数为25%时,石油焦脱硫率可达73.95%,硫醇类和大部分噻吩类有机硫得到有效脱除,可促进石油焦碳结构的有序度提高和石墨微晶单元的生长。与马弗炉煅烧相比,微波煅烧仅需更低的温度,更短的时间,即可取得更好的脱硫效果;微波煅烧使石油焦表面变得更加疏松,可显著提高石油焦的比表面积和孔体积。