陆相湖盆大型重力流发育的成因机制及其优质储层特征研究:以歧口凹陷沙河街组一段为例

陆相重力流沉积是现今油气勘探领域的研究热点.发育在歧口凹陷滨海斜坡古近系沙河街组一段的大型重力流沉积体（沉积范围达到1 700 km2）具有多物源供给、长距离搬运、多级断坡传输、沿路沉积的发育过程与沉积机理特征.以渤海湾盆地富烃凹陷-歧口凹陷的大型重力流为研究对象,在构造-高精度层序地层格架下,以"源-渠-汇"的整体过程为思路,（1）研究多物源的形成、持续供给及匹配关系;（2）分析古地貌（断控陡坡带+多级断阶坡折带）的演化,及其对沉积物搬运、堆积、发育过程的控制作用;（3）针对该重力流具有大规模、多期次的沉积特征,解剖其平面展布及空间分布、沉积模式、时空演化规律;（4）综合探讨陆相重力流沉积体的成因机制、控制因素.综上可知:（1）歧口凹陷大型陆相重力流沉积体发育受多个物源体系的影响与控制,湖盆中心的重力流沉积体与供给物源之间有明确的匹配关系.在古近系沙一段沉积时期,滨海斜坡沉积区主要受北部燕山物源区的大神堂物源、茶淀物源以及西部沧县隆起物源区的葛沽物源和小站物源4个物源共同供给,持续的物源供给使得在歧口凹陷的陆相湖盆中,发育了大规模的重力流沉积体.（2）沙一段同沉积期,歧口凹陷滨海斜坡周缘整个古地貌格局主要表现为断控陡坡带与多级断阶坡折带复合体,断控陡坡带主要发育于滨海斜坡北部,多级断阶带主要呈近东西向发育于斜坡西部.这些断坡带既是物源水下搬运通道又是沉积物堆积的可容纳空间分布区,再加上这些断坡带差异性的持续沉降,对砂分散体系和相带展布具有关键的控制作用.（3）歧口凹陷沙一段重力流沉积过程机制主要表现为重力滑塌沉积、砂质碎屑流、泥质碎屑流、浊流等多种成因,具有横向连片,纵向叠置的沉积样式.      

塔里木盆地热液流体活动及其对油气运移的影响

塔里木盆地奥陶系灰岩孔洞和裂缝中都可以见到大量的方解石充填,可以分为三种类型,即孔中方解石胶结物、CⅠ方解石脉和CⅡ方解石脉.CⅡ方解石脉具有较高的87Sr/86Sr比值,位于0.709103 ～0.710593之间,平均值为0.709538;较轻的碳氧同位素组成,其δ13CPDB值位于-5.67‰～-1.70‰之间,平均值为-2.95‰,δ18OPDB值位于-14.28‰～-7.88‰之间,平均值为-10.39‰.CⅡ方解石脉中的流体包裹体具有较高的均一温度,各样品平均值位于120.O～ 180.0℃之间.孔中方解石胶结物和CⅠ方解石脉在同位素组成和流体包裹体均一温度上较为一致,但都与CⅡ方解石脉有着显著的差别.综合比较各项分析测试结果,认为CⅡ方解石脉的形成与深部热液流体作用有关,而孔中方解石和CⅠ方解石脉则是从地层水中沉淀形成的.从热液流体中沉淀形成的CⅡ方解石脉中可见一定数量的油气包裹体,并且包裹体气相成分中除含有CO2外,还含有一定量的CH4和C2H6等有机组分.这些特征表明了热液流体在从深部向浅部活动过程中携带并促使了油气向浅部地层的运移.CⅡ方解石脉所具有的较轻的碳同位素组成是有机成因的CO2/CO32-在热液流体溶解携带油气时混入进了热液流体中的结果.热液流体主要通过降低原油粘度、减小油水界面张力来减小油气运移阻力,并能携带部分油气,从而促使油气沿断裂裂缝体系向浅部地层运移.     

泌阳凹陷地质流体对砂岩储集层中黏土矿物形成和分布的控制作用

运用扫描电镜观察和X射线衍射分析等技术,在对泌阳凹陷核桃园组砂岩储集层中黏土矿物分布特征研究的基础上,从黏土矿物的形成条件和形成过程入手,详细分析了地质流体的性质、组成、流动方式、迁移速度等对砂岩储集层中黏土矿物形成和分布的影响,指出砂岩储集层中参与成岩反应的碎屑活性组分和地质流体对砂岩储集层中黏土矿物的形成和分布具有控制作用,并讨论了它们的形成机理.研究表明,黏土矿物的形成和分布能够不同程度地影响砂岩储集层的孔渗性和含油气性;高岭石发育层段与次生孔隙的发育和渗透率的增加以及油气的富集层段具有良好的对应关系.     

渤海湾盆地歧口凹陷扭动构造及其油气地质意义

受东部边界郯庐断裂和西部边界太行山前大型走滑断裂的影响,渤海湾盆地中部歧口凹陷区处于伸展与走滑共同作用的地区,利用最新连片采集的超大面积地震资料开展构造研究,发现该区古近纪在发育伸展构造的同时也发育走滑扭动构造,该类构造与古近系内伸展构造共存.在剖面上依据基底和盖层中断裂组合的不同可以分为4类构造样式:走滑-复杂断裂褶皱型、走滑-简单花状构造型、逆冲-简单花状构造型和走滑-挠曲褶皱型.同时,扭动构造带不仅对盆地基底物性的改造有着有利影响,还控制了古物源的入口方式和有利砂体的展布.在前第三系、古近系和新近系构造层中形成了不同类型的有利油气藏,其中古近系挠曲背斜、大型断鼻和地层岩性油气藏以及新近系逆牵引背斜和断鼻翼部都是重要的勘探领域.近两年沿走滑扭动带及其两侧进行的油气勘探已获得成功,对该带研究具深远理论意义及现实意义.      

渤中凹陷北部陡坡带热液活动及其对湖相碳酸盐岩储层的影响

渤海海域渤中凹陷北陡坡带沙一段发育湖相碳酸盐岩及相关的混积岩类油藏,探明储量超亿方,产量高,埋深超过3 200~3 800 m.分析表明:湖相碳酸盐岩段及混积岩段发生了强烈的白云岩化作用,溶蚀作用强,储层物性好,孔隙度可超过25%.早期研究认为生屑的溶蚀是储层物性改善的重要因素.进一步研究表明,除了上述因素外,储层还受到了深部热流体的影响.通过包裹体激光拉曼分析证实,储层中存在大量含CO₂、N₂、H₂S、H₂的包裹体,CO₂最高含量超过70%;研究区多个构造富含CO₂,碳同位素及氦同位素显示其为幔源成因;对储层中大量的自生黄铁矿分析表明,大部分黄铁矿Co/Ni比值大于1,显示了热液成因;在缝洞及大孔隙内沉淀典型微晶鞍形白云石,具弧形晶面,波状消光,扫描电镜下鞍形白云石内见密集的生长纹.综合分析表明,富CO₂深部幔源热液侵位时间为3 Ma以来,侵位后造成了白云石晶间残余方解石的大量选择性溶解;酸性流体对粒内长石也产生了强烈的溶蚀作用,形成了大量砾石及岩屑的铸模孔并沉淀高岭石,流体上述溶解作用对储层段物性改善起到了决定性影响.随着方解石及长石的溶解,流体PH值的升高,盐度的增加,储层出现明显的白云岩化作用,晚期白云石的较高的均一温度及鞍形白云石证实了深部热液对白云岩化的贡献.幔源流体主要来自深大断裂及早期火山后期的排气、排液作用.      

歧口凹陷古近纪构造演化及其对油气成藏的影响

歧口凹陷古近纪构造活动以断陷为主,演化形成的NW-SE方向多次凹复式箕状断陷结构和N-S方向歧口主凹双断复式地堑结构。通过分析其演化趋势和伸展断裂过程,发现歧口凹陷古近纪受伸展旋转走滑的双重构造作用影响,沧东伸展断裂系统对其的影响大于歧口伸展断裂系统,形成一个菱形或多边形的断陷湖盆,断陷边缘及内部发育一系列构造带。断陷湖盆的持续性沉降,使得烃源岩大量发育。主干断层切割生油层,为油气运移提供输导通道。歧口凹陷古近系断陷构造形成多凸多凹、多物源、近物源的古地理背景,在断陷演化的不同阶段,有多种类型砂岩储集体发育。在断陷湖盆的陡坡带、缓坡带、断阶带、盆内坡折带形成4种油气成藏模式。针对歧口凹陷古近系断陷构造演化的特点,优选勘探目标区,经钻探实例验证,取得良好效果。     

歧口凹陷东营组沉降特征及其成因分析

运用区域三维资料和EBM盆地模拟软件,对歧口凹陷三维连片区东营组沉积时期的沉降史进行了模拟分析,并探讨了沉降中心迁移的原因。结果表明,歧口凹陷东营组发育于同裂陷阶段晚期的断拗转换期,沉降特征具有时空差异性,沉降速率时快时慢,不同次凹之间差异较大。从东三段到东一上段,NE-NNE向主干断层控制作用逐渐减弱,沉降中心逐渐减少,并沿东北方向向歧口深凹逐渐迁移。通过对区域断层和沉降特征研究,认为区域断层的差异性活动控制着沉降中心的发育部位,而区域应力场的改变则控制着沉降中心的迁移。     

歧口凹陷沙三段成岩作用对储层物性贡献率研究

为定量描述各种成岩作用对储层物性变化的影响,提出成岩综合系数(C),该系数由压实作用(α)、胶结作用(β)、溶蚀作用(γ)等3个成岩要素贡献率之和构成。通过对研究区大量岩芯薄片分析统计,经多元回归,建立各种成岩作用与孔隙度之间的关系式,得出它们对储层物性的贡献率,认为胶结作用是储层物性的主控因素。     

塔中地区奥陶系埋藏热液溶蚀流体活动及其对深部储层的改造作用

基于矿物流体包裹体均一化温度、热液矿物分布及其地球化学特征等,识别出了塔中地区重点研究井段埋藏热液溶蚀流体化学性质,探讨其在纵横向的分布及流动特征。研究表明,(1)埋藏热液溶蚀流体在塔中地区较为活跃,并对碳酸盐岩储层有着良好的改造效应,油气勘探前景广阔;(2)北东-南西向走滑断裂发育地带有利于埋藏热液溶蚀流体的注入,研究区TZ45以及TZ82-TZ16井区均是埋藏热液溶蚀流体异常活跃地带。同时,研究还认为,早期表生岩溶作用产生的溶洞体系将被后期埋藏压实作用部分破坏,而其残余空间往往是埋藏热液溶蚀流体进入储层的优势通道,继而发生溶蚀改造扩大溶洞空间。因此,在塔里木深部碳酸盐岩储层的勘探过程中,应充分重视挤压背景下张性断裂的发育及其热流体疏导效应,如走滑断裂强烈活动地带;同时应着重注意多期不同性质流体的叠加改造效应,这些区域可作为优选勘探目标。     

歧口凹陷层序构成样式的时空差异性研究

歧口凹陷为中国东部渤海湾盆地内重要的内陆断陷含油气凹陷,具有多幕构造演化、多类构造样式、多个物源体系、沉积体系演化时空变化剧烈等特点,导致层序构成样式在时空上具有显著的差异性。结合歧口凹陷构造古地貌背景和物源供给体系时空演化差异性的研究,在研究区古近系总结出四种典型的层序构成样式:断控陡坡带型层序样式、多级断阶带型层序样式、轴向断坡带型层序样式、挠曲坡折带型层序样式。层序构成样式的时空差异主要受控于宏观构造的幕式演化和局部同沉积断裂不同组合样式所形成的特定的古地貌差异,而物源供给体系的强弱程度以及供给方向变化也是控制层序构成样式的重要因素。不同类型的层序构成样式控制了沉积体系、砂分散体系的时空分布特征,进而影响了砂体的分散和堆积样式。因此,层序构成样式的时空差异性分析对于研究区有利隐蔽圈闭的预测具有重要指导意义。     

歧口凹陷新生界火成岩油藏特征及分布规律

歧口凹陷新生界发育了两类与火成岩相关的油藏：基性火山岩油藏和浅成侵入相辉绿岩蚀变带油藏,两者都为构造-岩性油藏。这两类油藏区域上受岩浆活动带控制,主要集中于NE向和EW向断裂转换带,并受烃源岩分布范围的影响而紧邻烃源岩分布;垂向上受区域盖层控制,集中于沙一中亚段和东三段。在转换带沙一中亚段和东三段内,火成岩能否富集成藏主要取决于储集系统的类型。开放式储集系统一方面利于流体替换使火成岩储集空间中的矿化水被及时排出减少次生矿物的形成,从而保护储集空间;另一方面利于富含有机酸流体进入火成岩储集体,通过溶蚀先期形成的杏仁体、裂缝充填物及火成岩中不稳定的矿物组分,使其储集空间扩大、容积增加,使火成岩的储集性能得以改善;另外,火成岩中的断裂通过与烃源岩的沟通为烃类注入富集成藏提供了必要的输导通道,致使这类储集系统能够富集烃类成藏。封闭式储集系统缺少这些条件,岩浆期后热液流体与成岩流体被包裹在火成岩储集空间内不能被排出,易形成次生矿物充填并堵塞这些空间,丧失其储集性能。部分未被充填的空间往往相互之间难以连通,并与生排烃地层隔绝而成为烃类难以注入的死孔隙,从而使这类储集系统难以聚集成藏。     

斜坡区岩性地层圈闭识别技术与应用——以歧口凹陷滨海地区东部为例

为了揭示歧口凹陷古近系岩性地层油气藏分布规律并指导钻探,应用层序地层学理论,结合三维地震、测井和岩心资料对岐口凹陷滨海地区古近系开展了层序地层分析。古近系作为一个超层序组发育3个超层序、11个三级层序。根据同沉积构造坡折类型,可以把层序划分为挠曲坡折型层序和断坡型层序2种层序类型。其中：断坡型层序主要发育在超层序1,挠曲坡折型层序主要发育在超层序2和超层序3。在滨海斜坡区,超层序2和超层序3由挠曲坡折控制的层序低位体系域和高位体系域砂体与湖扩展体系域优质烃源岩配置良好、埋深适中、成藏条件优越,是地层岩性油气藏发育有利区。提出了模型正演和有效数计算相结合的地震属性优选方法及地震属性控制下的储层预测技术,并利用该项技术在有利区内预测了6个有利目标。     

歧口凹陷沙河街组火山岩成岩作用及对储集性能的控制

根据岩心观察资料,利用偏光显微镜、扫描电镜等对歧口凹陷沙河街组火山岩的成岩作用进行了详细地研究,把成岩作用类型分为早期和晚期两个阶段、13种成岩作用类型。根据成岩作用阶段划分依据,结合盆地埋藏-热演化史和烃类充注史等资料,将歧口凹陷沙河街组火成岩成岩作用阶段划分为早期和晚期两个阶段。火成岩共发生了3期溶蚀作用、2期构造作用、2期油气充注作用,以及绿泥石、硅质、碳酸盐等胶结作用。主要成岩序列为溶蚀作用Ⅰ→构造作用Ⅰ→栉壳状绿泥石→细纤维状绿泥石→硅质Ⅰ→较粗纤维状绿泥石→烃类充注Ⅰ→硅质充填Ⅱ→亮晶方解石Ⅰ→构造作用Ⅱ→溶蚀作用Ⅱ→烃类充注Ⅱ→亮晶方解石Ⅱ→铁方解石→硅质充填Ⅲ→溶蚀作用Ⅲ。成岩作用对储集性能的控制具有改善和破坏的双重作用,对储集性能具有改善作用的成岩作用类型有挥发分逸出作用、熔蚀作用、冷凝收缩作用、脱玻化作用、机械压实破裂作用、风化淋滤溶蚀作用、次生溶蚀作用。对储集性能具有破坏作用的成岩作用类型有熔结作用、充填作用、机械压实压溶作用、胶结作用。     

Activity of Silica-Rich Hydrothermal Fluid and Its Impact on Deep Dolomite Reservoirs in the Sichuan Basin, Southern China

Well-developed dissolution pores occur in the dolomites of the Sinian Dengying Formation, which is an important oil and gas reservoir layer in the Sichuan Basin and adjacent areas in southern China. The pores are often filled with quartz, and some dolomites have been metasomatically altered to siliceous chert. Few studies have documented the characteristics, source or origin of silica-rich fluids and their effects on the dolomite reservoir. The peak homogenisation temperatures(T_h) of fluid inclusions in pore-filling quartz are between 150℃ and 190℃, with an average of 173.7℃. Gases in the inclusions are mainly composed of CO_2, CH_4 and N_2. Compared with host dolomite, pore-filling quartz and metasomatic chert contain higher amounts of Cr, Co, Mo, W and Fe, with average concentrations of 461.58, 3.99, 5.05, 31.43 and 6666.83 ppm in quartz and 308.98, 0.99, 1.04, 13.81 and 4703.50 ppm in chert, respectively. Strontium levels are lower than that in the host dolomite, with average concentrations in quartz and chert of 4.81 and 11.06 ppm, respectively. Rare earth element compositions in quartz and chert display positive Eu anomalies with a maximum δEu of 5.72. The δD_(SMOW) values of hydrogen isotopes in water from quartz inclusions vary from-85.1‰ to-53.1‰ with an average of-64.3‰, whereas the δ~(18)O_(SMOW) values range from 7.2‰ to 8.5‰ with an average of 8.2‰. The average ~(87)Sr/~(86)Sr ratios in quartz and chert are 0.711586 and 0.709917, respectively, which are higher than that in the host dolomite. The fluid inclusions, elemental and isotopic compositions demonstrate that the formation of quartz and chert was related to silica-rich hydrothermal fluid and that the fluid was the deep circulation of meteoric water along basement faults. Interactions with silica-rich hydrothermal fluids resulted in densification of dolomite reservoirs in the Dengying Formation through quartz precipitation and siliceous metasomatism. However, it increased the resistance of the host dolomite to compaction, improving the ability to maintain reservoir spaces during deep burial. Evidence for silica-rich hydrothermal activity is common in the Yangtze Platform and Tarim Basin and its influence on deep dolomite reservoirs should be thoroughly considered.     

歧口凹陷复式含油气系统及构造控藏模式

构造层序和沉降史分析表明,歧口凹陷在新生代具有显著的幕式构造-沉积演化特征,经历了古近纪裂陷期和新近纪裂后期二个构造活动期、古近纪的裂陷Ⅰ幕和Ⅱ幕、新近纪的稳定热沉降幕和加速沉降幕四幕构造运动。结合凹陷内部重要的构造转换界面、结构和构造演化特点,以及各阶段构造样式和油气成藏聚集规律,将歧口凹陷划分为四大含油气系统:孔店断陷-潜山型含油气系统(Ek)、歧口陡坡断阶型含油气系统(Es)、歧口缓坡断阶型含油气系统(Es1+Ed)、歧口坳陷型含油气系统(N)。通过构造组合样式和油气聚集关系研究,建立了凹陷内部掀斜断块-地垒潜山和凹陷边缘断阶-古隆起披覆潜山构造控藏模式。     

岐口凹陷新近系生物-遗迹相及环境解释

岐口凹陷新近系包括明化镇组和馆陶组.通过新近系中的孢粉、介形虫和遗迹组构的系统研究, 识别出孢粉53个属种, 并建立了两个孢粉组合, 分别为Magnastites (粗肋孢) -Ulmus (榆粉) -Taxodiaceae pollenites (杉粉) 组合和Polygonaceae-Chenopodiaceae组合; 发现介形虫12个属种, 介形类以金星介科分子为主, 少数湖花介科分子, 以壳形单一、壳壁薄、表面光滑的类型为主, 表现了典型的非海相淡水介形类面貌; 划分出4种遗迹组构类型, 分别为Scoyenia遗迹组构、Skolithos遗迹组构、Palaeophycus遗迹组构和强扰动组构.在此基础上, 探索了生物与环境的关系, 划分了A、B、C、D、E5种生物-遗迹相带, 分别代表泛滥平原、蓄水注地或泛滥平原小型湖、河道及水下分流河道边部、滨浅湖和前三角洲沉积环境.      

歧口凹陷古近纪东营期古物源体系重建与应用

以沉积盆地分析、层序地层研究和油气勘探实践中急待解决的古物源体系分析为切入点, 以歧口凹陷东营组研究为例, 阐述了古物源体系研究的途径、方法与技术路线; 初步总结出应用轻-重矿物时空配置关系、地震前积反射结构特征、古地貌恢复与沟谷展布特征、盆地内部骨架砂体形态与时空配置以及盆地边缘及内部层序界面上大型下切谷的空间展布特征, 即“五位合一”法来判断沉积盆地的古物源体系.该分析方法可为同领域的研究提供借鉴作用.      

渤中坳陷超压-构造活动联控型流体流动与油气快速成藏

渤中坳陷是东营组沉积期及其之后渤海湾盆地沉降-沉积速率最高的地区, 亦是晚期断裂活动最强烈的地区.较高的沉降-沉积速率产生了重要的成藏物质效应: (1) 持续的较快速沉降-沉积使东营组发育较深湖-深湖相泥岩并成熟, 从而使渤中坳陷发育沙河街组和东营组2套有效源岩; (2) 较高的沉降-沉积速率引起的压实不均衡及伴生的源岩快速生烃引起较强的超压, 超压对有机质热演化的抑制作用使沙河街组源岩生、排烃滞后, 从而使沙河街组和东营组在晚期同时保持在较有利的生、排油阶段, 这是渤中坳陷油气资源丰富和油气晚期快速成藏的物质基础.较强的超压和强烈的断裂活动决定了超压-构造活动联控型流体流动, 进而决定了油气幕式快速成藏过程和油气分布: 油气主要富集于新近系, 新构造运动控制油气分布      

歧口凹陷中奥陶统沉积相特征再认识

歧口凹陷奥陶系地层发育碳酸盐岩沉积,主要为泥晶灰岩、泥晶白云岩、岩溶角砾岩。综合岩相、沉积构造特征及测井相分析重新确定其沉积相类型为开阔台地、局限台地和蒸发台地,提高了对歧口凹陷奥陶系古岩溶发育情况的认识,为该区油气勘探预测有利区带提供了可靠依据。     

冀北坳陷中元古界流体包裹体与油气成藏期次研究

冀北坳陷中元古界地层分布有广泛的沥青、油苗显示,说明该地区曾发生过大规模的生烃成藏历史。文章运用显微岩相学观察和流体包裹体分析技术,对冀北坳陷芦家庄古油藏和双洞古油藏进行了油气成藏期次研究。通过显微岩相学及包裹体测温显示,芦家庄古油藏在中元古代经历了第一次大规模的油气成藏后,在燕山期经历了第二期次的油气成藏过程;双洞古油藏则在燕山期经历了两个期次的油气成藏过程。包裹体均一温度分析显示,两个古油藏在燕山期的油气成藏时间集中于185~150 Ma。研究表明,冀北坳陷古油藏的成藏关键期与燕山期区域性火山活动异常活跃所致的古地温高温期有关。