徐家围子断陷沙河子组致密气成藏条件及勘探前景

致密砂岩气属于非常规天然气,是常规天然气的后备资源之一。对徐家围子断陷沙河子组天然气成藏条件的综合分析认为,沙河子组具有形成致密砂岩气藏的地质条件,其烃源岩厚度和砂砾岩厚度大,分布广,有机质含量高,成熟到过成熟,资源量大。对沙河子组致密砂岩气藏成藏条件的初步认识为:有利的构造和沉积背景;充足的气源条件;低孔、低渗的储集条件;良好的封盖保存条件;匹配的运移疏通条件;有利的圈闭条件;良好的生储盖组合。与国内外非常规气藏对比表明,沙河子组具有形成致密气藏的条件,随着研究程度的深入以及勘探技术的突破,沙河子组致密气勘探前景广阔。     

徐家围子断陷沙河子组沉积末期基底快速隆升地质事件

松辽盆地北部徐家围子断陷在伸展裂陷过程中,于沙河子组(K1sh)末期至营城组(K1yc)沉积时期发生挤压构造反转,受这次构造运动的影响,断陷的中、北部在沙河子组末期有一次基底的快速隆升地质事件.通过地震解释剖面、平衡剖面、古构造演化图及基底变质核杂岩等分析,初步论证了此次地质事件的存在及其特点,并对其形成的动力学背景和地质意义进行了探讨.     

徐家围子断陷沙河子组致密储层分级评价

针对徐家围子断陷沙河子组致密储层孔隙结构、物性下限与油层分级标准亟待研究的需要,应用扫描电镜、低温N₂吸附、核磁共振等多项技术,开展致密储层微观孔隙结构和流体可动性研究,明确了致密储层孔隙类型、孔喉特征及组合关系,建立了储层孔隙结构与可动流体饱和度的关系。在此基础上,采用束缚水膜厚度法、可动性拐点法和试气产能法,建立了沙河子组致密气储层物性下限和储层分级评价标准。为下步致密储层致密化成因、成岩演化序列和优质储层甜点预测奠定了坚实的基础。     

徐家围子断陷南部沙河子组层序地层格架及沉积特征

针对徐家围子断陷南部沙河子组层序地层格架划分不清、沉积特征不明的现状,综合利用岩心、测井及地震等资料,应用Vail层序地层学理论,开展了徐家围子断陷南部沙河子组层序划分研究,并结合构造活动背景、物源供给情况分析了层序格架内的沉积相类型和演化特征。研究认为:南部沙河子组划分为1个二级层序,进一步划分为4个三级层序,每个三级层序均具有二分结构,发育湖侵、湖退2个体系域;研究区主要发育扇三角洲相、辫状河三角洲相和湖泊相等沉积相类型,以三角洲前缘亚相中的水下分流河道为主力储层砂体;南部沙河子组可归结为断控斜坡背景和缓坡背景的2种沉积模式,具有格架控砂、继承演化、分源沉积、连片发育的沉积演化特征。     

松辽盆地徐家围子断陷沙河子组储层特征及控制因素

徐家围子断陷沙河子组是松辽盆地北部近期天然气勘探的主要目标，这类致密砂砾岩气层的储层特征及控制因素研究是首要的。通过分析其白垩系早期拉张构造背景条件下形成的一套断陷沉积，纵向上可划分为4个三级层序，各层序在断陷湖盆陡坡带和缓坡带发育扇三角洲和辫状河三角洲沉积。研究表明其储层主要为砂砾岩和含砾粗砂岩等粗碎屑岩。沙河子组储层孔隙包括原生粒间孔和次生孔隙，孔隙度主要分布在2%~8%，渗透率多小于0.1×10^-3 μm²，为致密储层。沙河子组储层发育的控制因素包括埋深、沉积相带、岩石类型和次生成岩作用，埋藏浅的扇三角洲（辫状河三角洲）前缘、平原相砂砾岩储层物性好，含火山碎屑物质的砂岩、砂砾岩易于形成溶蚀孔隙，改善储集性能。徐家围子断陷沙河子组有利储层主要位于埋深小于4 000 m的安达东、西两侧的扇三角洲前缘、平原区和徐东、徐西的构造高部位扇体发育区，埋藏较浅的安达中部滨浅湖相和埋藏较深的徐东、徐西斜坡扇体发育区也是较有利的储层发育区。     

松辽盆地徐家围子断陷沙河子组物源特征及对储集砂体的控制作用

综合砂岩轻、重矿物组成和砾岩砾石成分分析,在明确松辽盆地徐家围子断陷不同构造单元母岩性质的基础上,结合地震特殊反射特征建立各构造单元物源方向,明确物源对储集砂体展布、物性形成的控制。结果表明：①安达地区母岩为西北部安达凸起的酸性火山岩,物源方向为南西向;徐西凹陷母岩为西部中央古隆起的酸性、中基性火山岩,物源方向以东西向为主;宋站地区和徐东凹陷母岩为徐东斜坡的中基性火山岩和变质岩,物源方向以北东向、东西向为主。②西部、西北部物源规模较小,在断陷西侧陡坡带形成一系列沿断裂呈孤立点状分布的扇三角洲沉积体,砂体厚度大但延伸距离短;东部物源规模较大,在断陷东侧缓坡带形成连片叠置的辫状河三角洲沉积,砂体较薄但平面分布广。③西部陡坡带砂体粒度粗,抗压实能力强,在深埋条件下仍保留部分原生孔隙;东侧缓坡带砂体碎屑颗粒细、岩屑等塑性组分含量高,压实减孔严重,但紧邻煤层和湖相泥岩环境有利于有机酸进入造成岩屑、长石广泛溶蚀,极大地改善了储层物性。     

强烈断陷期小型湖盆沉积充填演化特征——以松辽盆地徐家围子断陷宋站地区沙河子组为例

松辽盆地徐家围子断陷北部宋站地区属于小型断陷湖盆沉积区。最新钻井资料显示,该类型断陷盆地也具有较好的天然气勘探潜力,可作为大庆深层天然气勘探的重要接替领域。以徐家围子北部宋站地区沙河子组为研究对象,在总结对比前人研究成果的基础上,综合运用岩心、录井、常规测井以及三维地震资料对强烈断陷期小型湖盆的层序地层、沉积体系以及盆地充填演化规律进行了深入分析。研究认为,宋站地区沙河子组可划分为1个二级层序,4个三级层序。三级层序内部根据湖泛面又可分为低位体系域（LST）、湖侵体系域（TST）和高位体系域（HST）。在沉积过程中,沙河子组主要发育辫状河三角洲、扇三角洲、湖泊以及火山碎屑岩沉积等4种沉积相类型。研究区的沉积充填演化规律与大型的断陷盆地相比有所不同,表现为在强烈断陷早期,无论是在陡坡带还是在缓坡带,均以发育扇三角洲沉积为主;随着盆地范围的扩张,不同构造部位上的沉积相带的分异特征才逐渐显现。但湖泊相带受短轴物源供给的影响分布较为局限,常被分割成若干个小型滨浅湖沉积区,形成多个沉积中心,从而也导致了盆地不同区域沉积地层厚度差异极大的特征。据此,深入探讨了宋站地区沙河子组的沉积充填演化过程,提出了陆相小型窄断陷湖盆的沉积模式。     

松辽盆地梨树断陷金山气田沙河子组沉积相研究

针对金山气田储层岩性和沉积环境复杂多样等难点,通过开展地质录井和测井的观察、描述、解释与对比研究,依据主要含气层位沙河子组的岩石组合、沉积构造、剖面结构和测井相组合特征,综合研究认为金山气田沙河子组沉积期陡坡带发育水下扇沉积体系、缓坡带发育扇三角洲沉积体系。其中砾石坝、辫状水道为最有利的储集相带。纵向上,沙河子组沉积期由沙四段、沙三段→沙二段→沙一段,扇三角洲的主河道越来越发育,而且河道呈由东向西摆动。综合地质研究成果建立了金山气田沙河子组的沉积模式图。图10参10     

松辽盆地徐家围子断陷白垩系沙河子组深层致密气成藏机理及勘探突破

松辽盆地徐家围子断陷沙河子组砂砾岩埋深大、岩性致密,目前对其成藏控制因素认识不足,且受投资成本和勘探开发技术的制约,沙河子组一直未能实现储量和产量的突破。使用地震、岩心、测井、录井及地质分析化验资料,从煤系烃源岩生烃潜力、致密砂砾岩展布、储集物性、地层超压等方面分析了沙河子组致密气成藏控制因素,力图寻找富气甜点、指导井位部署。结果表明,沙河子组储层与烃源岩叠置,致密非浮力成藏动力过程致使异常高压的出现,并造就了满盆含气的格局。沙河子组致密砂砾岩储层在纵横向上叠置发育,储层内部发育的多层高孔渗带成为致密砂砾岩气藏的“甜点”。在致密气成藏理论的指导下,精准刻画了优质富气“甜点”的分布并设计了最优气井轨迹,充分发挥地质工程一体化优势,以优快钻井和最优改造体积为目标,部署了宋深9-平5井,测试产量达106×10⁴m³/d,取得了沙河子组致密气藏的重大突破,为后期松辽盆地沙河子组致密气藏勘探开发带来了广阔的前景。     

徐家围子断陷断层相关褶皱类型及演化模式

徐家围子断陷具有良好的天然气勘探前景.为了搞清徐家围子断陷构造及其演化特征,采用断层相关褶皱的原理和几何分析方法,利用平衡剖面的模拟技术,对徐家围子断陷断层相关褶皱类型及演化模式进行了探讨.研究认为:徐家围子断陷建造期发育正断层相关褶皱,改造期发育断层转折褶皱,正断层相关褶皱具有控盆和控隆作用,控制了徐中隆起、徐西坳陷和徐东坳陷的形成和发育,断层转折褶皱具有控制构造带和局部构造的作用,是有利的油气聚集区.     

徐家围子断陷气源断裂输导天然气能力评价

为了研究气源断裂在松辽盆地徐家围子断陷火山岩天然气成藏中的作用,以气源断裂输导天然气机理及影响因素研究为基础,通过考虑断裂输导天然气能力和源岩供气条件,建立了一套气源断裂输导天然气能力综合定量评价方法,对徐家围子断陷火山岩储层中气源断裂输导天然气能力进行了综合定量评价。结果表明:徐家围子断陷火山岩储层中气源断裂在徐深301井附近输导天然气能力最强;达深1井以北、肇深5井东南、朝深2井北部和汪深101井—芳深9井以东地区,气源断裂输导天然气能力相对较强,应是天然气成藏的有利地区,目前这些地区已发现了大量营城组火山岩气藏;朝深2井东北和达深1井西北地区气源断裂输导天然气能力强,应是徐家围子断陷火山岩天然气下步勘探的有利地区。     

松辽盆地徐家围子断陷营四段沉积相研究

徐家围子断陷是一个构造格局呈西断东超、地层厚度西厚东薄的箕状断陷盆地,在沉积上具有多沉积中心、多物源和近物源的特征,北部安达地区火山是主要物源区。通过对研究区20多口井的岩心观察、以及测井、录井、地震和分析化验资料等的综合研究认为,徐家围子断陷营四段主要发育一套以粗砂岩—粗砾岩为主的河湖相粗碎屑沉积,主要发育7大岩相类型和5大沉积体系;其中,营四段下亚段在研究区北部主要发育扇三角洲沉积体系,南部则主要发育冲积扇和泛滥盆地;营四段上亚段,在宋西断层以东主要发育辫状三角洲体系,而以西主要发育扇三角洲沉积体系,南部则主要发育河流三角洲体系;在各沉积体系前缘则发育滨浅湖沉积。     

松辽盆地徐家围子断陷营城组火山岩储集空间演化

松辽盆地徐家围子断陷在营城组火山岩中获得商业气流,但各井的产量存在较大差异,这不仅与火山岩的分布有关,而且还与火山岩储层储集空间的发育程度有关。通过岩心、薄片、扫描电镜等资料的分析研究,该区主要的储集岩石类型为各类火山熔岩和火山角砾岩,储集空间有原生和次生两类,虽然原生储集空间所占比例较小,但它为后期的改造提供有利条件。火山岩储集空间的发育演化划分出4个阶段:第一阶段为原生储集空间形成阶段,第二阶段为风化淋滤阶段,这两个阶段以建设作用为主;第三阶段为浅埋藏及构造裂隙发育阶段,建设和破坏作用共存,但以建设作用为主; 第四阶段为深埋藏阶段,以破坏作用为主。     

徐家围子断陷深层天然气地球化学特征及成因

以试气井段为单位对徐家围子断陷深层天然气进行分析,探索各气藏天然气组成及碳同位素的分布规律。研究表明:乙烷碳同位素在平面上存在明显差异,断陷边部乙烷碳同位素较重,具有煤型气特征,断陷中部乙烷碳同位素较轻,达到油型气标准;天然气C_5以上的重烃碳同位素异常轻,可能来源于原油裂解;碳同位素反序的天然气不一定是无机成因,复杂的碳同位素序列可能是油型气和煤型气混合造成;无机成因烃气数量甚微,不可能单独成藏。     

徐家围子断陷营城组火山岩断盖时空匹配及其对天然气成藏的控制作用

为研究徐家围子断陷营城组火山岩中天然气分布规律,在分析油源断裂分布及其输导天然气时期和盖层分布及其封闭能力形成时期的基础上,通过比较盖层断接厚度与其封气所需最小断接厚度的相对大小和盖层封闭能力形成时期与油源断裂输导天然气时期的相对早晚,对徐家围子断陷营城组火山岩断盖时空匹配关系进行研究,并结合天然气分布研究断盖时空匹配关系对天然气成藏与分布的控制作用。研究结果表明:徐家围子断陷营一段顶火山岩非封闭型断盖空间匹配关系区主要分布在断陷南部、中部、西部和东部相对较大油源断裂处,其余油源断裂处和油源断裂不发育区皆为封闭型断盖空间匹配关系区;登二段泥岩非封闭型断盖空间匹配关系区主要分布在断陷南部、中部和中北部相对较大油源断裂处,其余油源断裂处和油源断裂不发育区也为封闭型断盖空间匹配关系区。青山口组—姚家组沉积时期、嫩江组沉积末期和明水组沉积末期断盖时间匹配关系相对较好,而火石岭组—营城组沉积时期和古近系沉积末期匹配关系相对较差。断盖时空匹配关系对营城组火山岩天然气成藏与分布的控制作用主要表现在2个方面:封闭型断盖空间匹配关系区是营城组火山岩天然气成藏的有利区;断盖时间匹配关系控制着营城组天然气成藏时期。研究成果对指导徐家围子断陷营城组火山岩天然气勘探具有重要意义。     

徐家围子断陷深层烃源岩生烃条件研究

松辽盆地徐家围子断陷4套烃源岩中沙河子组暗色泥岩和煤层最为发育，其平均有机碳值分别为1.59%和32.8%，原始生烃潜力较大；有机质类型以Ⅲ型为主，少量为Ⅰ型和Ⅱ型，以生气为主；断陷边部烃源岩大都处于高成熟阶段，断陷中部沙河子组烃源岩R_o全部大于2.0%，处于过成熟阶段。徐家围子断陷从火石岭组沉积开始，大地热流值逐渐升高，白垩纪末期达到最大值2.3 HFU，然后地层逐渐冷却，大地热流值降至现今的1.75 HFU。徐深1井沙河子组暗色泥岩到现今的累积生气强度达到38×10⁸m³/km²，达到形成大气田的气源条件。距今90 Ma和80 Ma出现2次显著的生气高峰，对应泉头组沉积时期和姚家组沉积时期，区域盖层已经完全具有封闭能力，对天然气的后期保存比较有利。     

断陷湖盆致密砂砾岩储层特征及主控因素

为了明确徐家围子断陷沙河子组致密砂砾岩储层发育特征和控制因素,通过岩心观察、薄片分析、电镜扫描、压汞分析和岩石物性测试等手段,对储层的岩石学、储集空间、沉积作用、成岩作用等与物性关系进行了分析。结果表明:砂砾岩储层富含长石、火山岩屑、填隙物等低成熟组分,分选差,岩石颗粒多常见线—凹凸接触;储集空间类型主要为长石溶孔、岩屑溶孔,其次为残余粒间孔、晶间孔、微裂缝;致密砂砾岩孔隙度多数小于6%,渗透率一般小于0.1×10~(-3)μm~2,平均孔喉半径0.01～0.14μm,排驱压力高,孔喉连通性差;储层特征受沉积和成岩作用共同控制,砂砾岩孔隙度与刚性、塑性组分含量密切相关,扇三角洲和辫状河三角洲河道砂体物性较好,强烈压实作用平均减少孔隙度15%～20%,有机酸溶蚀作用平均增加孔隙度4.7%,晚期胶结通过充填残余粒间孔和溶蚀孔平均减少孔隙度4.2%。