柴达木盆地石炭系油气调查最新进展

柴达木盆地石炭系是海相油气勘探的新领域,通过对柴达木盆地石炭系油气地质条件进行调查,评价其资源潜力,为该区寻找油气战略接替区提供科学依据。以柴达木盆地石炭系为主要目标,通过调查和研究,首次获得柴达木盆地石炭系油气流,在柴达木盆地古生界海相新层系油气方面取得重要发现; 综合区域调查、平衡剖面反演及镜质体反射率等分析,获取柴达木盆地主要构造运动期次; 结合盆地模拟技术,重建了石炭系埋藏史,分析了柴达木盆地德令哈坳陷石炭系烃源岩油气地化指标,研究了烃源岩生烃演化史。研究表明: 柴达木盆地德令哈坳陷石炭系烃源岩广泛发育,有机质丰度较高,埋深较大,但未发生变质,处于成熟—高成熟阶段; 德令哈坳陷石炭系埋藏史主要表现为快速埋藏期、稳定期与强烈抬升剥蚀期,新生代以来沉降史与抬升剥蚀史存在着差异; 石炭系烃源岩热演化史主要表现为“存在二次生烃,晚期生烃为主”的特点,主要受该区构造运动控制; 柴达木盆地热演化总体表现为缓慢降低的趋势,主要受控于柴达木盆地岩浆热事件与构造活动。调查分析表明,新层系石炭系油气条件良好,资源前景广阔,是柴达木盆地下一步勘探的接替层系。     

柴达木盆地德令哈坳陷石炭系烃源岩成熟度演化史

德令哈坳陷是柴达木盆地石炭系具有勘探前景的地区。综合区域调查、平衡剖面反演、镜质体反射率等分析,获取了柴达木盆地主要构造运动期次,并结合盆地模拟技术,重建了石炭系埋藏史;结合石炭系烃源岩油气地化指标,研究了德令哈坳陷石炭系烃源岩热演化史。研究表明,德令哈坳陷内石炭系烃源岩广泛发育,有机质丰度较高,埋深较大,但未发生变质,处于成熟-高成熟阶段。德令哈坳陷石炭系埋藏史主要表现为晚石炭世、中侏罗世早期-晚白垩世、渐新世晚期-中新世为快速埋藏期,早二叠世-晚三叠世、早白垩世-始新世为稳定期,晚三叠世末-晚侏罗世、始新世末-中新世、中新世末以来为强烈抬升剥蚀期,沉降史与抬升剥蚀史新生代以来存在着差异;石炭系烃源岩热演化史主要表现为"二次生烃、晚期生烃为主"的特点,主要受控于区域构造运动。晚古生代以来柴达木盆地热演化总体表现为缓慢降低的特征,主要受控于柴达木盆地岩浆热事件与构造活动特征。      

柴达木盆地石炭系油气资源调查评价进展

柴达木盆地是我国大型含油气盆地之一,已经发现的油气主要来自中新生界地层。作者通过近年来对柴达木盆地石炭系油气资源的调查研究,证实柴达木盆地内石炭系地层分布广泛,厚度大。石炭系分布范围达10万km2。厚度大于1000m的范围达5.71万km2。盆地石炭系发育良好的烃源岩,石炭系地层普遍发育厚层油砂,显示石炭系具有很好生烃能力和油气运移过程。石炭系构造变形主要发生在新近纪末,之前的构造变形较弱,有利于石炭系油气保存。初步评价柴达木盆地石炭系油气资源量为6.14×108～7.23×108t。显示柴达木盆地石炭系油气资源潜力很大,是油气资源战略突破的新领域。     

柴达木盆地中、新生代构造演化及其对油气的控制

柴达木盆地中、新生代沉积构造演化经历了5个阶段:早、中侏罗世伸展断陷阶段,晚侏罗世—白垩纪挤压反转阶段,古近纪弱断陷阶段,新近纪的中新世—上新世早期坳陷阶段和上新世晚期—全新世挤压反转阶段。沉积构造演化控制盆地烃源岩的展布,盆地演化过程中的两次挤压反转期是圈闭构造的主要形成期,控制盆地油气分布。     

流体包裹体在研究柴达木盆地东北缘石炭系页岩油气成藏中的应用

正近年来,流体包裹体已成为常规油气地质领域研究油气成藏期次和时间、成矿流体性质、来源、油气运移充注途径和古地温恢复等方面的关键技术方法(卢焕章等,2004)。目前,流体包裹体并未被广泛应用于的页岩油气藏研究中,主要是因为页岩油气储层中的成岩矿物普遍过于细小,给包裹体的测试带来了极大的困难,困扰了流体包裹体研究在页岩中的发展。但是,以往的研究发现,页岩     

柴达木盆地石炭系沉积相及其与烃源岩的关系

在实地观测柴达木盆地石炭系野外露头剖面岩性和生物特征的基础上,详细研究了柴达木盆地石炭系的沉积相类型及特征,探讨了石炭纪不同阶段的沉积演化以及沉积相对烃源岩发育的控制作用。柴达木盆地石炭系主要发育陆表海,可划分为三大沉积相:滨岸相、碳酸盐岩台地相、浅海陆棚相;六个亚相:浅滩亚相、潮坪亚相、沼泽亚相、开阔台地亚相、局限台地亚相、内陆棚亚相。石炭纪沉积演化经历了早石炭世两次海侵和晚石炭世的持续海侵,沉积环境由滨海向浅海过渡,以海陆交互沉积环境为主,大面积的海进使得北部山前局部地区出现地层超覆现象。沉积相控制了烃源岩的分布:柴达木盆地东北缘石炭系的潮坪亚相、浅海陆棚亚相广泛发育泥岩、炭质泥岩及碳酸盐岩,可作为有利的生烃源岩;柴西南缘下石炭统的局限台地亚相是碳酸盐台地上局部相对闭塞的地带,由于水体相对较深,水动能较低,沉积物中有机质丰富,也是有利的生烃源岩发育区。      

柴达木盆地北缘油气分布的构造控制作用

该区中新生代形成了伸展构造、扭动构造、逆冲－褶皱构造等构造样式。早、中侏罗世形成的正断层组合构造样式，可形成一些小规模油气藏。老第三纪形成的压扭性构造对油气的聚集有重要控制作用。而新第三纪－第四纪形成的塑冲－褶皱构造的含油气性差异很大，在早期断层基础上发育的逆冲－褶皱构造有利于油气分布，而新形成的逆冲－褶皱构造，通常不利于油气聚集，构造应力对油气的运移聚集有重要影响，构造应力变化速率引起的应力驱动，是油气沿断层垂向运移的主要动力，在断层附近应力值适中、岩石扩容量较大、微裂缝发育的区域，是油气聚集的有利场所。     

柴达木盆地北缘石炭系顶、底界线再认识

根据近年来确定的国际年代地层界线标准讨论了柴达木盆地北缘石炭系的顶、底界线。把石炭系的底界置于陆相沉积的阿木尼克组和海相沉积的穿山沟组之间。认为阿木尼克组可以与泥盆、石炭纪之交的全球性海退事件层对比 ,穿山沟组底界是这个海退事件层之上的海进面 ,相当于三级层序初始海泛面。把石炭、二叠系界线置于扎布萨尕秀组上段类Pseudoschwagerina组合带或Sphaeroschwagerina带之底部。这个界线大体相当于以牙形石Streptognathodusisolatus首现为标志确定的二叠系底界。     

应用流体包裹体研究油气成藏期次——以柴达木盆地南八仙油田第三系储层为例

储层中的流体包裹体是储层成岩过程被自生矿物晶格所捕获而形成的油气水包裹体 ,它们记录了油气水充注储层时的组成、性质以及物理化学条件。不同自生矿物或不同期次的胶结矿物捕获的包裹体 ,其组成和物理化学性质不同 ,这些特征是油气藏形成演化历史的直接标志。柴达木盆地南八仙油田是一个侏罗系生烃、第三系储集的成藏系统。文章通过包裹体类型、成岩矿物期次、烃类包裹体成分以及均一化温度和盐度等分析 ,证明南八仙油田上第三系与下第三系有着不同的油气注入和成藏期次 :下第三系的油气藏为两期充注的结果 ,而上第三系油气藏则主要为一期成藏。结合区域构造演化史以及南八仙第三系埋藏史和古地温资料推断 ,南八仙油田下第三系油气藏形成的地质时期为渐新世和上新世 ,上第三系油气成藏的地质时期为上新世。     

柴达木盆地北缘东段石炭系残留分布及控制因素

柴达木盆地北缘东段石炭系是侏罗系之外的另一套有利生烃层系,针对前人“石炭系为广泛分布于柴达木盆地各残留凹陷”的普遍认识与实际钻探不相符的矛盾,笔者充分利用野外地质调查、钻井、地震、电法等成果资料,通过露头引层、钻井标定、地震相与速度谱识别等方法手段,进行了石炭系顶底界面的追踪解释,重新厘定了柴北缘东段石炭系残留地层分布,并通过平衡剖面恢复分析了自古生代以来的构造演化特征及其对石炭系残留分布的控制作用。结果表明,柴达木盆地东部石炭系平面上残留分布于西段的尕丘凹陷和东段的欧南、霍布逊、德令哈等凹陷,发育尕丘、欧南、霍布逊等多个厚度中心;西段尕西-鱼卡凹陷、马海大红沟凸起、大柴旦凹陷、红山-小柴旦凹陷等基本无石炭系残留;印支末期构造运动造成不同构造单元的差异隆升剥蚀是控制石炭系残留分布及其厚度差异的主要因素,燕山晚期和喜山晚期构造运动造成残留分布的分隔性较强。     

柴达木盆地德令哈坳陷石炭系页岩气系统评价

石炭系是柴达木盆地油气勘探的新层系,油气勘探程度低,但发育厚度大的高有机质丰度泥页岩,具有很好的页岩气资源潜力。通过对德令哈坳陷石炭系露头剖面进行实测和钻井岩心分析,明确石炭系泥页岩空间展布特征。测定样品有机地球化学参数、孔渗特征,并且进行等温吸附和渗流实验,分析其储集特征。结合德参1井盆地模拟分析,研究石炭系页岩气成藏事件,划分德令哈坳陷石炭系页岩气系统。研究表明：石炭系泥页岩广泛发育,埋深较大但未发生变质;泥页岩有机质丰度较高,有机质类型主要为Ⅱ2型和Ⅲ型,处于成熟-高成熟演化阶段;上石炭统泥页岩发育优于下石炭统;泥页岩表现为低孔低渗特征,孔隙度在1.89%~5.48%,渗透率为(0.115~2.7)×10-7 μm2;上覆地层发育厚层泥页岩可以提供良好的盖层条件;古近纪末-现今为页岩气系统形成的关键时期;上石炭统克鲁克组钻遇天然气显示,证实了德令哈坳陷石炭系页岩气系统的存在。在泥页岩厚度、埋深、TOC含量、成熟度等条件综合评价基础上,将德令哈坳陷划分为德令哈页岩气系统与埃北页岩气系统。     

柴达木盆地东部地区石炭系泥页岩生烃条件及选区

柴达木盆地石炭系露头、钻井资料均揭示,其为海相沉积烃源岩,且石炭系泥页岩气展现出良好的勘探前景。对柴达木盆地东部石炭系泥页岩沉积环境、有机质丰度、类型和演化程度进行综合评价,利用野外露头、探井、地震、非震等资料证实了石炭系的残留及分布。研究认为,柴东地区石炭系泥页岩主要集中在上石炭统滨岸潮坪沉积的克鲁克组,发育炭质泥页岩、暗色泥岩2种烃源岩,有机碳均值为3.08%,有机质类型为Ⅱ-Ⅲ型,处于成熟-高成熟演化阶段,73%的样品达到中等-好烃源岩。平面上主要分布于尕丘、欧南、霍布逊和德令哈凹陷,分隔性较强,具有多个厚度中心,其中以欧南凹陷石灰沟地区和霍布逊凹陷落实程度高、资源潜力大,是泥页岩气最有利的发育区。     

柴达木盆地东部石炭系海陆过渡相煤系页岩气地球化学特征及成因

为了弄清柴达木盆地东部石炭系海陆过渡相页岩气特征和成因,选取柴页2井石炭系克鲁克组泥页岩和页岩气样品展开地球化学研究。通过对泥页岩样品热解和镜检实验,页岩气现场解析、室内气体组分测试和碳同位素分析,取得以下认识：柴达木盆地上石炭统海陆过渡相煤系地层发育暗色泥页岩、碳质泥页岩、煤和泥灰岩4类富有机质沉积,TOC含量平均值分别为3.46%、12.34%、77.62%和1.89%,以Ⅲ型和Ⅱ2型干酪根为主,处于高成熟演化阶段,具备生成大量页岩气的物质基础。柴页2井现场解析气中氮气含量较高,含极少量Ar和He,烃类气体以甲烷为主,总体为干气;甲烷稳定碳同位素组成主要分布在-48.6‰～-39.8‰,介于海相和陆相页岩气之间,随深度增大,呈现碳同位素偏重的现象;页岩气以热成因气为主,其次是生物成因气。     

柴达木盆地东部石炭系页岩气储层渗流特征研究

页岩气是一种潜在资源量巨大的非常规天然气资源,页岩气藏具有多尺度的孔渗结构及多种渗流形态,研究页岩气藏储渗特征能够为页岩气的勘探开发提供理论支撑。该研究选取了柴达木盆地东部石炭系克鲁克组与怀头他拉组的页岩钻井岩心共5个样品,应用氩离子抛光扫描电镜实验与孔径分布测试(包括压汞法、氮气吸附法、二氧化碳吸附法)对页岩的孔隙结构特征进行定性定量测试。基于页岩气质量流量渗流模型,给出页岩表观渗透率与平均压力的关系。通过甲烷渗流模拟实验测定页岩的表观渗透率。从表观渗透率随平均压力的变化特征出发,分析页岩储层中的气体渗流规律。研究结果表明：页岩气的渗流形态包括滑脱流、扩散流及达西流。在低压情况下,渗透率低的页岩中以扩散流为主,其次为滑脱流。随渗透率的增大,渗流主要形式转变为滑脱流。当压力大于2 MPa时渗流形态以达西流为主,滑脱与扩散行为不明显。研究区内页岩微孔与中孔发育较多,达西渗透率与大孔的孔隙体积相关性较大,扩散流对表观渗透率的贡献与50 nm以下的孔隙孔体积比例有一定的相关性。低压下扩散流对表观渗透率的贡献较大,扩散流是一种非常重要的页岩气运移形式。     

柴达木盆地东部石炭系页岩三维裂缝网络模型研究

裂缝既是页岩气的聚集空间,同时也是页岩气的运移通道, 对页岩气成藏起着重要控制作用。裂缝的产状、密度、组合特征等很大程度上决定了页岩气是否具有开发价值。该研究对柴达木盆地东部的13个露头的岩石裂缝进行了野外观测统计,实测裂缝1 000多条,选取了三个具有代表性的页岩露头进行统计分析建模。通过野外观测和室内统计分析发现,工作区页岩裂缝发育有三组(某些地段一组不发育),各组裂缝的方向满足Fisher分布,迹线长度满足对数正态分布。确定了各组裂缝方向、长度的均值和方差,以及各组裂缝的密度,建立了三维裂缝网络模型,绘出了模拟的三维裂缝网络图。裂缝三维模型为圆盘模型,即假设单个裂缝三维空间上具有圆盘形状。建模过程采用了逆建模方法,其基本原则是通过拟合实测的二维露头观测数据,优化裂缝三维大小和密度参数,使模型能够准确再现野外所观测到的实际现象,包括露头面上不同裂缝的数量、密度和长度。该研究对柴达木盆地东部石炭系页岩裂缝描述达到了定量化,为研究页岩中油气运移提供了很好的基础数据。     

柴达木盆地北缘侏罗系页岩油气成藏条件地质地球化学分析

基于柴达木盆地北缘侏罗系中下统富有机质泥页岩厚度、有机地化特征、物性及泥页岩含油气性等的分析研究,探讨了该地区页岩油气成藏的地质条件,对有利的勘探层段和区带进行了预测。结果表明,柴达木盆地北缘湖西山组和大煤沟组富有机质泥页岩厚度大,有机碳含量多在1.5%以上;有机质类型主要为Ⅱ和Ⅲ型;有机质成熟度从未成熟至过成熟皆有;泥页岩中脆性矿物含量约占50%,孔隙度多在1%~8%之间,孔隙类型多样。湖西山组和大煤沟组泥页岩显示出较强的吸附气体能力,多口钻井在泥页岩段存在明显全烃异常。综上表明,柴达木盆地北缘地区湖西山组、大煤沟组2个层位具备形成页岩油气的地质条件,其中湖西山组中上部泥页岩段为页岩油气有利层段,有利区在冷湖4号-5号构造一带;大煤沟组五段为页岩气有利层段、大煤沟组七段为页岩油有利层段,有利区分布于苏干湖坳陷、鱼卡断陷、红山断陷、欧南凹陷和德令哈断陷东部、南部区。     

柴达木盆地东北缘石炭系生物礁发育特征及其地质意义

对柴达木盆地东北缘石炭系地层中生物礁的发育特征及区域展布进行了系统阐述。基于野外实地考察与室内镜下分析,采用地球化学与岩石学方法相结合,总结归纳柴达木盆地东北缘石炭系生物礁的岩石学特征、生物特征以及地层特征,分析生物礁主要产出层位及规模大小,探讨其古环境与油气地质意义。研究结果表明:柴达木盆地东北缘石炭系造礁生物主要为四射珊瑚,其次为横板珊瑚,发育锥状、盘状的单体珊瑚和管状、丛状、蜂窝状的群体珊瑚,附礁生物为腕足、等;珊瑚礁在岩层中以点状产出,呈不连续带状分布,依据其在地层中的发育规律与展布特征,分为簇状竖直丛生管状珊瑚、簇状水平延伸管状珊瑚以及簇状顶端向下倾斜管状珊瑚;根据岩石中的生物颗粒含量,生物礁灰岩储层岩石类型分为珊瑚骨架灰岩、珊瑚颗粒石灰岩、生物颗粒质石灰岩、含生物颗粒石灰岩以及泥晶灰岩。柴达木盆地东北缘早石炭世以碳酸盐台地环境为主,晚石炭世以海陆交互的潮坪环境为主。研究区石炭系生物礁主要位于下石炭统怀头他拉组三、四段,在石灰沟、旺尕秀等剖面可见厚层油砂,指示柴达木盆地东北缘石炭系具有良好的生烃潜力。