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塔里木盆地东北缘兴地断裂以北地区下寒武统富有机质泥页岩沉积环境与发育机制

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古地理学报 2023年第6期25卷 1235-1256页

作者：胡宗全高志前刘旺威卫端页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京100083 中国石化页岩油气勘探开发重点实验室北京100083 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院北京100083 中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所江苏无锡214151

富有机质泥页岩中往往蕴含着丰富的油气资源,而其沉积环境与发育机制是评价预测有利勘探目标的重要基础。通过露头描述、薄片观察、地化分析等手段,对塔里木盆地东北缘(塔东北)兴地断裂以北地区下寒武统泥页岩的岩石类型、沉积环境和发... 详细信息

富有机质泥页岩中往往蕴含着丰富的油气资源,而其沉积环境与发育机制是评价预测有利勘探目标的重要基础。通过露头描述、薄片观察、地化分析等手段,对塔里木盆地东北缘(塔东北)兴地断裂以北地区下寒武统泥页岩的岩石类型、沉积环境和发育机制开展研究。在西山布拉克组(SQ1)和西大山组(SQ2)2个三级层序中,确定了10类岩石:黄褐色钙质粉砂岩、灰黑色硅质页岩、棕褐色磷质页岩、灰黑色硅质粉砂岩、灰黑色钙质粉砂岩、黑色硅质—泥质页岩、灰色泥质灰岩、灰黑色泥质—钙质页岩、灰色泥质—钙质粉砂岩、灰黑色钙质页岩。西山布拉克组沉积时期(SQ1)水体为强—中等封闭,在厌氧—无氧的环境下主要发育灰黑色硅质页岩、黑色硅质—泥质页岩和棕褐色磷质页岩等盆地相沉积。西大山组沉积时期(SQ2)水体为中等—弱封闭,贫氧—厌氧环境,主要沉积深水陆棚相。还原条件是塔东北下寒武统有机质富集的主控因素,沉积速率是控制有机质富集的次要因素,而古生产力与有机质富集无必然联系。盆内拉张构造背景下的热液事件对有机质兼具控富和降解的作用。SQ1高位体系域时期有机质富集和保存条件最佳。

关键词：富有机质泥页岩发育机制塔里木盆地东北缘寒武系西山布拉克组西大山组

天文旋回在页岩油勘探及富有机质页岩地层等时对比中的应用

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地学前缘 2023年第4期30卷 142-151页

作者：石巨业金之钧刘全有樊太亮高志前王宏语中国地质大学(北京)能源学院北京100083 页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京102206 北京大学能源研究院北京100871

地球演化过程中存在着不同尺度旋回性,其时间跨度可以由一天至数亿年。地球轨道周期驱动的轨道尺度的沉积旋回,是目前定量化地层划分对比研究最好的时间尺度选择。富有机质页岩的连续性使得轨道尺度的天文旋回更容易保存,而米氏旋回的... 详细信息

地球演化过程中存在着不同尺度旋回性,其时间跨度可以由一天至数亿年。地球轨道周期驱动的轨道尺度的沉积旋回,是目前定量化地层划分对比研究最好的时间尺度选择。富有机质页岩的连续性使得轨道尺度的天文旋回更容易保存,而米氏旋回的“时间内涵”是进行地层等时对比的有效手段,可以对富有机质页岩进行高精度的地层划分和对比。本文以中国东部渤海湾盆地东营凹陷页岩油勘探的主力烃源岩层段为例,利用地球轨道周期实现陆相富有机质页岩多尺度地层等时对比,相关研究具有重要的科学和页岩油勘探指导意义。以斜率作为地层划分与对比的基本单元,实现东营凹陷富有机质页岩六级层序等时对比,误差小于4万年。通过天文年代标尺的区域对比,明确东营凹陷页岩油高产层段时间为42.85~41.85 Ma,在E2-E4这3个长偏心率周期范围内,与斜率周期的高振幅段恰巧吻合,推测其与斜率周期驱动的纹层状页岩发育所导致的页岩油高产有关。地球轨道周期具有较高的时间分辨率且较容易识别,万年级的年代框架为陆相页岩高精度等时对比提供了可能,可为页岩油勘探中优质烃源岩层段预测提供精细年代框架。

关键词：旋回地层学页岩油细粒沉积岩高频层序米兰科维奇理论天文年代表

塔河油田主体区下奥陶统小尺度缝洞体形成机制与分布预测

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地学前缘 2023年第4期30卷 51-64页

作者：张娟谢润成杨敏高志前王明张长建王虹中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国石油化工股份有限公司西北油田分公司新疆乌鲁木齐830011 成都理工大学能源学院四川成都610059

塔河油田奥陶系碳酸盐岩储层的开发方向已逐渐从地震反射的“串珠型”缝洞储层转移到“非串珠”型的小缝洞储层,确定小尺度缝洞的形成机制和发育规律是提高此类储量动用率的关键。本次研究对塔河油田主体区岩心和薄片开展了缝洞描述,确... 详细信息

塔河油田奥陶系碳酸盐岩储层的开发方向已逐渐从地震反射的“串珠型”缝洞储层转移到“非串珠”型的小缝洞储层,确定小尺度缝洞的形成机制和发育规律是提高此类储量动用率的关键。本次研究对塔河油田主体区岩心和薄片开展了缝洞描述,确定了小尺度缝洞的裂缝成因类型、缝洞参数和充填性质等特征。研究区裂缝划分为构造裂缝和非构造成因裂缝,呈高角度或垂直产状,构造裂缝充填程度弱于风化裂缝;孔洞的充填程度相对较高,但仍存在残留的孔隙空间。基于古岩溶地貌、局部残丘构造幅度的刻画、断裂特征分析和构造应力场模拟,确定了小尺度缝洞体的形成机制。小尺度缝洞的形成受古岩溶地貌、局部残丘构造幅度、断裂和构造应力场综合控制。地貌相对高部位利于岩溶的发生,主体东区地貌整体较主体西区高,缝洞相对西区更发育。残丘构造幅度也影响了岩溶储层的分布差异,残丘缓翼构造坡度相对较缓,利于水岩充分反应,更利于岩溶储层形成。主大断裂控制大尺度溶洞的形成,同时大溶洞和断裂又控制着小尺度缝洞的发育,深部小尺度缝洞受断裂控制的发育深度可达T_7~4界面以下200 m深度。构造应力场影响着构造裂缝的分布,构造裂缝的形成又为孔洞的形成提供了溶蚀通道,间接控制着小尺度缝洞体的分布。在小尺度缝洞形成机制分析的基础上,建立了基于非线性神经网络深度学习算法的小尺度缝洞预测方法,确定了小尺度缝洞平面分布,预测结果与单井缝洞发育情况和初期产液能力相匹配。研究成果为油田整体动用小尺度缝洞储量奠定了技术基础。

关键词：小尺度缝洞形成机制缝洞预测塔河油田下奥陶统鹰山组主体区

塔北深层海相碳酸盐岩断溶体成藏认识及油藏特征

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地学前缘 2023年第4期30卷 43-50页

作者：杨德彬鲁新便高志前曹飞汪彦鲍典李生青中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国石油化工股份有限公司西北油田分公司新疆乌鲁木齐830011

根据塔北地区海相碳酸盐岩油藏勘探开发实践,基于对断裂破碎作用、岩溶作用及溶蚀断裂带的控储、控藏特征研究,创新提出的“断溶体”圈闭(油藏)概念,业已成为碳酸盐岩油气勘探开发的新目标、新类型,丰富了海相碳酸盐岩油气藏理论认识。... 详细信息

根据塔北地区海相碳酸盐岩油藏勘探开发实践,基于对断裂破碎作用、岩溶作用及溶蚀断裂带的控储、控藏特征研究,创新提出的“断溶体”圈闭(油藏)概念,业已成为碳酸盐岩油气勘探开发的新目标、新类型,丰富了海相碳酸盐岩油气藏理论认识。断溶体油藏宏观上具有“断溶控储、深断控藏、物性圈闭、垂向疏导、复式聚集、分段成藏”的成藏特征。断溶体油气藏沿断裂破碎带呈条带状分布,其宏观展布不受局部构造控制,油气藏无统一油水界面。基于以上地质条件的耦合,受断裂带结构特征差异的影响,同一断裂带的不同段,其富集、含水及连通特征具有明显差异,具有“一断裂段一单元,一单元一油藏”的特征,与传统的碳酸盐岩构造型、复合型等油藏类型具有显著差别。针对不同的断溶体油藏特征,需有针对性地制定开发治理对策。国内外油气田开发实践证实,包括碳酸盐岩、白云岩和砂岩在内的多种岩性地层中,均发育规模不等的断裂带、裂缝带,重视和深化研究深层海相碳酸盐岩断溶体圈闭(油藏)对油气勘探开发具有重要意义。

关键词：成藏认识油藏特征深层海相断溶体油藏碳酸盐岩塔里木盆地

超深层碳酸盐岩储层地震岩石物理特征和模型表征

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地球物理学报 2023年第1期66卷 16-33页

作者：赵峦啸麻纪强李珂瑊朱津琬高志前何治亮耿建华同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092 同济大学海洋与地球科学学院上海200092 中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国石油化工股份有限公司北京100728

揭示超深层碳酸盐岩储层的地震岩石物理响应机理可以为深储层测井数据解释、地球物理预测提供物理基础,对于深层油气勘探开发、向地球深部进军都有重要意义.深层致密碳酸盐岩储层面临着高温高压、成岩作用显著、异常压力普遍等新的物理... 详细信息

揭示超深层碳酸盐岩储层的地震岩石物理响应机理可以为深储层测井数据解释、地球物理预测提供物理基础,对于深层油气勘探开发、向地球深部进军都有重要意义.深层致密碳酸盐岩储层面临着高温高压、成岩作用显著、异常压力普遍等新的物理环境,其岩石骨架、储集非均质、以及流体属性都将发生系统的变化.通过对塔里木盆地超深层(>7000 m)样品的弹性性质测量,系统的研究了深层碳酸盐岩储层的压力效应和水饱和流体效应,厘清了控制深层碳酸盐岩储层地震弹性性质的二元主控因素:裂隙发育和流体类型.且这二者呈现明显的耦合关系,裂隙越发育,越有利于识别不同流体的弹性特征.深层碳酸盐岩样品整体显示弱VTI(垂直横向各向同性)各向异性特征(<4%),也反映了在微观尺度上,水平裂隙相较于垂直裂隙对地震各向异性的影响更大.孔隙压力和气油比(GOR)对深层条件下油气流体的弹性响应也有较大影响:油气流体的弹性模量随着气油比的增加呈现明显下降,但随着孔隙压力的增加呈现升高趋势.在深储层地震岩石物理响应机理的基础上,建立了表征深层碳酸盐岩储层二元主控因素的地震岩石物理模型,该模型可以有效的刻画裂隙密度、流体类型对深层碳酸盐岩储层地震弹性特征的影响,但用于实际饱和度的定量解释仍存在一定不确定性.

关键词：超深层碳酸盐岩弹性特征地震岩石物理裂隙流体

超深碳酸盐岩油气储层岩石弹性性质高温高压超声实验研究

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地球物理学报 2023年第9期66卷 3959-3974页

作者：耿建华赵峦啸麻纪强朱津琬姚秋粮高志前何治亮海洋地质国家重点实验室(同济大学) 上海200092 同济大学海洋与地球科学学院上海200092 同济大学海洋资源研究中心上海200092 美国休斯顿大学岩石物理实验室 Texas 772045 中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国石油化工股份有限公司北京100728

面向超深碳酸盐岩油气勘探开发中储层精细地震刻画问题,研发了高温(200℃)、高压(200 MPa)岩石弹性性质超声测量系统.收集塔里木盆地9块奥陶系超深碳酸岩储层岩石样品,通过高温高压条件下超声纵、横波速度测量发现,在围压保持69.0 MPa... 详细信息

面向超深碳酸盐岩油气勘探开发中储层精细地震刻画问题,研发了高温(200℃)、高压(200 MPa)岩石弹性性质超声测量系统.收集塔里木盆地9块奥陶系超深碳酸岩储层岩石样品,通过高温高压条件下超声纵、横波速度测量发现,在围压保持69.0 MPa不变的情况下,当温度从25℃上升到200℃时,干岩石样品的纵、横波速度以及体积模量与剪切模量随着温度的升高而下降,纵波速度与体积模量最大降幅分别达到3.54%和7.54%,横波速度与剪切模量最大降幅分别达到4.57%和8.93%;在温度保持200℃不变情况下,当围压从69.0 MPa上升到137.9 MPa时,干岩石样品的纵、横波速度以及体积模量与剪切模量随着围压的升高而升高,纵波速度与体积模量最大升幅分别达到1.78%和3.39%,横波速度与剪切模量最大升幅分别达到1.95%和5.26%.在超深碳酸盐岩油气储层环境下,温度对碳酸盐岩岩石骨架弹性性质的影响可能超过围压对岩石骨架弹性性质的影响.岩石样品温度与围压循环实验表明,干岩石弹性性质与温度以及围压的变化关系不具可逆性,碳酸盐岩岩石样品弹性模量与温度之间总体上存在线性关系,其截距与斜率由碳酸盐岩岩石中方解石的含量控制.

关键词：超深储层碳酸盐岩弹性性质高温高压超声实验

下寒武统黑色岩系沉积环境与控烃差异--以塔里木盆地西北缘和东北缘为例

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断块油气田 2022年第1期29卷 47-52页

作者：杨赟昊高志前樊太亮刘旺威中国石化石油物探技术研究院江苏南京211103 中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所江苏无锡214126

基于对露头剖面的精细观测,文中开展了塔里木盆地西北缘和东北缘下寒武统黑色岩系沉积环境与控烃差异的研究。结果表明:黑色岩系的沉积环境差异整体反映在岩性、沉积相、厚度等方面。西北缘发育潮坪、陆棚等海相烃源岩,岩性以薄层泥页... 详细信息

基于对露头剖面的精细观测,文中开展了塔里木盆地西北缘和东北缘下寒武统黑色岩系沉积环境与控烃差异的研究。结果表明:黑色岩系的沉积环境差异整体反映在岩性、沉积相、厚度等方面。西北缘发育潮坪、陆棚等海相烃源岩,岩性以薄层泥页岩和薄层碳酸盐岩互层为主,厚度普遍在15~25 m,经历造陆运动,黑色岩系连片分布;东北缘发育欠补偿盆地烃源岩,岩性以硅质岩和泥岩为主,较西北缘厚,经历强烈的造山运动,黑色岩系不及东北缘发育。沉积环境差异影响了烃源岩的发育模式。热液作用有利于激发海洋底栖藻的大量繁盛,缺氧的水体环境有利于优质烃源岩的形成。上升洋流虽然是形成缺氧环境的重要因素之一,但强烈的岩浆活动破坏了东北缘的有机质保存环境,使西北缘黑色岩系中烃源岩的品质优于东北缘。

关键词：黑色岩系同期异相控烃作用塔里木盆地西北缘塔里木盆地东北缘

塔里木盆地东北缘下寒武统页岩岩相特征与沉积模式

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现代地质 2023年第5期37卷 1155-1168页

作者：刘旺威李一凡高志前樊太亮张坦匡明志中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所江苏无锡214126 中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国地质大学(北京)教育部海相储层演化与油气富集机理重点实验室北京100083 成都理工大学能源学院四川成都610059

研究页岩岩相特征和沉积模式有助于把握细粒烃源岩的特征和分布。通过野外露头描述、薄片观察和有机质含量测定等手段,对塔里木盆地东北缘(塔东北地区)下寒武统页岩的岩相、岩相组合和沉积演化模式进行了分析。塔东北地区早寒武世水体... 详细信息

研究页岩岩相特征和沉积模式有助于把握细粒烃源岩的特征和分布。通过野外露头描述、薄片观察和有机质含量测定等手段,对塔里木盆地东北缘(塔东北地区)下寒武统页岩的岩相、岩相组合和沉积演化模式进行了分析。塔东北地区早寒武世水体表现为快速海侵-持续变深-迅速变浅,海平面的变化直接影响页岩的发育。研究区下寒武统自下而上发育6种岩相和3种岩相组合:(1)半深水陆棚岩相组合,包括硅质页岩相、硅质黏土质混合页岩相和磷质页岩相;(2)深水陆棚岩相组合,包括硅质页岩相和黏土质页岩相;(3)浅水陆棚岩相组合,包括钙质页岩相和硅质钙质页岩相。寒武纪初期塔东北地区处于半深水陆棚环境,且拉张作用强烈,热液活动频繁,热液活动对有机质富集具有双重作用,不利于半深水陆棚环境中硅质页岩相中有机质的富集,有利于半深水陆棚环境中磷质页岩相中有机质的富集。随着水体持续变深,构造活动和热液活动减弱,深水陆棚岩相组合开始沉积,这一时期有机质保存条件好、沉积速率慢、古生产力较高,页岩中TOC含量相对较高。在西大山组沉积时期整体为浅水陆棚环境,这一时期沉积物中硅质矿物含量减少,钙质矿物含量增加,有机质保存条件较差,沉积速率较快,页岩中TOC含量相对较低。总体认为塔东北地区下寒武统的磷质页岩相和深水陆棚岩相组合为有利层段。

关键词：塔里木盆地下寒武统页岩岩相沉积模式

塔里木盆地中下奥陶统碳酸盐岩地球化学特征及其对成岩环境的指示——以巴楚大板塔格剖面和阿克苏蓬莱坝剖面为例

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天然气地球科学 2016年第8期27卷 1509-1523页

作者：杜洋樊太亮高志前中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国地质大学(北京)海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室北京100083

利用薄片、碳氧稳定同位素、微量元素等测试资料,以巴楚大板塔格与阿克苏蓬莱坝剖面中下奥陶统碳酸盐岩为研究对象,系统报道了岩石学与地球化学的各种特征,分析了不同特征所表征的成岩环境。研究表明:(1)碳、氧同位素垂向上整体表现为... 详细信息

利用薄片、碳氧稳定同位素、微量元素等测试资料,以巴楚大板塔格与阿克苏蓬莱坝剖面中下奥陶统碳酸盐岩为研究对象,系统报道了岩石学与地球化学的各种特征,分析了不同特征所表征的成岩环境。研究表明:(1)碳、氧同位素垂向上整体表现为埋藏成岩环境,鹰山组顶部、蓬莱坝组中部以及顶部呈现出淡水成岩环境特征,鹰山组中部与蓬莱坝组底部显示为海水成岩环境,鹰山组下部和上部表现为海水成岩环境背景下短期受到淡水影响,白云岩δ^(18) O值、δ^(13)C值高于灰岩,鹰山组白云岩δ^(13)C值低于蓬莱坝组白云岩;(2)不同类型白云岩Sr含量呈现规律性。还原环境敏感元素富集在鹰山组中—粗晶白云岩与蓬莱坝组顶部粉—细晶白云岩,氧化环境敏感元素富集在鹰山组藻砂屑云质灰岩、蓬莱坝组细晶夹自形中晶白云岩和砂屑幻影白云岩;(3)白云岩化的过程是LREE亏损的过程。一间房组生屑灰岩具较高的∑REE,MREE略富集,Ce负异常程度高,蓬莱坝组下部残余结构云岩REE配分继承颗粒灰岩。鹰山组下部藻泥晶砂屑灰岩与云质砂屑灰岩REE配分相似,∑REE具有随水体深度增加而减小的趋势,LREE富集,HREE亏损,Gd正异常。鹰山组中—粗晶白云岩与蓬莱坝组顶部粉—细晶白云岩REE配分相似,MREE富集。鹰山组与蓬莱坝组细晶—中晶白云岩具明显Eu负异常。

关键词：塔里木盆地中下奥陶统碳酸盐岩碳氧同位素微量元素稀土元素成岩环境