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渤海湾盆地临南洼陷沙三段火成岩储层特征及成藏模式研究

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渤海湾盆地临南洼陷沙三段火成岩储层特征及成藏模式研究

作者：李元哲吉林大学

学位级别：硕士

临南洼陷作为渤海湾盆地主要的生油洼陷之一,其内部发育了大量的火成岩储层,具备显著的勘探潜力。本文以渤海湾盆地惠民凹陷临南洼陷沙三段商741井区和夏38井区为研究对象,综合利用岩心观察、常规薄片、岩石地化数据、物性分析测试等研... 详细信息

临南洼陷作为渤海湾盆地主要的生油洼陷之一,其内部发育了大量的火成岩储层,具备显著的勘探潜力。本文以渤海湾盆地惠民凹陷临南洼陷沙三段商741井区和夏38井区为研究对象,综合利用岩心观察、常规薄片、岩石地化数据、物性分析测试等研究手段,对储层岩石学特征、地球化学特征、储集物性、成藏模式等方面进行研究,为后续的勘探工作提供了重要的地质模式指导。临南洼陷沙三段主要发育喷溢相的玄武岩和浅成侵入相的辉绿岩及角闪辉绿岩等三类火成岩,测井曲线差别明显。以0.5mm、1mm长石粒度为区间界限将辉绿岩划分为细粒辉绿岩、中粒辉绿岩、粗粒辉绿岩,并分别对应侵入相的边缘亚相、过渡亚相、中心亚相。角闪辉绿岩中长石粒度普遍在1mm以上,主要存在于侵入相的中心亚相,少量存在于过渡亚相。玄武岩按其气孔特征进一步划分为气孔玄武岩和致密玄武岩,岩相分别为喷溢相上部亚相和喷溢相下部亚相。根据沉积时代和岩体结构特征的差异,火成岩岩浆活动可以被划分为三个期次:第一期为沙三早期的玄武岩岩浆活动;第二期为沙三晚期的辉绿岩岩浆活动;而在第二期辉绿岩岩浆活动之后很短的时间内,紧接着发生了第三期的角闪辉绿岩岩浆活动。临南洼陷火成岩属于基性岩浆岩,辉绿岩与玄武岩的元素含量差别较为明显。主量元素显示火成岩整体偏向于碱性岩石系列,铁、铝含量较高;微量及稀土元素显示火成岩中大离子亲石元素和轻稀土元素相对富集,高场强元素相对亏损,Eu值正异常;Sr-Nd同位素显示来自于软流圈地幔的岩浆在上升过程中受到地壳物质的混染作用。火成岩的形成与板内拉张构造背景密切相关,是大陆伸展构造背景下的产物。此外,火成岩的分布受浅层断裂体系控制,主要分布于凹陷中央隆起带。火成岩的储集空间主要被归为原生储集空间和次生储集空间两大类,原生储集空间涵盖气孔、晶间孔、解理缝以及冷凝收缩缝,而次生储集空间则主要包括溶蚀孔、粘土矿物晶间孔、溶蚀缝和构造缝等。储层孔隙度在2.19%～14.95%之间,几何平均值为6.37%;渗透率为0.003×10-3μm2～1.863×10-3μm2,平均0.15×10-3μm2;孔隙度与渗透率之间呈现正相关性。高压压汞数据显示中值孔喉半径范围为0.006～0.141μm;分选系数范围在1.11～3.03之间;排驱压力在0.47～13.78MPa之间;最大进汞饱和度为74.61%～97.77%;退汞效率为25.47%～43.06%。整体上,临南洼陷沙三段火成岩呈低排驱、高进汞、低退汞的特征。根据岩石孔隙度-渗透率特征、高压压汞孔隙结构特征,将火成岩储层划分为3类,即Ⅰ类储层(中孔-低渗,高孔喉半径)以气孔玄武岩、粗粒辉绿岩及角闪辉绿岩为主;Ⅱ类储层(中孔-特低渗,较高孔喉半径)以细粒辉绿岩为主;Ⅲ类储层(低孔-特低渗)以致密玄武岩、中粒辉绿岩为主。Ⅰ类和Ⅱ类储层物性最好,为优质储层,Ⅲ类最差。火成岩优质储层主控因素主要包括岩性岩相、风化溶蚀作用、构造裂缝发育程度。研究区烃源岩主要来自沙三下亚段的泥岩,处于成熟阶段,而火成岩上覆泥岩则作为优质盖层,封闭性能好;侵入相中心亚相和边缘亚相、喷溢相上部亚相以及角闪辉绿岩岩相带视为有利储层,厚度在29～217m不等,且储层主要发育裂缝和溶蚀孔为油气提供聚集场所;主力烃源层油气沿临商断裂带呈阶梯状垂向和侧向运移,主要路径为断层与构造裂缝,次要路径为岩石中的孔隙与微裂缝,成藏条件优越。结合研究区储层类型、源储配置岩石、成藏关键等特点,认为临南洼陷沙三段火成岩成藏主要有四类:(1)第一期次上部亚相气孔玄武岩成藏;(2)第二期次粗粒辉绿岩中心亚相成藏;(3)第二期次细粒辉绿岩边缘亚相成藏;(4)第三期次角闪辉绿岩成藏。其中中心亚相类型的储层要成为有效的油气藏,需要断层将烃源岩与储层进行有效的连通,对于边缘亚相的细粒辉绿岩以及喷溢相上部亚相的气孔玄武岩来说,需要与烃源岩形成互层结构才是成藏的关键。综合分析储层岩性及成岩时代、储集空间、油气来源及运聚特性等因素,将渤海湾盆地临南洼陷沙三段火成岩成藏模式划分为侵入岩源储围限接触式成藏模式和玄武岩侧向接触式成藏模式。

关键词：临南洼陷火成岩火成岩储层储层特征成藏模式

临南洼陷沙三中基山砂岩储层特征及有利目标预测

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复杂油气藏 2024年第2期17卷 139-144页

作者：王钊中国石化胜利油田分公司物探研究院山东东营257022

渤海湾盆地临南洼陷古近系沙河街组三段中亚段(沙三中)基山砂岩石油资源潜力较大,但目前该区储层展布规律不清,严重制约着油藏的后续开发。利用钻井、测井、地震等基础资料,以地震沉积学、储层地质学理论为指导,剖析了沙三中基山砂岩的... 详细信息

渤海湾盆地临南洼陷古近系沙河街组三段中亚段(沙三中)基山砂岩石油资源潜力较大,但目前该区储层展布规律不清,严重制约着油藏的后续开发。利用钻井、测井、地震等基础资料,以地震沉积学、储层地质学理论为指导,剖析了沙三中基山砂岩的储层成因类型,明确了有利储层特征,预测了有利储层分布。研究表明,临南洼陷沙三中基山砂岩为三角洲-浊积扇沉积体系,微相类型以水下分流河道、河口坝为主,边部发育席状砂,洼陷带发育浊积岩;储层岩石类型为块状岩屑细砂岩、岩屑粉砂岩及含砾砂岩,分选磨圆较差,平均孔喉半径约0.5μm,河口坝、水下分流河道成因的砂岩厚度大、物性好,为有利储层类型;应用均方根振幅、有效频宽、相位谱3类地震属性RGB融合储层反演,与实钻情况对应性好,可以较准确预测有利储层分布,对该区油藏进一步勘探开发具有重要的指导意义。

关键词：储层成因有利储层预测基山砂岩临南洼陷

渤海湾盆地临南洼陷沙三段辉绿岩地球化学特征及其构造意义

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世界地质 2024年第2期43卷 204-215页

作者：李元哲边伟华赵兰全季金礁柏佳伟陆国超吉林大学地球科学学院长春130061 自然资源部东北亚矿产资源评价重点实验室(吉林大学) 长春130061 中石化胜利油田勘探开发研究院山东东营257099

辉绿岩作为一种重要的非常规油气储集单元,其形成和分布通常受控于大地构造背景。笔者以渤海湾盆地临南洼陷沙三段辉绿岩为研究对象,采用岩石学、地球化学和Sr-Nd同位素地球化学等方法,探讨辉绿岩地球化学特征及其地球动力学背景。研究... 详细信息

辉绿岩作为一种重要的非常规油气储集单元,其形成和分布通常受控于大地构造背景。笔者以渤海湾盆地临南洼陷沙三段辉绿岩为研究对象,采用岩石学、地球化学和Sr-Nd同位素地球化学等方法,探讨辉绿岩地球化学特征及其地球动力学背景。研究结果表明,辉绿岩属于富钠碱性玄武岩系列,高铝低钛,大离子亲石元素(Rb、Ba、Pb、Sr)和轻稀土元素富集,高场强元素(Th、U)相对亏损,显示Eu正异常。研究区辉绿岩源于不同壳幔端元相互混合的软流圈地幔。辉绿岩的形成与板内岩浆活动有关,且岩浆侵位过程中发生与地壳物质的混染,是大陆伸展构造背景下的产物。渤海湾盆地新生代伸展属于主动裂谷环境,软流圈地幔上涌与太平洋板块向欧亚板块俯冲和板内地幔柱的形成密切相关。

关键词：辉绿岩地球化学特征 Sr-Nd同位素主动裂谷临南洼陷渤海湾盆地

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临南洼陷沙三段异常地层压力及其演化特征

地球科学（中国地质大学学报） 2013年第1期38卷 105-111页

作者：李纯泉刘惠民中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室湖北武汉430074 中国石化胜利油田分公司地质科学研究院山东东营257015

异常地层压力的演化历史对深入理解油气的生、运、聚动力学过程至关重要.为揭示临南洼陷内异常地层压力的演化特征,在流体包裹体组合概念的限定下,利用热动力学模拟的方法,对沙三段进行了地层古压力重建.地层压力系数随时间的演化表明,... 详细信息

异常地层压力的演化历史对深入理解油气的生、运、聚动力学过程至关重要.为揭示临南洼陷内异常地层压力的演化特征,在流体包裹体组合概念的限定下,利用热动力学模拟的方法,对沙三段进行了地层古压力重建.地层压力系数随时间的演化表明,沙三中、下亚段在30Ma左右即发育有异常高压,而现今洼陷内局部发育的异常低压为异常高压经过一定时期的演化后在晚期形成,自30Ma以来的整个演化过程表现出降压-增压-降压的旋回性特征.沙三上亚段在该地质历史时期均未发育异常高压,但晚期也表现出明显的降压特征.结合生烃史、充注史及断裂活动性综合分析表明,临南洼陷沙三段异常高压主要起源并受控于油气的生成与充注,而异常低压主要起源并受控于断裂的多次、长期活动.

关键词：异常地层压力流体包裹体热动力学模拟临南洼陷石油地质

临南洼陷沙三段孔隙度控制因素分析与定量模型

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吉林大学学报（地球科学版） 2016年第5期46卷 1321-1331页

作者：邱隆伟师政付大巍潘泽浩杨生超曲长胜中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580 中国石化无锡石油地质研究所江苏无锡214126 中海石油(中国)有限公司湛江分公司广东湛江524057 中国石化胜利油田分公司地质科学研究院山东东营257015

利用物性数据分析、铸体薄片鉴定、扫描电镜观察、图像分析技术等手段,探讨了临南洼陷沙三段砂岩储层孔隙度控制因素,并运用灰色关联等研究方法量化各因素的影响程度,最终建立储层孔隙度综合预测模型。结果表明,控制临南洼陷沙三段砂岩... 详细信息

利用物性数据分析、铸体薄片鉴定、扫描电镜观察、图像分析技术等手段,探讨了临南洼陷沙三段砂岩储层孔隙度控制因素,并运用灰色关联等研究方法量化各因素的影响程度,最终建立储层孔隙度综合预测模型。结果表明,控制临南洼陷沙三段砂岩储层孔隙度的因素包括与沉积相关的粒度因素和分选因素,以及与成岩相关的压实因素、胶结因素和溶蚀因素。在限定压实条件下,孔隙随埋深的变化和岩石粒度、分选系数具相关性;粒度较粗的储集层物性相对较好,且分选性对原始物性的影响要大于粒级的影响;碳酸盐岩胶结物质体积分数大于5%时,孔隙度与碳酸盐岩体积分数呈负相关;以长石颗粒溶蚀为主的溶蚀作用具有明显的增孔效应;随着黏土矿物含量增高,孔隙度逐渐降低。运用灰色关联法量化各项地质参数对储层孔隙度的影响,进而在设定现今储层孔隙度为正常埋藏压实保存孔隙度与其他成岩作用对孔隙度贡献的叠加的前提下,建立了孔隙度综合预测的数学模型。经17组数据的验证,该预测方法的准确率可达90.5%。

关键词：临南洼陷储层物性灰色关联孔隙度预测

惠民凹陷临南洼陷古近系沙河街组超压成因机制及分布预测

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石油与天然气地质 2018年第4期39卷 641-652页

作者：王冰张立宽李超陈开远宋国奇罗红梅中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国科学院地质与地球物理研究所油气资源研究重点实验室北京100029 中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院山东东营257000

渤海湾盆地惠民凹陷临南洼陷古近系沙河街组油气勘探过程中钻遇不同规模的异常高压,超压成因的不确定性限制了压力预测的可靠性。利用临南洼陷丰富的钻杆测试(DST)压力数据、泥浆密度和测井资料,细致分析了渗透性砂岩流体压力发育特征... 详细信息

渤海湾盆地惠民凹陷临南洼陷古近系沙河街组油气勘探过程中钻遇不同规模的异常高压,超压成因的不确定性限制了压力预测的可靠性。利用临南洼陷丰富的钻杆测试(DST)压力数据、泥浆密度和测井资料,细致分析了渗透性砂岩流体压力发育特征和超压段泥岩测井响应,依据常压和超压段声波速度、密度测井数据建立判识超压成因的有效应力-测井响应图版,综合讨论了沙河街组超压的成因机制,并预测了异常高压的空间分布。研究发现,临南洼陷沙河街组砂岩储层超压主要发育在3 000 m以深的沙三段(Es^3)和沙四段(Es^4),最高过剩压力分别为23.82 MPa和14.04 MPa;超压段泥岩测井响应表现为偏离正常压实趋势的异常高声波时差、低密度和高中子孔隙度,具有典型的欠压实特征。沙河街组储层超压最主要的成因是相邻泥岩机械压实不平衡作用形成超压的传递,表现为大多数的超压数据均符合加载曲线趋势,只有深洼陷区(埋深为4 000~4 300 m)的超压呈现出卸载特征,可能存在由于富有机质泥岩深埋达到较高成熟度(R_o为0.90%~1.05%)引起的生烃增压贡献。利用平衡深度法计算的流体压力与DST压力数据吻合度高,印证了沙河街组超压主要来自泥岩不均衡压实作用的认识,沙三段过剩压力呈现围绕着洼陷中心呈环状分布,向周围的斜坡区和隆起带逐渐减小为常压。研究成果可以为临南洼陷钻前压力评估提供有价值的指导和借鉴。

关键词：异常高压测井响应成因判识压实不均衡储层沙河街组临南洼陷惠民凹陷

断裂网络体系拓扑结构与油气运移的关系——以临南洼陷为例

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中国矿业大学学报 2021年第1期50卷 154-162页

作者：王迪吴智平宋国奇贾光华中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580 海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266235 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司勘探开发研究院山东东营257015

为明确含油气盆地内断裂网络体系复杂程度与油气运移的关系,以临南洼陷T1,T2以及T6层位断裂网络体系为研究对象,利用研究区丰富的三维地震资料及油气运移资料,针对断裂网络体系复杂程度进行了进一步研究.通过拓扑结构分析方法,定量表征... 详细信息

为明确含油气盆地内断裂网络体系复杂程度与油气运移的关系,以临南洼陷T1,T2以及T6层位断裂网络体系为研究对象,利用研究区丰富的三维地震资料及油气运移资料,针对断裂网络体系复杂程度进行了进一步研究.通过拓扑结构分析方法,定量表征临南洼陷不同层位断裂网络体系的复杂程度及连通性,结合典型区带油气运移资料,揭示出临南洼陷不同层位断裂网络体系复杂程度分布特征和油气运移的关系,认为断裂网络体系中断层派生、侧接或相互接近形成的断层交互区和拓扑高值区以及油气运移区具有良好的耦合关系.研究结果表明:断裂网络体系中断层交互区(断裂末端、构造转换带等)和拓扑结构高值区有良好耦合性,这些区域往往具有良好连通性.临南洼陷T6,T2和T1层位断层交互区断层连接节点N_(c)峰值分别位于7~32,7~15和8~12区间内;T6,T2和T1层位断层连接点的C_(B)峰值分别位于1.4~1.8,1.4~1.6和0.8~1.4区间内.断层交互区与油气运移存在良好耦合性,相较于其它构造部位,断层侧接处以及共轭断层形成的断层交互区具有更强的流体活动性,往往是油气运移的优势通道.结合临南洼陷分析,临商断层盘河段尾端、夏口断层侧接处以及曲堤地垒转换带是油气运移的优势通道,有利于形成油气藏.

关键词：断层交互区拓扑结构断裂网络连通性油气运移临南洼陷

多属性综合判识三角洲亚相方法--以临南洼陷双丰三角洲为例

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石油地球物理勘探 2009年第1期44卷 81-86页

作者：孙淑艳谢刚姜蕾朱剑兵中国科学院广州地球化学研究所广东广州510640 中国石化胜利油田分公司物探研究院山东省东营市257022

三角洲内不同亚相砂体均具备成藏的可能,但其成藏控制因素视沉积相带的不同而各有差异,因此在油气勘探中准确判识三角洲沉积亚相至关重要。本文探讨了在常规地震属性应用效果不理想的情况下,通过总结工区不同相带的砂泥岩速度及岩、电特... 详细信息

三角洲内不同亚相砂体均具备成藏的可能,但其成藏控制因素视沉积相带的不同而各有差异,因此在油气勘探中准确判识三角洲沉积亚相至关重要。本文探讨了在常规地震属性应用效果不理想的情况下,通过总结工区不同相带的砂泥岩速度及岩、电特征,建立不同相带的地震识别模式,在合理的时窗范围内进行地震属性优化,优选出分频、波形及弧长等三种重要属性,对三角洲亚相进行判识。结果表明此法的实际应用效果显著。

关键词：双丰三角洲临南洼陷三角洲亚相波形频率弧长

临南洼陷古近系火山岩油藏原油多环芳烃地球化学特征及其地质意义

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西安石油大学学报（自然科学版） 2017年第5期32卷 1-6页

作者：常象春陈曦于文文董丽萍山东科技大学地球科学与工程学院山东青岛266590 青岛海洋科学与技术国家实验室山东青岛266071

对临南洼陷古近系火山岩油藏中12个原油样品进行芳烃生物标志物分析,结果表明:芳烃中三环、四环芳烃化合物占优势,三芳甾烷含量较高,二环、五环、NSO杂环芳烃化合物含量较低。二环芳烃参数(TDE_1、TDE_2、TDE_3)指示典型的湖相、源自年... 详细信息

对临南洼陷古近系火山岩油藏中12个原油样品进行芳烃生物标志物分析,结果表明:芳烃中三环、四环芳烃化合物占优势,三芳甾烷含量较高,二环、五环、NSO杂环芳烃化合物含量较低。二环芳烃参数(TDE_1、TDE_2、TDE_3)指示典型的湖相、源自年轻源岩的原油特征。三环芳烃以菲系列化合物占主导,检出少量惹烯,表明原油是以低等水生生物为主要生源,有少许高等植物贡献。五环芳烃中芘、苯并芘丰富,侧证了低等水生生物的优势输入。NSO杂环芳烃中含量占绝对优势的硫芴反映出源岩沉积于较强的还原环境。二环芳烃成熟度参数(DNR_1、TNR_2,)、三环芳烃成熟度参数(MPI_1、F_1和F_2)、含硫芳烃成熟度参数(MDR)、三芳甾烷成熟度参数C_(28)-TAS 20S/(20R+20S)均一致显示原油处于成熟—高成熟阶段。

关键词：多环芳烃沉积环境生油母质成熟度火成岩油藏临南洼陷