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玛湖凹陷MY1井下二叠统风城组有机质富集条件

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玛湖凹陷MY1井下二叠统风城组有机质富集条件

作者：王灼吉林大学

学位级别：硕士

在准噶尔盆地西北部玛湖凹陷MY1井风城组中,页岩油的勘探取得了重大突破,但与生油母质有关的细粒沉积岩的有机质富集特征及影响因素尚未系统开展研究。本文通过地质资料收集、岩心精细观察、有机地球化学和元素地球化学分析,对玛湖凹陷... 详细信息

在准噶尔盆地西北部玛湖凹陷MY1井风城组中,页岩油的勘探取得了重大突破,但与生油母质有关的细粒沉积岩的有机质富集特征及影响因素尚未系统开展研究。本文通过地质资料收集、岩心精细观察、有机地球化学和元素地球化学分析,对玛湖凹陷MY1井风城组进行旋回地层学研究,并开展了古气候、古湖泊水体条件、原始有机质丰度及类型、古湖泊生产力等有机质富集条件研究,建立了风城组高精度浮动天文年代标尺和以MY1井为代表的玛湖凹陷风城组有机质富集模式,得到以下结论认识:基于系统的岩心观察和测试数据分析,明确了玛湖凹陷MY1井风城组细粒沉积岩主要沉积在滨浅湖、半深湖-深湖沉积环境,部分细粒沉积岩受热液的影响;细粒沉积岩的主量元素主要在Ca、Mg、Na上表现为富集,部分层段还富集K和Mn元素;微量元素主要表现为Cu、Li和Mo元素富集。TOC含量和原始生烃潜力均表现为风二段上部最高,风一段及风二段下部次之;风三段最低。在前人确定的地层年代格架基础上,利用天文旋回分析方法,对MY1井的GR测井数据进行旋回地层学分析,在风城组识别出12个长偏心率周期,进行天文调谐后,建立了风城组高精度浮动天文年代标尺,得到风城组的沉积时限为301.56～296.65Ma(不确定度为0.73Ma)。基于元素地球化学分析,玛湖凹陷风城组的古气候整体上以半干旱和半湿润到半干旱气候为主;古盐度主要为半咸水到咸水;古水深条件的演变为滨浅湖-深湖-半深湖;氧化还原条件则主要为弱分层的氧化还原过渡态到中等分层的还原态;而碎屑注入量变化经历了较多-少-较少的变化过程。根据残留有机质的地球化学数据和有机质成熟度,对风城组原始TOC和生烃潜量进行了恢复,结果表明风城组原始有机质TOC介于0.05～3.81%,初始有机质类型多数为II型有机质,但是相当一部分显示出I型有机质特征,有机质来源以湖泊生物为主。并根据原始有机质丰度对风城组的古湖泊生产力进行计算,进而确定风城组以富养湖为主,部分层段为超富养湖。依据古气候、古湖泊水体条件以及古湖泊生产力的恢复建立了风城组不同时期内的有机质富集模式。风一段主要为半干旱气候下,弱分层的滨浅湖淡水氧化环境,陆源碎屑注入量较大,不利于有机质的富集;风二段下部整体为半干旱-半湿润气候下,中等分层的半咸水-咸水(咸水为主)的深湖缺氧沉积环境,陆源碎屑注入量较少,有机质保存较为良好;风二段上部为半湿润-半干旱气候下,中等分层的半咸水-咸水(半咸水为主)的深湖贫氧到缺氧沉积环境,陆源碎屑注入量少,发生两次热液作用,对有机质的富集十分有利;风三段古气候依然为半湿润-半干旱,风化作用增强,整体为半咸水-咸水(半咸水为主)的贫氧-缺氧的中等分层深湖-半深湖沉积环境,有机质富集条件较好;其中,在风二段和风三段均出现超富养湖。总体来看,在陆源碎屑注入量少的中等分层的缺氧态的深湖环境,并且水体的变咸与热液作用以及高古湖泊生产力的条件下,有机质保存条件良好,这些因素协同作用最有利于有机质富集。

关键词：玛湖凹陷风城组细粒沉积岩年代格架有机质富集条件

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组白云石环带成因及其地质意义

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准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组白云石环带成因及其地质意义

作者：李汉林长安大学

学位级别：硕士

准噶尔盆地玛湖凹陷风城组是中国西北地区重要的生油层和储集层,发育了大套以白云石为主要矿物的白云质岩。之前的研究中发现,大量中等粒径的白云石矿物在阴极发光下呈现出明暗交替、形态特征各异的多层环带。前人研究大多认为这些白云... 详细信息

准噶尔盆地玛湖凹陷风城组是中国西北地区重要的生油层和储集层,发育了大套以白云石为主要矿物的白云质岩。之前的研究中发现,大量中等粒径的白云石矿物在阴极发光下呈现出明暗交替、形态特征各异的多层环带。前人研究大多认为这些白云质岩属于沉积成因或者热液成因,单一的沉积成因无法解释白云石粒径差异较大,沉积成因很难形成较大颗粒的白云石矿物;而热液成因则无法解释部分白云石矿物在阴极发光下呈现环带的原因。为了解决这些科学问题,在前人的基础上,本文以电子探针分析测试(EPMA)、阴极发光(CL)为主要研究手段,玛湖凹陷风城组的白云质岩中白云石矿物作为主要研究对象,通过岩相学分类、沉积相分析、古环境恢复等途径,对准噶尔盆地玛湖凹陷风城组白云石成因展开了系统的研究,获得了如下认识:从风一段至风三段的沉积记录来看,风城组沉积时,经历古沉积环境的频繁演化,其古气候、古盐度、古氧化还原性以及古水深等各类指标变化迅速,这是研究层段存在不同类型白云化作用的气候背景的重要证据支撑。以矿物产状、分布类型、阴极发光特征等,将风城组白云质岩中白云石矿物分为三类:纹层状白云石、雪花状白云石、团块状白云石。1、纹层状白云石颗粒细小且均匀,彼此紧邻分布产出,常为泥晶或泥微晶,可见颗粒晶核,粒径常在50μm以下;多数纹层状白云石阴极发光强度极强,部分较强,常发育1-3层环带,常见泥质、石英、长石等稳定沉积组分,也见产出于碱湖沉积的碱性矿物。综合阴极发光特征、伴生的碱性矿物以及纹层状白云石岩相学特征,推断纹层状白云石应形成于水体较深且还原性较强的半深-深湖环境,通过白云化作用或交代作用形成的同生白云岩。2、雪花状白云石颗粒粒径较为均匀,在100-200μm之间,颗粒之间存在一定间隔,孤立产出。阴极发光环带层数最少3层,多则5-6层,明暗相间清晰,最外缘环带可见平直状边缘,或者栉壳状以及锯齿状边缘。阴极发光强度介于纹层状白云石和团块状白云石之间,弱于纹层状白云石,强于团块状白云石。各条环带的元素含量显示,雪花状白云石沉积时,沉积水体深度和盐度呈现规律性变化,结合沉积相与沉积环境分析,推测雪花状白云石成因应该是:咸淡水混合交替环境下,先成碳酸盐岩矿物在深度、氧化还原性以及盐度迅速变化的水体中,经混合水白云化作用形成。3、团块状白云石粒径极大,在200μm以上,颗粒彼此紧邻聚成一团,呈不规则斑块状产出,颗粒间常发育因压力产生的裂缝。团块状白云石阴极发光强度最弱,且白云石颗粒阴极发光强度不均匀,发育1-3层环带或者极为模糊,环带常有缺失,发育层段以风一段居多,常见火山碎屑、长石、石英、凝灰质组分。较弱且不均匀的阴极发光强度指示其Mn/Fe比值较低,较大的颗粒指示白云化作用持续时间较长;裂缝以及火山碎屑、凝灰质组分指示沉积环境应处于压力较大且有火山活动参与;部分团块状白云石发育模糊环带指示白云化作用末期,沉积环境的水深和盐度出现变化。因此,团块状白云石应为热液白云化作用的产物,部分团块状白云石经后期流体改造。在阴极发光分析测试、电子探针元素分析基础上,结合风城组沉积相与沉积环境演化,风城组白云石环带的成因在于Mn/Fe比值的变化,主要是由于先成碳酸盐岩在白云化过程中,沉积水体受频繁变化的古气候影响,水深和盐度出现了多次变化,导致水体中Mn、Fe的浓度发生变化,同一沉积区域内,低水位区的水体条件变化比高水位沉积区更频繁,形成的环带数目更多,而高水位沉积区则形成了宽度更大但数目更少的环带结构。

关键词：白云石阴极发光环带古环境演化风城组

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准噶尔盆地玛南地区原油地球化学特征及成因

天然气地球科学 2024年

作者：李二庭米巨磊张宇白海枫于双高秀伟王海静中国石油新疆油田分公司实验检测研究院中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室新疆砾岩油藏实验室

准噶尔盆地玛南地区在二叠系、三叠系及侏罗系多层系均取得很好的勘探成果，不同层系原油密度、凝固点差异较大，原油密度分布在0.805 4～0.907 1 g/cm3之间，凝固点分布在-29.6～24.4 ℃之间，但相关原因尚未进行研究。依据原油生物标... 详细信息

准噶尔盆地玛南地区在二叠系、三叠系及侏罗系多层系均取得很好的勘探成果，不同层系原油密度、凝固点差异较大，原油密度分布在0.805 4～0.907 1 g/cm3之间，凝固点分布在-29.6～24.4 ℃之间，但相关原因尚未进行研究。依据原油生物标志物及正构烷烃单体碳同位素将该地区原油分为4类：Ⅰ类原油Pr/Ph值分布在0.99～1.20之间、β-胡萝卜烷和类异戊二烯烃含量较高，Pr/nC17和Ph/ nC18＞0.7、Ts含量低，Ts/Tm值主体小于0.3，藿烷/甾烷＜1.0，C27/C28甾烷值分布在0.52～0.70之间，C27/C29甾烷值分布在0.36～0.57之间，单体烃碳同位素曲线呈水平分布(-31.1‰～-27.7‰)，不同碳数间碳同位素值最大偏差分布在0.3‰～1.6‰之间，来源于偏还原的风城组二段烃源岩；Ⅱ类原油Pr/Ph＞1.20、β-胡萝卜烷和类异戊二烯烃含量低、Pr/nC17和Ph/ nC18＜0.5、Ts含量高、Ts/Tm＞0.3，藿烷/甾烷＞1.2，C27/C28甾烷值分布在0.38～0.64之间，C27/C29甾烷值分布在0.25～0.39之间，单体烃碳同位素曲线呈山谷分布(-36.2‰～-30.7‰)，不同碳数间碳同位素值最大偏差分布在4.4‰～5.1‰之间，来源于弱氧化—弱还原的风城组三段烃源岩；Ⅲ类原油为Ⅰ类和Ⅱ类原油混源油，单体烃碳同位素曲线呈山谷分布(-34.0‰～-28.4‰)，但不同碳数间碳同位素最大偏差相对小，分布在2.6‰～3.6‰之间，主要是Ⅰ类原油不同比例混入Ⅱ类原油导致不同碳数正构烷烃间碳同位素变化幅度降低；Ⅳ类原油为生物降解原油，正构烷烃基本消失，β-胡萝卜烷和类异戊二烯烃丰度高，甾烷和萜烷分布与Ⅰ类原油相似，来源于风城组二段烃源岩。玛南地区原油物性差异主要受到成熟度、生物降解、生源和混合作用的控制。成熟度是造成原油物性变化的最主要因素，随着成熟度增大，原油密度逐渐变轻，而全油碳同位素组成逐渐变重，三环萜烷/藿烷值和Ts/Tm值逐渐增大。生物降解作用导致Ⅳ类原油中正构烷烃组分降解，原油中异构烷烃和环烷烃富集，含蜡量和凝固点降低，并伴随着密度增大。由于风城组二段烃源岩类型好于风城组三段烃源岩，且有机质中藻类贡献相对更多，导致Ⅰ类原油生成的异构烷烃含量高，其含蜡量和凝固点较Ⅱ类原油低，而混合作用造成Ⅲ类原油物性介于Ⅰ类和Ⅱ类原油之间。

关键词：正构烷烃单体烃碳同位素原油物性油源对比风城组玛南地区准噶尔盆地

基于成像测井的深层陆相页岩油储层天然裂缝有效性评价

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石油与天然气地质 2024年第3期45卷 852-865页

作者：杜晓宇金之钧曾联波刘国平杨森梁新平陆国青北京大学能源研究院北京100871 页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京100083 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 中国石油新疆油田公司勘探开发研究院新疆克拉玛依834000

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组陆相页岩油储层埋深超过4500 m,天然裂缝作为重要的储集空间和渗流通道,对页岩油的富集和高产至关重要。尽管前人对风城组裂缝进行了表征,但是在裂缝有效性评价方面缺少系统研究,严重制约了玛湖凹陷页岩... 详细信息

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组陆相页岩油储层埋深超过4500 m,天然裂缝作为重要的储集空间和渗流通道,对页岩油的富集和高产至关重要。尽管前人对风城组裂缝进行了表征,但是在裂缝有效性评价方面缺少系统研究,严重制约了玛湖凹陷页岩油下一步的勘探开发。基于微电阻率成像测井资料,对研究区天然裂缝的发育规律和有效性进行了系统研究。研究表明:准噶尔盆地玛湖凹陷风城组陆相页岩油储层天然裂缝有穿层裂缝和层内裂缝两类。穿层裂缝规模较大,裂缝高度通常超过米级,受断层的控制;层内裂缝发育在脆性地层内,裂缝高度受岩层厚度的控制,多小于50 cm。垂向上单井裂缝发育程度与脆性矿物含量呈正相关关系;平面上随距断层距离的增加,裂缝发育程度逐渐降低。不同方位裂缝的充填情况差异较大,北西-南东向裂缝多数未被矿物充填,有效性好。随着埋深增加,裂缝开度整体呈现减小的趋势。评价认为北东东-南西西向裂缝的开度最大,有效性最好。

关键词：有效性成像测井天然裂缝页岩油风城组玛湖凹陷准噶尔盆地

沙湾凹陷砂砾岩沸石胶结物与碎屑颗粒粘结差异成因分析

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新疆石油地质 2024年第2期45卷 163-171页

作者：况昊周元东刘豪潘浪周润驰王钧民谭先锋重庆科技大学石油与天然气工程学院重庆401331 中国石化胜利油田分公司清河采油厂山东寿光262714 中国石化自贡石油化工有限公司四川自贡643000 中国石油西部钻探工程有限公司试油公司新疆克拉玛依834000

通过岩石薄片、扫描电镜、能谱分析等微观实验,对准噶尔盆地沙湾凹陷二叠系砂砾岩储集层中沸石胶结物类型及特征进行了分析,明确了沸石胶结物与碎屑颗粒粘结差异的机理。结果表明:上二叠统上乌尔禾组储集层中,塑性岩屑变形及偏碱性地层... 详细信息

通过岩石薄片、扫描电镜、能谱分析等微观实验,对准噶尔盆地沙湾凹陷二叠系砂砾岩储集层中沸石胶结物类型及特征进行了分析,明确了沸石胶结物与碎屑颗粒粘结差异的机理。结果表明:上二叠统上乌尔禾组储集层中,塑性岩屑变形及偏碱性地层水使得浊沸石与碎屑颗粒的粘结性较强;下二叠统风城组储集层浊沸石在异常高压、酸性流体等条件下,与碎屑颗粒粘结程度低,而片沸石由于其晶体特征,与碎屑颗粒的粘结程度较高;上乌尔禾组和风城组储集层中沸石胶结物与碎屑颗粒粘结差异主要与岩石成分、异常压力、矿物类型、晶体结构及后期成岩流体改造程度有关。

关键词：沙湾凹陷二叠系上乌尔禾组风城组沸石胶结物碎屑颗粒粘结差异成因分析

准噶尔盆地二叠系风二段凝灰岩储层孔隙多重分形特征

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油气地质与采收率 2024年第2期31卷 17-28页

作者：朱根根赵妍菲胡海燕王大兴长江大学资源与环境学院湖北武汉430100 桂林理工大学地球科学学院广西桂林541004

凝灰岩储层作为致密油气储层的一种,其微纳米孔隙对油气的储存有着较大的影响。为明确准噶尔盆地哈山地区二叠系风二段凝灰岩储层孔隙结构及非均质性特征,选取哈山地区哈11井6块凝灰岩样品,采用总有机碳含量测定、全岩矿物组分分析,通过... 详细信息

凝灰岩储层作为致密油气储层的一种,其微纳米孔隙对油气的储存有着较大的影响。为明确准噶尔盆地哈山地区二叠系风二段凝灰岩储层孔隙结构及非均质性特征,选取哈山地区哈11井6块凝灰岩样品,采用总有机碳含量测定、全岩矿物组分分析,通过CO_(2)和N_(2)吸附实验对凝灰岩储层孔隙结构进行表征,结合多重分形理论,分析孔隙的非均质性及连通性。结果表明:所选凝灰岩样品TOC平均为0.931%,矿物组分以长石、石英、黏土矿物以及白云石为主。微孔主要发育0.33~0.38,0.50~0.68及0.72~0.86 nm3个孔径区间内的孔隙,介-宏孔主要发育2.94~16.09 nm孔径区间内的孔隙。广义分形维数(Dq)随着q的增大而减小,奇异分形谱呈凸起的非对称抛物线状,凝灰岩储层孔隙具有多重分形特征。微孔(0~2nm)具有较小的奇异谱谱宽(Δα)和较大的Hurst指数(H),而介-宏孔(2~100 nm)具有较大的Δα值和较小的H值,表明微孔具有较好的均质性和连通性。介-宏孔的非均质性受孔体积的影响,随着孔体积的增大,孔隙非均质性增强,连通性降低。TOC和矿物组分对孔隙非均质性含量和连通性均有不同程度的影响,TOC的增加提高了介-宏孔的连通性,斜长石含量的增加提高了介-宏孔的非均质性,黏土矿物含量的增加提高了微孔的非均质性,白云石和方解石含量的增加降低了介-宏孔的非均质性。

关键词：多重分形非均质性气体吸附实验凝灰岩风城组准噶尔盆地

准噶尔盆地玛湖凹陷风城组常规-非常规油气有序共生与全油气系统成藏模式

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石油勘探与开发 2021年第1期48卷 38-51页

作者：支东明唐勇何文军郭旭光郑孟林黄立良中国石油新疆油田公司新疆克拉玛依834000 新疆页岩油勘探开发实验室新疆克拉玛依834000 中国石油新疆油田公司勘探开发研究院新疆克拉玛依834000

基于地质、地震及钻测井新资料,对准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组全油气系统形成的基本条件、常规-非常规油藏有序共生特征以及成藏模式进行系统研究。结果表明,受风城组碱湖优质烃源岩热演化及其生排烃过程、多类型(砾岩、砂岩、白... 详细信息

基于地质、地震及钻测井新资料,对准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组全油气系统形成的基本条件、常规-非常规油藏有序共生特征以及成藏模式进行系统研究。结果表明,受风城组碱湖优质烃源岩热演化及其生排烃过程、多类型(砾岩、砂岩、白云岩、泥页岩)储集层特征的控制,形成了常规构造-岩性油藏及受源储结构控制的致密油和页岩油。平面上,自玛湖凹陷周缘斜坡区向凹陷区,呈现成熟常规油藏—中高成熟致密油—中高成熟页岩油的有序共生特征。基于风城组常规-非常规油藏有序共生特征,明确风城组油气具有大面积连续聚集的特点,存在源储一体、源储紧邻、源储分离3类成藏模式,3类成藏模式在源储结构、储集层岩性及其空间分布、烃类运移特征、油气类型等方面存在差异。明确了准噶尔盆地应加快统筹常规-非常规油气整体布控与一体化推进,实现全油气系统的整体突破。进一步丰富陆相含油气盆地油气富集地质理论,以期为其他富烃凹陷的勘探研究做类比参考。

关键词：准噶尔盆地下二叠统风城组非常规油气有序共生成藏模式页岩油全油气系统

富孔熔结凝灰岩成因及油气意义——以准噶尔盆地乌—夏地区风城组为例

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石油勘探与开发 2012年第2期39卷 162-171页

作者：朱世发朱筱敏刘继山姚远鲜本忠牛花朋赵长永中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室中国石油大学(北京)地球科学学院中国石油新疆油田勘探开发研究院中国石油勘探开发研究院

通过大量的岩心和薄片观察,分析准噶尔盆地乌—夏地区风城组熔结凝灰岩岩石学特征和孔隙发育特征,探讨富孔熔结凝灰岩成因和气孔发育机制。风城组沉积期火山作用以发育熔结火山碎屑岩为典型特征,岩石组分以塑性玻屑为主,棱角圆化,脱玻... 详细信息

通过大量的岩心和薄片观察,分析准噶尔盆地乌—夏地区风城组熔结凝灰岩岩石学特征和孔隙发育特征,探讨富孔熔结凝灰岩成因和气孔发育机制。风城组沉积期火山作用以发育熔结火山碎屑岩为典型特征,岩石组分以塑性玻屑为主,棱角圆化,脱玻化特征明显;常见塑性浆屑变形揉皱、晶屑熔蚀现象。熔结凝灰岩中发育大量石泡,使熔结凝灰岩结构特征模糊。气孔是石泡构造的空腔,为冷凝收缩成因,受脱玻化作用影响挥发分或水蒸气散溢,形成的孔隙空间后期未被充填或少量充填。一个冷凝单元中石泡体发育在垂向上具有明显的分带特征:自下而上,气孔由少增多再减少。石泡孔洞的发育提高了熔结凝灰岩的储集能力,受熔结作用影响,石泡体未被压扁破坏。深埋、高孔熔结凝灰岩是重要的油气储集层,研究区高孔熔结凝灰岩具有良好的含油气性。

关键词：熔结凝灰岩气孔石泡构造火山碎屑流风城组乌—夏地区准噶尔盆地

准噶尔盆地哈拉阿拉特山地区风城组烃源岩的发现及石油地质意义

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石油与天然气地质 2013年第2期34卷 145-152页

作者：张善文中国石化胜利油田分公司山东东营257001

准噶尔盆地北缘油气地质条件复杂,勘探难度大。通过哈拉阿拉特山地区开展了盆地构造属性、地层分布和勘探潜力等方面的研究,认为在裂陷-拉张构造背景下,早二叠世为半封闭残留海相沉积环境,并伴有火山活动,为优质烃源岩的发育提供了条件... 详细信息

准噶尔盆地北缘油气地质条件复杂,勘探难度大。通过哈拉阿拉特山地区开展了盆地构造属性、地层分布和勘探潜力等方面的研究,认为在裂陷-拉张构造背景下,早二叠世为半封闭残留海相沉积环境,并伴有火山活动,为优质烃源岩的发育提供了条件。受海西晚期—印支期构造运动影响,哈山向盆地方向强烈逆掩,造成了下二叠统的多期推覆叠加和上二叠统的大规模抬升剥蚀,现今盆地边界较沉积期大大萎缩。运用断层-褶皱构造解析技术,建立了哈山逆冲推覆+后期走滑的构造解释模式,发现了哈山推覆构造带之下发育风城组烃源岩,并且其分布向北至少可以延伸至达尔布特断裂附近,有利分布面积较前期扩大了1 000 km2;烃源岩有机质丰度高,热演化程度适中。油源对比结果显示,研究区白垩系、侏罗系、二叠系以及石炭系不同层系的原油主要来自该套烃源岩。推覆体下部下二叠统生油层系的发现,扩大了找油范围,乃至对整个北疆地区油气勘探具有重要影响。

关键词：构造地质模型盆地性质风城组二叠系哈山地区准噶尔盆地北缘