塔里木盆地深部流体改造型碳酸盐岩油气聚集

塔里木盆地深部流体活动具有分区性特点．位于盆地西部的塔中隆起西部井下岩石及原油稀土元素分析、二氧化碳的碳同位素分析以及储层流体包裹体测温证实了深部流体的存在．盆地基底以下的深部流体通过深大断裂及火山活动进入盆地内，通过物质和能量交换对碳酸盐岩储层进行溶蚀和交代，使碳酸盐岩储集层的孔隙度、渗透率结构发生改变而使其储集性能发生改变，从而形成深埋改造型的优质碳酸盐岩储层．塔中隆起西部地区沿大断裂及火山活动区发现的萤石矿带是深部流体作用的产物，是塔中45井油田的主要储集层类型．热液白云岩化使英买7井碳酸盐岩储层得到明显改善．深部流体的来源及其活动范围与盆地内深大断裂以及火山活动密切相关，深大断裂以及火山岩发育区可以作为寻找深部流体改造型储层的指针．深部流体改造型碳酸盐岩油气聚集的基本特点是大型断裂及火山通道附近聚集、火山活动之后晚期成藏、受岩性物性控制的隐蔽油气藏．     

中国海相碳酸盐岩气藏硫化氢形成的控制因素和分布预测

在碳酸盐岩储集层系中往往发育膏盐，硫化氢在碳酸盐岩油气藏中也比较常见，而高含硫化氢天然气的成因目前普遍认为是硫酸盐热化学还原作用（TSR）的结果，因此硫化氢与石膏分布的关系就显得比较密切．但是在许多膏盐发育的碳酸盐储集层中，就没有硫化氢的生成．最近研究发现，膏盐的存在只是硫化氢形成的一个基本条件，储层孔隙的发育情况、地层水中硫酸根离子的含量、储层经历的温度条件、油气-水界面的存在、烃类组成、储层岩石组合等，都对TSR的发生有重要的控制作用．这是因为TSR是在高温条件下烃类将硫酸盐还原生成硫化氢和二氧化碳等酸性气体的过程，硫化氢的形成要受到TSR反应的控制，因此反应空间的连通性、硫酸根离子与烃类的接触机会、反应温度等都对TSR反应产生影响．由于硫化氢的化学性质比较活跃，聚集成藏保存下来还受地层中重金属离子的含量等因素的控制．硫化氢分布的预测主要是基于TSR反应条件是否具备、保存条件是否良好的前提下，结合已发现高含硫化氢气藏的特点，建立海相碳酸盐岩层系硫化氢分布的预测模型：在含膏岩的孔隙型储集层系中、地层水中富含硫酸根贫重金属离子，油气充注成藏后又经历过较高的温度，且气藏保存较好，是高含硫化氢天然气分布的有利区域．     

塔里木盆地台盆区古生界优质碎屑岩储层形成机理及预测

通过对孔隙铸体和阴极发光薄片的仔细观察, 结合成岩演化史、烃源岩成熟史、古构造演化史以及物性分布特征研究, 提出塔里木盆地台盆区古生界优质碎屑岩储层的孔隙主要为次生成因, 并阐述了次生孔隙的多种识别标志、发育程度和分类, 认为溶蚀作用对优质储层的形成起了重要作用. 提出了形成次生孔隙的铝硅酸盐、二氧化硅和碳酸盐3种溶蚀机制. 明确指出优质储层的形成、分布、保存和破坏受古构造格局及其演化、烃类注入与散失等多重因素控制. 古构造格局控制了酸性水运移的路径和方向, 从而控制了溶蚀发育的部位和范围, 古构造高部位和长期继承性的古隆起区次生孔隙发育. 烃类注入使溶蚀孔隙得到了保存, 烃类的散失使早期形成的溶蚀孔隙被后来的碳酸盐或石英次生加大胶结而破坏. 在寒武系、奥陶系和石炭系烃源岩成熟期(地质时代分别为S, P, K)的构造高部位、或长期继承性的隆起区是优质储层发育的主要地区.     

成藏三要素的耦合对高效气藏形成的控制作用——以四川盆地川东北飞仙关组鲕滩气藏为例

以川东北地区飞仙关组高效气藏为例，通过能量场的数值模拟，定量．半定量地分析油气成藏关键时刻能量场控制下所发生的烃类生成、运移和聚集及储层等要素演化以及其相互作用、相互影响．指出晚三叠世-早侏罗世是二叠系烃源岩大量成油期，断层沟通油源，油气在飞仙关组古构造圈闭内聚集成大型古油藏；晚侏罗世-白垩纪大巴山前陆盆地巨厚堆积，导致古油藏被深埋，古温度达到170～210℃，古油藏发生裂解成气，古油藏成为高效气源灶；与此同时，高温环境下发生的硫酸盐热还原作用，产生大量H2S等酸性气体，使得古油藏范围内的白云岩储集层发生深部溶蚀作用，储层物性得以改善与保持；喜马拉雅运动，在大巴山前缘产生强烈变形，古气藏发生调整、降温与降压，形成现今气藏分布状态．     

四川盆地川东北部飞仙关组高含硫化氢大型气田群气源探讨

近年来四川盆地川东北地区下三叠统飞仙关组发现了多个高含硫化氢的大型鲕粒岩气藏，天然气探明储量已超过5000×10^8m^3．由于该区烃源岩层数多且演化程度高，受到TSR的蚀变改造，因此气源一直难以确定．在天然气样品分析的基础上，综合分析油气地质、烃源岩的分布与演化、成藏充注与调整、以及天然气混合作用与次生蚀变等因素，认为飞仙关组气藏的主力气源是二叠系龙潭组烃源岩，其次是志留系龙马溪组烃源岩．由于圈闭形态与不同烃源岩生排烃时期的匹配差异，造成各气藏天然气成因的差异，其中，普光气田主要捕获了龙潭组烃源岩生成的天然气，混有志留系生成的原油裂解气，而渡口河、铁山坡、罗家寨等以志留系生成的原油裂解气为主，并混有龙潭组烃源岩生成的天然气．     

中国海相储层分布特征与形成主控因素

中国海相储层分布广泛，时代从前寒武系到中新生界，其中主要是古生界，特别是下古生界，主要包括碎屑岩和碳酸盐岩两类储层；在平面上主要分布在中西部的塔里木、四川和鄂尔多斯盆地．海相碎屑岩储层主要发育于海滩前滨-临滨、潮汐砂坝、潮汐水道、砂坪、三角洲分流河道、河口坝以及浅海陆棚等环境；储层发育的沉积环境对储层性质具有极其重要的控制作用；压实作用和压溶作用、胶结作用是减少孔隙的重要因素；低地温场地质背景、早期油气充注、溶蚀作用对储层孔隙保存非常有利．海相碳酸盐岩储层分为礁-滩型储层、岩溶型储层、白云岩储层、裂缝型储层四类；白云石化作用、溶蚀作用、硫酸盐热化学还原反应作用、构造破裂作用是控制碳酸盐岩储层质量的重要因素．     

中国海相油气田形成的地质基础

塔里木盆地、四川盆地和鄂尔多斯盆地古生界地层是中国海相油气勘探的重要层系之一，广泛发育以泥质岩为主的优质烃源岩，烃源岩的深埋藏决定了海相盆地以天然气为主，但不同盆地烃源岩有机质演化程度的不同又导致油气相态的差异；富含蒸发盐的碳酸盐岩地层中的硫酸盐热化学还原作用（TSR）对原油裂解成气具有明显的促进作用．海相储层以碳酸盐岩和碎屑岩为主，沉积相、白云石化作用、溶蚀作用、TSR和断裂裂缝作用控制了碳酸盐岩储层的发育．由于海相地层经历了多期构造旋迥，导致了多套生储盖组合的发育，圈闭和油气藏类型也多种多样；油气藏普遍具有多期成藏、晚期为主或晚期定型的特点：古隆起对油气富集有重要的控制作用．由于三大盆地海相主力烃源层的不同，油气富集层位、油气藏的类型与分布、油气成藏的特点也各不相同．     

塔里木盆地储层特征与高孔隙度、高渗透率储层成因

通过大量的研究, 认为塔里木盆地的储层发育无论从层系和区域分布上都具有广泛性, 整个盆地不乏高孔隙度、高渗透率储集层的存在, 但存在严重的差异性和非均质性; 并对不同层系储层岩性特征、储集空间类型和储集性能进行了研究, 认为古生代碳酸盐岩虽然埋藏深度大、时间长, 但在礁、滩分布区和经长期暴露风化淋滤的风化壳古潜山带和白云岩化区以及受后期烃类成熟释放的二氧化碳和有机酸溶蚀的地区, 储层物性好, 孔隙度达5%~8%, 最高为12%, 渗透率为(10~100)×10^-3 µm², 最高达近1000×10^-3 µm². 最后, 深入地探讨了深埋条件下(埋藏深度大于3500 m)高孔高渗储层的成因.     

克拉2气田优质砂岩储层控制因素与孔隙演化

通过野外砂体建模、钻井岩芯与测井沉积相研究、井间储层对比等, 认为克拉2气田砂岩储层是一套厚度大、分布广、物性好、连续性好和隔夹层少的优质天然气储层. 根据大量的岩石薄片、铸体薄片、孔渗物性和压汞参数等资料, 进行了储层成岩作用、控制因素及孔隙形成机理与演化的研究, 认为浅埋藏时期的压实作用和成岩过程中的白云石和方解石胶结物对储层物性下降起了重要作用, 现今压实作用以中~弱为主, 物性较好的储层段无或含较少方解石胶结物;深埋藏早期仍以剩余原生粒间孔为主, 但因溶蚀作用而出现了部分改造扩大的次生粒间孔, 储层段的自生高岭石是长石和岩屑溶蚀的产物;深埋藏晚期的构造裂缝和异常高压背景有利于改善和保存这些孔隙.     

深盆气-成岩圈闭: 以鄂尔多斯盆地榆林气田为例

在鄂尔多斯盆地榆林气田的上倾部位, 不存在构造、地层和沉积岩性圈闭条件. 应用偏光显微镜、荧光显微镜、包裹体均一温度、拉曼光谱测试等手段研究了成岩作用的历史, 揭示出三期地质流体的活动, 分别发生在晚三叠世、晚侏罗世和早白垩世末期, 并发现圈闭的形成明显受成岩作用影响. 在第一和第二期流体作用期间, 酸性流体进入了储层, 引起溶蚀和胶结作用, 储层的孔渗条件得到一定程度的改善, 但是此后盆地的再次沉降引起的再压实作用使得储层致密化. 到早白垩世末期, 盆地内古生界主力气源岩进入大规模生排期, 气田上倾部位的气水过渡带内胶结作用继续进行, 进一步降低了孔隙度和渗透率. 榆林气田的成藏机理因此发生了从深盆气到成岩圈闭的转换, 有利于较长时间地保留天然气.     

沁水盆地石炭-二叠系优质煤储层发育的沉积条件

沁水盆地石炭-二叠系中煤储层发育，但不同的煤储层在分布范围、厚度、储集物性等方面有明显的差异．从沉积学和层序地层学的角度，探讨了控制优质煤储层发育和分布的因素．研究表明，本区优质煤储层主要形成于潮坪和三角洲平原上的泥炭沼泽环境，而且总体上，潮坪上形成的煤储层的横向连续性比三角洲平原上形成的要好．海平面升降对煤储层的纵向分布以及平面上的分布范围有重要控制作用，总体上高位体系域(尤其是晚期)形成的煤储层丰度高、厚度大、分布范围广，有利于形成优质煤储层；海侵体系域形成的煤储层丰度低、厚度小、分布范围较小，不利于优质储煤层的形成．     

圆柱形共振腔中存在人工孔隙岩样的共振声谱实验测量

在以前共振声谱实验工作基础上, 对 10 块中高孔隙度(22%~30%)的饱和人工岩样分别在圆柱形共振腔体形成的低阶模式共振声谱进行了实验测量, 并研究了岩心孔隙度对共振声谱的影响. 实验结果表明, 岩样位置由谐振腔顶部变化到中部, 共振频率逐渐增大, 共振幅度逐渐降低. 在谐振腔中部, 共振频率增至到最大而共振幅度减至最小; 随着孔隙度增加, 共振频率降低, 共振幅度减小, 衰减增大.另外, 利用体积平均模型, 对圆柱形谐振腔中具有岩石样品的共振频率进行了理论分析和数值模拟, 理论结果表明, 随着岩样位置由谐振腔的顶部变化到中部, 共振频率逐渐增大且在中部时最大; 岩样孔隙对共振频率有影响, 在谐振腔中部共振频率随着孔隙度的增大而减少. 以上结论已被理论和实验结果所证实. 为利用低阶模式共振声谱法检测岩石样品的孔隙和裂缝特征提供了理论和实验依据.     

塔中地区晚燕山-喜马拉雅期油气调整与热液活动的关系

早期海相油藏的后期调整改造是塔里木盆地油气藏的重要特征之一．大规模的油气调整与强烈的区域构造活动有关，并伴随有成岩流体、成矿流体等盆地流体的大规模运移．塔中地区奥陶系碳酸盐岩构造断裂溶扩缝及岩溶风化壳溶洞内萤石等热液矿物烃类包裹体的发育，钻井证实具矿床规模的萤石脉也是重要的油气储集层，形成萤石热液成矿与油气运移成藏独特的伴生或叠加关系．结合区域构造背景与萤石成矿环境，通过热液矿物电子自旋共振测年、包裹体激光拉曼、群体包裹体烃类化石等分析后证实，晚燕山-喜马拉雅期（110．4～30．8Ma）塔中地区发生了成矿热液与成藏流体的大规模运移事件，为重要的油气调整期，喜马拉雅期（34．3Ma以来）为重要的油气成藏期．     

晋城成庄矿煤层大裂隙系统研究

城煤区成庄矿3号煤储层内发育有由外生节理、气胀节理、内生裂隙组成的大裂隙系统．气胀节理主要发育在光亮煤分层内，内生裂隙发育在镜煤和亮煤中．外生节理分两种，一种发育在煤层内，另一种则切穿整个煤层进入顶底板围岩．外生节理与气胀节理发育的方向性基本一致，为北北东和北北西两组．大裂隙系统的形成分为煤化作用期的内生裂隙发育阶段；二次煤化作用期的内生裂隙充分发育和气胀节理形成阶段；构造作用形成外生节理阶段．成庄矿3号煤储层的大裂隙系统在三度空间上存在不均一性，在平面上表现为大裂隙带有规律地成组分布，在剖面上表现为存在高渗透率煤分层．煤层中的大裂隙系统的研究可应用于煤层气生产，也可以有效提高煤层瓦斯的排放效率．     

二氧化碳气体的流动及反应特性研究: 从微管到多孔介质

用5 μm微管、人造岩心及天然岩心研究了CO₂气体的流动特性及与岩心作用后对渗透率的影响规律. 结果表明, CO₂气体在微管中的流动速度明显比N₂快; CO₂在饱和水的岩心(含碳酸盐)中流动时, 其渗透率随着注入量的增加而增大, 表明CO₂的溶蚀作用导致了岩心孔径的增加, 用扫描电子显微镜(SEM)也验证了溶蚀扩孔作用. CO₂气体在微管中具有较高的流速是由于尺度效应和压缩效应的综合反映, 而其在水中溶解引起的界面层水分子扩散速度增大, 导致孔隙壁面的水膜厚度减小, 其水溶液流动的有效孔径增大. 上述两种结果表明, CO₂在驱油过程中具有良好的注入能力, 是低渗储层开发过程中能量补充的一种很好的驱替流体, 但也造成其在地层中窜流或散逸的可能性增大.     

天然气晚期强充注与塔中奥陶系深部碳酸盐岩储集性能改善关系研究

近年来中国海相碳酸盐岩油气勘探发现了一批大型油气田, 尤其在深层获得数个重大新发现, 展示了良好的发现前景. 塔中地区是塔里木盆地的一级构造单元, 那里的奥陶系良里塔格组灰岩礁滩体蕴藏着丰富的天然气资源, 储层为陆棚边缘礁滩体, 以低孔-特低孔、低渗为特征, 非均质性强, 目前埋深在4500~6500 m. 研究发现, 良里塔格组深部储层的形成和分布除受早期高能沉积相带、溶蚀作用等控制外, 喜山期以来发生的天然气强充注过程形成裂缝网络, 对优化和改善储集层性能具有重要作用. 重点探讨了天然气晚期强充注与深层奥陶系碳酸盐岩储集性能改善的关系, 建立了相应的机制与模式, 有利于对勘探靶区的预测评价.     

沁水盆地煤储层孔隙系统模型与物性分析

实验测试分析表明，沁水盆地煤储层孔隙系统具有以下共同特点：孔隙度相对较小，孔隙结构以微孔和小孔为主，中孔次之，大孔很不发育，这种孔隙结构总体上对煤层气的产出不利．同时也发现沁水盆地高煤级煤储层孔隙结构具有一定的差异性，这种差异必然导致高煤级煤储层具有不同的吸附、解吸、扩散及渗透物性．应用聚类分析方法对大量测试结果分析归类并选择典型样品，建立了相应煤储层孔隙系统的四种模型，分析了各孔隙模型对应的储层物性优劣，对于沁水盆地煤层气的勘探开发具有一定的指导意义．     

封面说明

正中国较早从事大陆深地微生物研究的是"中国大陆科学钻探"项目.该项目主要研究板块俯冲与壳-幔相互作用等地球动力学过程,但是也为深地微生物研究提供了很好的机会.项目取得了5158 m连续的岩芯,建立了孔隙度、渗透率、流体成分、岩石类型和构造剪切带等高精度的纵向剖面.尽管钻孔选在超高压变质带,但是在岩芯与流体中发现了各种微生物.局部岩芯与流体存在各种异常,可能为深地微生物提供了潜在的能源与养分.采用计数法、分子微生物、脂类等综合分析手段,发现生物圈的低界大约在4500 m,与已知的微     

海底热水流体对海相碳酸盐岩有机质丰度影响初探：以华北北部中、上元古界为例

通过对华北北部中、上元古界海相碳酸盐岩有机质丰度与海底热水流体富集元素P, Cu, Zn, Ni和Ba等元素含量及其组合的相关性的探讨, 结果表明, 热水流体富集元素明显在相关层段不仅与TOC呈正相关关系, 而且还和海底热水流体输入的SiO₂含量呈明显的正相关关系; 相应层段海底热水流体输入的SiO₂含量也与TOC呈明显的正相关关系. 部分高于庄组、雾迷山组、铁岭组以及绝大部分下马岭组有薄层状硅质岩出现, 随之TOC和与热水流体活动有关的微量元素也逐渐增大, 暗示部分层位碳酸盐岩中有机质的富集与海底热水流体活动有关. 另外, Al/(Al+Fe+Mn)值常常随着海底热水流体活动对沉积物形成的贡献的增大, 比值随之减小, 而Fe/Ti比值的变化正好相反.     

高成熟碳酸盐岩地层烃类生成和运移的激光诱导荧光显微镜观测与判识

用最新组装的激光诱导荧光显微系统(LFM)有效地观测研究了鄂尔多斯盆地、塔里木盆地下古生界高成熟碳酸盐岩生烃、含烃和烃类运移的重要现象．在鄂尔多斯盆地等效镜质体反射率达1.6%~1.7%残余有机碳含量为0.14%~0.35%的下奥陶统条纹状碳酸盐岩样品中发现广泛分布有强荧光的G.Presea粘球形藻、层状藻、结构藻和藻屑等有利于生烃的原始显微有机组分及矿物晶间荧光沥青,并在白云岩孔洞中发现他形充填状和球粒状高演化储层沥青．在塔里木盆地奥陶系和寒武系高成熟碳酸盐岩及钙质、砂质页岩中见有多种类型的荧光有机包裹体和沥青,为探讨大中型气田有效烃源和优质烃源岩的判识与评价提供了直观依据．高功率的激光诱导荧光的观测还充分揭示了碳酸盐岩地层生烃、排烃运移的网络与微网络体系．