辽西朝阳盆地位于燕山构造带东段,属于松辽外围中生代的断陷盆地,勘探认识程度不高。前人研究认为,朝阳盆地下白垩统九佛堂组为湖相沉积,而忽略了火山事件对于湖盆沉积的重要影响。对此笔者通过区域地质资料调查、钻井岩心描述、岩心薄片资料观察以及分析测试资料等手段,在火山碎屑岩分类基础上,根据火山碎屑含量划分出沉积-火山碎屑岩以及火山碎屑沉积岩,并结合粒度、组分、沉积构造等特征细分出11种岩相类型以及9种岩相组合,进而提出火山碎屑流、火山异重流、火山灰异轻流、热液侵入和微生物诱导5种成因机制。结合钻井岩心观察识别出火山沉积序列及沉积特征,建立了朝阳盆地九佛堂组火山-湖泊沉积模式,为研究区油气资源的勘探开发提供理论依据。研究发现,火山物质对湖盆内有机质富集起到积极的影响。朝阳盆地九佛堂组烃源岩地化测试显示:含有火山细粒物质参与沉积的样品有机质丰度指标更好,有机质更富集。由于燕山构造带内其他盆地同样具有相似的火山活动地质背景,研究结果也为这些地区沉积学及油气资源研究起到良好的对比参照作用。

天然裂缝发育特征和形成期次对川东南复杂构造区页岩气成藏具有重要意义,且对页岩储层压裂改造效果及高产的控制作用明显。目前对川东南远离盆缘的深层页岩气区块内不同力学成因天然裂缝的特征及形成演化尚缺乏系统研究,制约了盆内深层页岩气的高效勘探开发。基于野外露头、钻井岩心、薄片、地球化学测试及磷灰石定年等资料对永川地区龙马溪组页岩储层构造裂缝特征及形成期次开展了研究。结果表明,龙马溪组页岩主要发育构造成因的中高角度剪切缝,低角度顺层滑脱裂缝和垂直张性缝,此外岩心上可见有非构造成因的层理缝、生烃超压缝以及位于主干断裂部位的热液溶蚀缝。纵向上受矿物组成影响裂缝发育程度由深至浅逐渐降低,平面上受构造影响,在背斜核部或翼部陡坡区裂缝密集发育高角度、组系优势明显且纵向贯穿程度大的裂缝,而平缓区发育低角度、小尺度且组系杂乱的裂缝。研究区裂缝先后经历了燕山晚期—喜马拉雅早期(86~47 Ma)、喜马拉雅中期(47~24 Ma)、喜马拉雅晚期至现今(24 Ma至现今)3期构造运动而形成,不同演化阶段的裂缝发育和充填特征差异明显。第一期,构造裂缝主要为NWW-NNW向共轭剪切裂缝,裂缝多被纤维状方解石和少量石英脉体充填,均一温度介于220~250 ℃;第二期构造裂缝为NW-NNW向共轭剪切裂缝,同时背斜区形成NE向垂直张性裂缝与高角度剖面剪切缝,裂缝被拉长块状方解石或石英脉体充填,均一温度介于180~210 ℃;第三期构造裂缝为单独的NE-NEE向压扭性裂缝,同时改造前期形成的裂缝主要被块状方解石、石英脉体充填,均一温度介于140~180 ℃,这一时期地层抬升导致温度下降明显,裂缝充填性变弱,形成的裂缝不利于页岩气保存。与裂缝形成的地质力学环境进行匹配,构建了永川地区页岩储层3期构造裂缝发育演化模式。该研究有利于深化川东南地区龙马溪组深层页岩储层裂缝演化规律的认识,为页岩气富集和保存条件研究提供借鉴。

塔里木盆地克拉苏油气区是我国“西气东输”的重要气源地,也是我国已建成的最大超深油气田。该区主要目的层组白垩系巴什基奇克组为一套中厚层细-中砂岩夹薄层泥岩建造,埋深主要介于6 000~8 000 m,储层基质孔隙度普遍低于10%,孔喉结构复杂,构造裂缝普遍发育,且有效裂缝网络对该类气藏高产稳产至关重要。同时,深埋高温压条件下,成岩流体沿裂缝快速活动,对储层裂缝有效性产生了差异影响。本文针对井下大量岩心构造裂缝开展CT扫描、主体薄片、阴极发光、激光共聚焦、扫描电镜等实验分析,系统研究了成岩流体在微裂缝尺度、岩心裂缝尺度、圈闭尺度、油气田尺度上对构造裂缝的成岩类型、配置关系、裂缝有效开度及影响分布范围。认为成岩流体对克拉苏油气田白垩系巴什基奇克组构造裂缝有效性的影响主要表现为裂缝面本身及周围储层孔喉的胶结充填及溶蚀作用,主体裂缝(超60%)胶结充填率不足5%,有效开度介于0.2~2 mm,成岩流体沿微裂缝胶结沉淀或溶蚀改造,但仅影响裂缝周围约4 mm~20 m范围,在岩石的差异矿物之间(一般为石英颗粒及长石颗粒)更易发生溶蚀;成岩流体垂向上沿背斜储层中上部50~150 m内的裂缝网络发生胶结、溶蚀作用,整体充填率约为60%~80%,在底水层中裂缝胶结充填率达60%~90%;平面上,成岩流体沿先期沉积水系迹线、顺构造裂缝活动,南北向影响距离为20~40 km,主要为方解石充填与胶结。由于高效沟通的裂缝网络位于目的层中-上部,应考虑在中部或中上部地层中钻完井,避开顶部的“基底式胶结”层,在北部区块针对裂缝中的方解石充填物大开度裂缝实施酸化压裂措施,提升储层整体渗流能力。

东营凹陷北带西段王庄潜山油藏的发现,揭示了太古宙基岩储层极大的油气勘探潜力。本文基于露头、岩心、薄片、测井、成像测井、孔渗数据以及试油资料,对东营凹陷北带太古宙基岩风化壳储层发育特征进行了总结,对其主控因素进行了深入探索,取得了以下主要认识:(1)太古宙基岩主要为二长花岗岩和花岗闪长岩,局部发育花岗片麻岩,岩石脆性较强,容易产生裂缝,具备形成优质储层的岩性基础。(2)基岩风化壳储层纵向上可划分为崩解型储层、溶蚀-崩解型储层以及残积-崩解型储层三类。(3)崩解型储层主要以构造缝、溶蚀缝和节理缝为主,储层物性较差,平均孔隙度为2.2%,平均渗透率为0.25 mD,主要分布在构造高部位;溶蚀-崩解型储层表现为明显的双层结构,上覆溶蚀层发育厚度为50~150 m,储层物性好,平均孔隙度为4.7%,平均渗透率为1.3 mD,储集空间以溶蚀孔、溶蚀增强缝为主,下伏的崩解层物性差,储集空间以裂缝为主,主要分布在构造中低部位;残积-崩解型储层表现为上薄下厚特点,上覆残积层厚度分布在10~43 m,岩体松散破碎,储集空间以溶蚀孔为主,平均孔隙度为4.5%,平均渗透率为1.7 mD,下伏崩解层致密,块状结构明显,储集空间以各种成因的裂缝为主,主要分布在研究区临近构造高部位的缓坡带。(4)基岩风化壳储层物性及分布主要受控于4个因素:富含高脆性矿物含量的岩石影响裂缝的发育程度,构造应力控制裂缝的形成及产状分布,发达的断裂体系加速了基岩风化壳有效储层的形成,古海拔高程最终控制了基岩风化壳储层分布。研究成果对于东营凹陷以及其他断陷盆地基岩风化壳储层评价和油气勘探具有重要的借鉴意义。

二叠纪峨眉山大火成岩省岩浆喷发是我国显生宙最大的岩浆喷溢事件。四川盆地中二叠世最新油气勘探成果显示,在峨眉山大火成岩省北缘成都-简阳地区,发育大量以火山碎屑岩为主的全新岩性格架。本文首次对该区域岩性格架展开了详细的火山学解译。在优势储集层段中识别出熔结凝灰岩、自碎裂角砾岩和溅积集块岩三类关键岩性,分别形成于溢气爆发-陆上火山碎屑流机制、溢流喷发-自碎裂角砾化机制以及斯通博利-夏威夷涌溅式喷发机制。这是首次对峨眉山大火成岩省中上述岩性的成因机制进行正式确认。在这些岩性中,储集空间以溶蚀孔和交代孔为主。上述岩性的喷发机制,对其储集空间的发育提供了全方位的关键制约因素:(1)有利于产生大量浆源碎屑;(2)堆积方式有利于维持大量相互连通的原生孔隙,使热液流体得以广泛接触碎屑堆积骨架;(3)堆积于火口近源区域,受异常热流值作用强,有助于维持流体的高效活性。上述三方面最终导致流体对岩石骨架进行深刻的溶蚀交代改造,为规模性储集体发育奠定前提。

晚白垩世全球大规模海侵被认为仅淹没了非洲大陆北部地区,而位于非洲中部的Muglad盆地则未遭受海侵的影响,且盆地内仅发育一套富有机质的烃源岩,即下白垩统Abu Gabra组湖相泥岩。本次研究采集了下白垩统Abu Gabra组湖相泥岩和上白垩统Darfur群泥岩样品,在上白垩统Darfur群泥岩中检测到完全不同于下白垩统Abu Gabra组湖相泥岩的甲藻甾烷和三环萜烷组成,主要表现为高丰度的甲藻甾烷异构体和C₂₃三环萜烷丰度优势,认为其是海侵作用的产物。依据分析结果,本文首次提出上白垩统Darfur群沉积期可能受到新特提斯洋海水的影响,进一步揭示了晚白垩世全球海侵在非洲大陆的海水淹没范围已抵达中非大陆Muglad盆地。此外,上白垩统Darfur群海相富有机质泥岩的存在,揭示研究区不仅发育下白垩统Abu Gabra组湖相烃源岩,还发育一套潜在的海相烃源岩。而K-1井海相原油的发现进一步证实了上白垩统Darfur群海相烃源岩的生烃潜力,海相原油可能是研究区未来油气勘探的新领域。