塔里木盆地油氣藏CO2地質(zhì)封存適宜性評價(jià)

針對目前利用層次分析法對co_2地質(zhì)封存進(jìn)行適宜性評價(jià)過程中,極少結(jié)合研究區(qū)域?qū)嶋H計(jì)算低層次評價(jià)指標(biāo)權(quán)重,對適宜性評價(jià)結(jié)果又缺少進(jìn)一步的分析,結(jié)合鄂爾多斯盆地的地質(zhì)特征,通過計(jì)算指標(biāo)組成權(quán)重和適宜性得分對盆地開展了co_2地質(zhì)封存適宜性評價(jià),并以適宜區(qū)杏子川油田長4+5蓋層為例,開展了蓋層封閉性評價(jià)實(shí)驗(yàn)研究。同時(shí),采用相應(yīng)的計(jì)算方法對鄂爾多斯盆地深部咸水層和油藏的co_2地質(zhì)封存潛力進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明:鄂爾多斯盆地在三疊系開展co_2地質(zhì)封存的適宜性最好,石炭-二疊系和奧陶系則次之；杏子川油田三疊系延長組長4+5蓋層對區(qū)域開展co_2地質(zhì)封存具備良好的封閉性；鄂爾多斯盆地深部咸水層和油藏的co_2有效封存量分別為1.33×10~(10)t和1.91×10~9t,且在延長石油吳起、靖邊及杏子川油田共有56個(gè)co_2地質(zhì)封存適宜區(qū),其co_2有效封存量可達(dá)1.77×10~8t。

為緩解全球氣候變暖趨勢,co2地質(zhì)儲存成為目前減少向大氣排放co2量的有效方法之一。區(qū)域co2地質(zhì)儲存適宜性評價(jià)是篩選co2地質(zhì)儲存目標(biāo)區(qū)和工程建設(shè)的基礎(chǔ),合理的評價(jià)指標(biāo)體系和指標(biāo)權(quán)重對評價(jià)結(jié)果有重要影響。本次研究結(jié)合松遼盆地地質(zhì)條件,建立包括地質(zhì)儲存規(guī)模、儲存經(jīng)濟(jì)性、儲存條件和儲存安全性4個(gè)方面、20個(gè)指標(biāo)、5個(gè)指標(biāo)劃分等級的評價(jià)指標(biāo)體系,利用層次分析法(ahp)確定各指標(biāo)權(quán)重,且考慮到各評價(jià)指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)的模糊性,由此得到基于層次分析法的co2地質(zhì)儲存適宜性的模糊綜合評價(jià)方法,并將該方法應(yīng)用于松遼盆地6個(gè)一級構(gòu)造單元的co2地質(zhì)儲存適宜性評價(jià)中,得到各一級構(gòu)造單元的地質(zhì)儲存適宜度。評價(jià)結(jié)果表明:中央坳陷區(qū)co2地質(zhì)儲存適宜性較好,可以作為co2地質(zhì)儲存的優(yōu)先區(qū)域,北部傾沒區(qū)、西部斜坡區(qū)和東南隆起區(qū)的適宜性一般,東北隆起區(qū)和西南隆起區(qū)適宜性均較差,不適宜儲存co2。該評價(jià)結(jié)果為松遼盆地地區(qū)co2地質(zhì)儲存場地篩選和工程建設(shè)等提供了科學(xué)依據(jù)。

塔里木盆地牙哈油氣田瀝青墊特征及成因

為認(rèn)識塔里木臺盆區(qū)油氣成藏條件和勘探領(lǐng)域,從盆地分析角度出發(fā),借助地震資料和沉積地層的分析結(jié)果,闡述塔里木盆地海西期一系列地質(zhì)事件及其與油氣成藏的關(guān)系.認(rèn)為海西期內(nèi)的斷褶隆升-巖溶作用和早、晚古生代盆地的疊合,對于碳酸鹽巖巖溶-裂縫型儲集體的發(fā)育與優(yōu)質(zhì)儲蓋組合的形成至關(guān)重要,為中下奧陶統(tǒng)烴源巖在海西期末大量生成油氣提供了運(yùn)聚條件和富集場所.要加強(qiáng)臺盆區(qū)的油氣勘探,尋找早、晚古生代盆地疊置界面上下的優(yōu)質(zhì)碳酸鹽巖溶-裂縫型儲集層和向隆起上超的志留系-東河砂巖海相碎屑巖儲集層仍將是重要勘探方向.

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東河砂巖是塔里木盆地晚泥盆世—早石炭世一套穿時(shí)的巖石地層單元,是盆地重要的含油層系。應(yīng)用層序地層學(xué)理論,以露頭、鉆井和地震資料為基礎(chǔ),分析了東河砂巖的地層展布模式、沉積前古地貌特征、砂巖發(fā)育期次、沉積環(huán)境演化和砂巖分布規(guī)律。結(jié)果表明,東河砂巖是海侵背景下從西南向東北,即依次由麥蓋提斜坡、巴楚凸起向塔中凸起、塔北隆起超覆的沉積砂體;東河砂巖沉積前古地貌有兩隆兩凹的特征;由早到晚可劃分為5期砂體。第1期砂體主要分布在麥蓋提斜坡和巴楚凸起,第2期砂體主要分布在巴楚凸起和塔中凸起,第3期砂體主要分布在塔中凸起和塔北隆起,第4期砂體主要分布在塔北隆起,第5期砂體主要分布在塔北隆起及塔東低凸起周緣。東河砂巖的巖相主要有砂礫巖、粗砂巖、中砂巖和細(xì)砂巖,沉積環(huán)境主要為河口灣和濱岸環(huán)境。由于不同地區(qū)、不同期次砂體的沉積特征、儲蓋組合及成藏條件不同,對不同地區(qū)和不同期次砂體需采用不同的油氣勘探對策。

利用薄層色譜-氫火焰檢測技術(shù)和巖石熱解技術(shù),在塔里木盆地牙哈油氣田下第三系陸相油氣藏中,發(fā)現(xiàn)并準(zhǔn)確地鑒定出兩層瀝青墊。這些瀝青墊儲層巖石抽提物族組成中,瀝青質(zhì)的相對含量大于30%,而對應(yīng)的油層中,其值不足20%,在油藏地球化學(xué)描述剖面中,瀝青墊和油層之間存在著瀝青質(zhì)驟變之趨勢,這是瀝青墊判識的重要標(biāo)志。

塔里木盆地孔雀河區(qū)塊發(fā)育寒武系-奧陶系海相和侏羅系陸相兩套有效烴源巖構(gòu)成的復(fù)合含油氣系統(tǒng);中生界以斷裂背斜構(gòu)造圈閉為主,成排成帶展布;古生界以大型鼻隆背景之上的斷背斜、構(gòu)造巖性、地層不整合圈閉為主;控制油氣垂向運(yùn)移的通源斷裂發(fā)育,圈源時(shí)空有效配置,燕山晚期-喜山期構(gòu)造變形微弱,有利于油氣藏保存。區(qū)塊內(nèi)存在三類不同成藏組合的勘探領(lǐng)域,具有良好的勘探前景

塔里木盆地西南邊緣發(fā)育甫沙—齊姆根和柯克亞—和田南2個(gè)壓扭構(gòu)造體系,前者主要是帕米爾弧形構(gòu)造東北側(cè)的側(cè)向滑移與西昆侖造山帶向塔里木盆地的不均勻沖斷活動的聯(lián)合作用結(jié)果,后者則主要與西昆侖造山帶向塔里木盆地的不均勻沖斷作用有關(guān)。這2個(gè)壓扭構(gòu)造體系主體形成于新近紀(jì)以來的喜馬拉雅運(yùn)動,其構(gòu)造樣式在平面上主要為走滑—逆沖斷裂和雁列式分布的斷裂與背斜,在剖面上則呈現(xiàn)為雙重構(gòu)造與反沖構(gòu)造的疊加。壓扭構(gòu)造帶所遭受的壓扭作用從改善儲層的儲集性能、形成新的油氣圈閉、促進(jìn)油氣運(yùn)移與成藏等方面對塔里木盆地西南邊緣的油氣成藏發(fā)揮了積極作用,壓扭構(gòu)造帶是油氣勘探的有利構(gòu)造部位。

酒泉盆地青西地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)砂巖油氣藏

在前人地質(zhì)、地球物理資料和部分研究成果的基礎(chǔ)上，通過對地質(zhì)、鉆孔、地震、地?zé)岷椭亓?、航磁與衛(wèi)星磁測等資料的綜合分析，特別是通過對重力、航磁資料的定量反演與嚴(yán)格對比，深入研究了塔里木盆地南部的隱伏地質(zhì)構(gòu)造。并且，根據(jù)金剛石找礦的基本理論和作者的地球物理研究成果，對和田出土的金剛石顆粒的礦源區(qū)位置進(jìn)行了預(yù)測。

基于塔里木盆地14條地層鏡質(zhì)組反射率ro剖面的研究,確認(rèn)塔中隆起東段及塔北隆起塔河-輪南油田的單井ro剖面均屬二階錯(cuò)斷型,在c1b巴楚組底(或d3d東河塘組底)不整合面處,出現(xiàn)ro值突變,上覆三疊系-下石炭統(tǒng)處于成熟階段,在生烴"液態(tài)窗"范疇之內(nèi),而下伏的下古生界則屬過成熟階段,超出"液態(tài)窗"范疇,其過成熟性在志留紀(jì)末期,至遲在泥盆紀(jì)早期業(yè)已定型.塔中隆起西段ro剖面屬于一階連續(xù)型,下古生界也屬過成熟階段,其成熟度卻是晚近地質(zhì)時(shí)期定型的.從上述地層熱史可得到下列啟迪:(1)塔北、塔中隆起東段及滿加爾坳陷過成熟的下奧陶統(tǒng)-寒武系,不可能成為塔里木盆地臺盆區(qū)黑油的烴源灶;(2)塔中隆起東、西段ro剖面的差異,反映早古生代古構(gòu)造面貌呈現(xiàn)"東低西高",晚古生代以來反向成為"東高西低"今構(gòu)造面貌;(3)推算并恢復(fù)塔中隆起東段與塔北隆起下奧陶統(tǒng)上覆地層剝蝕量,將會引起對臺盆區(qū)古構(gòu)造面貌的再思考;(4)考慮到過成熟烴源層"液態(tài)窗"的存續(xù)時(shí)間,預(yù)測介于阿瓦提坳陷與滿加爾坳陷之間,具有"坳中隆"構(gòu)造屬性的順托果勒"低隆起"利于成為下古生界潛在的烴源灶.

通過野外地質(zhì)調(diào)查、地震資料綜合解釋和勘探目標(biāo)綜合評價(jià)研究,認(rèn)為柴達(dá)木盆地北緣塊斷帶東段德令哈坳陷是中生代中、晚侏羅世—早白堊世發(fā)育起來的伸展坳陷,經(jīng)歷了第三紀(jì)的張扭坳陷和第四紀(jì)擠壓坳陷階段,坳陷內(nèi)較穩(wěn)定地分布了中侏羅統(tǒng)大煤溝組4—7段的烴源巖,還發(fā)育有石炭系潛在的烴源巖層系。儲層在各層段均有分布,中生界以大煤溝組6段石英砂巖和白堊系的河流三角洲相砂巖為主。圈閉主要分布在凸起構(gòu)造帶,山前還發(fā)育推覆構(gòu)造帶,構(gòu)造形成定型期與油氣運(yùn)聚期配合良好,可形成自生自儲、下生上儲的儲蓋組合。通過該坳陷資源潛力與油氣遠(yuǎn)景評價(jià),認(rèn)為中侏羅統(tǒng)自生自儲的成藏組合是現(xiàn)實(shí)的勘探領(lǐng)域,托南斷階、宗務(wù)隆山前逆沖帶及埃姆尼克凸起帶為主力生烴凹陷,具有一定勘探前景。

為了認(rèn)識塔里木盆地臺盆區(qū)志留系儲層特征及其油氣藏成藏主控因素,利用疊合盆地油氣功能要素組合-構(gòu)造過程疊合-相勢耦合控油氣成藏的新方法,分析該層系18口鉆探失利井原因.結(jié)果表明:50%的探井因油氣成藏功能要素不全或不能有效組合而失利,6%的探井因油氣藏遭受后期構(gòu)造運(yùn)動被調(diào)整、破壞而失利,44%的探井因晚期相勢不能有效復(fù)合而失利.該研究能夠加深認(rèn)識塔里木盆地油氣分布預(yù)測的復(fù)雜性,檢驗(yàn)新方法分析鉆探井失利原因的有效性,及其在油氣勘探過程中的指導(dǎo)性、對油氣勘探區(qū)預(yù)測的可行性.

塔河油田是中石化新星石油公司的重點(diǎn)開發(fā)區(qū)塊,隨著西部大開發(fā)的戰(zhàn)略需要及油氣東輸重點(diǎn)工程的全面啟動,加速了勘探開發(fā)步伐。作者在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上,根據(jù)塔河油田的地質(zhì)特征及鉆井難點(diǎn),結(jié)合tk112h、tk110h、tk111h、tk220h幾口水平井的鉆井實(shí)踐,總結(jié)了該區(qū)塊水平井的基本施工程序及各個(gè)階段的關(guān)鍵技術(shù),供以后施工時(shí)參考。

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)-盆地-含油氣系統(tǒng)-成藏組合的研究思路,總結(jié)了不同類型盆地油氣成藏特征和富集規(guī)律,評價(jià)重點(diǎn)盆地資源潛力.研究認(rèn)為,中東-中亞地區(qū)經(jīng)歷了地體群南離北聚的板塊構(gòu)造演化過程,發(fā)育了克拉通盆地、裂谷盆地、被動大陸邊緣盆地和前陸盆地等4類主要的原型盆地.平面上,油氣主要分布于阿拉伯板塊西北部中生代古被動大陸邊緣和東歐地臺東南緣等穩(wěn)定構(gòu)造區(qū)的邊緣,以及扎格羅斯褶皺帶和斯基夫-圖蘭構(gòu)造帶等活動構(gòu)造區(qū)相對穩(wěn)定的構(gòu)造帶;層系上,主要分布在石炭系、二疊系、侏羅系、白堊系和新近系;發(fā)育碳酸鹽巖和碎屑巖兩大類儲集層,以前者為主,已發(fā)現(xiàn)儲量占80.45％.在地質(zhì)綜合評價(jià)基礎(chǔ)上,以成藏組合為評價(jià)單元,完成了8個(gè)重點(diǎn)盆地71個(gè)成藏組合待發(fā)現(xiàn)資源量的定量計(jì)算評價(jià),優(yōu)選了ⅰ,ⅱ類有利成藏組合.

在綜合研究阿克庫勒凸起西南緣托浦臺錄井、測井、巖芯、薄片資料和三維地震資料的基礎(chǔ)上,認(rèn)為研究區(qū)東河砂巖主要是無障壁海岸沉積體系。自下發(fā)育遠(yuǎn)濱和近濱沉積組合,向上為近濱和前濱沉積,為向上變深和再變淺的沉積旋回,刻畫了東河砂巖在研究區(qū)域的縱橫向變化特征。

基于對蘇北盆地鹽城組下段沉積旋回地層概化，建立了一個(gè)含有斷層的二維剖面模型，采用t0ugh2／eco2n程序?qū)ψ⑷氲缴畈肯趟畬又衏o2的運(yùn)移分布特征及沿?cái)鄬拥男孤┻^程進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明，盡管鹽城組下段地層具有3層旋回結(jié)構(gòu)且砂巖層屬高孔高滲儲層，但由于泥層厚度較小且滲透率相對較高，多層封蓋效果不佳。在存在導(dǎo)通斷層時(shí)，co2泄露風(fēng)險(xiǎn)較大。應(yīng)用morris法以斷層中氣相co2總量作為輸出變量，對模型參數(shù)進(jìn)行了全局敏感性分析。研究顯示，當(dāng)僅改變斷層參數(shù)時(shí)，與毛細(xì)壓力相關(guān)的參數(shù)對氣相co2沿?cái)鄬有孤┯绊懗潭茸罡?；?dāng)考慮系統(tǒng)參數(shù)整體變化時(shí)則以砂巖含水層和泥巖的滲透率敏感性最高，其次為與毛細(xì)壓力相關(guān)的參數(shù)（進(jìn)氣壓力、殘余液體飽和度及孔隙分布指數(shù)）。兩種情形下孔隙度與鹽度的敏感性均很小。

通過瀝青砂巖與重質(zhì)油熱模擬實(shí)驗(yàn)方法,對塔里木盆地下古生界廣泛賦存的瀝青生烴特征與生烴潛力進(jìn)行探討。熱模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,瀝青與重質(zhì)油在熱作用下均能生成烴類,表現(xiàn)出烴類裂解特征,生烴過程中既有氣態(tài)烴也有液態(tài)烴生成;瀝青砂巖樣品、重質(zhì)油樣品與低成熟度一般品質(zhì)的海相烴源巖生烴潛力大體相當(dāng)。塔里木盆地下古生界存在瀝青生烴證據(jù),但實(shí)際成藏貢獻(xiàn)尚需進(jìn)一步油氣地球化學(xué)證據(jù)支持。

采用有機(jī)巖石學(xué)和有機(jī)地球化學(xué)相結(jié)合的方法，詳細(xì)研究了塔里木盆地志留系瀝青砂巖的特征及其成因。色質(zhì)分析表明，志留系瀝青砂巖含高的三環(huán)二萜烷且以ｃ２３為主峰，與石炭系源巖不同，γ蠟烷含量不高，代表藻類生源的β胡蘿卜烷含量較高，且具高孕甾烷、高重排甾烷的特征，反映瀝青砂巖油源來自下古生界。有機(jī)巖石學(xué)研究表明，由于瀝青砂巖含可溶性物質(zhì)甚高，其油浸反射率（ｒｂ為０２７％～０３６％）不能反映其真實(shí)成熟度，水浸反射率（ｒｗ為１３５％～１５３％）與上下地層成熟度相吻合，排除了瀝青砂巖“新生古儲”的可能性。碳同位素分析結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)瀝青砂巖源自下古生界的生油巖，是早古生代古油藏遭受后期構(gòu)造破壞的結(jié)果。

歷年來在塔里木盆地西南地區(qū)施工的鉆井報(bào)廢率較高,為降低鉆孔報(bào)廢率,通過對新疆塔里木盆地西南坳陷云地1井鉆探施工工藝、孔內(nèi)復(fù)雜情況的處理過程、現(xiàn)場技術(shù)管理措施的介紹,總結(jié)了塔里木盆地西南坳陷托云盆地復(fù)雜地層鉆探的技術(shù)特點(diǎn),形成了一整套可行的施工方法和技術(shù)管理方案,基本解決了在該地區(qū)的施工難題,可為今后類似工程的施工提供一些參考.

從沉積層序與油氣成藏的關(guān)系出發(fā),在河流-三角洲沉積體系中,提出了"富砂之外找貧砂,貧砂之內(nèi)找富砂"的巖性地層油氣藏勘探新思路。運(yùn)用該思路并結(jié)合層序地層理論和相關(guān)目標(biāo)評價(jià)技術(shù),在準(zhǔn)噶爾盆地紅車斷裂帶三疊系克拉瑪依下亞組河流相中,認(rèn)為中期旋回msc2為有利的"貧砂"層系,在該層系中高彎曲指數(shù)的河道砂體為有利的"富砂"目標(biāo),針對目標(biāo)提交了紅山4井并獲得工業(yè)油流;同樣在新近系沙灣組三角洲沉積相中,認(rèn)為三級層序nsq2中的湖侵體系域?yàn)橛欣?quot;貧砂"層系,層系中的三角洲前緣水下分流河道砂體為有利"富砂"目標(biāo),針對目標(biāo)提交車89井并獲得油氣突破。這一思路指出了"貧砂"地層也是巖性地層油氣藏發(fā)育的重要場所,對我國陸相巖性地層油氣藏勘探具有一定的實(shí)踐意義。