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书名：火山活动背景下断陷湖盆优质储层形成机制
定价：98.0
ISBN：9787030513755
作者：王雅宁，鲍志东，彭仕宓
版次：1
出版时间：2017-03
在线试读：
第*篇储层物质基础
火山活动背景下断陷湖盆优质储层形成机制——以海拉尔盆地贝尔凹陷为例
第1章概述
随着石油与天然气勘探、开发的发展，人们对于油气储层的探索已不再局限于较为常规的沉积岩的领域。当前，与火山活动相关的储层研究日益成为油气勘探的热点，同时也是该领域的研究难点。近年来，许多学者在上述研究热点、难点领域进行了大量工作，但成果主要集中于火山活动直接形成的火山岩储层方面。然而，在我国多个盆地，如海拉尔盆地、二连盆地、银额盆地中均发育大量火山活动背景下形成的碎屑岩储层，对于该类储层的研究成果缺乏有机的结合，尤其是没有将优质储层形成机制研究置于火山活动背景下层序发育模式、构造砂体响应、火山活动沉积响应、火山活动所提供易溶组分以及火山活动背景下成岩储集相的系统研究中，从而掩盖了该类储层储集性能的部分成因信息。
1.1断陷湖盆与火山活动
一直以来，中国东部中新生代陆相沉积盆地都是我国油气勘探、开发的主战场。在此先后诞生了大庆油田、胜利油田、辽河油田、渤海油田等特大型油气田。上述多个盆地在其构造沉降演化历史上表现出明显的阶段性：早期断陷阶段、中期拗陷阶段和晚期萎缩消亡阶段，尤其是早期的断陷湖盆，由于砂体发育且类型丰富，是石油地质工作者常年需要重点关注的。
关于断陷湖盆成因机制，地质学家做了大量探讨，目前，*重要的观点是热沉降作用，即由于地幔深部物质上涌，在大陆岩石圈之下形成热点，大陆岩石圈受热被拉张变薄。随着均衡上隆，在地壳上部足以产生断裂的裂陷盆地，从而导致盆地的沉降和物质的沉积，形成断陷盆地（图1.1）。
图1.1中国东部中新生代断陷湖盆成因机制
中国东部中新生代陆相盆地分布在西太平洋岛弧后面，为典型的弧后盆地，与西太平洋俯冲带具有明显的成因联系，使得大多数断陷盆地成盆期均伴随有火山活动，热流值和地温梯度均较高，这便为油气的形成、运移带来有利条件。
值得关注的是，在断陷湖盆的早期沉积充填中，势必深受火山活动影响，沉积物中富含火山物质。因此，对于该类碎屑岩储层的研究，火山活动是不可回避的话题。
1.2国内外研究现状
1.2.1断陷湖盆层序地层学研究
层序地层学自发展起来出现的模式、方法和理论概念体系主要包括：①埃克森(Exxon)公司Vail等(1977)的沉积层序地层模式；②成因层序地层模式；③海侵海退（TR）模式；④地层基准面旋回法（高分辨率层序地层学）模式；⑤强制性海（湖）退模式；⑥风暴波基面模式。上述层序地层学理论和方法已经逐渐应用到陆相湖盆各种沉积背景的湖盆体系中，其中，尤其以Vail等的沉积层序地层模式和高分辨率层序地层学模式应用*为广泛。Jackson等（2005）和Gawthorpe等（2003）通过对红海裂谷系的苏伊士(Suez)裂谷渐新统到中新统Hammam Faraun断块的研究，总结出了一套断陷湖盆从初始裂陷阶段到主裂陷阶段断层演化与裂谷层序演化的关系。国内学者在陆相断陷湖盆层序地层研究中取得了丰硕的研究成果。魏魁生等（1993）通过研究华北箕状断陷盆地，建立了断陷湖盆层序地层模式，并建立了沾化凹陷高分辨率层序地层模式。顾家裕（1995）分别针对陡坡和缓坡，建立了断陷盆地层序地层学模式。纪友亮（1996）在总结我国东部陆相断陷湖盆层序地层学演化的基础上，提出了断陷湖盆体系域类型及其形成机制。冯有良（1999）对东营凹陷古近系进行了层序型式、盆地充填模式和体系域构成的研究，提出该凹陷三个构造幕发育的三种不同成因的三级层序型式。冯有良等（2000）重点对陆相断陷盆地层序形成动力学进行了总结。任建业等（2004）通过对由调节带和断阶带构成的陡坡和发育断阶带的缓坡构成的地堑半地堑湖盆综合研究，提出了一套多因素控制的层序发育模式。胡宗全（2004）认为断陷盆地同沉积构造影响新增可容纳空间的分布，因而控制层序地层的发育。邓宏文等（2008）认为断陷盆地层序地层主要受构造运动控制，具体表现在：基底升降制约可容纳空间的变化；构造调节带控制物源补给方向；古地貌控制砂体分布特征。张弛等（2012）和赵贤正等（2012）分别对不同地区断陷盆地的层序地层及充填特征做了研究，丰富了断陷湖盆层序地层理论。
1.2.2断陷湖盆控砂因素研究
在陆相断陷盆地砂体发育规律研究中，构造坡折带一直是国内研究的热点领域。林畅松等（2000）提出“构造坡折带”的概念，是指由同沉积构造长期活动引起的沉积斜坡明显突变的地带。构造坡折带对湖盆可容纳空间和沉积作用可产生重要的影响，控制了湖盆砂体的空间分布。邓宏文等（2001）指出陆相盆地中古地貌对水系的控制作用主要体现在：古凸起对水系分布起着分隔、阻挡作用；古山口、侵蚀沟谷及古河道等决定着物源的搬运通道与沉积区域；古断层、古斜坡及坡折带决定着沉积卸载场所。陈发景等（2004）提出主物源体系一般分布在横向调节带控制的地势低和河流入盆的地方。何治亮（2004）的研究表明：在断陷盆地中，规模较大的同沉积断裂系常构成不同类型的断裂坡折样式，如梳状、帚状和叉状等。冯有良等（2006）对渤海湾盆地古近系断陷湖盆古地貌和砂体发育关系进行了研究，认为盆缘发育的断槽、断裂调节带和下切河谷共同控制了砂、砾岩扇体发育的位置，而同沉积构造坡折带控制了砂、砾岩体在湖盆内的展布。高先志等（2007）在对兴隆台地区强烈断陷期深水浊流沉积的研究中指出了断裂活动是导致断陷湖盆湖水升降和发生浊流沉积的主控因素。祁利祺等（2009）针对准噶尔盆地西北缘相邻断裂带之间的变换带对沉积控制作用进行了研究，认为相对于断裂带主体，变换带部位发育更加丰富的沉积类型，砂体更加富集，更易形成规模巨大的优质储集层。林畅松等（2010）开展了构造活动盆地沉积层序的形成过程的动态模拟，揭示出断陷湖盆陡坡边缘断裂形成的古地貌坡折不仅控制了低水位域浊积扇或湖底扇的发育部位，对水进或高位域的三角洲前缘的分布同样存在控制作用。王显东等（2011）在对塔木察格盆地塔南凹陷陡坡带沉积相研究的过程中总结出“沟谷控源，断坡控砂”的成盆特点。
1.2.3富含火山物质储层特征研究
对于成岩演化程度较高的储层，与溶蚀作用有关的次生孔隙往往决定着储层*终能否成藏，因此，对其成因机制及分布规律的研究已成为沉积学和储层地质学的一个极为重要内容。郑浚茂等（1997）认为煤系地层中酸性水介质对砂岩成分存在影响，使得其碳酸盐胶结物含量低、硅质胶结物含量高、黏土矿物中高岭石发育，深埋后大量有机酸形成致使石英大量增生。寿建峰等（2003，2001，1999）认为对于砂岩而言，其成岩作用是在盆地演化过程中在内外动力地质作用下，岩石与热流、流体和构造活动的综合作用的产物，进而总结了受构造应力控制的成岩模式。王建伟等（2005）分析了鄂尔多斯盆地西北部二叠系砂岩填隙物的成分和成岩演化，指出该地区砂岩中的填隙物主要为凝灰质填隙物，并研究了开放性和封闭性两种不同水环境下，凝灰质填隙物的不同成岩演化作用特征，为富含火山物质的碎屑岩储层成岩作用研究提供了重要理论支撑。杨华等（2007）对于鄂尔多斯盆地上古生界储层次生孔隙成因进行了分析，指出砂岩中火山物质为次生孔隙的形成提供了溶蚀母质，进而使储集体表现出强烈的非均质性。王宏语等（2010）在对苏德尔特地区兴安岭群凝灰质砂岩储层的研究中发现，多样来源的碎屑颗粒，对砂岩孔隙结构及储集性能的影响均表现出差异性，而不同埋藏阶段与成岩环境中，凝灰质的蚀变存在较大差异。韩登林等（2010）总结了三角洲沉积中层序界面附近的成岩反应规律，提出了层序界面对于成岩反应的三个制约因素：①由湖平面下降引发的大气淡水对储层的充注和淋滤作用；②相对较长的沉积驻留时间使得层序界面以下储层碳酸盐胶结物含量相对增加；③由于可容空间的下降，大量细粒沉积物被冲刷侵蚀，并充填渗滤进入下部地层，从而造成层序界面之下泥质杂基含量增加。
1.2.4海拉尔盆地研究现状
近年来，众多学者开始关注海拉尔盆地及塔木察格盆地层序地层及沉积储层特征，并各自提出了相关认识：黄有泉等（2006）针对贝尔凹陷呼和诺仁油田和苏德尔特油田主要油组进行了划分和对比，总结出“断陷控制，多面对比，不同断块，区别对待”的断陷盆地地层的对比方法。渠永宏等（2006）重点利用高分辨率层序地层的地质成因沉积响应分析方法，解析了苏德尔特油田基准面对砂岩厚度、砂体平面分布和物性变化的控制。雷燕平等（2008，2007）对贝尔凹陷下白垩统进行划分和对比，指出贝西次凹中部洼陷带、贝西次凹西侧的反向同沉积断裂或古斜坡坡折的下斜坡带以及贝南次凹是后期勘探的有利目标区。李军辉等（2009）就贝尔凹陷贝西斜坡南屯组层序特征进行了探讨，对不同类型层序格架内的沉积特征和层序地层模式进行了总结，并建立了相应的油气成藏模式。张增政（2010）以海拉尔盆地苏31块南屯组二段为例，以沉积动力学观点分析了沉积特征随各级基准面旋回演化的规律。纪友亮等（2009a,2009b）和单敬福等（2010a,2010b）重点解剖了蒙古国境内塔木察格盆地层序结构特征及沉积充填演化与同沉积断裂的响应，阐述了多种与构造活动相关的层序成因类型及模式。蒙启安等（2010）通过研究认为，贝尔凹陷南屯组储层以砂岩为主，其次为火山碎屑岩。储层的孔隙类型主要为次生孔隙，属中低孔、特低渗型储层。贝尔凹陷发育两个异常高孔隙带，储层孔隙度主要受储层岩石类型、沉积相和成岩作用控制。杨婷等（2011）应用沉积学和层序地层学的原理和方法，利用地震、钻井和岩心等资料，结合盆地区域构造演化特征，建立了海拉尔盆地贝尔凹陷贝西地区南屯组层序地层格架，将南屯组划分为1个超层序、4个三级层序、11个体系域。在层序格架内共识别出扇三角洲、辫状河三角洲、湖底扇、湖泊4种主要沉积相类型及8种亚相类型。秦雁群等（2011a,2011b）对乌尔逊凹陷下白垩统进行了层序地层研究，认为其层序形成及沉积充填具有阶段性，与构造演化相对应。可以说不同学者、专家所建立的层序发育模式很有特色，且具有很重要的指导意义，但仍相对缺乏海塔盆地区域上的统一认识，针对贝中地区的层序地层分析很少见。
定价：98.0
ISBN：9787030513755
作者：王雅宁，鲍志东，彭仕宓
版次：1
出版时间：2017-03
在线试读：
第*篇储层物质基础
火山活动背景下断陷湖盆优质储层形成机制——以海拉尔盆地贝尔凹陷为例
第1章概述
随着石油与天然气勘探、开发的发展，人们对于油气储层的探索已不再局限于较为常规的沉积岩的领域。当前，与火山活动相关的储层研究日益成为油气勘探的热点，同时也是该领域的研究难点。近年来，许多学者在上述研究热点、难点领域进行了大量工作，但成果主要集中于火山活动直接形成的火山岩储层方面。然而，在我国多个盆地，如海拉尔盆地、二连盆地、银额盆地中均发育大量火山活动背景下形成的碎屑岩储层，对于该类储层的研究成果缺乏有机的结合，尤其是没有将优质储层形成机制研究置于火山活动背景下层序发育模式、构造砂体响应、火山活动沉积响应、火山活动所提供易溶组分以及火山活动背景下成岩储集相的系统研究中，从而掩盖了该类储层储集性能的部分成因信息。
1.1断陷湖盆与火山活动
一直以来，中国东部中新生代陆相沉积盆地都是我国油气勘探、开发的主战场。在此先后诞生了大庆油田、胜利油田、辽河油田、渤海油田等特大型油气田。上述多个盆地在其构造沉降演化历史上表现出明显的阶段性：早期断陷阶段、中期拗陷阶段和晚期萎缩消亡阶段，尤其是早期的断陷湖盆，由于砂体发育且类型丰富，是石油地质工作者常年需要重点关注的。
关于断陷湖盆成因机制，地质学家做了大量探讨，目前，*重要的观点是热沉降作用，即由于地幔深部物质上涌，在大陆岩石圈之下形成热点，大陆岩石圈受热被拉张变薄。随着均衡上隆，在地壳上部足以产生断裂的裂陷盆地，从而导致盆地的沉降和物质的沉积，形成断陷盆地（图1.1）。
图1.1中国东部中新生代断陷湖盆成因机制
中国东部中新生代陆相盆地分布在西太平洋岛弧后面，为典型的弧后盆地，与西太平洋俯冲带具有明显的成因联系，使得大多数断陷盆地成盆期均伴随有火山活动，热流值和地温梯度均较高，这便为油气的形成、运移带来有利条件。
值得关注的是，在断陷湖盆的早期沉积充填中，势必深受火山活动影响，沉积物中富含火山物质。因此，对于该类碎屑岩储层的研究，火山活动是不可回避的话题。
1.2国内外研究现状
1.2.1断陷湖盆层序地层学研究
层序地层学自发展起来出现的模式、方法和理论概念体系主要包括：①埃克森(Exxon)公司Vail等(1977)的沉积层序地层模式；②成因层序地层模式；③海侵海退（TR）模式；④地层基准面旋回法（高分辨率层序地层学）模式；⑤强制性海（湖）退模式；⑥风暴波基面模式。上述层序地层学理论和方法已经逐渐应用到陆相湖盆各种沉积背景的湖盆体系中，其中，尤其以Vail等的沉积层序地层模式和高分辨率层序地层学模式应用*为广泛。Jackson等（2005）和Gawthorpe等（2003）通过对红海裂谷系的苏伊士(Suez)裂谷渐新统到中新统Hammam Faraun断块的研究，总结出了一套断陷湖盆从初始裂陷阶段到主裂陷阶段断层演化与裂谷层序演化的关系。国内学者在陆相断陷湖盆层序地层研究中取得了丰硕的研究成果。魏魁生等（1993）通过研究华北箕状断陷盆地，建立了断陷湖盆层序地层模式，并建立了沾化凹陷高分辨率层序地层模式。顾家裕（1995）分别针对陡坡和缓坡，建立了断陷盆地层序地层学模式。纪友亮（1996）在总结我国东部陆相断陷湖盆层序地层学演化的基础上，提出了断陷湖盆体系域类型及其形成机制。冯有良（1999）对东营凹陷古近系进行了层序型式、盆地充填模式和体系域构成的研究，提出该凹陷三个构造幕发育的三种不同成因的三级层序型式。冯有良等（2000）重点对陆相断陷盆地层序形成动力学进行了总结。任建业等（2004）通过对由调节带和断阶带构成的陡坡和发育断阶带的缓坡构成的地堑半地堑湖盆综合研究，提出了一套多因素控制的层序发育模式。胡宗全（2004）认为断陷盆地同沉积构造影响新增可容纳空间的分布，因而控制层序地层的发育。邓宏文等（2008）认为断陷盆地层序地层主要受构造运动控制，具体表现在：基底升降制约可容纳空间的变化；构造调节带控制物源补给方向；古地貌控制砂体分布特征。张弛等（2012）和赵贤正等（2012）分别对不同地区断陷盆地的层序地层及充填特征做了研究，丰富了断陷湖盆层序地层理论。
1.2.2断陷湖盆控砂因素研究
在陆相断陷盆地砂体发育规律研究中，构造坡折带一直是国内研究的热点领域。林畅松等（2000）提出“构造坡折带”的概念，是指由同沉积构造长期活动引起的沉积斜坡明显突变的地带。构造坡折带对湖盆可容纳空间和沉积作用可产生重要的影响，控制了湖盆砂体的空间分布。邓宏文等（2001）指出陆相盆地中古地貌对水系的控制作用主要体现在：古凸起对水系分布起着分隔、阻挡作用；古山口、侵蚀沟谷及古河道等决定着物源的搬运通道与沉积区域；古断层、古斜坡及坡折带决定着沉积卸载场所。陈发景等（2004）提出主物源体系一般分布在横向调节带控制的地势低和河流入盆的地方。何治亮（2004）的研究表明：在断陷盆地中，规模较大的同沉积断裂系常构成不同类型的断裂坡折样式，如梳状、帚状和叉状等。冯有良等（2006）对渤海湾盆地古近系断陷湖盆古地貌和砂体发育关系进行了研究，认为盆缘发育的断槽、断裂调节带和下切河谷共同控制了砂、砾岩扇体发育的位置，而同沉积构造坡折带控制了砂、砾岩体在湖盆内的展布。高先志等（2007）在对兴隆台地区强烈断陷期深水浊流沉积的研究中指出了断裂活动是导致断陷湖盆湖水升降和发生浊流沉积的主控因素。祁利祺等（2009）针对准噶尔盆地西北缘相邻断裂带之间的变换带对沉积控制作用进行了研究，认为相对于断裂带主体，变换带部位发育更加丰富的沉积类型，砂体更加富集，更易形成规模巨大的优质储集层。林畅松等（2010）开展了构造活动盆地沉积层序的形成过程的动态模拟，揭示出断陷湖盆陡坡边缘断裂形成的古地貌坡折不仅控制了低水位域浊积扇或湖底扇的发育部位，对水进或高位域的三角洲前缘的分布同样存在控制作用。王显东等（2011）在对塔木察格盆地塔南凹陷陡坡带沉积相研究的过程中总结出“沟谷控源，断坡控砂”的成盆特点。
1.2.3富含火山物质储层特征研究
对于成岩演化程度较高的储层，与溶蚀作用有关的次生孔隙往往决定着储层*终能否成藏，因此，对其成因机制及分布规律的研究已成为沉积学和储层地质学的一个极为重要内容。郑浚茂等（1997）认为煤系地层中酸性水介质对砂岩成分存在影响，使得其碳酸盐胶结物含量低、硅质胶结物含量高、黏土矿物中高岭石发育，深埋后大量有机酸形成致使石英大量增生。寿建峰等（2003，2001，1999）认为对于砂岩而言，其成岩作用是在盆地演化过程中在内外动力地质作用下，岩石与热流、流体和构造活动的综合作用的产物，进而总结了受构造应力控制的成岩模式。王建伟等（2005）分析了鄂尔多斯盆地西北部二叠系砂岩填隙物的成分和成岩演化，指出该地区砂岩中的填隙物主要为凝灰质填隙物，并研究了开放性和封闭性两种不同水环境下，凝灰质填隙物的不同成岩演化作用特征，为富含火山物质的碎屑岩储层成岩作用研究提供了重要理论支撑。杨华等（2007）对于鄂尔多斯盆地上古生界储层次生孔隙成因进行了分析，指出砂岩中火山物质为次生孔隙的形成提供了溶蚀母质，进而使储集体表现出强烈的非均质性。王宏语等（2010）在对苏德尔特地区兴安岭群凝灰质砂岩储层的研究中发现，多样来源的碎屑颗粒，对砂岩孔隙结构及储集性能的影响均表现出差异性，而不同埋藏阶段与成岩环境中，凝灰质的蚀变存在较大差异。韩登林等（2010）总结了三角洲沉积中层序界面附近的成岩反应规律，提出了层序界面对于成岩反应的三个制约因素：①由湖平面下降引发的大气淡水对储层的充注和淋滤作用；②相对较长的沉积驻留时间使得层序界面以下储层碳酸盐胶结物含量相对增加；③由于可容空间的下降，大量细粒沉积物被冲刷侵蚀，并充填渗滤进入下部地层，从而造成层序界面之下泥质杂基含量增加。
1.2.4海拉尔盆地研究现状
近年来，众多学者开始关注海拉尔盆地及塔木察格盆地层序地层及沉积储层特征，并各自提出了相关认识：黄有泉等（2006）针对贝尔凹陷呼和诺仁油田和苏德尔特油田主要油组进行了划分和对比，总结出“断陷控制，多面对比，不同断块，区别对待”的断陷盆地地层的对比方法。渠永宏等（2006）重点利用高分辨率层序地层的地质成因沉积响应分析方法，解析了苏德尔特油田基准面对砂岩厚度、砂体平面分布和物性变化的控制。雷燕平等（2008，2007）对贝尔凹陷下白垩统进行划分和对比，指出贝西次凹中部洼陷带、贝西次凹西侧的反向同沉积断裂或古斜坡坡折的下斜坡带以及贝南次凹是后期勘探的有利目标区。李军辉等（2009）就贝尔凹陷贝西斜坡南屯组层序特征进行了探讨，对不同类型层序格架内的沉积特征和层序地层模式进行了总结，并建立了相应的油气成藏模式。张增政（2010）以海拉尔盆地苏31块南屯组二段为例，以沉积动力学观点分析了沉积特征随各级基准面旋回演化的规律。纪友亮等（2009a,2009b）和单敬福等（2010a,2010b）重点解剖了蒙古国境内塔木察格盆地层序结构特征及沉积充填演化与同沉积断裂的响应，阐述了多种与构造活动相关的层序成因类型及模式。蒙启安等（2010）通过研究认为，贝尔凹陷南屯组储层以砂岩为主，其次为火山碎屑岩。储层的孔隙类型主要为次生孔隙，属中低孔、特低渗型储层。贝尔凹陷发育两个异常高孔隙带，储层孔隙度主要受储层岩石类型、沉积相和成岩作用控制。杨婷等（2011）应用沉积学和层序地层学的原理和方法，利用地震、钻井和岩心等资料，结合盆地区域构造演化特征，建立了海拉尔盆地贝尔凹陷贝西地区南屯组层序地层格架，将南屯组划分为1个超层序、4个三级层序、11个体系域。在层序格架内共识别出扇三角洲、辫状河三角洲、湖底扇、湖泊4种主要沉积相类型及8种亚相类型。秦雁群等（2011a,2011b）对乌尔逊凹陷下白垩统进行了层序地层研究，认为其层序形成及沉积充填具有阶段性，与构造演化相对应。可以说不同学者、专家所建立的层序发育模式很有特色，且具有很重要的指导意义，但仍相对缺乏海塔盆地区域上的统一认识，针对贝中地区的层序地层分析很少见。