柴达木盆地石炭系主要分布于盆地东部地区,石炭系油气勘探已获重大发现,为柴达木盆地古生代油气勘探开启了新局面。柴达木盆地石炭系烃源岩在早二叠世进入生烃门限,以生油为主;古新世—上新世为石炭系主力生烃期,以产气为主。前人针对该盆地石炭系油气的赋存条件和成藏机理研究较少,为揭示柴达木盆地石炭系油气的有利成藏条件,本次选择柴达木盆地东部德令哈坳陷尕海南山地区开展石炭系油气成藏机理研究,在青德参1井中发现了石炭系克鲁克组和古近系上干柴沟组两套含油气层。依据区内构造要素统计分析、叠加构造填图、地震综合解释和油气成藏条件分析,揭示柴达木盆地东部尕海南山地区晚新生代发育早期北西—北西西向和晚期北北东—南南西向的叠加褶皱,北西—北西西向褶皱及断裂活动形成了石炭系晚期生烃的有利圈闭,北北东—南南西向构造挤压激活了先存的北西—北西西向断裂,并导致石炭系油气沿该断层向上运移至上干柴沟组形成次级含油气层,最终造就了尕海南山地区上下两套油气组合并存的特征。本研究对柴达木盆地石炭系油气勘探具有借鉴意义。

雅布赖盆地位于阿拉善地块之上,自中生代以来进入板内构造演化阶段。区内侏罗系沉积受北东走向逆冲断层控制,形成了南东逆冲、北西超覆的挤压拗陷型盆地,发育以叠瓦式、背冲式、对冲式的逆冲断层组合样式以及冲起背斜、断背斜等挤压褶皱构造样式,挤压应力来源于鄂霍次克洋和古太平洋向欧亚板块俯冲产生的双侧挤压作用。下白垩统沉积受雅布赖山前正断层控制,形成了北西断陷、南东超覆的伸展断陷型盆地,发育阶梯式、多米诺式、共轭式等正断层组合样式,应力来源于太平洋板块俯冲后撤作用。侏罗纪形成的挤压拗陷盆地与早白垩世形成的伸展断陷盆地沉降方向相反,两者反向超覆沉积叠加形成了“跷跷板式”的负反转盆地。新生代以来受印度板块向欧亚大陆板块俯冲、碰撞作用的影响导致北大山断裂向北逆冲推覆在侏罗纪盆地之上,并使雅布赖山前断层发生左行走滑变形。构造物理模拟实验证实双侧差异挤压与单侧伸展叠加作用是形成雅布赖盆地构造格局的主控因素。

二号断裂是琼东南盆地重要的“穿层沟源”基底断裂,沟通了油源和圈闭,起到输导和分配油气的作用。为明确二号断裂不同区段断层封闭差异性,对该区后续的勘探开发提供可靠的理论依据、完善断层封闭性评价方法,本文在地震资料精细解释的基础上,结合断层活动性计算,将琼东南盆地二号断裂带在平面上分为东、中、西三段,通过计算断面正应力(F)、泥岩涂抹比率(SGR)以及泥质充填指数(R_m),利用模糊数学评价方法对二号断裂带不同区段开展了断层封闭性定量评价,并利用流体包裹体测试数据、薄片观察以及扫描电镜分析实验,通过成岩胶结作用和原油稠化作用定性评价不同区段断层相关裂缝带封闭性的差异。结果表明,二号断裂带断层封闭性具有区域性特征,西段封闭性较好,可作为油气运移的有效遮挡,东段次之,断层封闭性中段要求最高;西段裂缝带为矿物胶结封闭,而中段和东段为原油稠化充填,形成封闭时间相对较晚;总体而言二号断裂带的封闭是在压实、充填作用的基础上,多期热液矿物结晶胶结和原油稠化的结果。

柯坪断隆位于塔里木盆地西北缘,早期由于三维地震资料匮乏,没有发现早古生代的断裂构造。本文以柯坪南地区为例,基于最新采集的三维地震资料,从几何学、运动学和动力学等方面对柯坪断隆早古生代断裂构造进行了系统研究,认为柯坪南地区早古生代断裂构造发育,以中寒武世盐岩为滑脱面,分为盐上及盐下两套构造变形层。盐下构造层以早期基底卷入变形为主,断裂形成时间为奥陶纪末—志留纪初,该期断裂控制早期北西向构造的展布。盐上构造层受喜山期构造影响,以中寒武世盐岩层为滑脱面,盖层滑脱作用对早期构造有所改造,但部分早期原生构造仍得以保留。中寒武世盐岩滑脱面以下未被后期构造运动破坏的原生构造为该地区下步油气资源勘探最有利的目标。

塔里木盆地是我国西北部规模最大的含油气盆地,盆内下寒武统玉尔吐斯组为一套富含有机质的泥岩和碳酸盐岩沉积,构成盆内最重要的烃源岩之一。本文基于露头、钻测井、地震、岩心岩屑等资料综合分析,简述玉尔吐斯组的岩相、沉积相和古地理分布特征,揭示富有机质沉积的分布及其控制因素。玉尔吐斯组以古暴露面为界可划分为三个层序,总体形成于被动陆缘混积的缓坡陆棚环境。可识别出10种岩相和7个岩相组合以及4种主要的沉积相类型;沉积古地理编图揭示由南西向北东方向依次展布混积潮坪、浅水内陆棚、深水外陆棚到深水盆地的沉积相带分布。富有机质沉积主要发育于深水外陆棚相带,以发育具有异常高的TOC值和丰度极高的微量元素的黑色泥页岩为特征。有机质的富集与高的古生产力和保存条件有关。热液活动带来了丰富的营养元素;上升洋流促进营养元素与正常海水的混合和扩散,形成富营养化的表层水;深水外陆棚区缺氧条件有利于有机质的保存富集。

塔河油田T738井区一间房组地质年代老、埋藏深度大,虽经历了复杂的构造与成岩改造,但仍具有良好的储集性能。目前该井区重点勘探开发主要集中在断裂带发育部位,以断溶体为主要钻探目标。然而,礁滩相勘探潜力巨大,但是对影响碳酸盐岩礁滩相储层发育沉积相认识的不足制约了勘探突破。本研究基于塔河油田T738井区重点井钻测井资料的分析和薄片鉴定工作,建立了T738井区一间房组高精度层序地层格架,总结了一间房组开阔台地内沉积微相常规测井相模式,对沉积微相类型和特征分别进行了划分和描述,分析了四级层序内部礁滩体厚度分布和沉积微相平面展布特征。结果显示,一间房组划分为1个三级层序(Sq1)和3个四级层序(Ssq1、Ssq2和Ssq3),在开阔台地相识别出高-中-低能滩、丘滩间、生物礁(丘)等几种沉积微相。其中,颗粒滩在常规测井判别值域分别对应AC为51~61 μs/m,DEN为2.5~2.6 g/cm³,CNL为1%~6 %,RD为80~3000 Ω·m。一间房组Ssq1层序礁滩体规模较小且孤立,仅分布在地势相对高部位,归因于其在三级层序内所处的海侵体系域低部位,水动力条件较弱。Ssq2、Ssq3层序礁滩体位于三级层序内高位体系域,其规模较大、连片性较好,厚度稳定,最大累计厚度达40 m。

江汉盆地潜江凹陷潜江组盐湖沉积中首次发现大范围的重力流沉积,关于其沉积特征、成因机制、主控因素和有利岩相尚有待深入研究。本研究通过对潜江凹陷北部20口取心井的精细观察,结合测录井、薄片、矿物成分和粒度分析,识别出10种重力流相关的岩相。研究区重力流沉积可分为4种成因相类型,包括风暴重力流沉积、滑动-滑塌沉积、碎屑流沉积和浊流沉积。根据岩相组合类型,将重力流沉积划分为近端、中端和远端沉积。地震、风暴和洪水为重力流沉积的诱发因素,潜4⁰沉积期气候干旱,潭口地区的次级断裂带活动,引发斜坡带沉积物的滑动滑塌。潜4^0中沉积期为盐湖淡化期,洪水引发长距离搬运的超密度流体。碎屑流成因的纯净块状粉砂岩、细砂岩和浊流成因的平行层理砂岩为有利储集体。平行层理粉砂岩、块状粉砂岩和泥岩的组合是在流体转化过程中形成的优势岩相组合。

鄂尔多斯盆地西南部HQ地区是玉门油田的流转区块,是增储上产的重要勘探新区,受多期构造运动影响,油气来源备受争议。本文选取上三叠统延长组长7不同亚段泥页岩和长8段原油样品,采用总有机碳测定、岩石热解、显微组分、饱和烃气相色谱-质谱等实验分析方法,对选取的样品的地球化学特征进行研究,结合谱系聚类、多维标度、主成分分析进行油源对比,并从烃源岩有效性和油气成藏条件对油源对比结果进行合理性探讨。结果表明,(1)研究区东部长7段烃源岩总体为好-优质烃源岩级别,西部长7段烃源岩为中等-好烃源岩级别;东部长7段烃源岩以Ⅰ-Ⅱ₁型干酪根为主,西部长7段烃源岩以Ⅱ₁-Ⅱ₂型干酪根为主;长7段烃源岩有机质热演化程度总体上处于成熟阶段;(2)HQ东部地区长8段原油由本地长7₃亚段黑色页岩供烃,西部长8段原油由本地长7₃亚段深灰色泥岩与东部长7₃亚段黑色页岩混合供烃;(3)长7₃亚段黑色页岩有机碳含量高,为优质排烃源岩;长7₃亚段深灰色泥岩有机碳含量较高,可作为有效排烃源岩。晚侏罗世为长8段油藏第I期油气成藏期,此时东部烃源岩生成的低熟油主要向着研究区西部的构造高部位运移;早白垩世末期研究区西部烃源岩达到成熟,西部烃源岩生成的原油对本地长8油藏供烃。研究成果对鄂尔多斯盆地西缘进一步油气勘探具有理论指导意义。

为明确陆相页岩层系原油岩性组合模式类型及其对原油富集的影响,优选下一步勘探的有利目标,本次研究在岩心观察与测井解释的基础上,通过储层物性测试、镜下观察、地球化学分析等技术手段,对鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段烃源岩和储层叠置关系与特征进行分析,并基于不同区块油藏解剖,探讨不同岩性组合模式对原油差异性富集的控制作用。本次研究将长7段岩性组合模式划分为8种类型(A型—H型)。其中,A型—C型为重力流型,以长7段发育厚层重力流砂体和黑色页岩与暗色泥岩为主要特征,A型、C型主要分布在陇东地区,B型在全盆地均有分布。D型—G型为三角洲前缘型,以发育三角洲前缘砂和暗色泥岩为主要特征,主要分布在陕北地区。H型为页岩型,长7₃至长7₁均为泥页岩,中间夹薄层泥页岩。重力流型(A型—C型)烃源岩有机质丰度明显好于三角洲前缘型(D型—G型)烃源岩,是重力流沉积地区原油富集程度高于三角洲前缘沉积地区的主要原因。B型、G型和H型储层物性最差,导致同一沉积地区、不同区块原油富集程度存在差异。不同岩性组合模式岩性变化控制不同亚段和不同区块原油富集程度,A型岩性组合原油富集程度最高,长7₁和长7₂均有规模性油藏被发现;G型岩性组合原油富集程度最低,长7₁至长7₃油藏零星分布。

冀中坳陷保定凹陷清苑构造带近年取得了重大油气勘探突破,油气的来源及其成因有待进一步确认。采用色谱-质谱、高分辨率质谱等地球化学途径,对该区油气的主力烃源岩及油气成因进行了精细剖析。清苑构造带主体原油为含蜡(均值8.12%)、含硫(均值0.81%)的重质油,具有低Pr/Ph (0.14~0.24)、高甾烷/藿烷(3.3~5.6)、高伽马蜡烷和三芳甾烷相对丰度(40%~61%)、低甾烷异构化程度(C₂₉甾烷ααα20S/(S+R)=0.23~0.28)等特征,为典型的强还原咸水相原油。油-油、油源对比表明,清苑构造带主体原油和相邻的蠡县斜坡原油特征相似,与蠡县斜坡沙一段咸水相泥页岩具有较好的亲缘关系,主力烃源岩埋深>3000 m,与保定凹陷烃源岩未显示相关性。高分辨率质谱分析表明,清苑构造带原油富含O₁、O₂类化合物,特别是等效双键数(DBE)为1、5的O₂类化合物(分别主要为脂肪酸和甾烷酸),其低温降解成烃是低熟油形成的重要机制,饶阳凹陷蠡县斜坡及相邻的生油洼陷发育处于生油窗阶段的、热演化程度相对不高的沙一段烃源岩是该区低熟油形成的前提。

辽河西部凹陷低熟油资源丰富,不同类型稠油的成因机制差异尚不清楚,解决上述问题对辽河稠油的勘探工作具有指导意义。本文采用色谱/质谱(GC/MS)结合傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)技术对辽河西部凹陷北部高升和牛心坨油田低熟油的特征及其成因机制进行研究。高升原油形成于强还原咸水水体,有机质为菌藻类低等生物与陆源的双重贡献。牛心坨原油形成于还原性半咸水水体,有机质来源为低等微生物和陆源有机质双重输入,具有高蜡特征。成熟度参数表明二者均为低熟油。两种低熟油中均检测到N₁、N₁O₁、N₁O₂、O₁、O₂、O₃、O₄化合物,高升低熟油以N₁类为主,牛心坨低熟油以O₂类为主;前者富含脂肪酸和藿烷酸,后者富含脂肪酸,藿烷酸含量较低,反映两种原油成因机制的差异。高升低熟油中大量的藿烷酸表明其生烃母质在早期成岩作用阶段经历了细菌改造作用,低熟油为细菌改造有机质低温生烃和藻类类脂低温生烃混合成因机制。牛心坨低熟油富含脂肪酸和高等植物蜡质,成因机制为生物类脂物早期低温生烃。两种低熟油的成因机制,为低熟油成因理论提供了研究方法,有助于完善低熟油成因理论并指导类似盆地低熟油油气勘探。

超深层油气相态转化过程及主控因素缺乏系统的实验研究,也缺少对转化过程的可视化直观呈现。为研究超深层油气相态转化过程及主控因素,以SHB7井正常原油为研究对象,开展了原油相态转化过程的在线及离线可视化观测实验。得出如下结果:(1)在热模拟实验温度达到原油发生裂解的起始温度之前,原油的红绿熵值(Q650/500)在升、降温过程中发生可逆变化,说明原油荧光不仅受油成分、密度的影响,还受到温度本身的影响。(2)在实验温度达到原油发生裂解的起始温度之后,原油的Q650/500发生不可逆的变化,指示油的成分受热裂解的影响发生了不可逆变化,并且随着模拟温度的增高原油中液态烃的含量呈减少的变化趋势,而沥青的含量呈增加的变化趋势,表明温度是控制原油热裂解及相态转化的关键因素。(3)对比0.1 ℃/min、0.7 ℃/min、5 ℃/min 升温速率下原油的荧光演化,热解后残余油发生荧光(成分)分异的温度点依次升高,表明升温速率越小越有利于原油的热裂解,因此长期缓慢升温的地质条件下不利于液态烃的保存。(4)对比不同油充填度的样品实验结果,可知原油经历过R_o=1.89%的热演化后,压力增加促进了原油的热演化。所以,压力不一定抑制液态油裂解转化,反而有可能促进热裂解转化。综合原油热裂解的可视化分析结果,将原油热裂解过程划分三个阶段:第一阶段的R_o范围是0.80%~1.24%,重质饱和烃优先裂解,原油中的饱芳比下降,液态烃荧光颜色发生红移;第二阶段的R_o的范围是1.24%~1.55%,该阶段大量的芳烃缩合成固体-半固体沥青并在降温后附在管壁,导致残余油的饱和烃相对含量略微升高,液态烃荧光蓝移。第三阶段的R_o大于1.90%,芳烃继续缩合形成固体-半固体沥青,毛细管中的烃类在室温下出现明显荧光分异现象,其中发蓝色荧光的烃类为由非极性饱和烃为主要成分的轻质油,而发橙黄色荧光的烃类为由极性沥青质为主要成分的重质油。这种荧光分异现象或可为同一微域下不同荧光颜色的油包裹体共生提供解释。塔里木盆地顺北油气田的油气分布规律验证了实验结果中温度和压力对油裂解的控制作用。

内蒙古东北部拉布达林盆地是我国陆域高纬度冻土型天然气水合物重要潜在分布区,有望成为祁连山木里高海拔冻土型天然气水合物的互补类型,具重要调查研究价值。目前该区天然气水合物调查研究程度较低,2023年内蒙古自治区地质调查研究院首次在该区部署两口天然气水合物探井。以资料较为齐全的ST-1井为例开展综合分析与区域对比研究,旨在总结各种可能与天然气水合物相关的异常现象,分析天然气水合物形成的有利条件,指出研究区天然气水合物-浅层气系统的共生模式。研究显示:(1)本次钻探中发现岩心表面冒泡现象、井涌现象、烃类气测和岩心解吸气高含量异常现象、自生方解石伴生产出现象等,可能与天然气水合物直接或间接相关。(2)岩心解吸气组成主要为CH₄,次为CO₂,还含少量C₂H₆,主要以煤型气来源为主,可能还含少部分微生物成因气及热解成因混合气。(3)钻遇的下白垩统大磨拐河组(K₁d)有机碳含量在3.16%~31.19%间,平均12.48%,生烃潜量在1.50~113.78 mg/g间,平均45.50 mg/g;有机显微组分以镜质组和腐泥组为主,有机质类型为Ⅱ₂-Ⅲ型,干酪根镜质体反射率R_o值在0.63%~0.80%间,为低熟-成熟阶段,具备良好生烃条件。可能是天然气水合物主要的潜在气源岩,对比区域上5套烃源岩,上侏罗统满克头鄂博组(J₃m)烃源岩有望成为天然气水合物另一重要潜在气源岩;(4)钻后30 h、54 h、78 h的温度测井数据在200 m以浅一直难以稳定下来,特别是43.45~70.55 m间深度段测井温度波动较大,可能与部分深度段地层破碎或断裂发育而形成局部热融作用有关,致使此次温度测井数据可能难以真正代表地层本身的地温特征,但是研究区仍然具有良好的天然气水合物形成条件和潜力;(5)本次钻井现场气测录井烃含量多个深度段达11.95%~16.65%,解吸气含量0.95~3.19 m³/t,平均为1.84 m³/t,表明研究区浅层气源较为发育;钻井揭示薄煤层、泥岩、砂岩发育特征与物性特征及断层或裂隙产出特征均不利于浅层气的保存与聚集,综合认为研究区冻土发育,既可为天然气水合物提供稳定带条件,也可与天然气水合物稳定带一起共同为浅层气提供良好的封盖保存条件,从而得以形成天然气水合物-浅层气系统共生现象。本次研究将为研究区或区域上后续天然气水合物及浅层气调查研究提供重要地质启示。

地质文化村已成为推动乡村旅游发展的新型产业模式。特色地质遗迹资源和地质文化是地质文化村建设的根基和灵魂,但地质文化村做为以地质为主的新形态旅游景区,明确和挖掘地质文化村旅游地质文化,是当前地质文化村建设中的薄弱环节。为此,本文以东岔地质文化村构建为例,开展村域特色地质遗迹资源和旅游地质文化内涵探析。经野外实地调查,东岔村地质遗迹以高原高寒碳酸盐岩地貌形成的各类象形石景观、中元古代蓟县纪叠层石化石、阶梯型密集瀑布群为核心,融独特的构造形迹景观以及高原峡中峡组合景观于一体,村域地理位置特殊,历史文化底蕴深厚,河湟藏民俗民风特色突出,具备打造“地质+生态旅游”类地质文化村的发展潜力。东岔村旅游地质文化扎根于地质环境,融于地质遗迹、自然人文资源和乡村文化。本文经地质与旅游的深度融合,提出地质文化村建设中的旅游地质文化,通过旅游地质文化探析,以期进一步提升地质文化村建设品质,充分落实“地质为基、文化为魂、融合为要、惠民为本”的建设定位,促进区域地质遗迹保护、地学知识传播普及,带动区域休闲旅游,助推乡村全面振兴。