中下扬子区三叠纪海相碳酸盐岩成岩作用和成岩环境

中下扬子区广泛分布着三叠纪滩相、潮坪相和岩溶带三类碳酸盐岩。根据成岩作用类型、成岩组构、孔隙类型和成岩环境等特征对三类岩石进行比较。滩相碳酸盐岩主要成岩作用是在海水渗流、潜流和淡水渗流、潜流成岩环境下产生的胶结、云化和溶解作用。潮坪相交代白云岩和富含石膏的蒸发岩则以高盐度的海水渗流带的准同生毛细管蒸发浓缩云化作用为主。在大气淡水渗流或潜流成岩环境下则以去云化、去膏化和溶解作用为主。岩溶带碳酸盐岩-蒸发盐岩及其岩溶堆积角砾岩主要经历早期海水强烈蒸发作用下准同生云化作用和晚期表生淡水环境下的岩溶作用。上述主要成岩作用使三类岩石次生孔隙率增加。因此,成岩作用对其成为有希望的储层起到了主导作用。     

豫西南淅川震旦系灯影组白云岩特征及成因分析

晚前寒武纪扬子克拉通及其周缘保存了一套比较完整的白云岩地层（灯影组）。扬子北缘（南秦岭） 地区的灯影组白 云岩与典型灯影组白云岩在成岩组合和沉积序列有较大差别,有待进一步研究。该研究在野外剖面实测、镜下鉴定基础 上,运用阴极发光和X射线衍射有序度分析对扬子北缘（南秦岭） 淅川地区灯影组白云岩进行了岩石学分类及成因机制研 究。研究区灯影组白云岩类型主要为泥—粉晶他形白云岩、细晶自形—半自形白云岩、以中—粗晶白云石为主的细—粗晶 半自形—他形白云岩、鞍形白云岩和岩溶角砾白云岩。其中泥—粉晶他形白云石为准同生阶段蒸发海水白云石化作用产 物;细晶自形—半自形白云石形成于早成岩浅埋藏阶段,成岩过程与蒸发海水回流渗透白云石化作用有关;细—粗晶半自 形—他形白云石和鞍形白云石属晚成岩期中—深埋藏环境下由碳酸盐岩矿物经过热液白云石化或重结晶作用所形成;岩溶 角砾白云岩是通过白云岩层的溶蚀—垮塌和砾间胶结作用形成。因此,由于相对海平面升降、上覆地层沉积厚度增加引起 的成岩环境变化以及后期流体的改造作用促使了研究区不同类型白云岩的发育。     

豫西南淅川震旦系灯影组白云岩特征及成因分析

晚前寒武纪扬子克拉通及其周缘保存了一套比较完整的白云岩地层（灯影组）。扬子北缘（南秦岭） 地区的灯影组白 云岩与典型灯影组白云岩在成岩组合和沉积序列有较大差别，有待进一步研究。该研究在野外剖面实测、镜下鉴定基础 上，运用阴极发光和X射线衍射有序度分析对扬子北缘（南秦岭） 淅川地区灯影组白云岩进行了岩石学分类及成因机制研 究。研究区灯影组白云岩类型主要为泥—粉晶他形白云岩、细晶自形—半自形白云岩、以中—粗晶白云石为主的细—粗晶 半自形—他形白云岩、鞍形白云岩和岩溶角砾白云岩。其中泥—粉晶他形白云石为准同生阶段蒸发海水白云石化作用产 物；细晶自形—半自形白云石形成于早成岩浅埋藏阶段，成岩过程与蒸发海水回流渗透白云石化作用有关；细—粗晶半自 形—他形白云石和鞍形白云石属晚成岩期中—深埋藏环境下由碳酸盐岩矿物经过热液白云石化或重结晶作用所形成；岩溶 角砾白云岩是通过白云岩层的溶蚀—垮塌和砾间胶结作用形成。因此，由于相对海平面升降、上覆地层沉积厚度增加引起 的成岩环境变化以及后期流体的改造作用促使了研究区不同类型白云岩的发育。     

川北元坝地区长兴组白云石化作用机制及其对储层形成的影响

通过岩心观察和薄片鉴定,在岩石学和矿物学特征分析基础上,结合白云石有序度测定,碳、氧同位素、锶同位素和稀土元素组成及配分模式分析,详细研究了川北元坝地区长兴组白云石化作用的特征、机制及模式,结果表明长兴组发育微晶白云石(岩)、粉-中晶他形白云石、粉-中晶自形白云石和异形白云石等四种类型,它们的有序度由低变高;白云石的碳、氧同位素、锶同位素和稀土元素组成及配分模式特征表明,长兴组微晶白云石(岩)、粉-中晶他形白云石、粉-中晶自形白云石主要形成于浓缩海水环境、正常海水环境、或者与正常海水相似的地层水环境中,并遭受过热液地质作用的改造,从微晶白云石(岩)→粉-中晶他形白云石→粉-中晶自形白云石是一个沉积埋藏过程中多阶段白云石化作用的产物,异形白云石则由热液作用形成;根据长兴组白云石的矿物学和地球化学特征及白云石化作用与层序和沉积相之间的关系,分别可以用准同生期蒸发泵白云石化作用模式、准同生期渗透回流白云石化作用模式、成岩早期浅埋藏状态下地层水白云石化作用模式和成岩晚期热液白云石化作用模式来解释微晶白云石(岩),粉-中晶他形白云石、粉-中晶自形白云石和异形白云石的形成。白云石化作用是有利于长兴组储层形成的建设性成岩作用。     

碳酸盐岩成岩作用与孔隙演化

在总结我国碳酸盐岩沉积和成岩基本特征的基础上,阐明有利于孔隙形成的白云石化、去膏、去云化、淡水和埋藏溶解等作用,以及破坏性成岩作用的特征和识别标志。成岩地质体是成岩环境的产物,可根据成岩组构、地球化学和发光特征等加以鉴别。成岩模式是成岩组合、成岩特征和孔隙演化的总概括,以滩相成岩模式展示了成岩相与孔隙的关系。     

苏南下三叠统青龙组碳酸盐岩的成岩作用和孔隙演化

苏南下三叠统青龙组碳酸盐岩中,由于沉积相(台地浅难相和深水斜坡-盆地相)的复杂性,导致了成岩作用和成岩环境的多样性。作者通过薄片观察,阴极发光和碳、氧同位素的分析以及孔隙度、渗透率的研究,对该地区胶结作用、白云石化作用、溶解作用等九种成岩作用进行了详细的讨论,并在此基础上建立了相应的成岩作用和孔隙演化的模式。     

和田河气田奥陶系碳酸盐岩成岩作用及孔隙演化

奥陶系碳酸盐岩储层是塔里木盆地和田河气田的主要产层，受成岩作用的改造非常强烈。通过对岩心、普通薄片、铸体薄片、阴极发光、碳氧同位素、微量元素和流体包裹体等多种资料进行综合研究，详细阐述了主要成岩作用的形成机理及其产物，分析了其对储层的影响和成岩序列。胶结作用和压实作用是原生孔隙和部分次生孔隙的主要破坏者；溶蚀（岩溶）作用、压溶作用、破裂作用和白云石化作用是次生孔隙的主要建造者，它们产生的溶孔、溶洞和裂缝是天然气的主要储集空间和运移通道。成岩作用是该储层物性的主要控制因素，它控制了孔隙的演化过程。     

川东北地区灯四段储层成岩作用及孔隙演化

本文以四川盆地川东北地区灯四段储层为研究对象，基于区内丰富的野外露头和钻井取心资料，结合扫描电镜、阴极发光和地化分析等测试手段，对灯四段储层成岩作用、成岩演化序列和储层孔隙演化进行了详细研究。结果表明：灯四段碳酸盐岩储层在沉积作用和成岩作用过程中广泛地受到孔隙流体和成岩变化的影响，依序经历海底胶结作用、同生-准同生大气淡水溶蚀作用、早成岩期相控岩溶作用、浅埋藏期胶结充填作用、中-深埋藏期溶蚀作用、重结晶作用和构造破裂作用等。其中，由于复杂的成岩流体影响，主要的胶结充填作用表现为五期白云石充填和两期与火山-热液活动相关的硅质充填，对储层破坏最为严重。而早成岩期相控岩溶作用则是灯四段储层形成的最关键建设性成岩作用，与典型表生岩溶作用表现出明显的差别。川东北地区灯四段储层在这些成岩作用的动态叠加中，最终形成现今的储集面貌。研究结果可为寻找区域优质储层提供更科学的地质依据。     

碳酸盐成岩作用的研究前沿和值得思考的问题

碳酸盐成岩作用在碳酸盐沉积学,尤其是在碳酸盐储层沉积学中具有十分重要的意义,近年在以下领域取得重要进展：（1）白云岩烃类储层的几何学和岩石成因学,尤其涉及到对已有白云化模式的评论和重新认识等。（2）碳酸盐储层热液改造的构造控制机理,涉及热液白云岩的成因及其对烃类储层的影响,尤其是深部热流体对碳酸盐成岩作用的影响。（3）对一些经典成岩理论的更新和对传统成岩理论的挑战,尤其是对混合水成岩作用带和对海水环境下的埋藏成岩作用的重新认识等。（4）锶同位素组成在海相碳酸盐研究中的广泛应用,涉及对地质事件的跟踪研究、海相地层的等时对比、定年和成岩过程中水一岩相互作用的研究等。然而,碳酸盐成岩作用研究中也存在一些问题值得我们思考：（1）深埋条件下碳酸盐最为重要的溶解介质可能是作为硫酸盐还原作用产物的H2S和CO2,但并非是温度越高,碳酸盐越溶解,相对较低的温度条件反而有利于溶解,这就是所谓的倒退溶解模式。（2）碳酸盐溶解需要有温度的降低（即必须要有足够的负△T）,这可通过两种途径实现：其一是沿断层向上运移的流体,显示断层等构造作用在碳酸盐成岩研究中的重要性;二是构造抬升,显示与构造有关的埋藏历史在碳酸盐成岩研究中的重要性。（3）控制白云石锶含量最为重要的因素是其晶体化学习性,锶在白云石中的较低的分配系数导致了白云岩普遍较低的锶含量,因此,我们不能仅利用白云岩的锶含量来判断白云化流体的性质,白云岩较低的锶含量也不能说明相应的白云化流体与海水无关。（4）与硫酸盐还原作用有关的SO4^2-的带出会诱发白云化作用或白云石的沉淀,而与硫酸盐溶解有关的SO4^2-的引入则会加速白云石的溶解。     

湖相碳酸盐岩白云石化流体来源、作用机制及物质过程

湖相白云岩具有重要的油气地质意义,广泛发育于我国东部新生代地层中。本文通过大量资料统计和分析前人对国内湖相白云岩的研究成果,系统阐述了国内主要湖盆的湖相白云岩的成因、形成流体来源及相关物质的响应。根据白云石化流体的碳氧同位素、锶钡比、有序度、pH值、Eu异常、Ce异常等各类指标,将白云石化流体分为原始湖泊、外来淡水、热水热液和海源流体等类型。不同类型流体来源改造下生成白云岩所伴生的矿物组合不同;不同白云石化流体通过微生物作用、准同生作用、热液作用和埋藏作用等方式对原始碳酸盐岩进行白云石化作用,不同白云石化作用机制直接制约了其物质响应过程。提出了未来利用定量分析技术深入开展白云石化流体来源分析、准确判断成岩流体类型或成岩作用机制是进一步研究的方向。     

四川盆地高石梯—磨溪地区震旦系灯影组储层特征及主控因素

经过数十年的勘探,勘探家们在四川盆地高石梯—磨溪地区获得了万亿方级的探明储量。为研究高石梯—磨溪地区震旦系(≈埃迪卡拉系)灯影组白云岩储层特征及成藏主控因素,开展了岩芯观察、薄片鉴定、阴极发光分析、物性测试、扫描电镜观察、主微量元素和碳氧同位素分析、包裹体均一温度测试、沉积相带划分、宏观构造对成藏控制作用解析等。结果表明:(1)高石梯—磨溪地区灯影组四段发育优质白云岩储层,包括泥晶藻云岩、砂屑白云岩和晶粒白云岩。(2)灯影组四段优质储集层遭受了桐湾Ⅱ幕的大气淡水岩溶作用和埋藏期热液改造作用,溶蚀孔隙广泛发育,平均孔隙度为4.8%,平均渗透率为0.5×10-3μm2,为"低孔—特低渗"型储层。(3)有利相带、白云石化作用控制了优质储层的发育和分布,多分布于裂陷槽边缘的台缘带内,尤其是藻丘滩相白云岩为研究区的主力产气层;埋藏期的热液白云石化作用改善了其储集物性和孔隙结构,主要证据包括:裂缝和溶蚀孔洞中可见各种热液矿物、溶蚀孔洞和裂缝中充填的鞍状白云石具有典型的雾心亮边结构、氧同位素组成"偏负"、流体包裹体均一温度平均值高达175.7℃、高含Mn和阴极发光下发明亮红光等。该研究成果对拓展古老碳酸盐岩油气勘探具有重要理论意义。     

川东地区震旦系灯影组储层特征及其控制因素

采用宏观和微观相结合的 方法,通过扫描电镜、阴极发光等手段,分析川东地区震旦系灯影组钻井、岩心和露头剖面样品的镜下岩石学特征,研究川东地区震旦系灯影组白云岩储层的特征及控制因素。研究结果表明灯影组白云 岩储层主要发育在灯二段和灯四段,主要储集岩类型为微生物白云岩、颗粒白云岩和距两期风化壳0~200 m范围内的角砾白云岩和溶孔白云岩;储集空间以次生的孔、缝、洞为主,主要为粒间溶孔、粒内 溶孔、次生晶间孔、构造裂缝、溶洞等。沉积环境是影响灯二段储层发育的主要因素,其有利储集相带主要是位于水动力能量较强的或有利于造礁生物繁殖的高能颗粒滩和微生物云坪沉积环境;溶蚀作 用,特别是古岩溶作用是灯四段储层发育的主要因素。早期的桐湾运动形成了灯影组的大规模孔洞,而其后的构造运动则建立了研究区内特别复杂的孔隙－洞穴－裂缝系统。     

四川盆地震旦系灯影组表生岩溶作用研究

四川盆地灯影组是中国最为古老的海相碳酸盐岩沉积地层,也是年代最老的含气储集层之一,灯影组在漫长的地质历史时期中经历过多期次的岩溶作用改造,而表生岩溶作用是其中最为重要的一种。本文以野外露头以及钻井岩心样品的宏观、微观特征为基础,以不同结构组分进行微区取样的多参数实验分析方法为辅助手段,对灯影组白云岩表生岩溶作用进行了研究。灯影组表生岩溶作用主要发育在三个层位,即灯四段顶部,灯二段顶部以及灯二段中、下部。其中桐湾Ⅰ幕和桐湾Ⅱ幕构造运动是造成灯二段顶部以及灯四段顶部表生岩溶作用的主控因素,而灯二段早、中期的表生岩溶作用主要受气候等原因引起的大规模海平面升降所控制。     

龙门山前缘中三叠统雷口坡组储集层成岩作用差异性

随着近年来四川盆地一系列新的碳酸盐岩气田的发现,具有丰富油气资源潜力的川西龙门山前缘逐渐成为寻找高丰度大中型气田的现实地区。针对储集层特征在区内表现出强烈的非均质性,笔者等通过对龙门山前缘中坝地区和天台山大元包地区中三叠统雷口坡组岩心描述和薄片观察,对其成岩作用进行了详细的分析和对比研究。研究表明:(1)龙门山前缘中三叠统雷口坡组储集层成岩作用复杂,其主要成岩作用包括压实压溶作用、胶结作用、溶蚀作用、重结晶作用、藻泥晶化作用、白云石化作用、膏化和硅化作用等;(2)受中三叠世末期龙门山前缘裂陷作用的影响,雷口坡组发育大量的热液构造,包括热液溶蚀、热液矿物的胶结和热液白云石化;(3)受构造高点控制的胶结中断—表生溶蚀是中坝—青林地区储集层优于天台山地区的主要控制因素。龙门山前缘反转之前的构造背景和古地貌决定了雷口坡组成岩作用的差异,从而控制了优质储集层的分布。     

埋藏历史对碳酸盐溶解-沉淀的影响——以四川盆地东北部三叠系飞仙关组和塔里木盆地北部奥陶系为例

埋藏成岩过程中碳酸盐的溶解与沉淀强烈控制着深埋藏地层中碳酸盐岩储层质量,与之有关的地质过程是人们多年来不懈研究的热点领域。热流体沿断裂向上运移所造成的碳酸盐溶解成为近年人们普遍认可的模式,但这不能圆满解释大量存在的不与断裂伴生的深埋藏碳酸盐的溶解机制。基于四川盆地东北部和塔里木盆地北部深埋藏碳酸盐溶解与沉淀机制的研究,认为埋藏过程中盆地的沉降与抬升是碳酸盐溶解与沉淀以及次生孔隙发育的另一重要机制,在改变流体对碳酸盐饱和状况方面具有和热流体沿断裂向上运移相同的重要性。研究表明:与川东北飞仙关组类似的埋藏历史更有利于深埋藏成岩过程中碳酸盐的溶解,主要特点是当前埋藏深度不是最大埋藏深度,在最大埋藏深度附近发生热化学硫酸盐还原作用,其后盆地持续抬升造成温度降低和碳酸盐溶解,与之有关的次生孔隙形成所造成的岩石力学性质的变化与上覆载荷减小可以得到平衡,次生孔隙得以保存,岩石储层质量改善;塔里木盆地北部的奥陶系埋藏历史不利于深埋藏成岩过程碳酸盐的溶解,主要特点是当前埋藏深度是最大埋藏深度,古喀斯特发生之后盆地持续沉降造成温度升高和碳酸盐沉淀,并与上覆载荷的增加同步发生,结果是孔隙的封堵、岩石的致密化和储层质量的变差。     

四川盆地北缘灯影组深埋白云岩优质储层形成与保存机制

叠合盆地深埋碳酸盐岩优质储层的形成和保存机理是一个复杂而又有争议的议题。大量的地质地球化学证据表明,四川盆地北缘灯影组深埋白云岩在灯四段和灯二段末期先后发生了两期古岩溶作用,在灯影组内形成了大小不等的晶洞和次生孔隙。在后期的深埋-隆升过程中,表生期的岩溶孔洞被不同世代的矿物充填,先存的孔洞被不同程度的改造和破坏,随埋藏深度的增加先存孔洞的体积变小;同时CO2、有机酸、H2S和多期外来酸性热液流体的溶蚀改造又形成了部分新的次生孔洞;油气藏主要赋存于残余的表生岩溶孔洞和新生次生溶孔内。研究表明,灯影组深埋白云岩优质储层的形成和保存不仅受表生岩溶作用、古岩溶地貌和沉积微相的影响和控制,而且还受深埋隆升过程中多期流体充注、溶蚀-沉淀和石油热裂解的复合控制。其中,表生岩溶作用是影响优质储层形成的最为关键性因素,古岩溶地貌和沉积微相控制了优质储层的时空分布,表生岩溶作用影响的深度最深达500m左右。多期侵蚀性流体的溶蚀和石油热裂解所引起的超压使先存表生岩溶孔洞能得以保存。     

湖相白云岩成因模式及其储集性

湖相白云岩的成岩作用是非常规油气储层中非常活跃的话题,其成因模式以及储集性的研究对以碳酸盐岩为储层的油气勘探具有重要意义。通过综述前人关于湖相碳酸盐岩领域的研究成果,总结出以下几点:湖相白云岩成因模式主要有原生生物成因、准同生成因以及热液成因;湖相白云岩的储集空间类型包括以生物体腔孔为代表的原生孔、酸性流体作用下形成的溶蚀孔洞、白云石化作用或重结晶作用形成的晶间孔以及构造应力作用下形成的裂缝等4大类;其物性和孔隙结构分别受控于沉积环境及生物种类、酸性流体的溶蚀能力、白云岩化模式以及构造活动强度和岩石脆性等。以上研究成果可为湖相碳酸盐岩,乃至其他成因的碳酸盐岩物性影响因素以及油气地质意义研究提供借鉴参考。     

川东三叠系飞仙关组碳酸盐岩的阴极发光特征与成岩作用

四川盆地东部三叠系飞仙关组是近年来我国发现的重要天然气储层, 高孔隙度、高渗透率的碳酸盐储层都分布于白云岩地层中, 因而碳酸盐的成岩作用, 尤其是白云岩化作用和白云岩的成因为石油地质学家和沉积学家高度关注.对四川盆地东部罗家寨构造三叠系飞仙关组42个碳酸盐岩样品进行了阴极发光分析, 结合与之有关的Mn、Fe、Mg元素分析和岩石学研究, 讨论了包括白云岩化作用在内的碳酸盐岩成岩过程中可能的成岩流体性质及来源.四川盆地东部三叠系飞仙关组碳酸盐岩普遍具有很弱的阴极发光性, 这与其很低的Mn、Fe含量有关, 说明沉积期后非海相流体对飞仙关组碳酸盐岩的影响非常有限, 海源流体在成岩过程中发挥了主导作用; 不同石灰岩类型和不同白云岩类型仍然具有不同的阴极发光性, 成岩组分含量越高的碳酸盐岩, 或者说与沉积期后流体(主要是孔隙流体) 关系越密切的碳酸盐岩的阴极发光强度越低, 说明随着埋藏成岩作用的进行, 四川盆地东部三叠系碳酸盐岩孔隙流体受海源流体的影响是逐渐增强的; 阴极发光分析结果表明, 作为四川盆地东部主要储集岩的结晶白云岩形成机制与埋藏过程中的深循环流体有关, 这种深循环流体没有或很少穿越铝硅酸盐地层, 但穿越了三叠系内部的某些海相地层, 这些海相地层可能是广泛存在于四川盆地三叠系的蒸发盐地层, 由蒸发盐成岩过程提供的海源流体参与了结晶白云岩的白云岩化作用.      

磨溪地区台缘带灯四段储层地质特征及其控藏作用

磨溪地区震旦系地层埋藏深,油气资源丰富,是川中地区油气增产的关键,为进一步深化对灯四段储层的地质认识,本文以岩心及薄片观察资料为基础,结合测井及生产资料,分析磨溪地区灯四段储层地质发育特征及其对气藏分布的控制作用,结果表明:磨溪地区灯四段储集岩主要为凝块云岩、藻叠层云岩、藻纹层云岩和砂屑云岩,储集空间以粒间溶孔、粒内溶孔和晶间溶孔为主,少量裂缝,储层类型为裂缝-溶洞型,裂缝及溶孔对储层渗透率起决定性作用。灯四段储层的形成受沉积作用、成岩作用和构造作用三者控制,沉积作用是储层形成的基础,构造作用和成岩作用是储层形成的关键,控制这储层的分布和储层物性的好坏。岩溶作用及储层物性与岩性分布对气藏的形成分布具有控制作用,丘滩相发育的凝块云岩和藻叠层云岩以及被岩溶作用强改造的高孔渗透段是气藏分布的有利区域。     

川东长兴组台缘礁滩相储层纵向非均质性特征及形成机制——以川东宣汉盘龙洞长兴组剖面为例

近几年,随着四川盆地海相碳酸盐岩储层勘探的不断加强,碳酸盐岩储层强的非均质性已成为制约礁滩气藏勘探开发的现实问题。以川东宣汉盘龙洞长兴组典型台缘礁滩剖面为研究对象,通过对典型台缘礁滩野外剖面的精细观察,结合镜下薄片及岩矿资料分析,重点探讨了盘龙洞礁滩储层纵向非均质性特征及成因。剖面上礁滩体垂向上存在很强的旋回性和储层非均质性,其储集岩分布、储层厚度、白云岩化程度、溶蚀作用等受海平面周期性的升降变化影响而呈现周期性变化。礁滩储层非均质性受高能相带、海平面升降变化和建设性成岩作用的共同控制,高能相带控制储层原生孔隙的发育,决定了储层的沉积非均质性,白云岩化和溶蚀作用有利于礁滩体储层的形成,大气淡水淋滤改造对于优化储层具有关键作用,海平面升降变化决定了礁滩体旋回性发育,而建设性成岩作用的选择性改造深化了储层非均质性。