全球古生界海相碳酸盐岩大油气田特征及油气分布

古生界海相碳酸盐岩油气对中国能源安全具有重要意义。以全球古生界海相碳酸盐岩大油气田的最新资料为基础,系统统计分析了古生界海相碳酸盐岩大油气田的地质特征及其分布规律。截至2013年底,全球15个含油气盆地中共发现了89个古生界海相碳酸盐岩大油气田,油气可采储量达495.9×10⁸,t油当量,占全球海相碳酸盐岩层系油气总储量的20.9%。研究表明,大油气田分布在中东、前苏联、北美和亚太地区,其中,大油田主要分布于前苏联和北美,大气田则主要位于中东和亚太,20世纪70年代是大气田发现的高峰期。大油气田的油气主要来自古生界烃源岩,以志留系、石炭系、二叠系和泥盆系(按重要性排序)为主;烃源岩岩性主要为泥页岩、沥青质泥页岩和沥青质碳酸盐岩。盖层以蒸发岩和碎屑岩为主。层系上,油气主要富集于二叠系、石炭系和奥陶系,白云岩和生物礁储集层占重要地位。埋深上,储量分布相对集中的埋深为2500~3000,m、3500~4000,m和4000~4500,m,分别占总储量的52.6%、15.9%和9.5%。油气藏类型上,以构造圈闭为主,不过近年来发现的大油气田的非构造圈闭比例有所增大。建议中国古生界海相油气勘探应重视白云岩储集层,更重要的是,应加强深层海相碳酸盐岩层系油气成藏机理和分布主控因素的研究。     

全球奥陶系碳酸盐岩油气藏综述

奥陶系碳酸盐岩油气田主要分布于北美、北欧、中国和澳大利亚。在北美,油气藏主要分布于下奥陶统El-lenburger组选择性白云岩化和经喀斯特改造的碳酸盐岩层系中;上奥陶统的Trenton-Black River灰岩,特别是Trenton灰岩段的构造破碎和白云岩化作用是影响油气成藏的主控因素;Red River组油藏则受控于构造圈闭。北欧哥特兰岛Klasen灰岩储集空间则以灰泥丘原生孔隙和断裂、缝合线为主。中国奥陶系油气藏分布于鄂尔多斯盆地和塔里木盆地,成藏条件相对复杂:在鄂尔多斯盆地,主要与膏云岩经大气淡水淋滤作用形成的风化壳密切相关,也有白云岩、生物礁等多种储集体;而塔里木盆地塔中地区储集体集中于礁滩相,还包括台地灰岩和台缘浅滩白云岩等其他相带,沉积间断面上的古喀斯特作用是成藏的主控因素。澳大利亚的坎宁盆地是较新的勘探区,其油气聚集方式与北美Ellenburger组相似。     

俄罗斯远东北萨哈林盆地油气分布及成藏主控因素

基于对俄罗斯远东鄂霍茨克海域内的北萨哈林盆地石油地质条件的分析和已发现油气田的解剖,总结了盆地油气分布特征,结合构造演化分析,对影响油气成藏及分布的主控因素进行了探讨。研究表明：北萨哈林盆地油气分布具有陆上储量规模小、海域陆架规模大的特点,在纵向上可以划分为两大成藏组合,但油气主要富集于达吉组和努托夫组。这两个主要含油气层已发现油气藏在平面分布上具有明显的分带性,靠陆内带以达吉组油气藏分布为主,远陆外带以努托夫组油气藏分布为主。油气富集受多旋回构造演化、富油气凹陷及构造活动差异性等控制,海域陆架裂后坳陷内的低幅度隆起构造区为高丰度大中型油气田聚集的主要有利区。     

中国低丰度大型岩性油气田形成条件和分布规律

我国低丰度岩性油气田具有很大的资源潜力和储量规模,在中、古生代地层均有广泛的分布,具备良好的油气地质背景和成藏条件,是未来油气勘探的重点领域,其形成条件及富集规律不明.本文在大量统计分析和地质研究的基础上,探讨了低丰度大油气田的形成条件、分布特征、富集规律和未来的勘探领域.研究指出了低丰度大型岩性油气田形成的几个地质背景:大面积高丰度烃源岩;平缓的构造格局;稳定的沉积背景;大规模的沉积体系;建设性成岩环境.系统分析了油气田形成控制因素和分布规律:1陆相(或海陆交互相)大型三角洲平原—前缘主河道砂体、海相高能相带(台缘礁滩、滨岸砂体)是大型岩性油气藏的有利分布区;2次生溶蚀相、白云岩化相、风化淋滤相、绿泥石薄膜胶结相和TSR相等建设性成岩作用是优质储层及大油气田分布的有利区;3古地形(古隆起、斜坡、起伏带、鼻隆等)、断裂(层/褶/坡/陷/块)带、构造反转带、裂缝发育带和地层剥蚀尖灭带是大型油气田形成的有利构造条件和富集地区;4低丰度大型岩性油气田的分布和富集普遍受控于构造、沉积和成岩三因素控制的“甜点”.研究成果可为寻找油气勘探的后备领域和储量接替提供理论基础和科学依据.     

南海油气分布特征及主控因素探讨

以最新油气田储量数据为基础,运用统计学与石油地质综合分析相结合的方法,研究表明,南海以气为主,其油、气探明储量分别占总探明储量的38%和62%。总探明储量中:碎屑岩储层油气田所占比例最高,占57%;其次为生物礁碳酸盐岩储层油气田,占36%;前第三系基岩裂缝型储层油气田,占7%。碎屑岩储层油气田主要分布于近物源区域,生物礁储层油气田主要分布于远离物源的台地区,基岩裂缝型储层油气田主要分布于南海西部走滑带控制的盆地中。油气主要分布于中中新统,其次为下中新统与前第三系基岩,它们分别占总探明储量的51%、17%和11%。高地温梯度与烃源岩的有机质类型决定了南海油气资源以气为主,盆地类型的差异决定了南海南部油气资源较北部丰富。盆地构造演化史和周边古水系控制了南海油气田储集类型和时空分布。     

内蒙古二连盆地白音查干凹陷下白垩统湖相白云岩成因*

早白垩世,白音查干凹陷处于强裂陷伸展环境,并具有高地热异常。在此背景下,该凹陷发育一套仅限于深湖—半深湖相的、富含铁白云石、钠沸石和泥级长石（钠长石、钾长石）等特殊矿物成分的白云岩。该套湖相白云岩受北东向同沉积断裂控制,主要分布于凹陷北部陡坡带和湖盆中央断裂带的下降盘处,沿断裂呈线性展布。白云岩中的白云石多以铁白云石为主,并与钠沸石、长石、重晶石、水镁铁石等低温热液矿物共生,其结构可分为泥晶结构、微晶结构和中—细晶斑块状结构（多元矿物组合）3种。此外,白云岩的岩石组构还具有明显热水沉积特征,包括纹层状构造、热水碎屑结构、星散状构造、同生塑性变形、网脉状构造。综合以上初步分析,认为研究区湖相白云岩为深部热液参与并发生沉积作用形成的,即热水沉积白云岩。     

川中南部地区下二叠统栖霞组白云岩储层成因研究

川中南部地区下二叠统栖霞组在钻探中发现栖二段细—中晶白云岩是良好的储层,并且多口井获得工业气流,展示出一定勘探潜力。为进一步预测川中南部地区白云岩的储层分布特征,加快研究区下一步勘探开发,应用储层岩性特征识别、碳氧同位素、包裹体测温、阴极发光以及稀土元素分析研究白云岩储层成因,结果表明栖霞组白云岩无石膏或其他蒸发盐岩伴生,储集岩以细—中晶白云岩和灰质白云岩为主,主要分布于栖二段;栖霞组白云岩C、O同位素测试δ13C为4.03‰~4.77‰、古盐度为131.74~133.39,包裹体均一温度为110~180℃,阴极发光较弱,基质白云岩发紫红色光,溶洞充填马鞍状白云岩不发光;稀土元素的轻稀土和重稀土分布趋势一致,保持了原岩的稀土配分趋势;综合分析认为栖二段白云岩为埋藏成因,其中裂缝和溶洞充填的马鞍状白云岩为热液成因。      

全球大型油气田的盆地类型与分布规律

本文在总结前人研究成果的基础上,基于世界大型油气田的文献资料及美国地质调查局USGS资料,按照国际上关于 原型盆地的经典分类方案,将世界上877个大型油气田及其赋存的153个主要含油气盆地进行重新梳理,构建4幅不同盆地 分类方案的全球主要含油气盆地和大油气田分布图及其8幅盆地类型与大型油气田对比关系直方图,明确了全球大型油气 田主要赋存的盆地类型及其分布规律,进而比较分析不同原型盆地分类方案对大型油气田分布规律的影响。同时,考虑这 些盆地经历复杂构造演化的历史及其与油气成藏的关系,尝试以盆地构造性质的转换或继承关系为主线,进行叠合盆地分类。 分类统计结果表明,从叠合盆地类型来看,正反转盆地最有利于大型油气田的形成和发育,继承裂谷盆地和继承前陆盆地 居其次,负反转盆地一般不利于形成大型油气田。     

塔里木盆地西北缘上震旦统白云岩储层特征

以塔里木盆地西北缘震旦系露头为主要研究对象,通过地质观察、镜下鉴定与孔渗分析等研究手段,较为系统地研究了上震旦统白云岩储层的类型及其发育特征。储层主要发育四种成因类型:古岩溶型、微生物型、结晶型和热液改造型。古岩溶储层广泛发育于上震旦统的顶部,溶蚀孔洞极其发育,但区域分布差异较大,受控于古构造隆起而呈带状分布;微生物白云岩储层主要发育于上震旦统的中上部,以发育与微生物结构相关的多种溶蚀孔隙为主,以低孔特低渗为特征,但横向上分布稳定,规模大,相控作用明显,为深层具有一定规模的致密储层;结晶白云岩储层以晶间孔、溶蚀孔为主,其孔隙度与渗透率具有正相关性,为低孔低渗储层,且分布局限,呈楔状或透镜状分布;热液改造型储层以与热液溶蚀作用有关的溶蚀孔洞或残余晶间孔为主,主要发育于肖尔布拉克地区,分布较为局限,多与深部大断裂有关。     

塔里木盆地下奥陶统白云岩类型及其成因*

下奥陶统白云岩是塔里木盆地最现实的重点勘探领域。文中在分析塔里木盆地早奥陶世构造、沉积及古气候等地质背景的基础上,以前人对白云岩的结构分类为基础,从白云岩发育产状出发,将塔里木盆地下奥陶统白云岩划分为灰岩中零散白云石、灰岩中斑状白云石、层状白云岩和沿断裂分布白云岩4类,白云石含量层位上自下而上具有总体减少的趋势。各类白云岩在岩石学特征和发育分布上具有较为明显的差异,局部可重叠出现。灰岩中零散白云石和斑状白云石的岩石学和地球化学及发育分布特征均反映其主要由浅埋藏白云石化作用形成;层状白云岩和沿断裂分布白云岩形成于中深埋藏白云石化作用;各类白云岩的产状特征差异受控于沉积期海平面变化、海水性质及埋藏条件等因素。沿断裂分布白云岩的形成和分布与断裂密切相关,是重要的储集岩石类型。白云岩储集层的形成主要是后期改造的结果,埋藏白云石化作用并未对大规模白云岩储集层的形成起到建设性作用,伴生或后期流体再运移导致的溶蚀作用为其主要成因。     

Dolomitization of the Devonian Swan Hills Formation, Rosevear Field, Alberta, Canada

The Swan Hills Formation (Middle-Upper Devonian) of the Western Canada Basin is host to several NW-SE-trending gas fields developed in massive replacement dolostone. One of these, the Rosevear Field, contains two major dolostone trends along opposing margins of a marine channel that penetrates into a platform-reef complex. Dolostones consist predominantly of branching and bulbous strdmatoporoid floatstones and rudstones with well-developed moldic and vuggy porosity. Replacement dolomite is coarsely crystalline (100-600 μm), inclusion-rich, composed of euhedral through anhedral crystals and has a blotchy to homogeneous red cathodoluminescence. Geochemically, replacement dolomite is characterized by (i) nearly stoichiometric composition (50.1-51.1 mol% CaCO₃), (ii) negative δ¹⁸O values (mean=-7.5‰, PDB) and (iii) variable ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios ranging from values similar to Late Devonian-Early Mississippian seawater (～0.7082) to radiogenic compositions comparable to saddle dolomite cements (>0.7100). Dolomitization began after widespread precipitation of early, equant calcite spar and after the onset of pressure solution, implying that replacement dolomite formed in a burial environment. Oxygen isotope data suggest that dolomite formed at 35-75°C, temperatures reached during burial in Late Devonian through Jurassic time, at minimum depths of 450 m. The linear NW-SE orientation of most dolomite fields in the Swan Hills Formation is suggestive of fault control on fluid circulation. Two models are proposed for fault-controlled circulation of dolomitizing fluids at the Rosevear Field. In the first, compaction-driven, updip fluid migration occurred in response to basin tilting commencing in the Late Palaeozoic. Deep basinal fluids migrating updip were focused into channel-margin sediments along fault conduits. The second model calls upon fault-controlled convective circulation of (i) warm Devonian-Mississippian seawater or (ii) Middle Devonian residual evaporitic brines. The overlap in ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and δ¹⁸O compositions, and similar cathodoluminescence properties between replacement and saddle dolomites provide evidence for neomorphism of some replacement dolomite. Quantitative modelling of Sr and O isotopes and Sr abundances suggests partial equilibration of some replacement dolomite with hot radiogenic brines derived during deep burial of the Swan Hills Formation in the Late Cretaceous-Palaeocene. Interaction of replacement dolomite with deep brines led to enrichment in ⁸⁷Sr while leaving δ¹⁸O similar to pre-neomorphism values.     

微生物成因白云石研究进展

"白云岩问题"一直是沉积地质学研究的热点和难点之一,白云岩在我国和世界范围内都是重要的油气储层。因此,深入认识白云岩成因对于碳酸岩油气勘探具有重要参考意义。白云岩成因有多种解释模式,如萨布哈蒸发模式、渗透回流模式、埋藏调节模式、混合水模式、潮汐泵模式等。近几十年来,随着低温白云石研究的不断深入,微生物白云石模式作为一种新的成因模式被提出并不断被完善。本文回顾了微生物成因白云石的研究进展,总结了低温白云石形成的3个动力学障碍(镁离子的高水合能、硫酸根的存在、碳酸根离子的低浓度和低活度),简要介绍了微生物成因白云石模式的建立、微生物成因白云石的生长过程及发育特征,系统分析了微生物在白云石形成过程中的调节作用,指出微生物(如硫酸盐还原菌、古甲烷菌)的存在可以改变溶液中的离子平衡,进而有利地克服白云石形成过程中的动力学障碍,并列举了低温微生物成因白云石的氧同位素指标在古温度恢复和过去气候变化研究中的应用,最后对微生物成因白云石相关研究方向(如多学科交叉、新技术应用等)加以展望。对微生物成因白云石模式的深入认识,将为正确解释"白云岩问题"提供新的途径,也将为石油学家关心的白云岩储层问题提供新的理论基础和研究思路。     

近27a来典型白云岩流域岩溶碳汇变化及其调控机制——以贵州施秉黄洲河流域为例

以贵州省施秉县黄洲河典型白云岩岩溶小流域为例,基于白云石化学平衡热力学方法分别定量估算出1990-1992年、2001-2003年及2016-2018年白云岩流域的年均岩溶碳汇强度,并分析其对气候变化、土地利用调控的响应,结果表明:（1）流域内第二个时段年均有效降雨最大,其次是第一个时段,第三个时段的最小;（2）流域内主要以有林地为主,旱地、建设用地持续增加但增长速率减缓,总体上流域植被覆盖度呈现上升趋势;（3）流域整体的岩溶碳汇强度由大到小依次为2002年、1990年、2016年,水田与旱地对岩溶碳汇贡献较大;（4）气候变化与土地利用共同控制岩溶碳汇,碳汇强度可能不随地类正向演替而增大。      

白云石化作用及白云岩储层研究进展

白云石化作用和白云岩储层一直都是碳酸盐岩研究中的重要领域。近年来,随着实验分析技术的进步以及油气勘探的深入,对白云岩的研究也取得了诸多进展:1数值模拟技术逐步应用到白云岩研究中,实现了白云石化模式研究由定性到定量的转变;2对微生物白云石化的研究不断加强,识别出了微生物相关白云石的特殊显微形貌特征并对其生物矿化机制进行了分析;3对已有白云石化模式的重新审视:包括对混合水白云石化的修正、对回流白云石化的扩展以及对构造—热液白云石化模式的丰富;4在白云石化与孔隙相关关系的研究中,突破了白云石化增孔的传统认识,逐步强调白云石化在孔隙保存方面的作用;5注重研究白云岩结构、成岩环境、原始相带以及白云岩形成之后的溶蚀改造等因素对白云岩储层发育的控制作用。在未来的研究中,应加强3个方面内容,一是对白云岩结构演化规律的定量研究,二是在成岩流体示踪方面要加强对新技术手段(如二元同位素、Mg同位素)的使用,同时注意借鉴成矿流体研究中的成熟技术和方法,三是要加强对深部白云岩储层形成和保存机制的探索。     

Autochthonous Dolomitization and Dissolution in the Microbial Carbonate Rocks of the Fengjiawan Formation in the Ordos Basin

Many euhedral dolomite crystals and related pores are found in the microbial siliceous stromatolite dolomite and siliceous oolitic dolomite in the Fengjiawan Formation of the Mesoproterozoic Jixian System in the southern Ordos Basin. With the application of the microscope, scanning electron microscope, cathodoluminescence and in-situ trace element imaging, it can be seen that different from the phase I dolomite that was damaged by silicification, the intact euhedral phase II dolomite occurred through dolomitization after silicification, concentrated mainly in the organic-rich dark laminae of the stromatolite and the dark spheres and cores of the ooids. A considerable number of phase II dolomite crystals were dissolved, giving rise to mold pores and vugs which constituted the matrix pores and also the major pore space of the Fengjiawan Formation. The formation and dissolution of the dolomite were controlled by the microenvironment favorable, respectively, for carbonate precipitation and dissolution under the influence of microbial biological activities and related biochemical reactions. The driving force and material supply of dolomitization and dissolution were confined to the fabrics enriched with microorganisms, which are highly autochthonous. This mechanism may be a key factor for the development of Precambrian dolomite and related reservoirs, in the context of the domination of microbial rocks.     

天津岩溶地热田热储特征研究

从天津大地构造特征和地层分布入手，综合分析了岩溶热储特征.认为天津地区主要大地构造格局从西北向东南依次为冀中拗陷、沧县隆起和黄骅拗陷，主要断裂有北东向的沧东断裂、天津断裂以及北西向的宁河-宝坻断裂.岩溶地热田主要分布在沧县隆起上，发育了王草庄、大城、潘庄、双窑和小韩庄凸起等地热田.研究认为蓟县系雾迷山组在天津全境普遍分布，岩性为深灰色粗晶白云岩、隧石条带状白云岩，裂缝岩溶发育，孔渗性较好，是主要热储层.寒武系、奥陶系热储在沧县隆起核部大面积缺失，在其他地区广泛分布，是主要热储层之一.沧县隆起的热流值较周围地区高，地热水的来源主要为北部蓟县山区，热水运移的最重要通道是大断裂以及不整合面.     

天津岩溶地热田热储特征研究

从天津大地构造特征和地层分布入手,综合分析了岩溶热储特征.认为天津地区主要大地构造格局从西北向东南依次为冀中拗陷、沧县隆起和黄骅拗陷,主要断裂有北东向的沧东断裂、天津断裂以及北西向的宁河-宝坻断裂.岩溶地热田主要分布在沧县隆起上,发育了王草庄、大城、潘庄、双窑和小韩庄凸起等地热田.研究认为蓟县系雾迷山组在天津全境普遍分布,岩性为深灰色粗晶白云岩、隧石条带状白云岩,裂缝岩溶发育,孔渗性较好,是主要热储层.寒武系、奥陶系热储在沧县隆起核部大面积缺失,在其他地区广泛分布,是主要热储层之一.沧县隆起的热流值较周围地区高,地热水的来源主要为北部蓟县山区,热水运移的最重要通道是大断裂以及不整合面.     

塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组白云岩储层特征及成因

利用钻遇肖尔布拉克组的13口井和2条露头剖面的资料,分析了白云岩储层的宏观和微观特征,认为塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组主要发育9类岩性,孔隙的发育具有明显的岩相选择性,指出粉—细晶白云岩、砂屑白云岩、藻格架白云岩、泡沫绵层石白云岩、叠层石白云岩、凝块石白云岩和粘结(颗粒)白云岩是储层的主要载体。通过岩石学特征、多参数地球化学特征分析,结合地质背景,研究了肖尔布拉克组白云岩储层的成岩作用序列和孔隙演化史,明确了高能丘滩相的多孔沉积物是储层发育的物质基础,早表生期大气淡水溶蚀作用是储层形成的关键,埋藏(热液)溶蚀作用使储层得到了改善。     

塔里木盆地中央隆起区寒武-奥陶系白云岩结构特征及成因探讨

白云岩研究的关键在于对白云石化作用的理解,而岩石结构作为白云石化作用分析的基础,不仅对白云岩的成因具有指示意义还深刻地影响着白云岩储层的质量。通过岩芯、薄片、扫描电镜、阴极发光以及碳、氧、锶同位素等测试手段,结合国际上常用的分类术语,对塔里木盆地中央隆起区寒武-奥陶系白云岩按结构进行了分类,并探讨了不同结构类型与其成因之间的关系。研究表明,白云岩结构与其形成环境和形成过程密切相关,其中保留原始结构的白云岩（包括泥-粉晶白云岩和颗粒白云岩）属于同生或准同生阶段、与蒸发海水有关的拟晶白云石化作用的产物,大量过饱和白云石化流体的通过有利于原始结构的保存;晶粒白云岩中,具有平直晶面结构的细晶、自形白云岩和细晶、半自形白云岩与浅埋藏成岩阶段的低温白云石化作用有关,云化流体以轻微蒸发的海源流体为主,浅埋藏晚期的过度白云石化作用导致晶体由平面-自形向平面-半自形转化;中-粗晶、他形白云岩是中或深埋藏成岩阶段的高温/热液白云石化或重结晶作用的结果,较高的形成温度导致晶体发生曲面化。     

川西地区中二叠统栖霞组白云岩成因分析

川西地区栖霞组白云岩成因及其与峨眉山玄武岩喷发热事件关系颇有争论。在野外剖面、岩心观察基础上,通过岩石学、全岩及矿物微区地球化学分析方法对其研究,结果表明川西地区栖霞组白云岩（石）可分为残余砂屑白云岩、晶粒白云岩以及鞍状白云石、脉体充填白云石四类。残余砂屑白云岩与晶粒白云岩均呈块状,阴极发光较暗,稀土配分模式与泥微晶灰岩相似,δ13C、87Sr/86Sr多处于同期海水范围内,δ18O略偏负,Ce负异常,残余砂屑白云岩Eu呈负异常,而晶粒白云岩Eu多为正异常。微区δ13C、δ18O分析显示,残余砂屑白云岩的白云石雾心与亮边内δ13C均处于同期海水范围内,δ18O亮边较雾心偏负;晶粒白云岩中不同大小的晶粒白云石微区δ13C、δ18O显示相近特征,表明这两类白云岩均为海水浅埋藏成因,但受到后期热流体叠加改造。曲面他形粗晶鞍状白云石充填于裂隙与溶蚀孔洞内,镜下具波状消光特征,发亮红色光,δ13C与二叠纪海水相近,δ18O明显负偏,Eu呈正异常,指示鞍状白云石为热液成因。脉体白云石岩石学与地球化学特征表明其为晚期埋藏成因。川西地区栖霞组白云岩主体为浅埋藏成因,峨眉山玄武岩喷发期热液对其叠加改造,仅西南地区充填裂隙与溶洞的鞍形白云石为热液成因。