鄂尔多斯盆地西部下古生界风化壳优质储集层发育规律及成因机制:以桃2区块马家沟组马五1-4亚段为例

鄂尔多斯盆地下古生界马家沟组顶部遭受长期风化剥蚀,形成了以膏云岩为主的风化壳岩溶储集层。盆地西部包括桃2区块在内的马家沟组马五_(1-4)亚段以(含)膏云岩、白云岩和灰云岩互层发育为主。借助岩心观察、偏光显微分析和扫描电镜超微分析,识别出多层成层分布的(含)膏云岩;通过对硬石膏、白云石和方解石等矿物的物理和化学性质对比研究,认为(含)膏云岩的膏模孔、扩溶膏模孔及与之伴生的胀缩微裂缝为主要储集空间,孔隙大小具有明显的自限性,受硬石膏结核和石膏晶体大小的制约;岩性((含)膏云岩)和沉积微相(潮上带(含)膏云坪)是储集层形成的先天物质基础和环境条件,并导致(含)膏云岩储集层的层控分布特征; 4期溶蚀作用过程中,硬石膏晶体和结核的组构选择性溶蚀和阶段性充填,是储集层形成的关键过程;储集层为层状相控、受岩溶作用影响,但岩溶地貌对储集层分布不再有决定性控制作用。(含)膏云岩发育区分散流的弥散性渗透溶蚀是大洞大缝不发育的主要原因。"层状相控岩溶作用岩性气藏"观点的提出将促使研究区下古生界从"岩溶古地貌气藏"向"相控岩性气藏"勘探的深刻转变。     

鄂尔多斯盆地西部下古生界风化壳优质储集层发育规律及成因机制: 以桃2区块马家沟组马五1-4亚段为例*

鄂尔多斯盆地下古生界马家沟组顶部遭受长期风化剥蚀,形成了以膏云岩为主的风化壳岩溶储集层。盆地西部包括桃2区块在内的马家沟组马五_1-4亚段以(含)膏云岩、白云岩和灰云岩互层发育为主。借助岩心观察、偏光显微分析和扫描电镜超微分析,识别出多层成层分布的(含)膏云岩;通过对硬石膏、白云石和方解石等矿物的物理和化学性质对比研究,认为(含)膏云岩的膏模孔、扩溶膏模孔及与之伴生的胀缩微裂缝为主要储集空间,孔隙大小具有明显的自限性,受硬石膏结核和石膏晶体大小的制约;岩性((含)膏云岩)和沉积微相(潮上带(含)膏云坪)是储集层形成的先天物质基础和环境条件,并导致(含)膏云岩储集层的层控分布特征;4期溶蚀作用过程中,硬石膏晶体和结核的组构选择性溶蚀和阶段性充填,是储集层形成的关键过程;储集层为层状相控、受岩溶作用影响,但岩溶地貌对储集层分布不再有决定性控制作用。(含)膏云岩发育区分散流的弥散性渗透溶蚀是大洞大缝不发育的主要原因。“层状相控岩溶作用岩性气藏”观点的提出将促使研究区下古生界从“岩溶古地貌气藏”向“相控岩性气藏”勘探的深刻转变。     

鄂尔多斯盆地古隆起东北侧马五41储层膏模孔类型及充填过程分析

利用岩芯和薄片资料,通过薄片孔隙描述、铸体薄片图像分析等方法,在对研究区马五₄1储层孔隙类型划分的基础上,详细划分了膏模孔充填类型,并对其充填过程进行了阐述。研究结果表明,研究区马五₄1储层主要发育溶蚀孔（膏模孔和其他溶孔）、晶间孔、晶间溶孔、微裂缝4种类型的孔隙,且以膏模孔为主。通过镜下薄片对膏模孔内不同充填物观察发现,充填物主要为白云石、方解石、硬石膏,其中半充填的膏模孔中主要充填物为白云岩粉砂、白云岩粉砂+石英、白云岩粉砂+铁白云石3种类型,而全充填的膏模孔中主要充填物为白云岩粉砂+方解石、白云岩粉砂+石英+方解石、白云岩粉砂+硬石膏3种类型。综合分析认为膏模孔是含膏云岩中石膏等易溶晶体溶蚀后,晶体轮廓保留而形成的,首先裸露风化壳期先充填白云岩粉砂和深灰色方解石,其次深埋藏期充填自生石英、白色亮晶方解石、铁白云石及硬石膏。     

鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳岩溶储层孔隙充填特征

勘探实践表明,鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳蕴含了丰富的天然气资源,是重要的勘探领域,深入分析盆地东部奥陶系风化壳岩溶储层的孔隙充填特征,对储层平面分布预测及提高钻探成功率具有重要意义。早奥陶世,鄂尔多斯盆地处于稳定的碳酸盐台地沉积环境,马家沟期发育广泛的碳酸盐岩地层,其中马家沟组马五1亚段和马五2亚段发育典型的含硬石膏结核白云岩坪沉积,至中晚奥陶世,受构造抬升后遭受长达1.3亿年的风化溶蚀,形成风化壳膏模孔型岩溶储层。在岩心及薄片观察基础上,重点通过激光碳氧同位素、电子探针、阴极发光等微区多参数实验分析,研究表明奥陶系风化壳岩溶储层膏模孔中的充填物,包括渗流白云石粉砂、(含铁)方解石、(含铁)白云石、石英、萤石、黄铁矿、高岭石、硬石膏、残余泥质及有机质等12种,常见8种充填矿物组合类型。结合成岩演化分析,奥陶系风化壳岩溶储层膏模孔经历了早表生期、晚表生期、浅埋藏期和深埋藏期等4期充填。盆地东部膏模孔的充填程度明显高于盆地中部的靖边气田,充填程度主要受风化壳古岩溶地貌的控制,在盆地东部奥陶系风化壳二级古岩溶地貌中的平台、残丘、坡地及古沟槽两侧,膏模孔充填弱,储集空间大,储集性能更好。     

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩古岩溶作用与储层分布

在塔里木盆地奥陶系海相碳酸盐岩中识别出同生岩溶、风化壳岩溶、埋藏岩溶三种不同类型的古岩溶作用,综合分析认为它们是控制奥陶系碳酸盐岩储层形成的关键要素。同生期大气淡水选择性溶蚀颗粒碳酸盐岩所形成的粒内溶孔、铸模孔和粒间溶孔等,为储层提供了基质孔隙,储层分布受大气成岩透镜体控制,通常呈透镜体沿台地边缘高能相带断续分布。与风化壳岩溶作用有关的碳酸盐岩储层在区域上主要展布于奥陶系碳酸盐岩裸露的古潜山分布范围内,垂向上则局限于奥陶系碳酸盐岩侵蚀不整合面以下200 m深度范围内。根据风化壳岩溶的垂向与横向发育特征,指出其储层垂向上主要分布于地表岩溶带的覆盖角砾岩、垂直渗流岩溶带和水平潜流岩溶带内,平面上主要发育于岩溶高地边缘、岩溶斜坡区、岩溶谷地上游区、岩溶残丘等古地貌单元。埋藏岩溶作用常与有机质热演化过程中伴生的有机酸溶蚀碳酸盐矿物有关,往往沿原有的孔缝系统进行,具有期次多、规模不等的特点,是碳酸盐岩储层优化改造的关键因素之一。     

鄂尔多斯盆地古隆起东北侧马五_4~1储层膏模孔类型及充填过程分析

利用岩芯和薄片资料,通过薄片孔隙描述、铸体薄片图像分析等方法,在对研究区马五14储层孔隙类型划分的基础上,详细划分了膏模孔充填类型,并对其充填过程进行了阐述。研究结果表明,研究区马五14储层主要发育溶蚀孔(膏模孔和其他溶孔)、晶间孔、晶间溶孔、微裂缝4种类型的孔隙,且以膏模孔为主。通过镜下薄片对膏模孔内不同充填物观察发现,充填物主要为白云石、方解石、硬石膏,其中半充填的膏模孔中主要充填物为白云岩粉砂、白云岩粉砂+石英、白云岩粉砂+铁白云石3种类型,而全充填的膏模孔中主要充填物为白云岩粉砂+方解石、白云岩粉砂+石英+方解石、白云岩粉砂+硬石膏3种类型。综合分析认为膏模孔是含膏云岩中石膏等易溶晶体溶蚀后,晶体轮廓保留而形成的,首先裸露风化壳期先充填白云岩粉砂和深灰色方解石,其次深埋藏期充填自生石英、白色亮晶方解石、铁白云石及硬石膏。     

靖边气田南部Mu_(1-4)储层控制因素研究

通过对靖边气田南部MU1-4储层的沉积微相、成岩作用、构造特征及古地貌单元特征进行分析,认为潮上带的(含)膏模膏核泥-细粉晶白云岩和潮间带上部的膏模泥-细粉晶云岩为最有利微相.对孔隙起建设性成岩作用主要是准同生白云石化作用、表生岩溶作用和埋藏溶解作用,构造高部位的储渗能力较强,岩溶斜坡及台丘,尤其古沟槽附近,是岩溶储层发育的有利区域.要准确把握本区碳酸盐岩储集层的分布规律,需以沉积微相、成岩作用为基础,结合现今构造特征和岩溶古地貌,展开多因素组合分析.     

鄂尔多斯盆地奥陶系马五段低孔低渗岩溶白云岩储层特征及孔隙成因

针对鄂尔多斯盆地大牛地气田马五段低孔低渗岩溶白云岩储层发育特征,展开对致密岩溶白云岩储层孔隙成因进行研究。通过岩心、薄片观察,结合扫描电镜、CT扫描分析,明确了白云岩储层岩石学类型、孔隙类型及成因。结合测井及地球化学分析,认为表生期孔隙主要为膏溶孔、溶孔及地开石晶间孔隙;白云石含量及结构控制了白云岩晶间孔隙;残留有机质保护了藻云岩残余晶间孔隙。通过岩溶白云岩孔隙成因分析,最后认为:(1)白云石化作用及成因模式是造成岩溶白云岩储层低孔低渗的主要原因,准同生期-浅埋藏期形成的白云石晶粒普遍较为细小,晶粒结构以半自形-它形为主,晶间孔隙为微孔,造成孔隙喉道较窄;泥微晶白云岩与粉-细晶白云岩(储集岩)分布在纵向上具有不均匀性,造成白云岩整体上孔渗较低;(2)岩溶作用增加了白云岩储层的非均质性,裂缝、溶洞及较大扩溶孔被泥质、方解石充填,很大程度上降低了岩溶白云岩储层的孔渗性能,正因为膏质泥微晶白云岩和粉-细晶白云岩为低孔低渗特征,使得地表水携带的泥质不易充填孔隙。     

鄂尔多斯盆地东南部宜川—黄龙地区奥陶系风化壳储层发育特征

综合利用地震、测井和岩心等资料,对鄂尔多斯盆地东南部宜川—黄龙地区奥陶系碳酸盐岩储层进行了分析,认为该区具岩溶储层标志特征。岩心分析测试表明:该区风化壳储层岩石类型为含膏白云岩及次生灰岩;储集空间为白云岩溶蚀孔洞、次生灰岩相对孤立溶孔和裂缝;储层整体较为致密,孔隙度为0.30%~11.54%,平均值为3.90%,渗透率为(0.002~15.450)×10~(-3)μm~2,平均值为0.710×10~(-3)μm~2。储层形成受顺层岩溶作用影响,综合古地貌、沉积相、裂缝等条件认为,宜川古潜台西侧区域为古地貌较高部位,顺层岩溶储层较为发育,是后期勘探开发的有利区。     

鄂尔多斯盆地奥陶系表生期岩溶类型、发育模式及储层特征

鄂尔多斯盆地奥陶系表生期岩溶储层是盆地碳酸盐岩油气勘探的主力类型,近年来岩溶储层勘探取得一些新突破,难以用风化壳岩溶完美解释,表明存在不同的岩溶作用类型。在钻井岩心、薄片观察基础上,结合古地形、古地貌及岩溶特征分析认为:鄂尔多斯盆地奥陶系表生期存在风化壳岩溶和顺层岩溶两种不同类型的岩溶作用,根据围岩性质细分为白云岩型、灰岩型风化壳岩溶和白云岩型、灰岩型顺层岩溶4个亚类;风化壳岩溶具有非组构选择性,岩溶特征因岩石组构差异而不同,顺层岩溶是组构选择性溶蚀,岩溶作用沿较陡地形顺层选择性溶蚀易溶组分形成孔-洞系统;风化壳岩溶储层受岩溶地貌、岩溶旋回和沉积相带共同控制,顺层岩溶储层预测则需综合考虑古地形、岩溶古地貌、沉积相及古沟槽、古裂隙等要素。      

江汉平原及邻区海相碳酸盐岩的古岩溶特征及控制因素

对于露头剖面的观察、相关样品分析及钻井资料的研究表明,区内碳酸盐台地在形成、发展及消亡过程中,由于不同级次的相对海平面下降,台地沉积过程中断,出现暴露并伴随溶蚀作用,在台地埋藏后还受到地下热水的溶蚀改造。将区内古岩溶划分为同生期层间岩溶、裸露期古风化壳岩溶、埋藏期热水岩溶等三类。同生期层间岩溶多与相对短时间的海平面下降有关,以发育溶蚀残积物、溶孔(铸模孔)等为特征。裸露期古风化壳岩溶表现为台地长时间的暴露及溶蚀,一般可见明显的古风化壳岩溶垂向分带;埋藏期热水岩溶以非选择性溶蚀为特征。控制碳酸盐台地古岩溶发育的主要因素有气候、全球性海平面变化、古地形、古构造等因素。初步探讨了区内古岩溶与储层发育的关系。     

Using non-conservative tracers to characterise karstification processes in the Merinos-Colorado-Carrasco carbonate aquifer system (southern Spain)

The systematic sampling of the chemical composition of the groundwater from five karst springs (including an overflow spring) and one outflowing borehole have permitted to determine distinctive chemical changes in the waters that reflect the geochemical processes occurring in a carbonate aquifer system from southern Spain. The analysis of the dissolution parameters revealed that geochemical evolution of the karst waters basically depends on the availability of the minerals forming aquifer rocks and the residence time within the aquifers. In the three proposed scenarios in the aquifers, which include the preferential flow routines, the more important geochemical processes taking place during the groundwater flow from the recharge to the discharge zones are: CO₂ dissolution and exsolution (outgassing), calcite net dissolution, calcite and dolomite sequential dissolution, gypsum/anhydrite and halite dissolution, de-dolomitization and calcite precipitation. A detailed analysis of the hydrochemical data set, saturation indices of the minerals and partial pressure of CO₂ in the waters joined to the application of geochemical modelling methods allowed the elaboration of a hydrogeochemical model of the studied aquifers. The developed approach contributes to a better understanding of the karstification processes and the hydrogeological functioning of carbonate aquifers, the latter being a crucial aspect for the suitable management of the water resources.     

鄂尔多斯盆地奥陶系不同组构碳酸盐岩埋藏溶蚀实验

鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩储层受埋藏溶蚀作用控制明显,而地层深部复杂的水-岩反应造成埋藏溶蚀研究难度较大,并进而影响了储层的评价与预测。分别利用CO₂溶液和乙酸溶液为流体介质进行溶蚀模拟实验,探讨埋藏条件下温度、压力、流体等因素对不同矿物及组构碳酸盐岩溶蚀作用的影响。结果表明:1）随着温度与压力升高,碳酸盐岩样品在乙酸溶液中的溶解速率均相应提高,在CO₂溶液中的溶解速率则先增加后减小,且在110℃~130℃区间内溶蚀速率最大;深埋藏环境下,各岩类溶蚀速率差异减小,并趋于一致;2）岩石矿物成分和组构,原岩初始孔隙度的大小及其连通关系,以及晶体的产状对成岩后期的埋藏溶蚀作用也具有重要的影响。不溶组分含量低、颗粒/灰泥比高、矿物成分复杂的碳酸盐岩由于组构选择性溶蚀作用而更易被溶蚀;碳酸盐岩的溶蚀速率随方解石含量的增加而增加,但深埋藏环境下,矿物成分含量差异对溶蚀速率的影响作用减弱;硬石膏与白云岩相伴生时,可优先溶蚀形成膏模孔,并促进白云石的溶解,改善储层效果。不同岩性,总体上灰岩较白云岩及过渡岩类更易发生埋藏溶蚀作用。结合研究区实际地质条件分析,砂屑灰岩、膏质白云岩等埋藏溶蚀强度较大,通过对原岩早期组构选择性溶蚀形成孔隙的继承和调整,叠加埋藏期岩溶作用后,可形成规模优质储层。     

四川盆地三叠系颗粒碳酸盐岩储层的成因类型

三叠系颗粒碳酸盐岩储层是四川盆地主要的产气层系之一,按成因可划分为残余粒间孔型滩相储层、岩溶型滩相储层(可进一步划分为早期岩溶型滩相储层、埋藏岩溶型滩相储层和表生岩溶型滩相储层)、白云岩化型滩相储层和复合型滩相储层。它们的储集空间特征分别为：残余粒间孔型滩相储层以残余粒间孔+粒间溶孔为主;早期岩溶型滩相储层以粒内溶孔+铸模孔为主;埋藏岩溶型滩相储层以溶蚀(扩)孔洞为主;表生岩溶型滩相储层多具有形态各异的岩溶孔洞系统;白云岩化型滩相储层以晶间孔+晶间溶孔为主;复合滩相型储层为两种或以上成因类型相叠加;优质颗粒滩碳酸盐岩储层最终形成绝大多数是以沉积相为基础叠加建设性成岩作用改造的产物。     

鄂尔多斯盆地宜川—黄龙地区奥陶系风化壳储层特征及主控因素研究

以岩心观察、薄片鉴定及测井资料解释为基础,结合孔隙充填物地球化学参数分析,对鄂尔多斯盆地宜川—黄龙地区奥陶系上组合风化壳储层特征及储层发育主控因素进行了研究。储层岩性主要为白云岩类及次生灰岩。储集空间以硬石膏结核溶模孔为主,溶蚀孔洞、晶间孔次之,裂缝对储层储渗性能具有一定的改善作用。储层具有低孔、低渗特征,孔隙度2%的居多(占73.8%),渗透率0.01×10~(-3)μm~2的最多(占86.6%)。储层发育主要受沉积相和成岩作用控制:处于相对高能环境的砂屑滩、(含)硬石膏结核白云岩坪是优质储层发育的有利相带;岩溶作用及白云石化作用是主要的建设性成岩作用,与之伴生的充填作用、压实作用及次生灰化作用是主要的破坏性成岩作用。     

鄂尔多斯盆地南部奥陶系碳酸盐储层的胶结作用

鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组主要由原始沉积的碳酸盐岩和岩溶角砾岩组成。储集空间以次生孔隙为主。中奥陶世沉积作用之后不久,即发生了溶解作用、白云石沉淀、干化脱水作用、机械压实作用、岩溶作用和胶结作用。胶结作用很普遍,主要发生在中石炭世之后的埋藏条件下,是对储层重要的破坏作用。充填于硬石膏结核溶模孔和非组构选择性溶蚀孔、洞、缝的方解石和白云石是最常见的胶结物。这些方解石和白云石胶结物具泥晶、嵌晶状或粒状晶粒结构。泥晶白云石基质的δ18O值-10.98‰~-0.8‰,平均-5.54‰;δ13C值-4.76‰~5.77‰,平均1.51‰。充填于溶蚀孔、缝中的白云石的δ18O值-12.54‰~-2.67‰,平均-7.34‰;δ13C值-5.56
‰~3.48‰,平均0.28‰。充填于溶蚀孔、缝方解石的δ18O值-15.42‰~-6.02‰,平均-9.51‰;δ13C值-12.44‰~1.33‰,平均-3.20‰。总的来说,白云石和方解石胶结物的δ18O和δ13C值低于泥晶白云石基质的,原因是形成晚,受淡水淋滤、埋藏作用和有机质影响较大。泥晶白云石基质的Na含量0~350 μg/g,平均59 μg/g; Sr含量0~380 μg/g,平均10 μg/g;Fe含量0~14 570 μg/g,平均1 040 μg/g;Mn含量0~4 670 μg/g,平均183 μg/g。充填于次生孔隙中的胶结物的Na、Sr、Mn含量与泥晶白云石基质的差别不大,因这些元素含量均低。充填于次生孔隙的碳酸盐胶结物较泥晶白云石基质有明显高的Fe含量。胶结物包裹体的均一温度在90℃~140℃范围内。胶结物沉淀于埋藏较深,温度较高的还原条件下。流体包裹体的气相成分以CH4最为普遍,液相成分以H2O占绝大多数。早期胶结物形成于天然气形成前,晚期胶结物形成于天然气形成之后。岩溶洼地是胶结作用最发育的地带。     

鄂尔多斯盆地延安地区马五段上组合细粒白云岩储层特征及有利储层控制因素

针对鄂尔多斯盆地延安地区马五段上组合（马五4至马五1亚段） 细粒致密白云岩储层天然气勘探取得新突破,展开对 低孔低渗白云岩储层特征及孔隙的成因研究。通过岩心观察、薄片分析及阴极发光等测试,结合岩石物性分析,明确了细 粒白云岩储层的储渗特征、有利储层的演化过程及控制因素。结合地球化学及地球物理数据分析认为,研究区马五段上组 合储层岩性主要包括含膏模白云岩、细晶白云岩和岩溶角砾岩等,储集空间以膏模溶孔、晶间（溶） 孔、非选择性角砾间 溶蚀孔洞为主,局部裂缝发育,属低孔低渗孔隙型储集层;位于高古地势、经多期岩溶（准同生期、表生期和埋藏期岩 溶） 叠加改造的膏晶模云坪是研究区细粒白云岩有利储层的主要分布区。