四川盆地西南部震旦系白云岩成岩过程中的孔隙演化

我国南方,特别是西南地区震旦系白云岩具有良好的油气储集潜力。四川盆地西南部震旦系白云岩储层多集中分布在灯影组的中、上部,储集空间以次生成因的孔、洞、缝为主。这些孔隙的形成与演化受多种因素的影响,其中成岩作用的控制明显,压实作用和多期白云岩的胶结作用使原生孔隙基本消失,而重结晶作用和溶解作用促进了次生孔隙的形成,但多期白云石和硅质的充填作用又导致次生孔隙缩小,局部消失。总之,震旦系白云岩储层内的孔隙是在长达六亿年左右的地质历史中,由各种成岩作用及其它因素相互影响下的最终产物。     

Reservoir diagenesis and porosity evolution of Leikoupo Formation in Zhongba gas field of Sichuan Basin

四川盆地西北部中坝气田中三叠统雷口坡组颗粒型白云岩和晶粒型白云岩储层的成岩演化过程复杂,各种成岩作用发育,储层质量的好坏受成岩作用影响明显。储层内部鸟眼孔、生物体腔孔、晶间孔和粒间孔等原生孔隙在经过压实压溶作用、多期方解石、白云石和石膏等胶结作用后基本消失。表生期和埋藏期的溶蚀作用决定了粒间溶孔、粒内溶孔、藻黏结“格架”溶孔和晶间溶孔等次生孔隙的形成。而多期白云石、石英和碎屑物质的胶结和充填作用又导致这些次生孔隙大幅缩小,局部消失,最终在构造破裂作用的影响下,成为现今该层段的主要储集空间。     

川中地区震旦系灯影组储层特征及其主控因素

提要：采用宏观和微观相结合的方法,对川中地区震旦系灯影组地层研究表明,其储集岩类型主要为溶蚀（假）角砾岩、粉晶白云岩、藻白云岩和砂屑白云岩,储集空间以溶蚀孔洞为主,储集物性较差,为低孔低渗型储层,储层类型以裂缝-孔洞型为主。研究区岩溶储层的发育及演化受到沉积作用、成岩作用以及构造作用的共同控制。相对较强水动力环境形成藻白云岩、粉晶白云岩和颗粒白云岩,发育原生孔隙,为后期强烈岩溶作用提供了良好的物质基础。两幕铜湾运动使灯影组地层抬升,长时间暴露于地表,接受大气淡水、混合水改造,发生表生期岩溶作用。在近地表处形成风化壳,大气淡水、混合水通过风化壳继续溶蚀下覆地层,局部地层溶蚀强烈,垮塌形成岩溶角砾岩,同时在下覆地层中形成大量溶蚀孔洞等次生孔隙。沉积作用和成岩作用为次生孔隙的形成提供了有利条件,改善了储层的储集性能,而后期多期次构造作用产生大量裂缝,大大提高了储集岩渗透率。     

川西彭州地区中三叠统雷口坡组四段储层特征及成岩作用

综合利用薄片、阴极发光以及地化资料,对四川盆地西部彭州地区中三叠统雷口坡组四段碳酸盐岩储层的岩石学特征、成岩作用及成岩演化序列进行了详细研究。研究表明:有利储层为藻(残余藻)粘结白云岩、微晶—粉晶白云岩、砂屑白云岩和含灰白云岩;储集空间类型以藻格架孔、晶间溶孔、晶间孔、微孔隙为主。储层成岩作用具有多样性和多期性,主要成岩作用有7类,其中压实作用、压溶作用、胶结作用及去白云石化作用是储层孔隙度降低、渗透率变差的主要因素,而白云石化作用、溶蚀作用及破裂作用是产生次生孔隙、使物性变好的主要因素。根据成岩作用之间的先后顺序、矿物间的相互切割关系以及成岩环境的演化特征,初次总结出了彭州地区雷四段储层的成岩演化序列。     

保持性成岩作用与深部碳酸盐岩储层孔隙的保存

碳酸盐岩储层中的成岩作用一般被分作"建设性的"和"破坏性的"。但常见的如白云岩化和溶蚀作用并非都一定是建设性的,而胶结作用也并非只具破坏性。将那些使碳酸盐岩储层孔隙(主要是部分原生孔隙和早期次生孔隙)得以保持的成岩作用归为"保持性成岩作用"。保持性成岩作用对深部碳酸盐岩储层的发育至关重要。对典型的礁、滩相碳酸盐岩孔隙的研究表明,早期溶蚀、白云岩化均可在早期成岩阶段形成大量次生孔隙,保持性成岩作用可使部分原生孔隙和早期次生孔隙保存下来,并构成现今深部储层的主要储集空间。从岩石结构、地层压力和地层流体对孔隙的保持或改造3个方面,把碳酸盐岩中的保持性成岩作用分为岩石结构改造型、地层压力改造型和过度胶结抑制型3类。     

川西坳陷新场气田上三叠统须家河组须四、须二段储集层成岩-储集相及其成岩演化序列

通过对川西坳陷新场气田上三叠统须家河组须四、须二段储集层成岩作用类型及其特征研究,认为储集层主要经历了压实压溶作用、自生矿物胶结作用和溶解作用3种类型。储集层成岩-储集相可以划分成5种,即强溶解成岩-储集相、绿泥石衬边粒间孔成岩-储集相、压实压溶成岩-储集相、碳酸盐胶结成岩-储集相和石英次生加大成岩-储集相。不同的储集层成岩-储集相由于经历了不同的成岩演化序列,使得储集层中的残余原生粒间孔和次生溶孔的形成条件各不一样,储集层中孔隙的保存主要决定于孔隙被压实、自生矿物的充填、多期的溶解作用等因素,并与孔隙中发育的绿泥石衬边有紧密联系。在上述5种成岩-储集相中,有效的成岩-储集相只有两种,即强溶解成岩-储集相和绿泥石衬边粒间孔成岩-储集相,它们对须家河组须四、须二段优质储层的形成起着至关重要的作用,而其它几种成岩-储集相对优质储层的形成是无效的。     

达县—宣汉地区长兴组礁滩白云岩成岩过程中的孔隙演化

川东北达县—宣汉长兴组礁滩白云岩具有良好的油气储集潜力。作者通过大量岩石常规薄片、铸体薄片观察研究,发现该礁滩白云岩储层储集空间主要为次生成因的晶间孔、晶间溶孔、粒间粒内溶孔、生物体腔内溶孔和生物格架间溶孔。这些孔隙的形成和演化除了受沉积作用、构造作用和有机质热演化史的影响外,还受成岩作用的控制。首先在海底-暴露-浅埋藏环境下,压实及胶结使原生孔隙基本消失;而准同生混合水白云石化及早期暴露溶蚀作用改变了沉积物内部结构,形成众多微小孔隙的网络及溶孔,为后期形成大量孔隙创造了条件。其次在中—深埋藏环境下,强烈的重结晶作用和溶蚀作用使得岩石形成大量的次生孔隙,大大提高了礁滩白云岩的储集性能。     

长岭断陷深层碎屑岩储层成岩作用及异常高孔带成因

利用钻井岩心、岩石薄片、扫描电镜、阴极发光等分析资料,对松辽盆地南部长岭断陷深层碎屑岩储层开展了储层岩石学、成岩作用、次生孔隙的分布与成因等方面的研究。研究表明:长岭断陷深层碎屑岩储层的岩性主要为岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩,成分成熟度低,其主要成岩作用类型包括压实作用、胶结作用、交代作用以及多期次的溶解作用。压实作用及胶结作用导致原生孔隙进一步消失,而溶解作用产生次生孔隙明显起到改善储集性质作用。纵向存在2个异常高孔带,有机酸及CO2酸性水溶蚀作用是其形成的主要因素。     

川中磨溪地区龙王庙组晶粒白云岩储集性能及成因机制

以岩心观察和薄片鉴定为基础,结合沉积学、储层地质学等相关理论为指导,针对磨溪地区下寒武统龙王庙组晶粒白云岩开展了较精细的储层特征及成因研究。研究结果表明,川中地区龙王庙组晶粒白云岩储层储集性能良好,其主要的储集岩类型为粉晶白云岩及具残余颗粒结构的粉晶白云岩;储集空间包括晶间孔、晶间溶孔、溶洞与裂缝,总体上表现为"中低孔低渗"的孔隙型和孔隙-裂缝型储层。研究区晶粒白云岩储层的发育及演化受到沉积作用和成岩作用的共同控制:位于古地貌高地的台坪相及颗粒滩相为储层的形成奠定了物质基础;白云岩化和重结晶作用是形成现今粉晶白云岩及具残余颗粒结构粉晶白云岩的最直接原因;而多期溶蚀改造是研究区晶粒白云岩储层次生孔隙和溶洞形成的关键。综合以上研究认识建立了龙王庙组粉晶白云岩储层成因演化模式,并将其演化划分为同生沉积成岩阶段、埋藏阶段及构造破裂阶段。     

环开江—梁平海槽长兴组台缘礁滩相储层特征及成岩作用

通过岩心观察、薄片鉴定、电镜扫描、阴极发光、物性分析,对四川盆地东部环开江—梁平海槽上二叠统长兴组礁滩相储层特征、储层成岩作用进行研究,并初步建立成岩演化序列。储层特征研究发现,长兴组储层发育良好,储集岩以"花斑状"生屑云岩和生物礁云岩为主,粒间孔、粒间溶孔和粒内溶孔较为发育,孔隙度总体介于2%~6%,渗透率集中在0.1~1 m D,结合孔渗相关关系将其划分为4种储层类型:"低孔高渗"型、"中孔中渗"型、过渡型、"高孔低渗"型。储层成岩作用研究发现,储层在成岩阶段经历了多期胶结、压实、白云岩化、溶蚀、构造破裂等成岩作用。由于成岩作用对孔隙结构的改造,孔隙演化整体上呈减小趋势。胶结作用及压实作用使得原生孔隙大幅度减少,对储层的形成具有破坏性作用,溶蚀及白云岩化作用对储层的形成具有建设性作用,构造破裂对储层进一步优化改造。研究表明原生粒间孔和早成岩期岩溶及热液白云岩化作用形成的早期次生孔隙不仅是现今储层储集空间的雏形,也基本决定了储层的最终面貌。     

四川资阳地区灯影组储层的形成与演化

构成资阳地区震旦系灯影组储层的岩性主要为具或不具残余颗粒结构的粉－细晶白云岩和白云质岩溶角砾岩，储集空间以次生成因的晶间溶孔、溶洞、角砾间洞和葡萄花边洞为主。现今储层是在长达近六亿年的各种地质作用过程中，经过５个演化阶段后的最终产物，其中沉积相控制着晶粒白云岩储层的展布趋势，所属微相是后期成岩作用的基础；后期埋藏重结晶作用、岩溶作用和构造作用决定着储层内储集空间的具体分布形式。     

开江-梁平地区上二叠统长兴组储层岩石学特征

以露头剖面测量、单井岩芯观察和室内薄片鉴定为依据,结合不同结构和成因类型白云岩(或白云石)的n(Mg)/n(Ca)比值,有序度和C、O、Sr同位素特征,对开江-梁平地区长兴组碳酸盐岩储层成岩作用与孔隙发育和演化规律进行了综合研究,确定研究区对储层破坏最大的成岩作用是胶结、压实-压溶、新生变形和次生矿物的充填等作用,而对储层贡献最大的建设性成岩作用主要为埋藏白云岩化、重结晶、溶蚀和破裂等作用,有效地改善了储层的孔渗性,形成以粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔、晶间溶孔、超大溶孔、溶洞和溶裂缝等多种次生孔隙类型组合的礁、滩相储层基本特征。在再造成岩序列和恢复孔隙演化历史的基础上,对储层发育与孔隙演化的关系可得出如下几点结论:①有利的礁、滩相带决定了储层发育的位置和空间展布规律;②礁、滩复合体的多期次埋藏白云岩化是形成储层的基础;③破裂作用和溶蚀作用是改造储层和提高储层质量的关键。     

四川盆地三叠系飞仙关组气藏储层成岩作用研究拾零

近年来在四川盆地三叠系飞仙关组鲕粒白云岩储层中发现的高含硫天然气三级储量已近1×1012 m3。鲕粒白云岩储层集中分布在含蒸发岩的层序中,储层中有残余石膏、硬石膏及它们的模孔、方解石铸模（假象）等,表明白云石化流体与蒸发海水有关。白云石化由层间古暴露面向下增强的成岩层序说明这种白云石化是成岩早期发生的,并可能有大气降水与蒸发海水混合的影响。白云岩样品各结构组分氧、碳同位素微区测试数据差别显著,这说明采用岩石混合样做研究白云石化成因的地球化学分析可能导致误解。飞仙关组的白云岩中多数保存了原岩结构幻影、结构残余或原岩的全部结构说明白云石化过程是等体积交代。白云岩储层中的孔隙是各种溶蚀孔而非白云石化等摩尔交代的体积收缩孔。飞仙关组高含硫气藏储层中沥青和溶蚀孔的关系表明深埋晚期溶蚀孔最发育。在溶液中碳酸的电离常数大大高于氢硫酸,飞仙关组高含硫气藏天然气组分中的CO2相对于H2S的质量亏损和储层中有富轻碳的高温方解石充填晚期溶孔、裂缝表明储层中的晚期溶解作用是由硫酸盐热还原过程（TSR）中生成的CO2引起的。     

滨里海盆地东缘北特鲁瓦地区白云岩特征及其储层发育机制

白云岩是滨里海盆地盐下石炭系碳酸盐岩的重要储层类型。在岩芯、薄片、物性与地球化学等资料分析的基础上,对研究区KT-Ⅰ油组的白云岩类型与储集性能进行了分析,并探讨了其储层发育的控制因素与模式。结果表明,白云岩类型与其储集物性具有较明显的相关性,以生屑铸模孔及溶蚀扩大孔为主的残余生屑白云岩物性与含油气性最好,以晶间（溶）孔为主的粉细晶白云岩和以生屑铸模孔及晶间孔为主的泥粉晶白云岩次之,而以晶间微孔为主的泥晶白云岩最差,难以成为有效储层。原生孔隙发育的相对高能生屑滩环境是该区优质白云岩储层发育的相带基础。晚石炭世准同生期大气淡水溶蚀作用与以渗透回流白云化（白云石有序度分布于0.32～0.67,δ13C介于-0.22‰～5.94‰,δ18O介于-1.09‰～2.45‰）为主的早期白云化作用为白云岩储层早期孔隙的发育与保存奠定了坚实的基础;早二叠世以来埋藏期各类裂缝的发育及酸性流体的溶蚀作用则对储层的晚期扩孔改造至关重要。     

川北地区下三叠统飞仙关组优质鲕滩储层成岩演化序列

早三叠世飞仙关期,川北地区为台地与海槽相间的沉积格局,在两者的转换地带,发育了大套台地边缘碳酸盐鲕粒滩。该套储层经历的破坏性成岩作用类型主要有压实、压溶作用和胶结作用,建设性成岩作用主要有泥晶化作用、新生变形及重结晶作用、白云石化作用和溶蚀作用。讨论了各种成岩作用的主要特征及对储层的影响。结合成岩阶段划分,建立了该储层的成岩序列。胶结作用可分为三期,对储层的破坏作用非常强,尤其是第二期胶结作用以后,残存下来的孔隙降至5%左右。白云石化作用主要有混合水白云石化和埋藏白云石化,它不仅将岩石孔隙度提高了5%左右,更重要的是在白云岩中形成了较多的晶间孔,为后期埋藏溶蚀作用创造了施展空间。埋藏溶蚀作用使白云岩中的晶间孔溶蚀扩大,形成晶间溶孔,这是优质白云岩储层形成的必要条件,它可将孔隙度再提高5%～20%左右。     

Origin and Distribution of Grain Dolostone Reservoirs in the Cambrian Longwangmiao Formation, Sichuan Basin, China

Dolostones in the Cambrian Longwangmiao Formation have become one of the most significant gas exploration domains in China. Over a trillion cubic meters of gas reservoirs have been discovered in the Gaoshiti-Moxi area; however, the origins and distribution of the dolostone reservoirs are not well understood. This work discussed the geology and geochemistry of the dolostone reservoirs in the Longwangmiao Formation to determine their origin and distribution. Two understandings are acquired: firstly, a carbonate ramp provided excellent conditions for grain beach deposition, while the presence of a hypersaline lake was favorable for the contemporaneous dolomitization of grain beach deposits. Petrographic and geochemical evidence further confirm that the Longwangmiao dolostone was formed during the contemporaneous stage. Secondly, the reservoir characteristics indicate that the grain beach sediments provide material basis for the development of the Longwangmiao dolostone reservoirs. Reservoir dissolution simulation experiments show that the porosity of the reservoirs was formed by dissolution during contemporaneous and burial stages. The dissolution pores formed during the contemporaneous stage were controlled by sequence interfaces. The large scale dissolution vugs formed during the burial stage subsequently spread along the pre-existing porosity and fracture zones. This study therefore identified that the development of grain dolostone reservoirs in a shallow water ramp under arid climatic conditions generally met the following conditions: (1) reefal beach deposits lay a foundation for reservoir development; (2) superficial conditions are an important determining factor for reservoir porosity; and (3) burial conditions provide environment for porosity preservation and modification.     

塔中地区热化学硫酸盐还原作用对深埋白云岩储层的改造

塔里木盆地塔中地区深埋碳酸盐岩储层显示出极强的非均质性。如灰岩地层孔隙度极低,而含酸性气藏的白云岩储层最大孔隙度高达27%。然而,造成这些现象的原因仍然不清楚。通过岩芯、薄片、扫描电镜观察,结合流体包裹体均一温度、盐度分析,方解石、白云石的碳氧同位素测定,试图解决这一问题。前人研究认为,塔中地区碳酸盐岩优质储层分布主要受控于原始沉积条件（如高能的礁滩相）和表生溶蚀,热液活动和断裂活动也起到重要作用。然而,多期流体活动和成岩作用导致大量同生期和表生期形成的溶蚀孔洞被破坏。在某些井区（如ZG9井和TZ75井）,埋藏溶蚀作用可能对优质储层形成起到重要作用。在寒武系和奥陶系岩芯中发现了大量硬石膏、重晶石、黄铁矿、沥青、方解石等,方解石交代硫酸盐,方解石具有较高的均一温度及较低的碳同位素值说明其形成与热化学硫酸盐还原作用（TSR）有关。在发生TSR的白云岩井段,储层物性较好,说明TSR可能对深埋储层的改善具有促进作用。这些认识有助于指导深层寒武系碳酸盐岩储层的进一步勘探。     

同生-准同生期大气淡水溶蚀对微生物碳酸盐岩储层的控制作用:以塔里木盆地下寒武统为例

微生物碳酸盐岩是中国震旦—寒武纪古老地层的重要组成部分,勘探已经证实微生物碳酸盐岩可以形成储层,明确这类储层成因并进行有效预测对于古老碳酸盐岩勘探有重要意义。然而针对塔里木盆地寒武系微生物碳酸盐岩储层成因,尚未形成统一的认识,不同学者提出了诸如同生-准同生期溶蚀、埋藏/热液溶蚀或多种流体综合作用等成因解释。本次研究选择塔里木盆地西北缘什艾日克和肖尔布拉克剖面寒武系肖尔布拉克组为重点研究对象,通过露头和薄片观察、阴极发光和碳氧同位素分析等手段,研究了早成岩期大气淡水溶蚀作用对微生物碳酸盐岩储层形成的影响。结果表明:(1)研究区寒武系肖尔布拉克组识别出4种微生物碳酸盐岩岩石类型,分别是叠层石白云岩、凝块石白云岩、泡沫绵层白云岩和与蓝细菌相关的(含砾)颗粒白云岩;微生物碳酸盐岩建造具有复杂的孔隙系统,常见的孔隙类型包括晶间孔、溶孔、不同尺度的溶洞以及裂缝等,但是溶蚀孔洞是最主要的孔隙类型。(2)同生-准同生期大气淡水溶蚀是孔隙形成的主要原因,有三方面证据。一是微生物碳酸盐岩建造顶部发育小型溶蚀坑。二是新月形胶结物和胶结不整合现象表明经历了短期暴露。新月形胶结物通常被看作是渗流带成岩作用的产物。胶结物不整合是指在颗粒与埋藏期形成的粒状胶结物之间部分缺失了纤状等厚环边胶结物,这些缺失的纤状胶结物可能是准同生期被大气淡水溶解了。三是胶结物具有斑状中等亮度阴极发光特征,明显有别于表生岩溶与埋藏环境胶结物的阴极发光特征;此外大气淡水是导致微生物丘顶部样品氧同位素值较原岩负漂的原因。(3)储层具有非均质性,分布受微生物丘沉积结构和相对海平面变化控制。微生物丘可以分为丘基、丘核和丘盖三部分。其中丘基主要由凝块石白云岩组成,丘核以泡沫绵层白云岩为主,丘盖主体是含砾颗粒白云岩。储层物性丘核最好,其孔隙度平均为5.47%;丘盖次之,为4.27%;丘基较差,为2.01%。微生物建造岩石组成差异是造成储层非均质性的主要原因。     

南羌塘坳陷古油藏带布曲组白云岩储层特征及控制因素分析

羌塘盆地布曲组白云岩储层是整体致密背景下的"甜点"储层,深入研究其发育的控制因素,是进行有利区预测的基础。通过野外地质剖面观察、岩心观察、铸体薄片鉴定,结合实测分析,对白云岩储集空间进行分类,并分析其发育的控制因素。结果表明,南羌塘坳陷古油藏带布曲组白云岩储层发育在碳酸盐岩台地的台内滩中,高位体系域晚期的滩间洼地局限水体提供白云化流体。储层中发育晶内溶孔、晶间孔、晶间溶孔、溶蚀孔洞,物性较好。储层质量受沉积作用、成岩作用及构造作用共同控制。台内滩发育的颗粒灰岩能够保存更多的连通孔隙,为后期流体改造提供运移通道,滩后局限水体提供白云石化流体。浅埋藏阶段白云石化是储集空间发育的最有利因素。燕山运动Ⅱ幕的构造挤压形成热点,提供形成孔隙充填鞍形白云石的热流体,同时该流体能够溶蚀围岩。古油藏破坏过程中的酸性流体和大气淡水对储层进行溶蚀改造,对储层具有关键性改造意义的是浅埋藏阶段的白云石化和第一次生烃前的有机酸溶蚀。