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。     

塔里木盆地奥陶系古潜山碳酸盐岩岩溶储层评价与预测——以轮古7井区以东为例

塔里木盆地奥陶系古潜山碳酸盐岩岩溶储层具有埋藏深、非均质性强的特点。岩溶储集空间主要为后期溶蚀孔、溶洞和溶缝为主。通过古地貌恢复及岩溶垂向分带研究,结合油藏开采动态,对轮古7井区以东地区奥陶系碳酸盐岩岩溶储层评价与预测。研究认为:高产高效井主要位于岩溶缓坡地的峰丘洼地、丘峰洼地及岩溶峰丛谷地的溶丘、溶峰及其边坡部位。垂向上表层岩溶带和垂向渗滤带的上部,开发效果较好,多发育裂缝-孔洞型、洞穴型储层;径流溶蚀带、潜流溶蚀带岩溶发育相对较弱,局部发育小规模溶洞或岩溶管道,岩溶储层以裂缝型或孔洞型为主。在此基础上预测出五个高产高效油气储层岩溶区,为油气勘探与开发提供依据。      

塔河油田奥陶系岩溶储层垂向带发育特征及其识别标准

岩溶储层在垂向上的分带性是岩溶在垂向上发育不均匀的客观表现。根据现代岩溶理论,通过对大量测井资料的统计分析,按照岩溶缝洞系统发育强弱及地下水运动方式、岩溶作用方式,将岩溶储层垂向上划分为表层岩溶带、垂向渗滤溶蚀带、径流溶蚀带、潜流溶蚀带等四个岩溶发育带,并建立了塔河油田奥陶系岩溶储层垂向带划分的测井响应与岩溶成因组合指标体系。测井响应指标包括自然伽玛、电阻率、井径等;岩溶成因指标包括地下水径流方式、岩溶作用类型、充填特征和岩溶个体形态等。根据岩溶储层垂向带划分标准,对塔河油田奥陶系岩溶储层垂向带发育特征进行了统计分析,并对不同地貌区岩溶储层的垂向带发育特征进行分析。分析认为:表层岩溶带以大中型溶蚀孔洞为主,测井显示为高伽玛,低电阻;半充填(或未充填)时测井表现为低伽玛,低电阻;垂向渗滤溶蚀带以高角度溶缝和小型溶蚀孔洞为特征,测井显示为低伽玛,高电阻;径流溶蚀带多发育大型溶洞,测井显示为高伽玛,低电阻;潜流溶蚀带岩溶弱发育,测井显示为低伽玛,高电阻。     

四川盆地东北部元坝地区中三叠统雷口坡组四段古岩溶特征及其油气地质意义

四川盆地东北部元坝地区雷口坡组四段中的油气突破显示了其重要的油气地质意义。通过对野外露头、岩心、薄片、阴极发光、钻井、录井、测井和地震资料的综合分析,认为研究区发育地表残积相、洞穴垮塌堆积相、地下暗河搬运充填相、基岩溶蚀破裂相、基岩溶蚀相和基岩溶蚀交代相6种岩溶相类型。根据不同岩溶带的水动力作用特征,由上而下将其分为地表岩溶带、垂直渗流带、水平潜流带和深部岩溶带。以上部地层印模法为主并结合雷口坡组的残余地层分布、风化壳厚度发育情况恢复古岩溶地貌,进一步刻画元坝地区的微地貌情况,认为岩溶斜坡为最有利的储层发育地貌单元,其中以中上斜坡更优,岩溶残丘为最有利的储层发育微地貌单元。古岩溶对雷口坡组四段储层的形成具有重要的作用,有利储层的平面和纵向发育、分布受古岩溶作用特征的控制。     

中国油气田古岩溶与油气储层

在我国油气田勘探中,与不整合面有关的碳酸盐岩古岩溶储层普遍发育,并占有十分重要的地位。着重讨论我国鄂尔多斯盆地奥陶系、塔里木盆地轮南潜山奥陶系和四川盆地震旦系等典型油气田古岩溶储层发育特征与油气关系,指出我国油气田古岩溶储层具有以下几个特征:(1)古岩溶垂向分带明显,地表残积带、垂直渗流-水平潜流带等发育齐全。(2)储集空间主要由岩溶作用形成的半充填或未充填残余溶蚀孔洞缝组成。优质储层类型以裂缝溶蚀孔洞型储层为主,为各大油气田高产、稳产的最重要储层和主力产气层。(3)储层受古岩溶地貌和断层裂缝的控制明显。古岩溶斜坡和断裂发育区,古岩溶发育强烈,是溶蚀孔洞层和储层发育的有利地区。(4)埋藏有机溶蚀作用形成的次生孔隙为有效孔隙,它的发育与烃类的形成、演化和运聚相匹配。(5)古风化壳岩溶作用和埋藏有机溶蚀作用的多期次叠加和改造,是古岩溶储层及油气藏形成的最佳组合模式。古岩溶储层为中国深层油气勘探提供了一个新的勘探领域。     

渤中凹陷碳酸盐岩潜山岩溶分带特征与优质储层分布规律研究

渤海湾盆地渤中凹陷西南环古生界深埋碳酸盐岩潜山天然气获得重大突破,钻井揭示古生界气层垂向上显示分段性特征,该区储层主要受岩溶作用的控制,认识研究区岩溶垂向分带特征是预测优质储层和油气分布的关键。文章利用岩心、薄片、电性特征、能谱测井U 值、C、O、Sr 同位素等资料,结合水动力作用的大小、方向,综合分析认为,岩溶储层垂向具有分带性特征,自上而下分为表层风化带、垂直渗流带、水平潜流带和深部缓流带,且其岩电特征与溶蚀作用强差异性控制了储层发育段。研究表明优质储层主要分布于表层风化带、水平潜流带,且分别在不整合面以下20 m 范围内和距不整合面50~200 m,此外在溶蚀作用弱的深部缓流带,白云岩发育区则是潜在优质储层发育带。明确岩溶垂向分带特征及储层发育规律,对下一步碳酸盐岩区油气勘探具有一定的指导意义。     

湘鄂西地区寒武系娄山关组古岩溶储层及其发育控制因素

为了掌握湘鄂西地区寒武系娄山关组储层发育特征及其控制因素,通过典型露头调查、岩溶充填物地球化学测试、岩石薄片鉴定及物性测试等,对该储层进行了多方位研究,得出以下结论:（1）储层岩性以白云岩为主,属孔洞—裂缝型储层,储集空间主要表现为溶蚀孔洞、晶间孔隙、粒间溶孔、裂溶缝等;（2）储层溶蚀作用不受岩石组构控制,属于非组构选择性溶蚀,溶蚀孔洞多沿层面发育,分布大都在不整合面以下约20 m范围内,而且随着深度的增大,孔洞丰度也越小;（3）娄关山组上部地层不整合面不仅是油气运移的良好通道,同时也是有机质生烃聚集成藏的有利场所;（4）储层的发育主要受地质构造、气候环境及地层岩性控制;不整合面及多期次的构造裂缝,为溶蚀孔洞发育创造了很好的条件,但由于沉积间断期气候炎热和较干旱,地表水不是非常丰富,大气淡水淋滤作用较弱,而且储层岩性本身主要为粉、细晶白云岩,不大有利于水岩作用,因而储层不具备形成大中型岩溶缝洞系统的环境物质条件;（5）尽管储层未能形成有规模的古岩溶缝洞系统,但由于其溶蚀孔洞发育并有古化壳存在,因此它仍是中上扬子海相下组合油气勘探中重要的储层之一。      

中国油气田古岩溶与油气储层

目前,在鄂尔多斯盆地、塔里木盆地、四川盆地等的奥陶系、石炭系、二叠系—三叠系及震旦系等多套地层中均已发现不少典型的古岩溶油气田。这些油气田古岩溶储层常具有以下几个特征:(1)垂向分带明显,地表残积岩溶带、垂直渗流—水平潜流岩溶带等发育齐全。(2)储集空间主要由岩溶作用形成的半充填或未充填残余溶蚀孔洞缝组成。优质储层类型以裂缝—溶蚀孔洞型储层为主,此类储层为各大油气田高产稳产的最重要储层和主力产气层。(3)储层受古岩溶地貌和断层裂缝的控制明显。古岩溶斜坡、古岩溶高地边缘及断层裂缝发育区,古岩溶发育强烈,是溶蚀孔洞层和储层发育的有利地区。(4)埋藏有机溶蚀作用形成的次生孔隙为有敏孔隙,它的发育与烃类的形成、演化和运聚相匹配。(5)古风化壳岩溶作用和埋藏有机溶蚀怍用的多期次叠加和改造,是古岩溶储层及油气藏形成的最佳组合模式。     

震旦系灯影组白云岩多级次岩溶储层叠合发育特征及机制

受加里东早期桐湾运动一幕和二幕强烈构造抬升运动影响,震旦系灯影组二段和四段白云岩顶部分别遭受了强烈长期区域性不整合面岩溶作用。除顶部不整合面岩溶之外,灯影组二段和四段白云岩层内部也都见有多个具有层状特征的短期岩溶发育段,与灯影组二段和灯影组四段沉积过程中多个短期构造抬升沉降旋回有关,在四级层序界面下发育。在短期构造抬升事件影响下,相对海平面下降,白云岩暴露地表,发生同生/准同生期短期层内岩溶作用;形成多个几米至十几米厚的白云岩层内岩溶孔洞发育段;岩溶孔洞发育段之间为短期构造沉降期间较深水环境下沉积形成的致密泥晶白云岩、泥质白云岩或硅质白云岩层。四川盆地北部南江县映水坝剖面灯影组二段和四段分别识别出4层和8层层内短期岩溶发育段;川中乐山-龙女寺隆起钻井对比在灯影组二段白云岩中识别出6层层内短期岩溶发育段。白云岩层内的多个同生/准同生期短期岩溶发育段在垂向上的叠加形成了现今灯影组具有较大厚度的白云岩储层。桐湾一幕和二幕长期不整合面岩溶作用使灯影组二段或四段内部的短期岩溶层储集性能进一步改善。     

塔中地区西部奥陶系岩溶发育特征及其与关键不整合面的关系

近年来,在研究区内新钻探了4口新井,塔中地区首次在构造带末端的奥陶系中获得了较好的油气显示,展示了该区良好的油气勘探前景。碳酸盐岩储层以缝洞为主要储集空间,因此,深入分析溶蚀孔洞发育特征,探索其分布规律,对于有利储集区带的预测至关重要。本次研究中首次利用FMI成像测井资料对该区溶蚀孔洞发育情况进行了精细的识别,从而有效的确定了溶蚀孔洞的发育形态、大小、疏密程度及其纵向发育规律。明确了该区溶蚀孔洞主要发育在下奥陶统鹰山组中,且具有在鹰山组顶部岩溶带发育稳定,在鹰山组内部埋藏岩溶带发育弥散的特点。在此基础上,初步探讨了奥陶系两个关键不整合面(T70和T74)对岩溶发育的不同影响,探索碳酸盐岩岩溶型储层研究的新思路。     

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。     

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。     

碳酸盐岩表生岩溶与埋藏溶蚀比较——以塔北和塔中地区为例

表生岩溶与埋藏溶蚀是碳酸盐岩储层发育的最重要成岩作用,两者受岩石等内在因素的影响基本相同,但所受的外部主控因素差异显著。表生岩溶受构造不整合面、古构造等影响较大;埋藏溶蚀主要受断裂与深部流体控制。表生岩溶主要表现为垂向分带性明显的复杂孔洞缝网络结构,而埋藏溶蚀主要呈受断裂—裂隙控制的“V”形洞穴样式或与断裂有关的阶梯状分布。表生岩溶发育一些标型特征,如钙质壳,古土壤,铝土矿,淡红色方解石晶体,溶蚀沟、坑、天坑,新月形状、悬垂和纤维状渗滤砂或胶结物,岩溶角砾及与地下暗河有关的机械流水沉积;埋藏溶蚀往往发育与中低温热液有关的异形铁白云石、萤石、闪锌矿、磁黄铁矿等密西西比河谷型矿物以及塌陷构造、裂隙结构、不规则的角砾(化)岩体等。塔里木盆地塔北地区主要发育表生岩溶作用;塔中地区西北部不具备发育大规模表生岩溶的地质条件,以发育埋藏溶蚀作用为主。     

川西地区雷口坡组顶部不整合面特征及其对储层的影响

近年来,川西地区在雷口坡组顶部钻遇优质储层,取得了天然气勘探的重大突破。基于野外露头、钻井岩芯、薄片、录井、测井、常量元素和（碳、氧）同位素等资料的分析,对川西地区雷口坡组顶部不整合面特征及其对储层影响进行了研究。结果表明,不同地区雷顶储层受不整合面的影响存在差异性:彭州地区雷顶发育裂缝型灰岩储层,储层发育不受不整合面影响;新场地区雷顶发育孔隙型白云岩储层,不整合面对储层有改善作用;回龙地区雷顶发育石膏溶蚀孔、洞型岩溶储层,不整合面对储层发育起控制作用。岩性和微古地貌是影响川西地区古岩溶作用发育的决定性因素。回龙地区广泛发育的规模性岩溶储层是川西雷口坡组下一步勘探的有利目标。      

碳酸盐岩早期差异成储路径及其对储集性能的影响:以滨里海盆地N油田石炭系KT-Ⅰ与KT-Ⅱ层系为例*

以滨里海盆地N油田石炭系KT-Ⅰ与KT-Ⅱ层系碳酸盐岩储集层为例,综合岩心、薄片、扫描电镜、高压压汞、常规物性分析以及各类测试资料,对碳酸盐岩储集层特征以及早期成储路径展开系统研究,并进一步探讨成储路径与储集层孔喉结构和质量的关系。结果表明,KT-Ⅰ层系以云岩类储集层为主,颗粒灰岩次之,其中云岩类储集层以晶间(溶)孔、小型溶洞为主,孔喉连通性好,为高孔—高渗的孔洞型储集层, 而颗粒灰岩类储集层以粒内溶孔、铸模孔及生物体腔孔发育为特征,孔喉连通性差,属中孔—低渗的孔隙型储集层。KT-Ⅱ层系以粒间(溶)孔和生物体腔孔发育的颗粒灰岩为特征,为中高孔—高渗的孔隙型储集层。进一步分析表明,KT-Ⅰ层系云岩与灰岩储集层单旋回厚度小,皆受高频海平面升降变化驱动的早成岩期岩溶的控制, 而KT-Ⅱ层系单旋回厚度大,颗粒滩未经历早期岩溶的改造。 3类储集层的成储路径分别为: (1)KT-Ⅰ云岩类储集层,准同生期白云石化作用导致矿物相转变并使得部分矿物更易遭受溶蚀→早成岩期岩溶作用控制储集层的形成→云岩抗压溶岩石骨架有利于储集层的保护; (2)KT-Ⅰ颗粒灰岩储集层,早成岩期岩溶作用优化储集层→初期压实控制胶结流体通道进而控制胶结作用—粒间孔与粒内孔差异胶结控制储集层的保护; (3)KT-Ⅱ颗粒灰岩储集层,原始沉积环境控制储集层的形成→初期压实与早期胶结作用控制储集层的保护。成储路径差异控制了不同的孔渗特征与孔喉结构,而孔喉结构进一步控制了早期岩溶型云岩、早期岩溶型颗粒灰岩、原生孔保存型颗粒灰岩3种储集层的质量。研究结果将为具类似特征的碳酸盐岩储集层成因分析提供参考,也因发现了云岩较灰岩更易早期溶蚀的现象而具有较为重要的岩溶地质学意义。     

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。     

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。     

四川盆地中部龙王庙组滩相储层特征及形成机制

依据岩心、常规薄片及铸体薄片、物性分析、压汞等资料的研究,四川盆地中部下寒武统龙王庙组滩相储层为发育良好的中低孔、低渗的孔隙型储层及裂缝—孔隙型储层。储集岩主要为砂屑白云岩、鲕粒白云岩与具残余颗粒结构的粉—细晶白云岩,储集空间主要包括粒间溶孔、粒内溶孔、晶间溶孔、铸模孔、残余粒间孔、裂缝及溶洞,孔喉配置关系好。储层形成机制研究表明,滩核和滩翼微相有利于储层发育,滩相储层在沉积早期具有典型的宏观非均质性,这为储层的形成与演化提供了物质基础。同生岩溶作用控制了早期储层的孔隙演化,表生岩溶作用决定了储层分布的基本特征,埋藏岩溶作用有利于先期孔渗层的优化改造。提出滩相储层的演化主要经历三个阶段,其中沉积—同生成岩阶段是早期优质储层形成的关键时期,表生岩溶改造阶段是滩相储层大规模增孔时期,埋藏成岩阶段为滩相储层孔隙调整和稳定时期。