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。     

胜利油区下古生界碳酸盐岩孔隙型储层物性研究

以胜利油区下古生界碳酸盐岩物性参数统计为基础，结合岩石学研究表明，下生界碳酸盐岩的孔隙型储层的储集性能受岩性，次要矿物成分、成岩作用及埋藏深度等因素的影响。准同生白云岩是下古生界的主要孔隙型储层，灰岩普遍致密，不能构成孔隙型储层。     

从表生到深埋藏环境下有机酸对碳酸盐岩溶蚀的实验模拟

通过细粉晶白云岩、泥晶灰岩、泥灰岩和含生屑泥晶灰岩与2 ml/L乙酸溶液的溶解动力学实验,研究了从表生到深埋藏环境下有机酸对碳酸盐岩储层的改造作用机理。结果显示,四种类型碳酸盐岩的溶解速率在3.34×10–9~2.27×10–8 mol/(cm2·s)之间,并且溶解速率随埋藏深度(地层温度和地层压力)的增加而增大。从表生到中埋藏环境下,泥晶灰岩、泥灰岩和含生屑泥晶灰岩的溶解速率大于细粉晶白云岩;在深埋藏环境下,细粉晶白云岩的溶解速率逐渐与泥晶灰岩、泥灰岩和含生屑泥晶灰岩的一致,这揭示出在相对高温高压下,埋藏有机酸性流体对碳酸盐岩的溶蚀改造作用中,碳酸盐岩的溶蚀速率与其方解石和白云石含量的关系并不大。反应前后样品表面的扫描电子显微镜分析结果表明,细粉晶白云岩的晶间溶孔、晶内溶孔更加发育。细粉晶白云岩中白云石溶解成蜂窝状溶解孔,晶间缝溶蚀加大且相互连通,这种微观溶蚀特征更有利于油、气的储集及运移。结合岩石的溶蚀速率及其微观溶蚀演化特征,指出碳酸盐岩矿物成分和含量固然对其溶蚀作用具有控制影响,但是碳酸盐岩溶蚀形成的孔隙类型及其连通性能与碳酸盐岩有利储层形成的关系更为密切。     

黔南、黔北及南盘江坳陷古生代碳酸盐岩储层特征

黔南、黔北及南盘江坳陷发育有相当规模的古生代海相碳酸盐岩沉积,沉积厚度大;重要储层岩性为微晶-亮晶生物碎屑灰岩、藻礁-生物礁灰岩和生物碎屑叠层泥晶灰岩;储集空间类型为原生和次生孔隙:原生孔隙有生物体腔孔、生物骨架孔和原生粒间孔,次生孔隙有晶间孔、粒内溶孔、铸模孔、溶蚀孔和微孔,以及缝合线孔隙和裂隙。本区溶蚀作用形成的次生孔隙增大了储层储集空间,使面孔率达到8.7%,而后期形成的构造裂缝又改善了储层的连通性,提高了储层的渗透能力;从储集空间的配置关系角度对碳酸盐岩储层进行油气资源评价分析,得出黔南坳陷碳酸盐岩储层为I类储集层;南盘江坳陷和黔北坳陷碳酸盐岩储层为II类储集层。     

川东北二叠系长兴组碳酸盐岩深埋成岩过程及其意义

上二叠统长兴组储层是川东北地区主力产层之一,储层岩性主要为结晶白云岩、残余生屑/砂屑白云岩、生物礁白云岩和亮晶生屑灰岩,储集空间以晶间孔、晶间溶孔为主,生物体腔孔、残余粒间孔次之,溶洞和裂缝少量发育。长兴组优质储层主要分布于台地边缘生物礁、台地边缘滩等沉积相带,该相带发育大量原生孔隙,易遭受大气淡水溶蚀改造。原生孔隙的发育为白云岩化流体与岩石相互作用提供空间,早期孔隙演变为晶间孔。白云岩抗压实能力较强,有利于高孔隙白云岩的保存。早三叠世快速深埋使长兴组迅速进入中深埋藏,深埋阶段,裂缝少量发育,部分被方解石充填,对储层贡献有限。晚三叠世油气充注隔绝了岩石与地层水的接触,抑制了孔隙内白云石的溶蚀和沉淀,储层先存孔隙得到较好的保存。快速深埋使孔隙迅速被埋藏封闭,深埋阶段水-岩反应处于近封闭的平衡状态,溶蚀-沉淀现象有限,深埋藏环境主要是储层孔隙保存和调整的场所,孔隙空间的位置可能重新分配。     

山东东辛油田古近系沙河街组一段碳酸盐岩储集特征

山东东辛油田古近系沙河街组一段湖相碳酸盐岩过去仅作为盖层而忽视其油气地质意义。研究表明,其岩性以生物灰岩及鲕粒灰岩为主,并有少量螺灰岩。其中生物灰岩中以溶蚀孔隙、生物体腔孔及骨架孔隙等类型构成主要的油气储集空间,使其具有较高的孔渗性;鲕粒灰岩在形态上以长条鲕、圈层鲕最为常见,其核心以生物碎片（化石）为主,鲕粒灰岩以粒间孔和粒内孔作为主要的油气储集空间,亦具有较高的孔渗性。沙一段碳酸盐岩的主要矿物成分为白云石和方解石,且大部分白云石及部分方解石均含铁,不同岩性的储层具有不同的储集类型,储层性质受岩石类型、沉积环境、表生作用及胶结作用、溶解作用及白云岩化等成岩作用影响,且沙一段储层处于油气运聚非常有利的过渡带,在藻滩及高能浅滩部位可形成较好的油气富集带,所以对湖相碳酸盐岩储层的研究有助于老区滚动勘探开发。     

碳酸盐岩溶蚀机制的实验探讨:表面溶蚀与内部溶蚀对比

通过表面溶蚀和内部溶蚀两种实验方式,分别对六种类型碳酸盐岩用0.2%乙酸溶液进行溶蚀实验,对比研究了从表生环境到深埋藏环境下有机酸与不同类型碳酸盐岩的溶蚀作用机制。对比研究表明:(1)在近地表环境下(25℃,1.0 MPa),泥灰岩和含生物碎屑泥晶灰岩的溶解速率大于细晶白云岩,前两者约为后者的2³倍;随着温压的增加,泥灰岩、含生物碎屑泥晶灰岩和细晶白云岩的溶解速率均相应增加,但细晶白云岩的溶解速率增加幅度更大;在深埋藏环境下(180℃,45 MPa到210℃,52.5 MPa),细晶白云岩的溶解速率逐渐与泥灰岩和含生物碎屑泥晶灰岩的溶解速率趋于一致。(2)在60℃,10 MPa时,白云质颗粒灰岩在乙酸溶液中的溶解能力大于粉细晶白云岩和亮晶鲕粒白云岩;随着温压的增加,有机酸溶液对石灰岩与白云岩的溶解能力均相应降低,且石灰岩溶蚀作用下降幅度更大,当温压达到或超过90℃、20 MPa时,粉细晶白云岩和亮晶鲕粒白云岩在乙酸溶液中的溶解能力大于白云质颗粒灰岩。根据实验结果推测:表生和相对浅埋藏的温压条件下,石灰岩的溶解速率和溶解能力大于白云岩,石灰岩的溶蚀作用较白云岩发育;但在深埋藏阶段,由于白云岩的溶解能力大于石灰岩,因此白云岩溶蚀产生的次生孔隙较石灰岩更为发育,这或许是深部的碳酸盐岩储层中多见白云岩储层的重要原因。     

四川盆地大湾—毛坝—铁山坡地区飞仙关组储层特征及其主控因素

21世纪是中国海相碳酸盐岩油气勘探开发的一个大发展期,目前中国海相碳酸盐岩油气田多数为埋深达4000m以下的深部古生界层系。如何在深层碳酸盐岩地层中寻找优质储层已成为油气勘探家们关心的焦点;近期发现的普光气田是中国目前发现的碳酸盐岩储层次生孔隙最为发育的气藏,并严格受控于沉积微相的分布及白云岩化、埋藏溶蚀作用等成岩相的控制。本文以“相控论”理论为指导,对川东北普光外围大湾—毛坝—铁山坡地区下三叠统飞仙关组优质储层形成与演化起主控作用的“储集相”——有利的沉积相、成岩相进行详细研究和解剖。通过露头剖面、钻井、测井和地震等资料的研究,结合单因素分析、多因素综合作图法,认为大湾—毛坝—铁山坡地区飞仙关组主要发育斜坡、台缘浅滩、开阔台地和局限台地4个沉积相单位。结合岩心详描和室内大量岩心、岩屑薄片以及铸体薄片的观察和研究,认为控制储层形成的关键是白云岩化、埋藏溶蚀作用等成岩相。根据铸体薄片鉴定、扫描电镜分析、物性分析及压汞分析等手段,研究认为优质储层以大套溶孔粉-细晶残余鲕粒白云岩为特征,岩石中溶孔极为发育,以大孔粗喉型、中孔中喉型为主;物性较好,以高孔高渗和中孔中渗为主,孔渗相关性明显。相控储层作用明显,纵向上主要分布于飞二段至飞一段顶部,横向上台缘浅滩为有利储层的分布区。台缘浅滩相带控制了本区优质储层的岩性及大致空间分布范围,白云岩化及埋藏溶蚀作用则决定了优质储层的最终分布范围和储集性能。通过对大湾—毛坝—铁山坡地区台地边缘浅滩储层“相控论”的探讨,以期对中国深层海相碳酸盐岩的勘探起到抛砖引玉的作用。     

塔河地区奥陶系鹰山组储层特征及其主控因素

塔河地区奥陶系鹰山组碳酸盐岩是塔里木盆地重要的勘探开发目标,分析其储层特征和成因对深层油气勘探具有显著的指导意义。本文基于塔河地区岩心、岩屑、测井和地震等资料,分析了鹰山组碳酸盐岩储层的岩石类型、储集空间类型和储层类型等,对影响鹰山组储层发育的地质因素进行了系统总结,并依此总结了其储层发育的规律和模式。研究认为：鹰山组碳酸盐岩主要以亮晶颗粒灰岩、颗粒泥晶灰岩和泥晶灰岩为主;储集空间以粒间孔隙、晶间孔隙、溶蚀孔隙、裂缝和溶洞为主;储层类型多样,包括裂缝型储层、孔洞型储层、裂缝-孔隙型储层和裂缝-溶洞型储层等。鹰山组储层是古地形、沉积作用和成岩作用等共同作用的结果。其中：古地形是储层发育的背景,沉积期和表生期的古地形具有不同的作用;沉积作用是储层形成的基础,不同沉积相带岩石孔渗差异明显;成岩作用控制了储层的形成,最关键的成岩作用是溶蚀作用和破裂作用,多期多次多类溶蚀作用是储层形成的关键,破裂作用促进了储层的形成。     

雪峰山西侧重点白云岩储层成岩、储集特征 及质量影响因素

雪峰山西侧地区下古生界中—上寒武统和震旦系灯影组白云岩是潜在的重要油气储集层。作为主要目的层段,本区的白云岩类型主要包括结晶白云岩、残余颗粒白云岩、灰质白云岩和藻白云岩四大类。白云岩储层总体上均属于低—特低孔、低—特低渗储层。影响储层发育的成岩事件包括重结晶作用、白云岩化作用、溶蚀作用、破裂作用等。研究表明,白云岩结晶程度可以影响其初始孔隙的发育程度,具粉晶—细晶结晶程度的白云岩具有最好的孔渗性。白云岩化作用的强弱对储层物性具有较为直接的影响。最佳白云岩储层中主要储集空间包括晶间孔隙(包括剩余晶间孔和晶间溶蚀孔)、次生溶孔、洞和裂缝。总体上,较强的白云岩化作用、一定程度的重结晶、较发育的微裂缝、较好的区域渗透性、晚期压溶缝合线发育和晚期较大构造缝不发育等因素有利于白云岩储层的发育。     

塔里木盆地塔东地区下古生界碳酸盐岩储层特征与勘探领域

塔里木盆地塔东地区下古生界碳酸盐岩勘探虽已获得突破,但储层类型和主控因素不清、有效储层分布规律不明一直是制约该区勘探领域评价和井位部署的瓶颈之一。基于露头、岩心、薄片、钻井、测试和地震等资料,综合地球化学分析数据,指出塔东地区发育5类储层,分别为奥陶系一间房组—鹰山组上段的灰岩礁滩溶蚀型储层、鹰山组下段—蓬莱坝组的溶蚀型白云石化储层、寒武系台缘丘滩白云岩储层、塔东低凸起上寒武统斜坡深水重力流型白云岩储层和上震旦统微生物丘滩白云岩储层。其中溶蚀型白云石化储层和台缘丘滩白云岩储层是塔东地区重要的储层类型,礁(丘)滩体和溶蚀作用是这两类储层发育的主控因素。在此基础上评价了两个现实勘探领域和三个风险勘探领域。     

柴达木盆地德令哈地区下古生界成藏地质条件研究

德令哈地区位于柴达木盆地东北部,油气勘探和研究程度较低。文章在野外地质调查基础上,结合钻井和地震资料解释成果,主要开展下古生界烃源岩、储盖层、储盖组合和输导条件等成藏条件研究,根据构造条件和周边油气发现,对研究区下古生界含油气系统进行推测。研究结果表明,德令哈地区下古生界发育两套烃源岩,即震旦系全吉群红藻山组滨岸潮坪相灰黑色-黑色泥页岩,奥陶系石灰沟组浅海半深海相灰黑色黑色泥页岩。其中,震旦系烃源岩46%达到有效烃源岩标准,有效烃源岩有机质丰度平均为0.72%,奥陶系烃源岩38%达到有效烃源岩标准,且分布于石灰沟组底部,有效烃源岩有机质平均为0.77%;两套烃源岩有机质类型以Ⅰ型为主,热演化程度已进入高成熟-过成熟阶段。研究区发育碎屑岩和碳酸盐岩两类储层,三角洲前缘和台缘礁滩相是优势储集相,碳酸盐岩储层的储集空间主要为裂缝和溶蚀孔隙。根据烃源岩特征和周边油气发现,将研究区划分为推测的Z∈(?)油气系统和OO(?)油气系统。     

塔里木盆地塔中45井区碳酸盐岩储层的深部流体改造作用

塔里木盆地塔中地区发育巨厚的下古生界海相碳酸盐岩,是该地区油气勘探的重要目标层系。塔中45井在上奥陶统灰岩储层内获得高产油气流。研究发现其含油气层段因萤石脉的改造而发育成为优质储层,这在已发现的塔中地区下古生界碳酸盐岩储层中为一独特储集体类型。综合多方面地质依据对萤石成因的分析结果表明,该储集层段是与该地区二叠纪岩浆作用有关的深部流体活动对碳酸盐岩储层改造的结果。深部流体通过溶蚀作用、交代作用和充填作用等对碳酸盐岩储层进行改造,形成深部流体改造型碳酸盐岩储集体。这一新的储集体类型的确立,对塔中地区下古生界碳酸盐岩层系油气勘探有着重要的现实意义。     

中国海相油气田勘探实例之四 塔里木盆地塔河油田的发现与勘探

塔河油田位于塔里木盆地沙雅隆起阿克库勒凸起西部,目前井控含油气面积约1800km2。它发现于1990年,是我国发现的第一个陆上古生代海相大油田。2004年探明石油储量为5.3×108t,原油年产量为358×104t。油田的主要产层为奥陶系浅海台地—斜坡相碳酸盐岩,其盖层为下石炭统区域性泥岩和膏盐岩,油源为寒武系—下奥陶统碳酸盐岩烃源岩。岩溶储集体发育,油气藏圈闭类型多样。论述了油田的发现和勘探开发历程、油藏的地质特征、油气分布规律,以及寻找海相碳酸盐岩油气田的启示。     

中国南方古生界-中生界油气藏成藏规律及勘探方向

中国南方古生界—中生界古油藏主要分布于黔中—雪峰 -江南隆起北侧 (以下古生界及上震旦统灯影组古油藏为主 ,其烃源主要是下寒武统 )及南盘江—十万大山地区上古生界及下三叠统台地及孤立台地边缘 (主要是上古生界及下三叠统自生自储型古油藏 ) ;现存古生界—中生界油气藏主要分布于四川盆地。根据南方多期构造改造及油气演化复杂性的特点 ,将南方古生界—中生界油气藏分成原生、次生及再生烃油气藏 3类。认为南方现存的古生界—中生界原生油气藏很少 ,绝大部分原生油气藏均已破坏成为古油藏 ,四川盆地现存的大多数油气藏是典型的次生油气藏。提出次生气藏有利勘探领域有川东南及大巴山前缘上石炭统—下三叠统、乐山 -龙女寺隆起东南斜坡上震旦统灯影组及下古生界、川西北地区及楚雄盆地北部凹陷上三叠统—下侏罗统煤成气藏 ,再生烃油气藏有利勘探地区有苏北盆地阜宁—盐城—海安—兴化—宝应地区、江汉盆地沉湖地区南部潜江—仙桃—牌州—汊参 1井地区及江西鄱阳盆地南部凹陷。这一认识已经得到苏北盆地盐城凹陷朱家墩气田、川东方斗山背斜带寨沟湾石炭系气田及江汉盆地沉湖地区南部开先台西油藏勘探发现的证实。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组四段沉积特征及其控储效应*

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组四段(简称“马四段”)是下古生界天然气风险勘探的重点层位。文中基于岩心、薄片观察,结合地层对比、沉积结构描述等,并运用岩石结构组分测井解释和井震结合古地貌恢复等手段,对鄂尔多斯盆地马四段沉积时期古地貌、沉积特征和储集层展布进行了详细分析。结果表明: (1)受控于沉积期隆坳相间的古地貌格局,马四段发育大量台地内丘滩微相,其易于发生准同生溶蚀和白云石化作用,是储集层发育的有利相带;(2)马四段储集层以(藻)砂屑白云岩和粉—细晶白云岩为主,储集空间主要为粒间孔、晶间孔、溶蚀孔等;(3)纵向上,储集层主要分布于马四₂亚段和马四₁亚段;平面上,马四段储集层主要分布于台地内低凸起带和台缘带;(4)储集层的发育受控于3个因素,其中古隆起部位发育的有效丘滩体是储集层形成的物质基础,高频层序控制的准同生溶蚀作用是储集层形成的关键,白云石化是储集层后期保存的重要因素。马四段沉积时期碳酸盐岩台地内隆坳相间的古地貌控制了丘滩相带和白云岩储集层的展布,这一新认识为鄂尔多斯盆地下古生界天然气勘探提供了有力支撑,也为碳酸盐岩台地沉积储集层的研究提供了新思路。     

渤海海域沙垒田凸起西北部奥陶系碳酸盐岩储层发育主控因素与分布预测

基于岩心、薄片观察以及同位素、稀土元素等分析资料,明确了渤海海域沙垒田凸起西北部奥陶系碳酸盐岩潜山储层岩性主要为白云岩,储集空间包括溶蚀孔、洞、缝,储层类型为裂缝-孔隙型,裂缝是沟通孔洞的重要通道。储层演化机制上,碳酸盐岩白云石化作用、岩溶作用和构造作用是储层发育的主控因素:白云石化作用是储层发育的基础,岩溶作用是储层发育的重要保障,构造作用是储层发育的关键。地震地质储层综合预测表明研究区西南部为风化壳岩溶储层发育的有利地区。     

塔里木盆地寒武—奥陶系碳酸盐岩储集特征与白云岩成因探讨*

塔里木盆地油气资源丰富,在寒武—奥陶系碳酸盐岩中发育有优质储集层。在野外地质观察、岩心观察与分析、常规薄片和铸体薄片观察鉴定基础上,详细研究了塔里木盆地寒武—奥陶系碳酸盐岩的储集特征,划分了储集空间类型,并对不同储集空间形成与演化做了初步分析。碳酸盐岩储集层的储集空间可分为孔、洞、缝3大类,进一步又划分为粒内孔、粒间孔、晶间孔、铸模孔、生物格架孔、孔洞、洞穴、构造缝、压实压溶缝和溶蚀缝10小类。溶洞与裂缝为最有效的储集空间。碳酸盐岩的原始储集空间经历了多期成岩作用改造,另外后期构造活动也提供了大量裂隙通道,有效储集空间绝大部分为次生成因,溶蚀作用很大程度上改善了储集性能。碳酸盐岩储集层分为裂缝—孔隙型、裂缝—孔洞型和裂缝型,其中裂缝—孔洞型为最有效的储集层。在寒武系和下奥陶统发育了不同成因的白云岩：寒武系白云岩主要形成于蒸发潮坪/潟湖有关的潮上和潮间带,属于准同生期产物;下奥陶统白云岩主要属于回流渗透/混合水白云岩化产物,另外在下奥陶统礁滩石灰岩部分白云岩化,属于交代白云岩化产物。在盆地深部奥陶系中同时发育有交代成因白云岩,属于晚期埋藏白云岩化产物。     

新疆塔河油田下奥陶统碳酸盐岩储层成因类型与评价

塔河油田油气主要产自下奥陶统碳酸盐岩地层中，储渗空间和储层类型研究对油田的勘探开发有重要意义。笔者通过岩芯及铸体薄片的详细观察，结合钻井资料和测井曲线，对下奥陶统碳酸盐岩的储渗空间特征进行了成因类型划分，并在储渗空间发育分布状况、物性和油气测试资料分析的基础上，对各成因类型储层的储集性进行了评价。研究表明，大型洞穴发育比较普遍，相应的洞穴型储层是区内下奥陶统最主要的储层类型，是储集性能好、油气高产的首要目标，其次是构造裂隙型储层。