中国含油气盆地的古岩溶成因类型

<正> 近年来,在鄂尔多斯、渤海湾、塔里木盆地等深埋藏碳酸盐岩中的油气勘探相继取得了重大突破,在埋藏深度约二三千米的碳酸盐岩中发现了高产古岩溶储集层。由于这类储集规律十分复杂,勘探开发有一定难度,为此从1996年起,国家“九五”重点科技攻关项目“中国大中型气田勘探开发研究(96—110)”特设立了油气田碳酸盐岩古岩溶与深岩溶专题研究。该专题研究识别出了多种多样的古岩溶成因类型。(1)鄂尔多斯盆地古岩溶包括早期“层状岩溶”、中期“膏     

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。     

压释水岩溶与天然气的运聚成藏

鄂尔多斯盆地奥陶系古风化壳在中— 深埋藏阶段,具有压释水岩溶发育的水文地质环境。本文通过压释水岩溶形成条件、发育特征及地球化学标志的分析研究,进一步揭示了压释水岩溶与天然气生成、运聚和成藏的关系,从而开拓了古岩溶发育区天然气勘探的思路。      

古岩溶盆地岩溶作用模式及古地貌精细刻画——以鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳为例

鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳天然气勘探的核心问题是寻找储层 ,关键技术是对古沟槽、古台地的识别。该区风化壳储层不发育有两方面的原因 :一是沉积相带不利 ;二是风化壳岩溶部位不利 ,属于岩溶洼地 ,溶蚀作用较弱 ,充填作用较强。鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳古岩溶地貌为地势平坦、向东开口的半封闭岩溶盆地 ,这就为该区古风化壳岩溶的发育创造了相对于其他全封闭盆地更好的条件。将岩溶盆地划分为谷地、台地、残丘、沟槽、浅洼 5种三级地貌单元类型 ,东部发育 3个水平岩溶带 ,第三水平岩溶带距夷平面 70～ 85m。根据观察结果及地下水的渗流规律 ,提出深潜流溶蚀带—深泉排水模式 ,为岩溶盆地风化壳储集体的发育提供了另一种可能的溶蚀作用方式。岩溶盆地在中深埋藏期压释岩溶作用较强 ,有利于储集体孔渗的改善、上古生界烃类的带入、古台地边缘致密带的产生及圈闭的形成。综合利用地质、钻井、地震及测井手段精细刻画了神木—榆林地区奥陶系风化壳古地貌 ,结果表明该地区古台地规模适中、古沟槽较多 ,认为东部是较有利的勘探区带     

黄骅盆地奥陶系古岩溶特征、演化及其对潜山油气聚集的控制作用

按照岩溶化特点,黄骅盆地奥陶系碳酸盐岩古岩溶可分为三种不同的类型:由大气水溶解形成的岩溶、有机酸溶蚀古岩溶及埋藏热液古岩溶。其中,控制古生界碳酸盐岩储层物性的大气水岩溶对潜山油气聚集起着显著的作用,它的形成与黄骅盆地演化过程中三期(加里东、印支—燕山及喜马拉雅期)重要的碳酸盐岩暴露事件有关。这三期与古抬升相关的岩溶作用相互叠置在一起形成古岩溶复合系统,在黄骅盆地中,由加里东、印支—燕山期岩溶叠置的古岩溶复合体拥有较多的有效孔隙及缝洞,有利于油气的储集,是黄骅盆地中最好的碳酸盐岩储层。同时,古岩溶复合体的形成时间对潜山油气运聚起着决定性作用,发育于中新生代的大气水岩溶是“新生古储”油气聚集的有利因素,但对古生界原生油气聚集不利。加里东期岩溶、埋藏热液古岩溶及有机酸溶蚀古岩溶则对古生界原生油气聚集有利。     

黄骅盆地奥陶系古岩溶特征、演化及其对潜山敢聚集的控制作用

按照岩溶化特点，黄骅盆地奥陶系碳酸盐岩古岩溶可分为上不同的类型：由大气水溶解形成的岩溶、有机酸溶蚀古岩溶及埋藏热液古岩溶。其中，控制古生界碳酸盐岩储层物性的大气水岩溶对潜同气聚集起着显著的作用，它的形成与黄骅盆地演化过程中三期（加里东、印支－燕山及喜马拉雅期）重要的碳桎卤岩暴露事件有关。这三期与古抬升相关的岩溶作用相互叠置在一起形成古岩溶复合系统，在黄骅盆地中，由加里东、印支－燕山期岩溶叠置的古岩溶复合体拥有较多的有忆隙及缝洞，有利于油气的储集，是黄骅盆地中最好的碳酸盐岩储层。同时，古岩溶复合体的形成时间对潜山油气运聚起着决定性作用，发育于中新生代的大气水岩溶是“新生古储”油气聚集的有利因素，但对古生界原重油一气聚集不利。加里东期岩溶、埋藏热液古岩溶及有机酸溶蚀古岩溶则对古生界原生油气聚集有利。     

鄂尔多斯盆地奥陶系岩溶储层控制因素分析

鄂尔多斯盆地奥陶系岩溶储层演化经历了多期次的叠加。根据古岩溶的演化期次,分别编制了奥陶系地层厚度图、前石炭纪岩溶古地貌图及奥陶系顶面构造图。结合岩溶发育机理,系统分析了各个阶段岩溶储层发育的控制因素,进而综合预测了岩溶储层发育的有利区带,为奥陶系的油气勘探指出了有利方向。同沉积期,鄂尔多斯盆地存在伊盟古隆起、中央古隆起和韩城古隆起,这3个隆起带共同控制着岩溶储层的发育,隆起的鞍部、斜坡带以及坳陷中的微隆起带是岩溶储层发育的有利地区;裸露风化壳期,古岩溶地貌和古沟槽的展布是岩溶储层发育的主控因素,古岩溶坡地为岩溶作用的进一步发生创造了条件;埋藏期,奥陶系顶面起伏形态始终处于中部高、东西低,中部隆起与东部坳陷之间存在一陡坡带,中部隆起带为压释水运聚的有利方向,而陡坡带为压释水的强烈转换区,这一特征决定了岩溶储层的最终分布。因而,同沉积期隆起斜坡带、裸露风化壳期岩溶坡地以及埋藏期陡坡带的叠加位置将是岩溶储层发育的有利区域。     

矿物包裹体特征对古岩溶作用的指示性

碳酸盐岩溶蚀孔缝中充填矿物包裹体特征对古岩溶作用环境和期次具有较好的指示性。黄骅坳陷奥陶系充填矿物包裹体物理特征反映古岩溶作用环境为埋藏型,包裹体化学特征显示了古岩溶作用与有机质熟化程度有关。包裹体各项特征指标的明显差异性与古岩溶作用的多期性相对应：3种盐度类型反映了浅埋藏、中等埋藏和深埋藏3种环境;4个均一温度段与古岩溶发育的4个期次相吻合。     

碳酸盐岩油气田古岩溶研究及其在油气勘探开发中的应用

古岩溶为地质历史时期而非现代营力环境下形成的岩溶,深岩溶为不受地表侵蚀基准面控制环境条件下的深埋藏岩溶作用。碳酸盐岩储层储集空间主要有溶蚀孔洞、溶缝等,非均质性明显,空间分布规律复杂,经历了漫长的岩溶作用过程,油气储集规律复杂。油气田碳酸盐岩的内在因素(结构成因类型、物理力学性质等)以及各地质历史时期所处的地质环境构成古岩溶的形成条件与影响控制因素。本文将古岩溶的形成机制及其与油气聚集关系作为研究重点与突破口,系统研究了古岩溶和深岩溶的形成条件、影响控制因素与发育特征,最终实现了预测油气聚集有利发育区目标。     

塔北地区奥陶系碳酸盐岩古岩溶类型、期次及叠合关系

古岩溶作用是塔里木盆地北部地区奥陶系海相碳酸盐岩储层形成的关键要素之一.本文以岩石学、地球物理资料及测试分析资料为基础,将塔北地区奥陶系碳酸盐岩古岩溶划分为准同生岩溶、埋藏岩溶、风化壳岩溶三大类及若干亚类.准同生岩溶作用控制早期碳酸盐岩储层的形成与分布,埋藏岩溶作用一般沿原有的孔缝系统进行,是碳酸盐岩储层优化改造的关键因素之一,风化壳岩溶作用是奥陶系碳酸盐岩储层形成的关键作用.塔里木叠合盆地的多旋回构造演化特点,形成了塔北奥陶纪不同阶段、不同类型碳酸盐岩6期古岩溶作用的叠加、改造关系,其中对于塔北地区奥陶系古岩溶储层起重要作用的为早加里东期Ⅱ幕.加里东中期Ⅰ幕、Ⅱ幕和海西早期.塔北地区奥陶系各类岩溶具有复杂而显著的叠合关系,准同生期岩溶为后期的埋藏岩溶提供了成岩介质通道,随后发育的埋藏及风化壳岩溶则是继承并叠加早期准同生岩溶通道的发育,最终成为潜在的优质储层.     

埕岛潜山带的古岩溶作用

在系统观察描述岩心和综合分析地震剖面资料基础上,对埕岛潜山带的古岩溶作用进行了全面的研究,对风化壳的岩溶地貌特征,岩溶标志与特征、岩溶分带以及控制岩溶作用的主要因素进行了详细阐述,对于本区古岩溶作用发育的历史及其变化规律进行了深入研究。根据本区构造发展历史,将下古生界碳酸盐岩的溶蚀作用划分为四期,即：同生－近地表成岩期、风化壳期、浅埋藏期、深埋藏期,这对于深入研究该区的储集层特征和孔隙演化规律以及     

碳酸盐岩地区古风化壳岩溶储层

世界整装大油气田均以海相盆地为主,储集类型首推碳酸盐岩岩溶孔洞＋裂缝.岩溶发育的程度除相控外,层序不整合界面与区域性地层不整合面的复合面,在表生成岩作用环境下可形成碳酸盐岩古风化壳型岩溶.塔里木盆地和鄂尔多斯盆地奥陶系古喀斯特油气藏的重大突破,佐证了碳酸盐岩岩溶储层的特殊意义.我国海相盆地碳酸盐岩风化壳岩溶的形成和演化,均与加里东构造旋回中的幕次古隆起和海平面下降共耦,埋藏期和热水溶蚀的叠加可改善岩溶的储集性能.在大面积覆盖的油气田区预测古风化壳型的岩溶储层,可通过地震剖面追踪区域性地层不整合面和层序界面,圈出古岩溶的时空展布、推测古岩溶地貌以及与不同层位岩性相的关系.孔洞充填方解石与碳酸盐围岩的氧碳同位素有别,前者的Z值小于120,是反馈淡水岩溶环境的重要标志之一.     

塔北哈拉哈塘地区奥陶系鹰山组—一间房组岩溶储层特征及成因模式

塔里木盆地北部哈拉哈塘地区奥陶系岩溶型储层油气勘探近年来获得了重大突破,其主要勘探目的层系为鹰山组—一间房组碳酸盐岩,进一步深化碳酸盐岩岩溶储层认识对于加快塔里木盆地海相油气勘探具有重要意义。在分析区域地质背景的基础上,结合钻井、岩心、测井、地震等资料,对研究区鹰山组—一间房组岩溶储层特征以及储层发育主控因素和成因演化模式进行了深入研究。研究认为,鹰山组—一间房组岩溶储层基质孔渗条件差,基质孔隙不能单独成为有利的油气储集空间,储层储集空间主要为溶蚀孔洞以及裂缝系统。储层经历的岩溶作用类型主要有(准)同生岩溶作用、风化岩溶作用以及埋藏热液岩溶作用等,各种岩溶作用的多期叠加改造使得鹰山组—一间房组岩溶储层极为发育。通过对储层成因过程的研究分析,认为构造隆升为岩溶储层的发育提供了有利条件并控制了储层发育格局;多期岩溶作用是形成岩溶储层的关键因素;断裂及裂缝的发育促进了岩溶储层的形成并改善了储层的储集性能。     

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。      

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。      

埕岛-胜海潜山带的古岩溶作用

依据埕岛-胜海潜山带的取心资料,在系统观察描述岩心和综合分析地震剖面资料的基础上,对研究区的古岩溶作用进行了全面研究,对风化壳的岩溶地貌特征、岩溶标志与特征、岩溶分带以及控制岩溶作用的主要因素进行了详细阐述,对于本区古岩溶作用发育的历史及其变化规律进行了深入研究。根据本区构造发展历史,可将下古生界碳酸盐岩的溶蚀作用划分为4期：第一期(加里东早期)同生-近地表成岩早期溶蚀作用;第二期(加里东晚期-海西早期)风化壳期的岩溶作用;第三期(海西晚期-印支期)浅埋藏期溶蚀作用;第四期(燕山期及其后)深埋藏期溶蚀作用。这对于下一步深入研究该区的储集层特征和孔隙演化规律以及对于该区勘探区块的综合评价具有重要意义。     

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。     

古岩溶油气储层研究进展

古岩溶对可溶性岩石的改造作用表现为形成溶蚀孔洞等储集空间,特别是对于碳酸盐岩地层,古岩溶发育会极大地改善了地层的储集性能,形成具有良好孔渗性的岩溶储层。作为碳酸盐岩地层中重要储层类型之一,岩溶储层的发育与分布对于碳酸盐岩油气藏的形成具有重要意义。文章系统地总结了前人在不同类型岩溶储层以及断溶体等方面的研究成果,并对古岩溶油气储层研究的最新进展进行了梳理归纳,这对于认识我国含油气盆地中岩溶储层的发育与分布具有重要参考价值。总结认为古岩溶油气储层研究主要存在以下问题:（1）早成岩岩溶储层研究实例较少,且利用测井、地震资料对该类型储层的分布进行预测缺少相应实践;（2）表生岩溶储层的研究主要集中于古地貌恢复以及垂向分带方面。但目前的古地貌恢复方法,均具有一定的局限性,无法对古地貌实现定量恢复。垂向分带的方案众多,尚未形成一个统一的分类方案,且在垂向上带与带之间的界线不明确,无法进行准确地划分;（3）埋藏岩溶储层的研究主要集中在硫酸盐热还原作用以及热液溶蚀方面,对于受有机酸影响的埋藏岩溶储层缺少相应的研究;（4）断溶体的识别、刻画与预测主要依赖于地震资料,受地震资料分辨率影响显著;（5）岩溶储层发育的影响因素众多,仅靠单一地质或者地震资料无法实现对岩溶储层的精准预测。      

塔中北斜坡奥陶系鹰山组岩溶储层特征及古岩溶发育模式

塔中北斜坡奥陶系鹰山组碳酸盐岩古岩溶发育,油气资源丰富,具有广阔的勘探开发前景。本次利用岩石化学分析、岩芯钻井、地震测井及成像测井资料,对岩溶储层发育规律及岩溶缝洞发育模式进行研究。认为:鹰一段和鹰二段发育质纯厚层灰岩地层,属强岩溶层组,溶蚀孔,溶蚀裂缝及溶洞均发育,后期古岩溶作用是该区油气聚集的主要场所。垂向岩溶缝洞系统主要发育在鹰山组顶面以下0~50 m及80~180 m范围。同时,溶洞在该区发育,洞穴型岩溶是该区优质岩溶储层,钻井过程常伴有放空、水漏失现象。结合古地貌特征,建立了ZG18~ZG22井区古岩溶缝洞系统发育模式,为岩溶储层预测及勘探开发井位部署提供地质依据。      

威远气田震旦系灯影组古岩溶与成藏探讨

四川威远震旦系灯影组为一套浅海相潮坪环境下沉积的藻白云岩沉积，其发育的古岩溶循征具有纵向上的多期性和横向上的不均性。根据古岩溶的特征，笔者将其划分为以间岩溶，风化壳岩溶和缝洞纱岩溶三种类型，并对其不同的判别标志进行了详细研究和论述。层间岩溶和碳酸盐岩地层在沉积期或成岩早期抬暴露地表，受到大气淡水渗入淋滤所发生的岩溶作用；风化壳岩溶系指碳酸盐岩地层长时间受到大气淡水的淋滤作用，由于淡水的渗入和循环地层进入埋藏期后，随着埋藏深度的增加，在地层中不断排出压释水作用下，碳酸盐岩中发生的岩溶，威远构造的灯影组的震四顶的层间岩溶和震四顶的风化壳岩溶，成为威远气田气藏的主要储集层。尤其是震四顶风化壳岩溶发育时，形成一个古潜丘，孔洞发育的潜丘属于古圈团类型，有利于油气的早期聚集成藏。