塔河油田奥陶系生物扰动碳酸盐岩储集层微观孔隙结构的数字化表征与连通性分析

塔河油田奥陶系鹰山组和一间房组发育大规模生物扰动碳酸盐岩储集层。在岩心观测和详细描述的基础上,通过岩石薄片的偏光显微镜、阴极发光显微镜观测和柱塞样品的X射线显微镜扫描与分析,实现了塔河油田奥陶系生物扰动碳酸盐岩储集层孔隙结构的数字化表征与连通性分析。结果表明:(1)由于生物扰动区潜穴充填物和围岩基质的岩石组构差异大,使这类储集层呈现极强的非均质性。(2)生物潜穴充填物主要由白云石晶体组成,白云石晶体以自形、半自形晶体为主;白云石晶间孔隙发育,孔隙体积集中于10～100μm3,喉道半径一般小于10μm,喉道长度一般小于40μm,白云石晶间孔为这类储集层的主要储集空间,围岩基质孔隙不发育。(3)生物潜穴充填物孔隙度介于7%～10%,孤立孔隙虽然数量多,但连通孔隙体积占比大,且连通孔隙拓扑结构复杂,孔隙连通性很好;通过表征单元体的尺度粗化升级分析发现,这类储集层的孔隙局部连通较好,而整体连通性相对较差。该研究真实、直观、准确刻画了生物扰动碳酸盐岩储集层微观孔隙结构特征,可为后续这类生物扰动碳酸盐岩储集层的微观渗流模拟研究提供所需的特征参数;未来将这类生物扰动碳酸盐岩储集层微观尺度上的孔隙结构数字化表征和渗流模拟结果与宏观分布规律相结合并应用到实际储集层评价中,可为这类储集层的油气资源量估算、开发方案优选、产能预测和提高采收率提供指导。     

塔河油田奥陶系生物扰动型储集层的三维重构及启示意义*

塔河油田奥陶系鹰山组和一间房组生物扰动型储集层发育。在岩心观测的基础上,通过典型岩样切片、偏光显微镜、阴极发光显微镜和X射线显微镜观测以及XRD测试分析,对研究区奥陶系生物扰动型储集层的发育特征进行了研究。研究区奥陶系可识别的生物扰动分为2类,分别是 Thalassinoides和Helminthopsis,但以Thalassinoides最为发育,扰动体积可达90%;生物潜穴充填物以白云石颗粒为主,可达90%以上;宿主围岩为泥晶灰岩。随着塔河油田早—中奥陶世海侵、海退沉积环境的变化,生物潜穴的发育呈现出明显的周期性演化规律。在综合提取生物扰动型储集层特征信息的基础上,以沉积学和遗迹学理论为指导,应用3ds Max软件对研究区奥陶系生物扰动型储集层进行了三维重构。该研究虚拟再现了塔河油田生物扰动型储集层的内部结构与微观特征,不仅为后续研究这类储集层的宏观非均质性与微观各向异性、定量表征该类储集层微观尺度上的渗流特征奠定了基础,而且还为完善塔河油田奥陶系油藏模型提供了一种新思路。     

塔河油田奥陶系生物扰动型储集层的三维重构及启示意义

塔河油田奥陶系鹰山组和一间房组生物扰动型储集层发育。在岩心观测的基础上,通过典型岩样切片、偏光显微镜、阴极发光显微镜和X射线显微镜观测以及XRD测试分析,对研究区奥陶系生物扰动型储集层的发育特征进行了研究。研究区奥陶系可识别的生物扰动分为2类,分别是Thalassinoides和Helminthopsis,但以Thalassinoides最为发育,扰动体积可达90%;生物潜穴充填物以白云石颗粒为主,可达90%以上;宿主围岩为泥晶灰岩。随着塔河油田早—中奥陶世海侵、海退沉积环境的变化,生物潜穴的发育呈现出明显的周期性演化规律。在综合提取生物扰动型储集层特征信息的基础上,以沉积学和遗迹学理论为指导,应用3ds Max软件对研究区奥陶系生物扰动型储集层进行了三维重构。该研究虚拟再现了塔河油田生物扰动型储集层的内部结构与微观特征,不仅为后续研究这类储集层的宏观非均质性与微观各向异性、定量表征该类储集层微观尺度上的渗流特征奠定了基础,而且还为完善塔河油田奥陶系油藏模型提供了一种新思路。     

碳酸盐岩中生物潜穴充填特征及其诱导孔隙演化规律——以豫西奥陶系马家沟组三段为例

豫西奥陶系马家沟组三段碳酸盐岩中生物潜穴十分发育。在野外露头实地观测的基础上,利用偏光显微镜、阴极发光显微镜及扫描电镜对研究区碳酸盐岩中生物潜穴的充填特征及其诱导孔隙演化规律进行了研究。结果表明:1）研究区奥陶系碳酸盐岩中生物潜穴多呈全充填和半充填,潜穴充填物主要以白云石和方解石为主,局部生物潜穴呈现未充填状态;2）生物潜穴诱导发育的孔隙,主要有溶蚀孔隙、微裂隙两种类型,在生物潜穴与围岩两者的交界处尤为发育;3）生物潜穴孔隙的发育主要受埋藏白云化作用与海西早期和印支期以来的表生溶蚀作用的影响,浅埋藏白云化作用对晶间孔隙起到促进作用,海西早期的表生溶蚀形成了潜穴中大部分的溶蚀孔隙;4）生物潜穴的选择性溶蚀主要受潜穴中白云石充填物结晶程度的影响,宏观上的选择性溶蚀可划分为四个阶段,微观上的选择性溶蚀主要是粒间孔在流体的作用下逐渐扩大所形成。     

塔河油田奥陶系生物扰动型碳酸盐岩储集层特征及其孔隙度计算样本检验模型

塔河油田奥陶系一间房组和鹰山组生物扰动型碳酸盐岩储集层非常发育。在岩芯观测的基础上,通过薄片显微镜观测与柱塞孔隙度、渗透率分析,对研究区生物扰动型碳酸盐岩储集层宏、微观特征和成因机制进行了研究,并基于岩芯资料和常规测井数据提出了一种新的孔隙度计算样本检验模型。结果表明:1）研究区奥陶系生物扰动储集层在岩芯上多呈不规则状或绸带状分布的含油斑块,潜穴充填物以白云石为主,储集空间主要是晶间孔。随着生物扰动指数的增加,平均孔隙度呈先增大后减少趋势,平均渗透率则一直增大;2）在早—中奥陶世的沉积过程中,（古）生物在碳酸盐沉积物表面或内部建造了大量形态各异的潜穴,生物扰动使得潜穴充填物和围岩基质在成分、结构上出现差异,这些差异伴随着其后的成岩过程逐步增大,这对储集层的储、渗能力具有重要影响;3）在总结前人测井孔隙度计算方法的基础上,将生物扰动指数引入密度测井孔隙度计算模型中,提出了一种基于岩芯资料和常规测井数据的孔隙度计算样本检测检验模型,并用岩芯柱塞测试结果验证了该孔隙度计算模型的有效性和准确性;该模型弥补了现有常规孔隙度模型的不足,其计算产生的拟岩芯数据可为下一步建立的通用生物扰动碳酸盐岩储集层孔隙度计算模型提供可靠的样本训练数据,也对这类储层的储量估算与油藏描述有一定的借鉴意义。     

塔里木盆地塔河油田奥陶系数字岩心图像中生物扰动的定量表征*

生物扰动对塔里木盆地塔河油田奥陶系碳酸盐岩“基质储集体”储集性能的改造效应具有重要影响。以塔河油田奥陶系岩心为研究对象,利用Adobe^® Photoshop^® CS6软件提供的生物扰动数字图像分析软件包,对岩心数字图像中生物扰动区域进行了识别和定量表征。结果表明: (1)在生物扰动数字图像分析软件包提供的方法中,“相似像素选择法”和“魔棒法”是对生物扰动识别与定量表征最为有效的方法,但二者适用范围不同;(2)“相似像素选择法”适用于生物扰动程度较大,单个形体相对较小且离散度相对较高的情况:当生物扰动充填物和围岩基质边界对比度较大时,应用“选取相似”操作效果最好;而当生物扰动充填物和围岩基质边界对比度较小时,应用“色彩范围”操作识别效果最好;这2种操作都仅能执行1次;(3)“魔棒法”对于识别生物扰动区域形体大而分布连续,且充填物颜色不同的情况具有独到优势;该方法可以通过多次重复操作以及调整“容差”来提高生物扰动区域与围岩基质的识别度。该研究对从生物成因角度解释碳酸盐岩“基质储集体”的非均质性与分布规律、实现增强储集性能生物扰动属性表征、丰富海相碳酸盐岩储集层地质学理论、指导该类油气藏远景勘探和储量计算以及选择合理的开发方案等具有重要意义。     

伊拉克M油田白垩系Mishrif组潟湖环境碳酸盐岩储集层成因机理

为深化潟湖相碳酸盐岩储集层非均质性认识,以伊拉克M油田白垩系Mishrif组为例,基于岩心观察、物性分析数据、铸体薄片及压汞实验,对潟湖相储集层特征及成因机理开展研究.结果显示:研究区潟湖环境岩石类型复杂,生物碎屑具有多样性,储集层以低渗、特低渗为主,孔隙度分布范围宽,发育大量的基质微孔、铸模孔和晶间孔.储集层强非均质性是复杂沉积作用和差异成岩作用的结果.潟湖沉积物泥质含量高,发育大量基质微孔,与生物扰动作用相伴生的埋藏白云化作用可形成晶间孔,易溶型生物碎屑被选择性溶蚀形成大量的铸模孔.研究认为:潟湖沉积物原始物性较低,后期成岩作用可改善储集层物性.生物扰动期次、扰动强度、充填物类型、环境的封闭性及外来流体性质等因素控制了潜穴中充填物的改造趋势;生屑类型、成岩序列和成岩环境等影响了沉积物中铸模孔的发育和保存.综合潜穴充填物类型、生屑类型、成岩环境和成岩作用等因素,建立了生物扰动成因孔隙模式和铸模孔发育模式.      

华北寒武纪—奥陶纪豹皮状碳酸盐岩系生物扰动成因

华北地区寒武系和奥陶系发育了大量的生物扰动白云岩/生物扰动灰岩,选择两个代表性剖面——河南登封寒武系剖面和山西兴县奥陶系剖面进行碳酸盐岩系生物扰动成因研究。河南登封寒武系第二统朱砂洞组中的遗迹化石较单一,主要为Thalassinoides、含有少量Planolites;山西兴县中奥陶统马家沟组五5亚段中遗迹化石较丰富,识别出的遗迹化石共7个遗迹属,分别为Arenicolites、Cylindricum、Helminthopsis、Lorenzinia、Planolites、Teichichnus、Thalassinoides,其中Thalassinoides占主导地位。朱砂洞组主要为滨岸碳酸盐潮坪相,中奥陶统马家沟组五5亚段主要为局限台地相。通过野外地质考察及室内相关实验手段及方法,利用偏光显微镜、扫描电镜对生物潜穴及围岩进行了宏观和微观结构分析,发现生物潜穴内部主要为白云石,基质围岩主要为方解石,生物潜穴在野外露头上表现为颜色不一的斑块状。两个剖面大量发育遗迹化石Thalassinoides(海生迹),Thalassinoides的三维潜穴系统为白云石化流体提供了良好的运移通道,为回流渗透作用提供了有利条件,促进潜穴充填物白云石化,从而形成了大量豹皮状的生物扰动白云岩。     

塔里木盆地塔河油田奥陶系数字岩心图像中生物扰动的定量表征

生物扰动对塔里木盆地塔河油田奥陶系碳酸盐岩"基质储集体"储集性能的改造效应具有重要影响。以塔河油田奥陶系岩心为研究对象,利用AdobePhotoshopCS6软件提供的生物扰动数字图像分析软件包,对岩心数字图像中生物扰动区域进行了识别和定量表征。结果表明:(1)在生物扰动数字图像分析软件包提供的方法中,"相似像素选择法"和"魔棒法"是对生物扰动识别与定量表征最为有效的方法,但二者适用范围不同;(2)"相似像素选择法"适用于生物扰动程度较大,单个形体相对较小且离散度相对较高的情况:当生物扰动充填物和围岩基质边界对比度较大时,应用"选取相似"操作效果最好;而当生物扰动充填物和围岩基质边界对比度较小时,应用"色彩范围"操作识别效果最好;这2种操作都仅能执行1次;(3)"魔棒法"对于识别生物扰动区域形体大而分布连续,且充填物颜色不同的情况具有独到优势;该方法可以通过多次重复操作以及调整"容差"来提高生物扰动区域与围岩基质的识别度。该研究对从生物成因角度解释碳酸盐岩"基质储集体"的非均质性与分布规律、实现增强储集性能生物扰动属性表征、丰富海相碳酸盐岩储集层地质学理论、指导该类油气藏远景勘探和储量计算以及选择合理的开发方案等具有重要意义。     

鲁西豫东地区奥陶系顶部岩溶储集层特征及有利控制因素*

基于野外露头、岩心、薄片和测录井等地质及地球物理资料分析,并结合区域地质背景,深入研究了鲁西豫东(东濮)地区奥陶系顶部峰峰组和上马家沟组岩溶储集层发育特征、演化过程,并进一步分析优质储集层形成的主控因素,预测了有利储集层分布区。结果表明,奥陶系顶部储集层主要岩性为颗粒石灰岩、云质石灰岩、泥晶石灰岩、粉细晶白云岩、含膏白云岩和藻粘结白云岩等,裂缝和溶洞是主要储集空间类型。白云岩类储集层平均孔隙度为2.5%,平均渗透率为7.43×10^-3μm²;石灰岩类储集层平均孔隙度为2.2%,平均渗透率为2.72×10^-3μm²。储集层经历了沉积—准同生期成孔(寒武纪—中奥陶世)→风化淋滤(晚奥陶世—早石炭世)→矿物充填(晚石炭世—白垩纪末期)→溶蚀改造(古近纪)4个演化阶段。沉积相、成岩作用及构造应力控制了研究区优质储集层的形成。颗粒滩及潮坪相带、断裂发育带、白云石化作用和准同生岩溶、表生岩溶、埋藏岩溶作用6项叠合区储集层质量最优;颗粒滩及潮坪相带、白云石化作用和准同生岩溶作用、表生岩溶作用4项叠合区,以及断裂发育带、表生岩溶作用、埋藏岩溶作用3项叠合区储集层质量次之;颗粒滩及潮坪相带、断裂发育带、白云石化作用和准同生岩溶作用、埋藏岩溶作用5项叠合区储集层质量一般。     

黔中息烽磷矿床成矿环境、成矿作用及成矿模式探讨*

息烽磷矿是贵州地区震旦纪陡山沱期磷矿的重要组成部分,以矿层厚、品位高、断裂构造发育、叠层石丰富而独具特色。通过对矿床地质特征及矿床地球化学特征综合研究认为,从陡山沱组底到顶气候经历温湿—干热—湿热变化,海平面对应经历了海进—海退—海进,其内的磷块岩和磷质岩是在热水沉积作用、生物作用和正常海水沉积作用等共同作用下形成于前滨—临滨环境。综合以上,反演息烽陡山沱期成矿过程,发现矿床经历了“海进—海退—海进”三阶段成矿,在陡山沱早期海进阶段形成下矿层,随后的海退阶段和海进阶段形成上矿层。空间上,2矿层之间夹白云岩,且交于靠黔中古陆一侧,当第2次海进越过第1次海进的前滨—临滨位置后,只形成上矿层,是开阳、息烽磷矿床1层矿体形成的对应部位。瓮福磷矿床有2层矿体,对应处于经历了“三阶段成矿”的前滨—临滨部位,且瓮福磷矿成矿时的位置高程明显低于息烽磷矿、息烽磷矿略低于开阳磷矿,通过岩性特征对比,与实际基本吻合。因此,在对陡山沱期的磷矿进行成矿预测和找矿勘查中,与息烽磷矿床相似的黔中及附近区域的动态前滨—临滨环境,均为磷矿床的找矿靶区,利用“三阶段成矿”形成相交的2矿层特点,可高效对已知矿床、矿化点和前滨—临滨带周围进行成矿预测。     

塔河油田奥陶系储层研究

通过钻井岩心和铸体薄片观察，根据下奥陶统灰岩基质的孔渗特征和孔隙结构特征，并与基质作为储层的下限对照裂隙、洞穴和溶蚀孔洞不发育的灰岩基质，发现尽管有微孔隙的发育，但其孔隙度、渗透率、最大孔喉半径、饱和度、中值喉道半径等参数值远低于储层下限值，基本不具备储集和生产油的意义。而下奥陶统灰岩段储集和生产油气的有效储渗空间按成因、形态及大小可划分为溶蚀孔隙、溶蚀孔洞、大型洞穴、风化裂隙、构造裂隙等5类，构成5种性质有别的储层，即洞穴型储层、风化裂隙型储层、构造裂隙型储层、台缘滩相颗粒灰岩溶蚀孔隙型储层和地表残积物裂隙-孔隙（洞）型储层。从而使塔河油田奥陶系储层有了一个比较系统、完善的划分标准。研究和搞清这些有效储层的成因及分布规律，对塔河田区奥陶系的油气勘探开发至关重要。     

塔河岩溶型碳酸盐岩缝洞系统流体动态连通性研究

塔里木盆地塔河油田下奥陶统碳酸盐岩储集体属于表生岩溶作用形成的喀斯特缝洞系统。其储集体孔隙空间类型主要为与原始组构无关的连通孔洞,其孔隙系统由岩溶洞穴、溶蚀裂缝和溶蚀孔三大类型的储集空间复合而成。油田开发实践证实,油藏呈现出多压力系统、差异连通的特征。文中针对缝洞型碳酸盐岩连通缝洞孔隙系统的特征,分析了区别于分散型碳酸盐岩储集体的特征。基于油藏的孔洞系统复杂的特点,说明利用各类动态资料对油藏储层缝洞体研究十分重要。通过动态研究方法,推测喀斯特缝洞系统中的连通体--“缝洞单元”。笔者提出了利用动态信息分析油藏之间缝洞连通性的研究思路和方法:（1）同一缝洞单元内,单井地层压力趋势下降相似;（2）井间干扰系统测试是较直接的连通确定方法;（3）开发井生产异常,导致同一缝洞单元相邻井出现相应动态变化;（4）注水井的示踪剂注入,检测邻近井检测示踪剂的含量、受效时间等,判断井间的连通级别;（5）不通缝洞单元的流体组分、密度和粘度等存在差异。结合塔河油田实际资料,共划分了42个缝洞单元,认为缝洞储集体的分布与岩溶古地貌、古水系和断裂带有一定的吻合性。     

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。     

湖相白云岩成因模式及其储集性

湖相白云岩的成岩作用是非常规油气储层中非常活跃的话题,其成因模式以及储集性的研究对以碳酸盐岩为储层的油气勘探具有重要意义。通过综述前人关于湖相碳酸盐岩领域的研究成果,总结出以下几点:湖相白云岩成因模式主要有原生生物成因、准同生成因以及热液成因;湖相白云岩的储集空间类型包括以生物体腔孔为代表的原生孔、酸性流体作用下形成的溶蚀孔洞、白云石化作用或重结晶作用形成的晶间孔以及构造应力作用下形成的裂缝等4大类;其物性和孔隙结构分别受控于沉积环境及生物种类、酸性流体的溶蚀能力、白云岩化模式以及构造活动强度和岩石脆性等。以上研究成果可为湖相碳酸盐岩,乃至其他成因的碳酸盐岩物性影响因素以及油气地质意义研究提供借鉴参考。     

坦桑尼亚恩泽加绿岩带隐伏金矿床综合找矿模型

恩泽加绿岩带是坦桑尼亚重要的成矿带之一,产出了高登普莱德(Golden Pride)等多个大型金矿。通过对坦桑尼亚恩泽加绿岩带已发现的隐伏金矿床进行分析研究,结果显示恩泽加绿岩带隐伏金矿床构造控矿作用明显;高精度磁法和激电中梯测量结果显示含矿构造蚀变带具有高磁、低阻、相对高极化的特征;土壤地球化学测量结果显示成矿元素Au异常在空间分布上大于相应的含矿构造蚀变带的分布范围,其浓集方向与含矿构造蚀变带展布一致,并与指示元素As、Sb的套合性较好。根据该区域隐伏金矿床的地质、地球物理及地球化学特征,对该区隐伏金矿床的找矿标志进行了总结,明确了各找矿标志与隐伏金矿床之间的关系,并在此基础上构建了恩泽加绿岩带隐伏金矿床的综合找矿模型,该模型的应用显示了多种技术手段联合实施在寻找绿岩带型隐伏金矿床的有效性。