微生物碳酸盐岩分类、沉积环境与沉积模式

针对现有微生物碳酸盐岩分类不够系统、岩石类型及组合的环境意义不明确、岩相古地理重建缺乏微生物碳酸盐岩沉积模式指导等科学问题,通过塔里木盆地、四川盆地和鄂尔多斯盆地2个元古宇剖面和3个显生宇剖面详细的岩类学和岩石组合序列研究,取得3项成果与认识:①建立了构造尺度和形态特征相结合的系统的微生物碳酸盐岩分类方案。②明确了微生物碳酸盐岩岩石类型及组合的环境意义。风暴浪基面之下远端以欠补偿黑色泥岩和硅质岩沉积为主,近端的下斜坡以具丘状结构的纹理石碳酸盐岩和灰泥丘建造为主;风暴浪基面和正常浪基面之间的上斜坡以小-中型泡沫状、团块状凝块石碳酸盐岩和小-中型柱状、锥状、穹窿状叠层石碳酸盐岩建造为主;正常浪基面与平均低潮线之间以大-中型波状叠层石碳酸盐岩建造为主;平均低潮线之上的潮坪环境以大-中型层(席)状微生物碳酸盐岩、丘状微生物碳酸盐岩建造为主。③建立了缓坡沉积体系和镶边沉积体系微生物碳酸盐岩沉积模式。这些认识对微生物碳酸盐岩岩相古地理重建和储层分布预测具重要的指导意义。     

塔里木盆地肖尔布拉克剖面肖尔布拉克组下段微生物碳酸盐岩沉积特征

塔里木盆地阿克苏地区肖尔布拉克剖面肖尔布拉克组下段除底部条带状泥晶白云岩外,主要为微生物碳酸盐岩沉积,但目前关于这套微生物岩的研究很少。通过详细的野外露头观察及室内镜下薄片鉴定,对研究剖面肖尔布拉克组下段的微生物碳酸盐岩类型进行了识别、分类,并重构了其沉积环境。结果显示:肖尔布拉克组下段共发育六种岩相类型,其中包括四种微生物碳酸盐岩类型:粗纹层状凝块岩,具窗孔凝块岩,厚层状凝块岩和块状凝块岩。粗纹层状凝块岩和具窗孔凝块岩主要分布于潮间带;厚层状凝块岩和块状凝块岩主要沉积于中深—浅水局限潮下带。不同的微生物岩类型发育于不同的位置,主要受控于海平面变化、古地理位置及微生物群落等因素。     

微生物碳酸盐岩分类体系的修订:对灰岩成因结构分类体系的补充

微生物沉积作用在前寒武纪地层中普遍发育,在显生宙的一些地层中也较为发育。在碳酸盐岩地层之中,以叠层石为代表的微生物岩尤为引人注目。经过长期研究,2000年Riding曾经将微生物碳酸盐岩分为叠层石、凝块石、树形石和均一石4大类型。实际上,核形石以其较为广泛的发育和特殊的微组构也应该作为一种典型的微生物碳酸盐岩类型而纳入微生物碳酸盐岩的分类体系之中,而不能简单地作为球状叠层石。而那些纹理石灰岩,较厚的纹理和较深的产出沉积环境与叠层石形成明显的区别,也应该作为一种微生物碳酸盐岩的类型。生物沉积作用所形成的碳酸盐岩,以生物礁岩最为典型,在20世纪70年代曾经被Embry和Kloven归为骨架岩、障积岩、粘结岩三大类型,后来又增加了胶结岩,这是对20世纪50年代Folk、Dunham关于灰岩成因结构分类体系的良好补充。这些生物礁岩石以其高能量形成环境而有时又几乎见不到颗粒而与"颗粒含量越高沉积环境的能量越高"的基本理念不相符,所以Wright在1992年将它们归为生物作用类岩石,从而将灰岩划分为沉积作用、生物作用、成岩作用三大类。根据该分类,Folk和Dunham所描述的分类则属于沉积作用类灰岩,而Embry和Kloven所描述的生物礁岩石则归为生物作用类灰岩。微生物碳酸盐岩,总体上构成生物作用类碳酸盐岩中的粘结岩类,以其明显的微生物作用特点而具有自己的分类体系;它不但作为生物礁岩石的主要类型,而且也常常以生物礁、生物层和生物丘三种形式发育在地层之中。因此,上述概念和认识的进步,在强调微生物沉积作用的重要性的同时,有必要将微生物碳酸盐岩重新分为6大类:叠层石、凝块石、核形石、树形石、纹理石和均一石。     

南堡凹陷周边寒武-奥陶系碳酸盐岩储层特征及成岩作用

基于大量的薄片及岩心观察,运用电镜扫描、X射线衍射、物性分析、铸体压汞等手段,对寒武-奥陶系碳酸盐岩储层进行了研究,探讨了成岩作用特征及孔隙演化模式.表明灰岩和白云岩为碳酸盐岩储层的主要岩石类型,以孔、缝、洞为主要储集空间,由于受连通性以及充填作用的影响,构造裂缝的储集性能更为优越.储层基质孔隙差,白云石化作用、溶蚀作用、压实和压溶作用、胶结及充填作用以及构造作用为区内主要的成岩作用类型.碳酸盐岩孔隙演化主要经历了两个阶段:早期原生孔隙形成与收缩阶段、中晚期的次生缝、孔、洞发育与充填阶段;早期碳酸盐岩沉积时孔隙大,经初期成岩和埋藏后,失去了主要孔渗性能;中晚期的次生缝、孔、洞十分发育,但充填严重,晚期的构造缝及溶蚀孔、洞被部分保存.     

微生物碳酸盐岩及其油气勘探意义

微生物岩是沉积学研究的一个热点与难点,同时,微生物碳酸盐岩潜在的生烃潜力以及作为一种新的储层类型,也越来越受到国内外油气勘探者的关注。在大量资料调研的基础上,重点论述了微生物碳酸盐岩相关研究成果及其最新研究进展,包括微生物碳酸盐岩的类型划分、叠层石与凝块石的成因、地史分布、沉积环境等,并简要阐述了微生物碳酸盐岩潜在的生烃潜力以及相关重大的油气发现。微生物碳酸盐岩分布广泛,以中新元古代、寒武纪和早奥陶世最为发育,因此,微生物碳酸盐岩主要发育于较老的地层中,往往埋藏较深。鉴于其潜在的烃源岩与储层以及丰富的油气资源,深层油气勘探潜力巨大。微生物碳酸盐岩类型划分、成因机制、地史分布及其沉积环境的相关研究将对于开展微生物碳酸盐岩烃源岩及其储层的研究并寻找新的微生物碳酸盐岩油气田具有重要的指导意义。     

微生物岩研究的发展与展望

概述了微生物岩的定义、研究范围和实用意义；划分了早期启蒙阶段、古生物学派与现实主义（沉积）学派对立阶段、比较现实主义（沉积学）阶段和微生物沉积学阶段等４个研究发展阶段（涉及微生物岩的岩石、微生物、生态系、环境、分类和演化）；介绍了微生物礁丘、热泉沉积和磷铁锰微生物岩等研究热点；指出在构造类型、沉积环境、组成岩石和成因标志等方面的发展趋势；提出当前任务是要分析鉴定微生物岩的细菌化石，微生物成因的结构构造和矿物，标志元素、同位素和生物标志物，以及微生物生态系统和成岩成矿机理.     

塔里木盆地柯坪地区肖尔布拉克组优质微生物碳酸盐岩储层成因

微生物碳酸盐岩储层是油气地质学研究的重要领域,针对古老深埋的塔里木盆地肖尔布拉克组微生物碳酸盐岩存在的优质储层争议和储层成因问题,通过野外观察、剖面测量、密集取样、物性测试、薄片分析和CT扫描等手段,对柯坪野外露头区的肖尔布拉克组微生物碳酸盐岩储层进行了系统调查与分析。结果表明,肖尔布拉克组的优质微生物碳酸盐岩储层为具有亮晶凝块结构的层状凝块石建造,其储层孔隙度最大值为9.35%,孔隙度介于2.69%~9.35%之间的比例为70.3%,平均值为5.07%,且其储层孔隙度和平行渗透率具有极好的线性正相关性。这些优质储层的储集空间类型包括粒间孔、晶间孔、粒间溶孔、晶间溶孔、扩溶孔和溶洞6类。潮下带上部高能原始沉积环境中形成的亮晶凝块结构为优质储层的形成提供了微生物沉积作用上的先决条件;热液溶蚀作用形成大量大孔径的组构非选择性扩溶孔和溶洞则是优质储层形成过程中至关重要的成岩作用过程,极大地提高了层状凝块石建造的孔隙度。这将进一步深化对肖尔布拉克组优质微生物碳酸盐岩储层类型和成因的认识。     

肥城邓家庄剖面寒武系微生物碳酸盐岩沉积序列

山东肥城邓家庄剖面寒武系出露连续,构成了7个三级层序。微生物碳酸盐岩主要发育在高位体系域和强迫型海退体系域单元中,以徐庄组凝块石、张夏组核形石、长山组叠层石、凤山组均一石为代表,是研究早古生代微生物碳酸盐岩复苏期的良好实例。多样化的微生物碳酸盐岩中可见大量保存精美的附枝菌（Epiphyton）、葛万菌（Girvanella）以及肾形菌（Renalcis）等钙化微生物残余物,指示了微生物碳酸盐岩形成与蓝细菌为主导的微生物新陈代谢活动密切相关。此外,微生物碳酸盐岩沉积特征反映了生长环境的分异性:均一石、凝块石分别生长在潮下带下部、上部;柱状叠层石主要发育在能量较高的潮间带环境;核形石指示了沉积环境浅且能量高的鲕粒滩相沉积环境。邓家庄寒武系剖面微生物碳酸盐岩为了解寒武纪地球微生物、古环境、古气候提供了重要的岩石记录。     

生物岩的分类

生物岩是新兴交叉学科生物岩石学的主要研究对象，是生物作用形成的岩石，主要包括生物礁岩、非造礁生物骨骼和泥晶组成的岩石、微生物骨骼组成的岩石、微生物作用形成的岩石。以往的生物礁和微生物岩分类系统只包括了一部分生物礁岩和微生物岩，尚有一部分宏体生物形成的岩石类型和微生物形成的岩石类型没有准确命名。为了促进生物岩的研究，作者提出一个包括生物礁岩、非造礁生物骨骼碳酸盐岩、微生物岩和其他微生物成因岩石的统一的生物岩分类系统，包括4个层级24种基本岩石类型。新增的基本岩石类型包括生物泥晶岩、微礁岩、微屑岩、包壳石、微骨架岩、微绑结岩、丝状岩、微泥晶岩等。作者还对部分岩石例如骨架岩等的定义进行了补充修正与完善，讨论了生物岩研究中存在的4个问题。     

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。     

临清坳陷东部煤成气藏的主控因素及成藏模式

临清坳陷是渤海湾盆地油气资源的重要勘探研究区,其煤成气藏潜力大,但研究程度较低。从多角度入手,通过解剖典型的煤成气探井,分析研究了临清坳陷东部煤成气藏的主控因素及成藏模式。研究结果显示:该区煤岩以Ⅲ型干酪根为主,暗色泥岩以Ⅱ₂-Ⅲ型干酪根为主,易于生气（油）;油气运移以近源输导为主;煤成气成藏主要受控于圈闭的赋存条件、油气输导、生储盖组合以及优质烃源岩分布等4个方面;成藏模式主要划分为源内成藏和源外成藏两种模式,其中源内成藏模式是今后该区勘探的主体,源外成藏的I型为进一步攻克对象。      

从源控论到源储共生系统 ——论源岩层系油气地质理论认识及实践

中国非常规油气正实现整体战略发展,源岩层系油气已成为非常规油气增储上产的主要组成部分。基于中国源岩层系油气地质条件和工业实践历程,本文主要取得4项研究认识:(1)源岩层系油气包括源岩油气和致密油气两种类型,纵向分布新生界、白垩系、侏罗系—三叠系、上古生界、下古生界等5个油气聚集域;(2)源岩层系油气地质是研究陆上源岩层系油气资源类型、赋存机理、富集规律、分布特征、产出机制、评价方法、关键技术及发展战略的一门新兴油气地质学科,核心是研究和评价源岩层系油气"甜点区(段)""烃源性、储集性、含油性、流动性、成缝性和经济性""六性关系";(3) 10余年来,中国源岩层系油气研究和生产取得重要进展,致密砂岩气规模发展,致密油稳步发展,页岩气快速发展,页岩油加快探索,煤层气及油页岩油持续发展,2020年中国源岩层系油气产量已占总产量的18%;(4)未来主要攻关方向,建议聚焦解决制约中低压致密油、含水致密砂岩气、中低阶煤层气、陆相及过渡相页岩气、中低熟页岩油等中国陆上源岩层系油气资源规模动用和开发的瓶颈问题,探索创造页岩原位转化和煤炭地下气化两大地下"人工油气藏"颠覆性工程。源岩层系油气将成为"稳油增气"最具潜力的现实资源,预计2030年页岩层系天然气有望超天然气总产量的50%,页岩层系石油约占原油总产量的10%-15%。     

上扬子三江地区中新生代构造变形的油气地质意义

上扬子地台是我国南方的海相油气富集区, 其周缘地区分别处于不同的构造带中, 构造变形差异显著, 致使海相油气的盖层和保存条件各异.在揭示上扬子三江地区中新生代构造变形特点的基础上, 结合岩相古地理和油气成藏要素的演化, 探讨后期构造活动对海相油气分布和高原低熟油气形成的控制.研究认为, 印支运动的推覆挤压破坏了早期的海相生储盖组合, 同时也导致山前带挠曲下陷, 发育新的成藏组合.燕山运动期间, 在稳定的盆地裂陷过程中沉积了一套区域性海泛湖相泥岩, 既是优质源岩, 也是有效的区域盖层.在白垩纪至古近纪的盆地萎缩过程中, 发育了区内最重要的景星组(K₁j)储层, 以及古近系膏泥岩层, 该套地区性盖层对高-过成熟的裂解气有重要保存意义.新近纪以来, 强烈的走滑断陷和高原隆升过程对海相油气的后期保存十分不利, 同时, 控制了一系列小型山间断陷盆地的形成, 这些盆地陆源和水生有机质都佷丰富, 在低热演化阶段, 源岩遭受微生物降解, 形成未熟-低熟油气, 尽管该类油气资源有限, 但对于青藏高原低演化油气的勘探有所借鉴.      

澳大利亚Bonaparte盆地WA-406-P区块油气成藏条件及控制因素

Bonaparte盆地属于陆内裂谷与被动大陆边缘相叠加的叠合型盆地,WA-406-P区块就位于盆地早-中侏罗世发育的大型Plover三角洲沉积体系之上,该区块油气成藏条件及控制因素的研究是确定下步有利勘探目标的前提与基础。本文结合油气地质、分析化验、三维地震、测井曲线等资料进行综合分析,研究表明：WA-406-P区块发育两种烃源岩类型,西北部以Ⅱ₁型为主,东南部以Ⅱ₂型为主,成岩作用控制着储层的储集性能,整体上属于低孔高渗透型储层;中-下侏罗统的Plover组和Elang组及上侏罗统-下白垩统的Flamingo组三套三角洲砂体与大套的海相泥岩配置形成两套有利储盖组合,由于圈闭形成期早于大规模油气运聚期,因此,油气经历两期充注后,具备良好的成藏匹配关系。烃源岩分布特征控制着油气藏的流体类型,构造形态及断层展布控制着油气藏的类型,储层物性控制着油气地质储量的丰度,断层活化作用控制着油气藏能否完整保存。油气成藏控制作用的明确指明了有利勘探区域：北部垒堑间互带为Ⅰ类勘探区,西南斜坡带为Ⅱ类勘探区,东南洼槽区为Ⅲ类勘探区。     

三塘湖盆地马朗凹陷石炭系火山岩系油气成藏主控因素及模式

三塘湖盆地马朗凹陷石炭系主要发育两套烃源岩,分别为哈尔加乌组上段和哈尔加乌组下段,油气藏形成的源控作用十分明显。通过烃源岩和原油地球化学的分析以及油源对比,发现不同类型原油的形成与分布严格受控于对应源岩的分布范围。分析表明,马朗凹陷石炭系火山岩系油气成藏的主控因素是优质烃源岩、强充注油源断裂和有利火山岩相带的合理配置。根据烃源岩与储层的配置关系,石炭系油气藏的形成可以概括为两种模式:一种为风化壳型成藏模式,油气聚集在石炭系火山岩顶部受风化淋漓作用改造的优质储层中,其中的油气来自下部烃源岩,运移通道为与烃源岩相沟通的油源断裂;另一种模式为内幕型成藏模式,储层为流体溶蚀改造的储层,其中聚集的油气来自邻近火山喷发间歇期沉积的炭质泥岩。     

微生物碳酸盐岩孔隙研究进展

微生物碳酸盐岩不仅是研究古环境、古气候和地质历史事件的重要沉积记录,也是油气资源重要的储层类型之一。不同微生物群落的生理活动特性影响了原生孔隙的形成及保存,微生物沉积形成的不同尺度的沉积组构影响了孔隙的孔径大小及空间分布。微生物碳酸盐岩微相及共生岩性的微相组合型式对孔隙有效性及规模有重要影响,所处沉积地貌及相带使得微生物碳酸盐岩受海水-大气水成岩环境的胶结-溶蚀作用次序及程度不同,导致孔隙的非均质性。微生物相关的白云石化、胶结及岩溶等不同成岩作用,因其所处成岩阶段不同,而分别可能起到形成原生孔隙、保护残余孔隙及形成次生孔隙等不同效果,因而对孔隙形成及保存具有积极意义。微生物碳酸盐岩孔隙具有从纳米-亚微米级微孔隙到厘米甚至米级宏观孔隙等多个尺度,且与多尺度沉积结构构造有一定的耦合关系。因此,需要合理配置不同尺度样品的空间分布,运用多种方法技术表征不同尺度的孔隙,并增强各类数据的融合。此外,加强地质学科与地球物理学科的结合,是推动微生物碳酸盐岩油气储集层地质研究和勘探开发工作的重要途径。     

塔里木盆地古生界不同成因斜坡带特征与油气成藏组合

塔里木盆地古隆起和古斜坡控制油气富集已为勘探实践所证实。古生界广泛分布的斜坡带按其成因特点可分为3类:即地层形成期的沉积建造斜坡、构造变革改造期的侵蚀地貌斜坡和构造抬升翘倾作用形成的构造斜坡。不同类型的斜坡带发育了不同的油气成藏组合:沉积建造斜坡带发育了以礁滩体为主要储层、致密碳酸盐岩或上奥陶统泥岩为主要盖层的成藏组合;岩溶斜坡带发育了不同层系岩溶储层(中、下奥陶统岩溶储层、上奥陶统岩溶储层和寒武系白云岩储层)与不同层系泥岩盖层(上奥陶统泥岩盖层、志留系泥岩盖层和石炭系下泥岩段盖层)构成的成藏组合;地层超覆斜坡带在志留系和上泥盆统—石炭系形成了以地层超覆圈闭为主、构造-地层(或岩性)圈闭为辅、泥岩段为盖层的成藏组合。     

银额盆地哈日凹陷多类型油气藏共生特征及其成藏机理

近年来,银根—额济纳旗盆地哈日凹陷发现了多种类型油气藏,证实其有较好的油气勘探前景,但该凹陷油气地质条件极为复杂,特别是对多类型油气藏的共生特征及其成藏机理认识不足,限制了对油气分布规律的科学预测,制约了油气勘探的进程.基于对各类型油气藏的剖析,探讨多类型油气藏共生特征及其成藏机理,预测油气分布,分析勘探方向,以期为该...     

Types, Petrophysical Properties and Pore Evolution of Late Ediacaran Microbial Carbonates, Tarim Basin, NW China

The Upper Ediacaran microbial carbonates of the Tarim Basin are potential reservoir geobodies for future hydrocarbon exploration with rising interest in exploration for deeply-buried reserves. However, little knowledge has been acquired on the types of microbial carbonates that are present, the properties of the reservoir and the pore evolution, hampering predictions of high-quality reservoirs in these carbonates. Integrated with petrography and in-situ U-Pb dating geochronology analyses, this study aims to clarify the types of microbial carbonates present and to reconstruct the pore evolution processes of the potential reservoir rocks. The Upper Ediacaran microbial carbonates of the Tarim Basin can be divided into four types, based on their features in terms of different scales (macro- to micro-): microbial laminite, stromatolite, spongiomicrobialite and microbial-peloidal wackestone/mudstone. Petrophysical properties show that all these microbial carbonates have low porosity and very low permeability with poor connectivity. These carbonates were subject to long-term and complex diagenetic processes, mainly consisting of dissolution, compaction, pervasive dolomitization, cementation and fracturing. The most important reservoir spaces are contributed by vugs and dissolution-enlarged pores, which are likely to have been associated with the widespread uplift of the Aksu area in the terminal Ediacaran. In contrast, the cementation of the fine-to-medium crystalline dolomite greatly reduced the pre-existing pores. Pore types are closely related to different microbial fabrics, which played an important role in the pore evolution of the microbial carbonates.