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。     

胜利油区下古生界潜山岩溶作用及宏观储集特征

胜利油区下古生界同华北地台的其他地区一样，为一套以碳酸盐岩为主的海相沉积，作为油气的储集体，是在加里东期风化壳的基础上，经印支期拱张，燕山－喜马拉雅期的块断形成潜山，经再次的风化淋滤作用改造而成的。该文根据潜山的形成史，结合岩溶作用的发育时间，把区内的潜山划分为３种类型：第一类为印支期拱张一岩溶型潜山，其储集空间以溶蚀洞穴为主，构造裂缝次之，第二类为燕山－喜马拉雅期块断－岩溶型潜山，其储集空间以构     

油气田古岩溶与深岩溶研究新进展

项目来源：国家“九五”重点科技攻关项目“中国大中型气田勘探开发”研究专题 起止时间： 1996年—2000年 项目负责人：夏日元 主要完成人：夏日元唐健生罗伟权邓自强关碧珠 承担单位：中国地质科学院岩溶地质研究所 古岩溶是指地质历史时期而非现代营力环境下形成的岩溶；深岩溶则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。近年来，鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地及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，在埋藏深度大于2000～3000m的碳酸盐岩中发现了高产古岩溶储集层。由于储集空间主要为岩溶孔洞、裂缝等，非均质性明显，空间分布规律复杂，加之碳酸盐岩储层经历了漫长的岩溶作用过程(既有地质历史时期近地表环境下的古岩溶作用，又经历了长期逐渐被埋藏过程中深岩溶作用的叠加与改造)，造成油气储集规律十分复杂，给勘探、开发带来了一定难度。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。 专题研究采用古水文地质综合方法、溶蚀作用地球化学物理和数学模拟、岩石地球化学测试、岩溶储层介质结构定量评价和预测等技术手段，系统研究了鄂尔多斯盆地和渤海湾盆地奥陶系碳酸盐岩古岩溶和深岩溶的形成条件、影响控制因素和发育特征，揭示了不同时期岩溶作用的机制、发育演化特征及其与油气富集关系，识别出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“膏溶”和晚期“断裂系统岩溶”三个发育演化阶段。“膏溶”作用起关键作用，古岩溶地貌形态对油气富集有明显的控制作用； (2)深岩溶包括压释水岩溶和热水岩溶两种类型。压释水岩溶是指在压力差驱动下，上覆煤系地层成岩压实过程中释放出来的酸性水，通过渗流窗口侵入古风化壳产生对流循环而形成的岩溶。具有“水平渗流”、“侧向渗流—对流循环”、“纵向对流循环”三种发育模式，与烃类运移、聚集的关系为：早期为烃类改善运移通道，中期改造贮存空间，晚期对储集体形成封闭； (3)热水岩溶为奥陶系古风化壳深埋藏后，受燕山运动构造热事件影响，古地温梯度明显增高，呈承压状态向上运移的具有溶蚀能力的深循环热水对可溶岩所产生的溶蚀作用。热水岩溶主要经历了深循环对流热水形成、溶蚀与白云岩化作用两大阶段，对油气藏的形成具有建设性作用； (4)渤海湾盆地黄骅坳陷奥陶系碳酸盐岩岩溶发育主要经历了三个演化阶段：①加里东晚期—海西早期裸露古岩溶；②印支—燕山早期裸露和浅埋藏古岩溶：③燕山晚期—喜山期埋藏深岩溶。通过研究，建立了向斜翼部侵蚀洼地排泄型、向斜轴部山间洼地排泄型、山前浅埋藏断陷盆地型等三种古岩溶发育模式，以及倾斜垒式断块压释水作用、深埋褶断凸起构造压释水作用、深大断裂带高位掀斜断块热水作用等三种深岩溶发育模式。 (5)建立了各类古岩溶和深岩溶发育演化模式，提出了岩溶型油气储层定量评价和预测的模拟勘探技术，预测了三处有利勘探块区，取得了一定社会经济效益。     

油气储层的深岩溶作用

碳酸盐岩和砂岩是重要的油气储层,埋藏期深岩溶作用形成的次生孔隙是油气运移和聚集的有效空间。笔者通过多个油田研究,总结了深岩溶发育特征,并且首次运用多种有机酸对碳酸盐岩和砂岩溶孔的形成进行了模拟试验研究,揭示了有机溶蚀化学机理和深溶作用的温度、压力效应      

车镇地区下古生界碳酸盐岩潜山岩溶模式初探

构造分析和地层研究表明,潜山范围内岩溶垂向发育有限,但是潜山周缘岩溶深度很大。采用岩石学、地球化学分析等方法,对研究区岩溶作用进行了深入分析。共识别出3期岩溶作用,即寒武系冶里亮甲山组-凤山组沉积期岩溶、加里东期岩溶和印支燕山期岩溶。初步探讨了3期岩溶机制:沉积期古岩溶受控于沉积、成岩作用,以大气水、海水混合白云石化作用所形成的储集空间最为有利;加里东期古岩溶介质为大气水,以地表溶蚀为主,岩溶缝、孔、洞多为后期石炭-二叠系泥岩所充填;印支燕山期古岩溶为研究区主要岩溶发育期,受构造运动、内幕地层控制,岩溶介质主要为大气水,混有地下热液影响。      

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。     

塔河油田盐下地区奥陶系成岩作用与孔隙演化

在55口井岩心、300片薄片观察的基础上,结合地球化学分析资料,系统研究了塔河油田南部盐下地区碳酸盐岩储层的成岩作用类型。研究表明:研究区存在胶结作用、溶蚀(或岩溶)作用、压溶作用、硅化作用、破裂作用、白云化作用和重结晶作用等多种成岩作用类型。溶蚀作用(或岩溶)分为4期,依次为同生期大气水溶蚀、加里东中期大气水岩溶、海西早期大气水岩溶以及海西晚期埋藏热液溶蚀作用,其中加里东中期大气水岩溶作用及海西早期大气水岩溶作用对改善区内碳酸盐岩储层物性具有重要意义。在此基础上,进一步分析了研究区成岩作用序列及孔隙演化。     

黄骅坳陷奥陶系碳酸盐岩油气运聚时空分布

只有那些在油气运移之前或同时发育且位于油气运移区的圈闭才能形成油气藏,成为油气勘探的目标。为了确定渤海湾盆地黄骅坳陷下古生界奥陶系碳酸盐岩油气运移和聚集的时空领域,本文测试了流体包裹体均一温度、自生伊利石K/Ar 同位素年龄,应用盆地模拟技术分析了构造发育史、有机质热演化史、生烃史和排烃史,并对所有流体包襄体样品各期次的均一温度所对应的成藏期进行了数理统计分析,得出该坳陷油气运聚的主要时期为印支期(T_3)、燕山期(K_1～K_2)和喜玛拉雅期(E_2～N_1)。不同运移时期有机包襄体的分布代表了当时油气运移的区域。印支期油气运移和聚集的区域主要分布在黄骅坳陷的西南部地区,燕山期(K_1～K_2)东扩至坳陷的东边界,喜玛拉雅期(E_2～N_1)油气运聚区域达到坳陷的中部地区。黄骅坳陷奥陶系碳酸盐岩原生油气藏的勘探,应注重那些位于坳陷西南部印支期形成且表被后期构造运动破坏的古构造。     

塔中地区奥陶系鹰山组埋藏岩溶期次及其对储层的贡献

利用岩心、薄片、测井以及地化分析测试资料,研究塔中地区奥陶系鹰山组深部碳酸盐岩的埋藏岩溶作用特征、期次及对储层分布的控制机理。研究表明,在鹰山组中共识别出三期不同发育规模、程度和缝洞发育特征的埋藏岩溶作用。第一期发生于晚加里东期至早海西期,在全区均有分布,但其溶蚀作用较弱;第二期发生于晚海西期至印支期,受构造作用、先期孔洞层和有利沉积相带的控制明显,并且可能与晚海西期岩浆热液活动有关,形成的缝洞多为方解石和萤石充填;第三期发育于喜山期,受走滑断裂和裂缝发育的控制,形成的缝洞多为轻质原油和天然气充填;整体上深部埋藏溶蚀作用常与有机质热演变过程中伴随的酸性流体及热液溶蚀碳酸盐矿物有关,主要沿先期孔洞层及断裂发生溶蚀作用,具有期次多、规模不等、近端溶蚀及远端胶结等特性,形成的溶蚀孔洞具有对原有缝洞系统的继承性,是储层形成及优化改造的关键因素。     

塔里木盆地巴楚-麦盖提地区古构造演化及其对奥陶系储层发育的控制作用

依据2D和3D地震资料解释及钻井分层数据得到的不同时代地层的残余厚度图和现今埋深图,在对主要构造不整合面剥蚀量恢复和去压实校正的基础上,采用古构造、古地貌恢复方法,利用盆地模拟软件(PetroMod10)计算了不同地层的在不同构造时期的古埋深和古厚度,系统深入研究了巴楚-麦盖提地区古构造演化历史,阐明了巴楚隆起与和田古隆起构造演化关系及迁移规律,结合奥陶系岩溶储层发育特征,探讨了古隆起演化与岩溶储层发育之间关系,建立了岩溶储层发育的构造演化模式,预测了奥陶系有利岩溶储层分布地区.结果表明:巴楚-麦盖提地区古构造演化经历了加里东期、海西期、印支-燕山期和喜山期等4个构造旋回阶段;不同时期古构造面貌受控于不同构造期的区域构造应力场变化,巴楚隆起是海西早期开始发育,显现出隆起的雏形,到喜山中期开始大幅度隆升,并最终定型.构造演化经历了二个阶段,即海西运动的隆起形成和喜山运动强烈隆升改造阶段,隆起位置迁移不明显,主要表现在隆起规模上的变化.而和田古隆起则是在加里东期-海西期发育的一个大型古隆起,现今呈现为一个向南倾斜的大型麦盖提斜坡带;构造演化经历了早加里东运动雏形形成、加里东中期-海西早期运动持续隆升、海西运动中晚期的沉降埋藏、印支-喜马拉雅运动期的掀斜消失等四个阶段,且古隆起位置在平面上发生了明显逆时针方向的迁移.受和田古隆起构造演化的控制,奥陶系发育了加里东中期、晚期和海西早期等三期风化壳岩溶,其中以海西早期岩溶最发育;玉北地区遭受了三期构造抬升剥蚀,为三期岩溶的叠置区,是巴楚-麦盖提地区岩溶储层发育的最有利地区.     

大港千米桥潜山储层形成对油气分布的控制

位于黄骅坳陷北大港构造带之下的千米桥潜山是一个深埋的奥陶系碳酸盐岩潜山油气藏。潜山形成经历了中—新生代褶皱抬升—埋藏改造等复杂的地质过程,碳酸盐岩储层成因复杂,有效孔隙分布具有极强的非均质性,严重影响了晚期油气的充注。对碳酸盐岩储层成岩过程的解析表明,中生代强烈构造变形事件之后的大气水岩溶作用形成了潜山储层基本格架,而第三纪埋藏过程中发生的选择性溶蚀与胶结作用则使储层结构复杂化,储集空间分割性进一步加强。在潜山油气充注过程中,缝洞系统与供烃窗口的对接关系决定着油气主疏导网络分布,而疏导网络与储集空间的连通与否则控制潜山油气分布。千米桥潜山油气藏应属于成岩封闭的裂缝性油气藏,而非块状油气藏。     

华北地台奥陶系碳酸盐岩储集岩成因类型与展布

华北地合奥陶系是一套海相碳酸盐岩。作为油气的储集层是沉积成岩作用叠合加里东期、印支-燕山期、燕山-喜山期构造作用改造形成的。在漫长的地史过程中，演化出三种类型五大套储集层，其中第Ⅰ套蒸发潮坪层间溶解带和第Ⅱ套加里东期不整合面附近奥陶系侵蚀岩溶带，已是鄂尔多斯地区古生界天然气生产层。第Ⅳ套燕山-喜山期不整合面附近奥陶系基岩古潜山则是华北地区新生界石油富集体。第Ⅲ套沿印支-燕山期断裂带发育的岩溶储集岩，在西南部台缘区也有古生界天然气的产出。     

千米桥古潜山岩溶地貌演化及古岩溶洞穴发育特征

运用印模法和残厚法以及地震相位追踪对比等古地貌分析法研究揭示,千米桥古潜山岩溶地貌的演化形成先后经历了加里东—海西暴露发育期、印支—燕山暴露改造期、喜马拉雅埋藏定形期等演化阶段。古岩溶洞穴的发育和分布不仅受地貌形态及潜水面的控制,而且与岩性组合、古水文环境及断裂构造密切相关。加里东—海西暴露期地壳的持续抬升和区域潜水面的不断下移,造成古岩溶洞穴的多旋回层状分布,孔洞多被砂泥质充填,有效孔洞保存较少;印支—燕山暴露期发育的古岩溶洞穴受断裂体系影响,分布具有一定随机性,并且多被埋藏期化学半充填,成为目前古潜山油气储层的主要储集空间。利用钻井和测井信息及洞穴充填物,可在生产现场识别古岩溶洞穴的存在及分布,为古潜山油气储层的综合评价提供依据。     

千米桥古潜山岩溶地貌演化及占岩溶洞穴发育特征

运用印模法和残厚法以及地震相位追踪对比等古地貌分析法研究揭示．千米桥古潜山岩溶地貌的演化形成先后经历了加里东-海西暴露发育期、印支-燕山暴露改造期、喜马拉雅埋藏定形期等演化阶段。古岩溶洞穴的发育和分布不仅受地貌形态及潜水面的控制,而且与岩性组合、古水文环境及断裂构造密切相关。加里东-海西暴露期地壳的持续抬升和区域潜水面的不断下移,造成古岩溶洞穴的多旋回层状分布．孔洞多被砂泥质充填,有效孔洞保存较少;印支-燕山暴露期发育的古岩溶洞穴受断裂体系影响,分布具有一定随机性,并且多被埋藏期化学半充填,成为目前古潜山油气储层的主要储集空间。利用钻井和测井信息及洞穴充填物,可在生产现场识别古岩溶洞穴的存在及分布,为古潜山油气储层的综合评价提供依据．     

岩溶作用对沙雅隆起奥陶系碳酸盐岩储集层的控制作用

沙雅隆起经历了多期构造活动和长期岩溶作用的改造，形成分布极不均匀的裂缝、孔洞系统，构成了奥陶系碳酸盐岩储层的主要储集空间，在沙雅隆起奥陶系碳酸盐岩地层沉积、成岩之后，以历了加里东期－印支期－燕山期多次构造抬升、暴露、剥蚀和岩溶作用，形成了区内广泛分布的风化壳型岩溶作用。研究区至少发育4期岩溶作用，即加里东中晚期，海西早期，海西晚期和印支期－燕山期，其中海西早期和海西晚期是岩溶发育的主要时期，岩溶作用对奥陶系碳酸盐岩储层的形成和分布具有重要的控制作用，其储层发育层段限制在岩溶作用影响深度范围内。     

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.     

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。      

塔中地区奥陶系碳酸盐岩埋藏溶蚀特征及初步预测

塔中地区奥陶系碳酸盐岩发育多种形式岩溶作用,其中埋藏溶蚀是形成有利储层的重要机制之一.录井岩心分析化验资料及宏观地质背景分析表明,塔中地区奥陶系碳酸盐岩主要发育4期埋藏溶蚀,其中Ⅰ、Ⅱ期溶蚀孔洞基本已被充填,Ⅲ期残留部分孔隙和Ⅳ期溶蚀孔洞为现今储层有效储集空间.上奥陶统良里塔格组现今未被充填的粒内溶孔及铸模孔可能主要形成于埋藏溶蚀,并非准同生溶蚀.埋藏溶蚀发生的流体介质主要为有机质演化过程中形成的有机酸和CO2,在更深部或经历更高热史经历的区域,H2S对储层的形成可能会有较大贡献,热水-热液溶蚀对储集空间贡献有限.初步分析表明,卡塔克隆起西北部埋藏溶蚀孔隙较发育,塔中南部台地边缘带可能是埋藏溶蚀另一相对较发育地区.     

陕甘宁盆地不整合侵蚀面对油气聚集与分布的控制作用

构造运动造成的不整合侵面及古地貌控制油气的聚集与分布是本区独特的石油地质特征，加里东期形成的沉积间断与奥陶系顶部侵蚀－岩溶古地貌和印支期形成的沉积间断与延长组顶部侵蚀古地貌，分别对盆内古生界天然气和中生界石油聚集与分布起着重要的控制作用。     

塔里木盆地塔中地区奥陶系古岩溶包裹体特征及古环境意义

碳酸盐岩古岩溶型储层是油气勘探开发的重点领域,具有极强的非均质性,是世界级难题。古岩溶发育期次的确定一直都是古岩溶储层地质建模的技术难题。现有判别古岩溶发育期次的方法多以地表裸露古岩溶充填物特征为依据。在塔里木盆地塔中地区地质构造复杂,具有多期次古岩溶作用的叠加改造。本次利用古岩溶充填方解石流体包裹体均一温度法,研究塔中地区奥陶系碳酸盐岩古岩溶作用期次与古环境条件,揭示了4期古岩溶作用环境:加里东期古岩溶作用、海西晚期古岩溶作用、印支-燕山期古岩溶作用、喜马拉雅期古岩溶作用。该研究成果对后期岩溶储层预测具有重要意义。