塔里木盆地中央隆起区上寒武统—下奥陶统白云岩地球化学特征及白云石化流体演化规律*

以详细的岩石学研究为基础,综合利用碳、氧、锶同位素等地球化学资料,深入分析了塔里木盆地中央隆起区上寒武统—下奥陶统白云石化流体演化规律以及白云岩成因机制。结果表明,上寒武统白云岩主要由泥晶—粉晶白云岩、微生物白云岩和(残余)颗粒白云岩等原始结构保留较好的白云岩构成,其C、Sr同位素与同期海水相近,O同位素值偏正,属于同生/准同生期与轻微蒸发海水有关的白云石化的产物;下奥陶统白云岩以细晶自形—半自形白云石为主,原始结构保留差,其C、Sr同位素与同期海水近似,但O同位素值略微偏负,主要为浅埋藏期白云石化的产物。部分早期白云岩在中—深埋藏过程中受埋藏重结晶和构造—热液白云石化的影响,形成细晶—粗晶他形白云岩和缝洞鞍形白云石充填物,该阶段白云石化流体主要来自于地层内封存的海源流体、深部热液以及蒸发岩层间热卤水,多期多源流体的共同作用导致该类白云岩具有较宽的Sr同位素组成和明显负偏的O同位素值。总体上,研究区白云岩具有早期形成(近地表到浅埋藏期大规模交代)、中期加强(中—深埋藏期部分重结晶)、晚期改造(热液局部调整)的整体演化趋势。     

塔里木盆地下古生界白云岩储层类型及特征

根据60口井岩心及薄片的观察,塔里木盆地寒武系—奥陶系白云岩储层可划分为五种类型。萨布哈白云岩储层发育于潮间—潮上坪蒸发环境,以泥晶白云岩为特征,孔隙类型有膏溶孔及白云岩砾间孔。渗透回流白云岩储层发育于潟湖蒸发环境,以礁滩体组构选择性白云石化为特征,孔隙类型有铸模孔、膏溶孔、残留粒间孔。埋藏白云岩储层以白云石交代灰质或白云石重结晶形成的结晶白云岩为特征,孔隙类型有晶间孔及晶间溶孔。热液白云岩储层以受热液改造的结晶白云岩为特征,往往与热液矿物伴生,受断层、不整合面等热液通道控制。构造裂缝型白云岩储层储集空间除裂缝外,常见沿裂缝发育的溶孔。不同类型白云岩储层的主控因素和分布规律各不相同。     

桩海地区冶里——亮甲山组白云岩储层建设性成岩作用

以济阳坳陷桩海地区下古生界冶里—亮甲山组为研究对象,应用岩石铸体薄片、阴极发光、扫描电镜、成像测井资料、碳、氧同位素地球化学手段,并结合研究区成岩演化特征,对研究区冶里—亮甲山组白云岩储层建设性成岩作用的类型、成岩演化过程及其对储层的影响进行研究.结果表明,建设性成岩作用主要包括白云石化作用、破裂作用、溶蚀作用.区内白云岩主要为微-细晶白云岩,夹少量细-中晶白云岩和泥-微晶白云岩;碳、氧同位素特征显示研究区白云岩主要发生埋藏白云石化作用,极个别准同生白云石化作用,白云石化作用主要发育在加里东运动早期及海西运动中后期.白云石化作用可形成晶间孔发育的白云岩储层,与灰岩相比具有良好的孔渗条件,为后期裂缝的发育及流体的溶蚀提供岩石基础;破裂作用主要发育在印支运动末期、燕山运动期、喜马拉雅运动期早期,多期的构造运动使得区内构造裂缝发育,为流体的溶蚀提供通道;溶蚀作用在各构造运动阶段均有发生,主要包括表生大气淡水溶蚀、热液溶蚀以及有机酸溶蚀作用,对储层改造作用明显.整体看来,白云石化作用是白云岩优质储层形成的基础,破裂作用是条件,溶蚀作用是关键,3种成岩作用叠加,有利于次生孔隙的发育及后期改造,提高了储集物性,控制了现今白云岩优质储层的形成.     

四川盆地西南中二叠统白云岩的地球化学特征及其成因

白云岩储层是碳酸盐岩油气领域的研究热点.在分析白云岩优质储层孔-洞-缝演化过程中,白云岩成因是重要的研究内容.以四川盆地西南间断出露的中二叠统栖霞组地层为研究对象,采用岩相学、X粉晶衍射及地球化学方法,讨论白云岩成因.白云岩野外发育于断裂破碎带周围,透镜状产出,多呈斑马纹状构造.显微镜下白云石鉴定为鞍状白云石.此外,白云岩具有较高的白云石有序度,地球化学特征则表现为明显偏负的氧同位素值和高锶同位素值.综合地质资料分析,白云岩为构造热液白云岩化成因.      

中国南方地区奥陶系热液-岩溶改造型白云岩储层发育机理——以黔中地区下奥陶统为例

以黔中地区下奥陶统为例,通过野外剖面观测、实验分析等工作,揭示了白云岩的热液-岩溶改造特征,并探讨了其发育机理。研究区下奥陶统红花园组和桐梓组以白云岩为主,在白云岩构造裂缝和溶蚀孔洞中见白云石、方解石、沥青的充填,具有典型的斑马纹状构造。充填白云石为粗晶粒状的鞍形白云石,具有弯曲晶面和波状消光的特征,阴极发光呈现较强的红色。充填白云石的碳同位素δ~(13)C在-2.2‰~-0.8‰之间,平均值为-1.47‰,氧同位素δ~(18)O在-12.2‰~-7.6‰之间,平均值为-9.4‰,与围岩白云石相比明显偏轻。充填白云石的稀土元素具有典型的Eu正异常特征,δEu最高达91.9。根据地质演化背景和流体作用类型,奥陶系白云岩储层发育过程为:早奥陶世沉积过程中发生同生/准同生白云石化作用;中晚奥陶世至早志留世,受都匀运动影响,白云岩暴露至地表遭受岩溶作用,形成岩溶孔洞型白云岩储层;中泥盆世遭受构造热液进一步对白云岩进行的溶蚀改造,所形成的溶蚀孔洞为天然气的主要储集空间。     

黔南坳陷安顺1井泥盆系生物礁滩溶孔溶洞型白云岩发育机制

黔南坳陷安顺1井在中泥盆统独山组钻遇了600多米厚的层孔虫礁滩溶孔溶洞型白云岩。该套储层的发育主要受控于高能沉积环境、海平面升降变化及后期深埋热液作用。溶孔溶洞主要是准同生期海平面频繁进退、局部暴露与淡水淋滤溶蚀作用以及后期深埋热液白云石化作用叠加的结果。白云岩主要为深埋热液白云石化作用的结果,鞍状白云石、斑马状构造、次生颗粒状黄铁矿以及白云石碳氧同位素明显偏离背景值等均是热液作用的证据。独山组白云岩的这种独特发育机制,对预测本区生物礁滩良好储层发育带具有一定的启示意义。     

沉积成岩环境对白云岩储层的影响

塔里木盆地寒武-下奥陶统广泛发育深层碳酸盐岩,白云岩储层中的溶孔、裂缝和溶洞极为发育,是最具储集潜力的缝洞型储层,其发育与否对油气储集有重要影响.为深入研究深层白云岩储层发育条件,利用钻井岩心、沉积相、地球化学等资料,从白云岩岩石学特征和储集空间类型出发,从原始沉积相带、白云石化类型、白云石化程度、构造裂缝发育及深埋岩溶作用几方面,分析了影响白云岩储层质量的主要因素.通过综合分析研究,认为塔里木盆地深层白云岩具有形成优质储层的条件.     

塔里木盆地下古生界白云岩类型及成因*

塔里木盆地下古生界白云岩勘探潜力巨大。在下古生界构造演化、沉积背景分析的基础上, 结合前人的白云岩分类方案, 首先根据形成时期将塔里木盆地下古生界白云岩分为准同生白云岩和准同生后白云岩两大类。在此基础上, 综合运用岩心、薄片、阴极发光、扫描电镜、碳氧稳定同位素资料, 对上述两类白云岩进一步细分。其中准同生白云岩, 可进一步分为云坪型准同生白云岩、潟湖型准同生白云岩与微生物白云岩, 云坪型、潟湖型准同生白云岩是在准同生阶段由蒸发泵白云化形成的;本次研究首次在膏模孔内发现完整哑铃状白云石, 拓宽了微生物白云岩的存在范围。准同生后白云岩包括浅埋藏白云岩、中—深埋藏白云岩和热液白云岩3类, 浅埋藏白云岩由调整白云化及渗透回流白云化形成;中—深埋藏白云岩主要为埋藏白云化的产物;热液白云岩由沿断裂或裂缝的热液白云化所形成。     

塔里木盆地西北缘震旦系和古生代白云岩成因及其储集性

本文研究了塔里木盆地西北缘各时代白云岩的岩石矿物学和地球化学特征,区内由它形泥,微晶白云石构成的白云岩,产于震旦系和寒武系中、其有序度较低。氧碳同位素较重,这类白云岩是在盐度较高的局限台地和半闭塞泻湖环境中沉积的高镁碳盐盐沉积物,经过准同生白云化作用改造而形成的。岩石的孔渗性较差。由自形、半自形粉晶-中晶白云石构成的白云岩,主要产于奥陶系和石炭系中,具有较高的有序度,氧碳同位素较轻,是成岩早、中期混合白云岩化作用的产物,并具较好的也渗性,是研究区最有利的碳酸盐岩储层。而白云岩晶洞中自形白云石,有序度很高,氧同位素极轻,阴极发光镜下具环带构造,是成岩晚期深埋条件下形成的。     

塔里木盆地古城地区奥陶系鹰山组白云岩特征及孔隙成因

奥陶系鹰山组白云岩是塔里木盆地的重点勘探领域,优质白云岩储层是制约其勘探的关键难题。本文在前人研究基础之上,结合多口井岩心薄片观察、同位素、微量元素等地球化学分析,对古城地区奥陶系鹰山组白云岩成因、孔隙成因以及储层主控因素进行了深入研究,认为古城地区鹰山组发育粉晶、粉细晶、细晶、细中晶、中晶、粗晶6种白云岩。粉晶和粉细晶白云岩碳、锶同位素分布范围均与同时期灰岩一致;氧同位素值与同时期白云石一致或偏正;锶元素含量相对较高;稀土元素与同时期灰岩分配模式相同。以上特征表明该类白云岩形成于蒸发海水环境,为准同生海源成因。细晶、细中晶、中晶及粗晶白云岩碳同位素值与同期灰岩总体一致;氧同位素值与正常海相白云石一致或偏负;锶同位素值与灰岩背景值一致或偏高;锶元素含量相对较低;大部分样品Eu正异常。以上特征揭示该类白云岩主要为中浅埋藏成因,并且叠加了早期淡水溶蚀及晚期埋藏-热液改造。孔隙成因分析表明高能缓坡滩是孔隙形成的物质基础、准同生暴露溶蚀是孔隙形成的关键、早期白云石化有利于孔隙的继承和保存,构造破裂和埋藏-热液溶蚀对孔隙起到有利的改造作用。白云岩规模优质储层受控于云化滩和断裂热液溶蚀改造,二者叠合之处为规模优质储层发育区。这一认识为研究区下一步勘探部署提供了重要依据。     

塔里木盆地东部寒武系白云岩储层及相控特征

根据钻井岩心、薄片、物性等数据资料,对塔里木盆地东部寒武系白云岩储层特征进行分析,并探讨沉积相对储层形成的控制作用。塔东地区寒武系白云岩可分为交代白云岩及缝洞充填型白云岩两大类型,交代白云岩又可分为泥粉晶白云岩、细—中晶白云岩、粗晶白云岩以及角砾状白云岩等次级类型。白云岩的储集空间主要以晶间孔隙、溶蚀孔隙、缝合线孔隙和裂缝为主,裂缝起到了连通孔隙的作用,储集空间组合类型以裂缝—孔洞型为主。研究表明:交代白云岩具有明显的相控特点,东侧的英东—罗西一带的交代白云岩主要发育在内缓坡背景的台地边缘浅滩、开阔台地及潮坪相带,而在西侧的古城4井一带的交代白云岩以角砾状白云岩为主,发育于环边陆棚的礁前斜坡带。白云岩储层发育除受后期成岩作用（白云化作用、胶结作用、溶蚀作用）和断裂等因素影响外,主要受早期沉积相带的控制,内缓坡是储层发育的有利部位。     

塔里木盆地下奥陶统蓬莱坝组白云岩成因及储层主控因素分析——以巴楚大班塔格剖面为例

寒武系-下奥陶统白云岩是塔里木盆地非常重要的勘探接替领域,但由于白云岩埋藏深度大,勘探和研究程度低,目前的认识程度无法满足勘探的需求,尤其是白云岩储层成因和分布的认识。本文以巴楚地区大班塔格剖面蓬莱组白云岩的精细解剖为例,测制解剖剖面9条,采集样品195块,系统的开展了岩石薄片、物性及地球化学特征分析,取得了两个方面的新的认识。1)是塔里木盆地蓬莱坝组发育粉晶、细晶、中晶和粗晶四种白云岩,主要形成于早-中埋藏期与海源流体有关的白云石化作用中,局部受到热液改造,其晶粒大小与原岩结构的粗细及孔隙空间的大小有关,原岩结构粗,形成的白云石晶粒就粗,原岩孔隙空间大,白云石晶粒就大。2)是白云岩储层的分布具成层性和旋回性,孔隙发育段总体位于向上变浅旋回的顶部,与高频旋回的暴露面有关,其载体以细-粗晶白云岩为主,孔隙主体来自原岩孔隙的继承和再调整,少量来自埋藏(热液)溶蚀作用,而并不是传统观点所认为的白云石化作用建造孔隙,这一认识对塔里木盆地深层白云岩有效储层预测具重要的指导意义。     

塔里木盆地下奥陶统白云岩化流体来源的地球化学分析

塔里木盆地是中国重要的含油气盆地,其中奥陶系白云岩是主要储层之一,然而有关白云岩成因的问题众说纷纭,其中的关键是对于白云岩化流体性质的认识不一。元素地球化学和同位素测试分析表明,白云岩的稀土元素来源大部分继承原始灰岩,具有与海水类似的配分特征,只不过稀土元素的含量明显增高了;Sr、Ti含量和Sr/Ba比值较高,且Sr和Mn都具典型的埋藏演化特征;碳、氧同位素分布于正常海相范围内,与典型的埋藏白云岩特征类似;在局部发育一些与断裂相关的铁(锰)白云岩和鞍状白云岩,显示明显的Eu正异常,具相对较高的Fe-Mn-Ba-Si(-Zn-Pb)元素含量及Sr/Ba比值。分析结果说明塔中和塔北下奥陶统的白云岩化流体主要为正常或浓缩了的海水,白云岩形成于准同生和/或埋藏环境,局部发育与断裂相关的热液白云岩,而前人强调的大气淡水或混合水作用对白云岩的形成并不重要。     

塔里木盆地下奥陶统白云岩类型及其成因*

下奥陶统白云岩是塔里木盆地最现实的重点勘探领域。文中在分析塔里木盆地早奥陶世构造、沉积及古气候等地质背景的基础上,以前人对白云岩的结构分类为基础,从白云岩发育产状出发,将塔里木盆地下奥陶统白云岩划分为灰岩中零散白云石、灰岩中斑状白云石、层状白云岩和沿断裂分布白云岩4类,白云石含量层位上自下而上具有总体减少的趋势。各类白云岩在岩石学特征和发育分布上具有较为明显的差异,局部可重叠出现。灰岩中零散白云石和斑状白云石的岩石学和地球化学及发育分布特征均反映其主要由浅埋藏白云石化作用形成;层状白云岩和沿断裂分布白云岩形成于中深埋藏白云石化作用;各类白云岩的产状特征差异受控于沉积期海平面变化、海水性质及埋藏条件等因素。沿断裂分布白云岩的形成和分布与断裂密切相关,是重要的储集岩石类型。白云岩储集层的形成主要是后期改造的结果,埋藏白云石化作用并未对大规模白云岩储集层的形成起到建设性作用,伴生或后期流体再运移导致的溶蚀作用为其主要成因。     

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。     

塔里木盆地寒武系与蒸发岩相关的白云岩储层特征及主控因素

塔里木盆地寒武系广泛发育白云岩,其中中寒武统地层沉积了巨厚的蒸发岩,蒸发岩和白云岩可以构成很好的储盖组合,该领域也是塔里木盆地未来勘探的新领域。萨布哈白云岩和渗透回流白云岩是两种与蒸发岩相关的白云岩,其储层发育的主控因素也都与蒸发岩存在着直接或间接的联系。通过对大量岩芯、薄片、主量元素、稀土元素、碳、氧稳定同位素及锶稳定同位素等地球化学测试和测井资料的细致研究,系统总结了它们的岩石学特征、地球化学特征。萨布哈白云岩储层的岩性以含石膏的泥 粉晶白云岩为特征,孔隙类型主要为膏模孔和溶塌角砾砾间孔,萨布哈白云石化作用及伴生石膏的沉淀作用和准同生期大气淡水溶蚀作用是该类储层的主控因素;渗透回流白云岩储层的岩性以保留原岩颗粒或藻（丘）格架结构的粉晶白云岩为特征,孔隙类型主要为粒间孔、铸模孔、格架孔,渗透回流白云石化作用和大气淡水溶蚀作用是该类储层的主控因素。两者主要发育于塔里木盆地干旱气候背景下的中-下寒武统地层,其分布规律主要受沉积相控制。     

镁同位素示踪白云石化流体迁移路径——以四川盆地石炭系黄龙组为例

镁(Mg)是组成白云石的核心元素,直接参与了白云石化过程,因此白云岩Mg同位素能够用于示踪白云岩成因和白云石化流体迁移路径。四川盆地东部上石炭统黄龙组白云岩发育,也是重要储集层。通过对黄龙组连续取芯的七里53井开展详细的沉积学研究,系统选取样品开展元素地球化学和Mg同位素分析,发现Mg同位素波动变化与沉积旋回存在密切关联,旋回边界为白云石化流体迁移界面,即白云石化流体迁移通道;依据Mg同位素值垂向演化规律,识别出黄龙组白云岩5个流体交换界面通道,逐层白云石化。因此,厚层白云岩是由若干个薄层灰岩层逐层白云石化叠加而成。这一发现为预测白云岩成因及储层分布提供了重要理论依据。     

巴楚地区断裂带内热液流体活动及对碳酸盐岩改造的特征分析

以塔里木盆地巴楚隆起区良里塔格组露头剖面为例,应用薄片观察和阴极发光等岩石学分析方法以及碳氧同位素、87Sr/86Sr比值、常量元素和流体包裹体测温等地球化学定量分析手段,综合分析了构造热液活动对碳酸盐岩的改造作用.研究结果显示,发育在碳酸盐岩内的断裂带及其附近,局部白云岩化特征显著;碳氧同位素表现异常,由断裂的两盘向...     

塔里木盆地寒武系膏盐岩对盐下白云岩储层的影响

塔里木盆地寒武系盐下白云岩作为重要的战略接替区已成为近年来的研究热点。前人主要集中对寒武系白云岩的形成机制和膏盐岩的封盖作用进行了研究,而关于膏盐岩对白云岩储层的影响则少有涉及。本文总结了塔里木盆地寒武系白云岩储层特征,同时探讨了膏盐岩对白云岩储层的影响机制,以期为寒武系盐下白云岩勘探提供指导。塔里木盆地寒武系白云岩主要分为结晶白云岩和微生物白云岩两大类,其中结晶白云岩又可分为泥微晶白云岩、晶粒白云岩和颗粒白云岩,微生物白云岩又可分为凝块石白云岩、叠层石白云岩和泡沫绵石白云岩。受膏盐岩影响的白云岩储层类型可划分为膏溶孔型白云岩储层、晶间孔型白云岩储层和溶蚀孔型白云岩储层。蒸发潮坪环境中,膏盐岩的沉淀有利于克服白云石化的Mg2+的动力学障碍而形成白云岩,同时,微生物作用下SO24-的还原会促进白云石的沉淀。膏盐岩对白云岩储层孔隙的影响主要体现在:含硬石膏结核泥粉晶白云岩易于形成膏溶孔型白云岩储层;膏盐层较高的热导率有利于倒退溶蚀作用的发生;近地表低温条件下硫酸盐的溶解有利于白云石的沉淀;热化学硫酸盐还原作用形成酸性气体有利于深埋溶蚀作用,形成溶蚀孔型白云岩储层。