断裂对碳酸盐岩地层储集空间的影响——以塔里木盆地轮古东地区奥陶系碳酸盐岩地层为例

轮古东地区主要发育两期断裂,断裂使碳酸盐岩地层形成了以大型溶洞占主导,网状构造裂缝和孔洞相辅的溶洞裂缝储集空间体系。早期断裂主要控制了瘤状灰岩尖灭线西北的潜山高地岩溶,形成深切峡谷式沟壑相连的古地貌,流体溶蚀裂缝形成溶洞为主的储集空间。晚期断裂一方面形成新的储集空间并将早期形成的未充填或半充填的裂缝和溶蚀孔洞沟通;另一方面,为大气淡水进入下部岩层提供了通道,形成在奥陶系下部地层发育的水平潜流带和深部缓流带岩溶体系。此外,火山热液沿两期断裂进入碳酸盐岩地层,对通道附近的碳酸盐岩产生显著的溶蚀,主导了深部的岩溶作用。     

塔河油田奥陶系岩溶型碳酸盐岩油藏储集空间发育特征及地质模式探讨

碳酸盐岩表生岩溶作用控制着塔河油田奥陶系油藏缝洞系统的发育及分布。塔河油田奥陶系油藏经历了加里东期和海西早期两次岩溶作用,造成了储层极强的非均质性。通过塔河油田岩溶作用演化及发育期次的研究,将塔河油田奥陶系垂向岩溶带划分为地表岩溶带、纵向渗滤岩溶带和水平潜流岩溶带,平面上发育岩溶高地、岩溶斜坡和岩溶洼地3个地貌单元。通过对野外露头、岩心、钻井、测井、地震及生产动态资料的综合研究,认为溶洞、溶蚀裂缝及蜂窝状孔洞等连续孔隙是该区有效储集空间,基质作为不渗透（低渗）层对缝洞系统有一定的隔挡作用。结合表生岩溶洞穴的原理及对孔隙状态的控制作用,将塔河油田溶洞储集体根据不同成因分为落水洞、潜流洞和小溶洞,按溶洞充填物类型分为垮塌充填洞、机械充填洞和化学充填洞,同时建立了不同类型孔洞系统的识别特征及地质模式。结合塔河油田洞穴储层发育特征及生产实际,最终建立了塔河油田岩溶储集空间展布模式。     

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.     

塔中地区中—上奥陶统碳酸盐岩储集层特征分析

塔中地区中一上奥陶统可划分为上部桑塔木组泥岩段和下部良里塔格组灰岩段,它们构成良好的生储盖组合。灰岩段碳酸盐岩为陆棚相沉积,沿塔中Ⅰ号断裂带发育典型的陆棚边缘镶边沉积体系,是有利的储集相带。主要储集空间为孔隙、溶洞和裂缝,储集层总体表现为低孔低渗特征,非均质性强。沉积相类型决定了岩石组构特征和成岩作用类型;构造破裂作用形成的裂缝不仅改善了储集层的性能,而且作为流体运动的通道,为埋藏溶蚀作用刨造了有利条件。储集层的孔隙演化与成岩演化密切相关,其中溶蚀作用是主要的建设性成岩作用。准同生期溶蚀作用发育于礁滩相带;风化壳岩溶分布局限;而埋藏期溶蚀作用表现最为普遍和强烈,对储集层形成和改造起重要作用。塔中地区有四种常见的重要储集层类型,即孔隙型、裂缝型、裂缝—孔隙型及裂缝—孔洞型,在孔隙度与渗透率的关系图上可明显划分为三个区域,其中裂缝—孔洞型和裂缝—孔隙型储集层尤为重要。尝试引入地层测试产能标准对储集层进行了评价。     

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。      

塔河油田下奥陶统碳酸盐岩储层对比及储层剖面模型

塔河油田奥陶系储层为岩溶缝洞型的碳酸盐岩储层，缝洞储层的形成与古岩溶作用密切相关，风化壳期岩溶作用对储集空间的发育程度有明显的控制作用。不同的储集空间类型受控于不同的岩溶古地貌单元。裂缝性储层主要分布于风化壳型岩溶不发育地区，或褶皱和断裂构造较发育的变化强烈部位；裂缝-孔洞型储层的分布与古岩溶发育带和岩溶斜坡地区密切相关；裂缝-溶洞型储层其分布与裂缝及古岩溶发育带密切相关，常常是在古岩溶高地边缘或部分岩溶斜坡区，多位于多组构造线的交汇处及褶皱的轴部等。为进一步探讨研究区缝洞型碳酸盐岩储层的空间展布规律，根据暴露区淡水岩溶作用发育特点，依据碳酸盐岩储层的波阻抗响应特征、测井曲线、测试成果及开发动态资料，在恢复古岩溶地貌的基础上，对塔河油田（6区）的岩溶值得层进行了划分与对比。研究结果显示高产井多位于古岩溶地貌相对较高部位，而产量较少或没有出油气的井，则位于岩溶地貌相对较低部位。表明早期的古地貌形态对奥陶系碳酸盐岩溶蚀孔洞的发育具有明显的控制作用。岩溶储层的垂向发育和分布主要受碳酸盐岩古岩溶风化壳垂向分带性的影响，纵向上由风化壳顶面向下储层发育逐渐变差。以奥陶系古风化壳顶面为界，向下每60m为单位，对深度0-60m、60-120m、120-180m、180-240m岩溶储层的纵横向分布特征进行了分析，并建立了相应的储层剖面结构模型。     

中古8井区断裂与鹰山组岩溶储层成因关系

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩地层中蕴藏丰富的油气资源,多期次不同类型岩溶作用叠加改造是形成塔中古岩溶储层的主要动因,断裂是影响岩溶储层发育的重要因素。中古8井区加里东期发育北西-南东逆冲断裂带,海西期发育北东-南西向走滑断裂带,组成网状断裂系统。岩溶储层发育于鹰山组顶面0～120 m深度范围内,类型细分为:孔洞型、洞穴型、裂缝型和裂缝—孔洞型4种,以裂缝-孔洞型和孔洞型为主。加里东至海西期多期、多组断裂及伴生的裂缝网状系统形成良好的流体运移通道,促进缝洞系统的形成与埋藏溶蚀作用及内幕白云岩化的发生,改善了储层的储集性能,形成碳酸盐岩孔－洞－缝复合型储集体。      

塔里木盆地塔北隆起碳酸盐岩油气成藏特点

塔北隆起自早古生代以来经历了长期的挤压隆升剥蚀过程,结合寒武系膏盐的塑性上拱,形成了两种基本的碳酸盐岩圈闭类型,即风化壳潜山和内幕背斜圈闭。塔北隆起南临古生代满加尔凹陷、北临中新生代库车坳陷,具有捕获南北两侧海陆两相油气来源的条件,经历了海西期、燕山期和喜马拉雅山期3期成藏。储集空间主要靠溶蚀孔洞和裂缝。石炭系中—上泥岩段和白垩系卡普沙良群泥岩两套区域性盖层对碳酸盐岩风化壳潜山油气聚集起着至关重要的作用。不整合面和断裂是控制塔北隆起油气成藏的两个最关键的因素,不整合面既控制着岩溶储层的发育分布又是油气侧向运移的优势通道;断裂活动形成破碎带、裂缝带进而改善储层性能,同时断裂也是油气垂向运移的优势通道。     

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.     

塔里木盆地寒武—奥陶系碳酸盐岩储集特征与白云岩成因探讨*

塔里木盆地油气资源丰富,在寒武—奥陶系碳酸盐岩中发育有优质储集层。在野外地质观察、岩心观察与分析、常规薄片和铸体薄片观察鉴定基础上,详细研究了塔里木盆地寒武—奥陶系碳酸盐岩的储集特征,划分了储集空间类型,并对不同储集空间形成与演化做了初步分析。碳酸盐岩储集层的储集空间可分为孔、洞、缝3大类,进一步又划分为粒内孔、粒间孔、晶间孔、铸模孔、生物格架孔、孔洞、洞穴、构造缝、压实压溶缝和溶蚀缝10小类。溶洞与裂缝为最有效的储集空间。碳酸盐岩的原始储集空间经历了多期成岩作用改造,另外后期构造活动也提供了大量裂隙通道,有效储集空间绝大部分为次生成因,溶蚀作用很大程度上改善了储集性能。碳酸盐岩储集层分为裂缝—孔隙型、裂缝—孔洞型和裂缝型,其中裂缝—孔洞型为最有效的储集层。在寒武系和下奥陶统发育了不同成因的白云岩：寒武系白云岩主要形成于蒸发潮坪/潟湖有关的潮上和潮间带,属于准同生期产物;下奥陶统白云岩主要属于回流渗透/混合水白云岩化产物,另外在下奥陶统礁滩石灰岩部分白云岩化,属于交代白云岩化产物。在盆地深部奥陶系中同时发育有交代成因白云岩,属于晚期埋藏白云岩化产物。     

断裂系统对碳酸盐岩油气聚集的控制作用:以塔北隆起轮古东油气田为例

综合利用岩心、测井、试油及薄片等资料分析了轮古东奥陶系断裂对储层的改造作用,探讨了断裂与奥陶系碳酸盐岩油气富集程度的关系。研究表明,轮古东奥陶系碳酸盐岩基质孔隙不发育,孔洞缝及其组合为主要储集空间,断裂及伴生裂缝有效地改造了碳酸盐岩储集层,断裂发育形成的裂缝及断裂破碎带控制和促进了岩溶作用的发生,在断裂附近碳酸盐岩孔洞更发育,断裂带附近2 km内易形成高渗透带,高角度裂缝对碳酸盐岩孔洞的形成更为有效。EW向和SN向断裂是油气垂向运移的有效通道,控制着平面上和垂向上气油比、天然气产能及相态的变化。断裂控制着碳酸盐岩孔洞、洞穴、裂缝空间组合分布的多样性和差异性及油气富集的非均质性,断裂带附近高角度裂缝及孔洞较发育,油气产能较高,在远离断裂部位油气的聚集效率低,持续活动的走滑断层附近是油气最为富集的区域,因此,轮古东奥陶系具有纵向上多层系含油气、平面上分区分带的特征。     

塔中北坡中-下奥陶统碳酸盐岩缝洞方解石充填物地球化学特征差异及其对储层的指示意义

方解石胶结充填孔洞及裂缝是破坏塔中北坡中-下奥陶统碳酸盐岩储层储集空间最主要的成岩作用,工区单井取心段发育的孔洞和裂缝中存在大量的方解石充填物。通过对中石化塔中北坡矿权区8口单井的孔洞及裂缝方解石充填物取样,基于镜下薄片、阴极发光、碳氧同位素、包裹体以及稀土元素等特征的综合分析表明,一间房组孔洞方解石充填物在保留原始海源流体信息的同时遭受了大气淡水的影响,指示一间房组存在较为典型的(准)同生期大气水溶蚀作用,形成了早期溶蚀孔洞,储集空间为早期充填残余孔;鹰山组裂缝方解石充填物基本不具有同期海相方解石的特征,地球化学特征显示其属于热液成因,反映鹰山组储集空间分布受构造热流体控制,且在彼此相邻、性质相似的2条走滑断裂带内部,构造热流体具有同源性。     

雄安新区地层及主要热储空间结构特征与地热水资源潜力

雄安新区中深层白云岩热储地热资源丰富,为了提高对该区主要热储白云岩热储特征及地热水资源潜力的认识程度,指导新区中深层白云岩热储地热水资源的规模化开发,基于钻井、地震、地质等资料,研究了该区白云岩热储的地层空间分布、构造特征、储集空间特征和主建设区白云岩热储地热水资源潜力。研究表明：雄安新区主要热储雾迷山组、高于庄组除在断裂面部分地区外基本全区分布;雾迷山组埋深在容城凸起、牛驼镇凸起相对较浅,在高阳低凸起相对较深;高于庄组有类似的分布特征,总体埋深更深,温度更高;其它地层除第四系、新近系明化镇组外分布都比较局限;区内发育众多以NNE向为主的正断层,与少数其它方向断裂交会,将深部地热通过流体传输到浅部,并造就断裂两侧大量的裂缝和控制岩溶发育方向及规模,形成众多溶蚀孔洞;同时构造演化中雾迷山组古地貌中高地貌部分,在喜山期大多剥蚀与新生界形成不整合面,共同构成本区重要的输导通道和储集空间,岩溶孔洞和裂缝结合型复合空间是本区雾迷山组主要热储空间,单独的裂缝、孔洞是次要热储空间,大型溶洞一旦发育往往是主力产水层;新区主建设区顶面在5 000 m(底部埋深可达6 000 m)及以浅的白云岩岩溶裂缝热...     

川北仪陇—平昌地区雷口坡组顶部古岩溶的识别及其与储层的关系

研究区雷口坡组是一套中三叠统的海相碳酸盐岩,发育一至五段共五个地层段,雷五段已被全部剥蚀,顶部以雷四3亚段与上覆的须家河组接触。雷口坡组残厚800⁹50 m,雷四3亚段顶部十几米至一百来米的范围内经历了广泛的溶蚀作用,主要受到表生期岩溶作用,形成了岩溶角砾岩、溶沟、硅化、膏模孔、溶孔、溶洞以及溶缝等,产生大量的溶蚀空间,但也有较多溶蚀空间被上覆须一段下落的泥质物充填或半充填。在成像测井上,岩溶角砾岩表现为明暗相间、大小混杂的棱角状斑块,未充填溶洞呈暗色高导特征,裂缝则呈连续的暗色条带。发育垂直渗流、水平潜流以及深部缓流这样三个岩溶带,垂直渗流带的储层发育总体好于水平潜流带,深部缓流带相对较差,古地貌地势较高之处溶蚀作用更强,储层更为发育。给出了研究区雷四3亚段储能系数分布图,A21—A19井区、A22—A23井区以及A160井区的储能系数都大于0.6,是比较有利的储集区带。     

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。     

Formation and Distribution of Deep High Quality Reservoirs of Ordovician Yingshan Formation in the Northern Slope of the Tazhong Area in Tarim Basin

塔中地区是塔里木盆地的重点勘探区域,奥陶系鹰山组蕴藏了丰富的油气资源.鹰山组发育大套台地相碳酸盐岩,以高能相的台内滩沉积为主.鹰山组埋藏较深,但岩溶储层呈大面积厚层状分布.早奥陶世塔中Ⅰ号断裂使得塔中隆起隆升并遭受强烈剥蚀形成下奥陶统鹰山组顶部风化壳,以孔洞型和裂缝-孔洞型储层为主.通过古地貌恢复、地震属性分析和地震测井联合波阻抗反演技术和方法识别溶洞发育带和断层裂缝发育带,确定出有利储层的分布范围.研究认为,岩性岩相是岩溶型储层发育的重要基础,层间岩溶控制了储层的成层性和横向展布规模,断裂和裂缝网络是岩溶水的主要渗滤通道,埋藏岩溶形成大量有效的缝洞空间,极大地提高了储集性能.研究发现,优质储层主要分布在鹰山组顶面以下120 m地层厚度范围内,横向有一定连通性,在断层、构造裂缝和溶蚀作用下形成统一的储集体,呈准层状展布.     

塔里木盆地塔中北斜坡奥陶系鹰山组深部优质岩溶储层的形成与分布

塔中地区是塔里木盆地的重点勘探区域,奥陶系鹰山组蕴藏了丰富的油气资源。鹰山组发育大套台地相碳酸盐岩,以高能相的台内滩沉积为主。鹰山组埋藏较深,但岩溶储层呈大面积厚层状分布。早奥陶世塔中I号断裂使得塔中隆起隆升并遭受强烈剥蚀形成下奥陶统鹰山组顶部风化壳,以孔洞型和裂缝-孔洞型储层为主。通过古地貌恢复、地震属性分析和地震测井联合波阻抗反演技术和方法识别溶洞发育带和断层裂缝发育带,确定出有利储层的分布范围。研究认为,岩性岩相是岩溶型储层发育的重要基础,层间岩溶控制了储层的成层性和横向展布规模,断裂和裂缝网络是岩溶水的主要渗滤通道,埋藏岩溶形成大量有效的缝洞空间,极大地提高了储集性能。研究发现,优质储层主要分布在鹰山组顶面以下120m地层厚度范围内,横向有一定连通性,在断层、构造裂缝和溶蚀作用下形成统一的储集体,呈准层状展布。     

塔北哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩古地貌及岩溶储层发育特征

为了研究哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩岩溶古地貌及岩溶储层发育规律,基于地震、钻井、岩心、薄片分析,采用"残厚与地层古构造趋势面结合"方法对古地貌、古水系进行恢复刻画,划分为3种二级地貌类型,6种三级地貌类型和若干微地貌形态。在岩石化学特征及储层物性研究基础上结合古岩溶缝洞充填方解石碳氧同位素特征,对古岩溶发育及充填期次进行分析。结果表明:后期溶蚀孔、溶洞和溶蚀裂缝是该区主要储集空间;充填方解石δ~(13)C和δ~(18)O值变化范围较大,δ~(13)CPDB值为-4.17‰~1.59‰,平均值为-1.05‰;δ~(18)O_(PDB)值为-15.71‰~-5.17‰,平均值为-11.15‰。并划分为海相沉积充填环境、大气淡水充填环境、浅埋藏沉积充填环境和深部埋藏高温环境4种不同的古岩溶作用期次。     

顺北地区中下奥陶统埋深碳酸盐岩储集体特征及成因

为明确储集体特征及其成因,利用岩心及薄片观察、X衍射、物性测试、阴极发光和Sr同位素测试等技术手段对塔里木盆地顺北地区不同断裂带位置典型井碳酸盐岩储集体储集空间影响因素进行分析。研究表明,储集体岩性以砂屑泥晶灰岩、泥晶砂屑灰岩和泥晶灰岩为主,储集空间类型包括洞穴、裂缝和孔洞,充填物类型主要为方解石、沥青和石英。其中：方解石胶结最为常见、分布广泛,存在2~3期胶结;沥青和石英在不同储集空间内差异明显,前者仅在裂缝系统内充填,后者几乎全部充填于溶蚀孔洞内。顺北地区一间房组和鹰山组上段储集体类型主要为裂缝型和裂缝-孔洞型,储集体形成主要受断裂-裂缝体系和流体性质、来源及规模影响。断裂-裂缝体系直接控制裂缝型储集体的发育,可提高储集体渗透性并为流体或油气的充注提供通道,是储集体发育的主要控制因素;在断裂通道背景下,流体对储集体的溶蚀作用也会影响储集体的发育,其中碱性富钙流体对研究区储集体发育影响最大,酸性富硅和成烃流体总体规模有限,仅在局部对储集体进行改造。     

塔河油田西南部地区中—下奥陶统碳酸盐岩储层缝洞发育特征与分布

岩溶-裂缝是塔河油田西南部地区上奥陶统覆盖区中—下奥陶统碳酸盐岩储层主要储集空间类型。依据岩心观察、显微镜薄片鉴定、扫描电镜、钻井、深浅侧向和FMI成像测井等资料,综合识别了中—下奥陶统储层裂缝和孔洞发育段,认为该区储层缝洞发育特征与塔河油田主体区有较大的不同,其主要的储集空间类型为半充填—未充填的构造缝和溶蚀扩大缝,且以高角度斜裂缝和垂直裂缝为主,低角度裂缝较少;微裂缝和中缝发育,大裂缝和孔洞总体不发育,利用储层多因素综合评价方法指出了研究区内裂缝和孔洞发育的有利地区。