塔里木盆地北缘碳酸盐岩野外构造裂缝发育规律研究

海相碳酸盐岩的油气勘探日益受到我国的重视。碳酸盐岩通常比较致密,需要通过各种地质作用的改造才能成为良 好储层。本文通过对塔里木盆地北缘碳酸盐岩野外构造裂缝发育情况的分析,认为岩性、层厚、风化壳、流体改造和构造 作用等因素是控制碳酸盐岩构造裂缝发育情况的主要因素。粗晶白云岩裂缝比细晶的发育;岩层越薄,裂缝越发育;风化 壳上部有利于裂缝发育;热液作用有利于裂缝扩展,但充填后降低裂缝的有效性;褶皱的曲率越大,裂缝越发育;靠近断 层裂缝发育,裂缝密度与距断层的距离呈指数关系。     

塔里木盆地寒武—奥陶系碳酸盐岩层序地层在油气勘探中的应用

塔里木盆地是中国重要的油气资源战略接替区之一,其海相碳酸盐岩油气勘探难度大,地层划分与对比的准确性与精度直接影响油气勘探各个环节工作的开展。本文对寒武—奥陶系碳酸盐岩层序地层学理论体系的应用、层序界面类型与识别标志及具代表性的层序划分方案等基础问题进行了论述,重点探讨了层序地层格架中烃源岩与岩溶型储层的预测及层序界面对于流体的输导作用,提出了塔里木盆地碳酸盐岩层序地层学研究中存在的一些关键问题,并对今后的发展趋势提出了初步设想。     

塔里木盆地碳酸盐岩层序地层特征及其控油作用

寒武纪-奥陶纪塔里木盆地经历了4种不同类型的碳酸盐岩台地结构型式的演变。不同台地区带的碳酸盐岩层序结构特征显著不同,柯坪地区寒武系-奥陶系为一套碳酸盐岩为主的地层,发育7种不同特征的碳酸盐岩层序构型。库鲁克塔格地区层序总体表现为半深海-深海盆地相背景下的海底扇沉积。相带和层序界面对储层发育具有重要影响,不同级别的层序界面对其下碳酸盐岩储层的发育具有重要的控制作用,并对埋藏条件下的流体具有输导作用。流体对埋藏岩溶型储层的形成具有重要的改造作用,风化壳岩溶型储层受风化淋滤带和层序界面的控制,白云岩储层和礁滩型储层主要受沉积相和成岩相控制。     

中国海相碳酸盐岩储层研究进展及油气勘探意义

中国海相碳酸盐岩具有克拉通台地小、位于叠合盆地下构造层、埋藏深和年代老的特点,储层成因和分布是油气勘探面临的诸多科学问题之一。综述了近5年来中国石油集团碳酸盐岩储层重点实验室项目团队在中国海相碳酸盐岩沉积储层研究领域取得的3项创新性成果认识:①通过对四川盆地震旦系—寒武系、二叠系长兴组—三叠系飞仙关组等层系构造-岩相古地理的解剖,发现小克拉通台地台内裂陷普遍发育,建立了"两类台缘"和"双滩"沉积模式,揭示了台内同样发育烃源岩和规模储层,这为勘探领域由台缘拓展到台内提供了理论依据,并为安岳气田的发现所证实。②基于塔里木盆地勘探实践所提出的岩溶储层成因、内幕岩溶储层类型和分布规律的认识,突破了岩溶储层主要分布于潜山区的观点,创新提出碳酸盐岩内幕同样发育岩溶储层,这使勘探领域由潜山区拓展到内幕区,并为塔北南斜坡哈拉哈塘油田、顺北油田的发现所证实。③深层和古老海相碳酸盐岩储层仍具相控性、继承性大于改造性的地质认识,揭示了深层和古老海相碳酸盐岩储层的规模性和可预测性,确立了深层和古老碳酸盐岩油气勘探的地位和勘探家的信心,并为塔里木盆地、四川盆地油气勘探实践所证实;礁滩(丘)相沉积、蒸发潮坪、层序界面、暴露面和不整合面、古隆起和断裂系统控制深层和古老海相碳酸盐岩规模优质储层的分布。这些认识不但对碳酸盐岩沉积储层学科发展具重要的理论意义,而且为勘探领域的拓展提供了依据。     

塔里木盆地古城墟隆起西端奥陶系碳酸盐岩储层特征及预测

塔里木盆地古城墟隆起西端发现了多层奥陶系碳酸盐岩储层,深入分析其储层特征及形成机理,对油气勘探开发具有重要意义.为此利用该研究区内岩心和测井资料,对该区的奥陶系碳酸盐岩储层类型和特征进行了研究,发现该区存在多种储层类型.结合研究区的构造演化特征和岩溶系统的分析,并通过与塔河地区的储层进行对比认为储层的原生孔隙、裂缝是次生孔隙和形成的基础条件,而构造运动产生的裂缝是促进岩溶发育、控制储集体发育的关键因素,而古城墟隆起西端内幕岩溶型储层主要发育在6300 m以下.进一步应用振幅变化率、相干体分析等技术,有效预测了古城墟隆起西端的岩溶型碳酸盐岩储层发育区.     

塔里木盆地下古生界碳酸盐岩热液岩溶的特征及地质模型

随着塔中地区下古生界碳酸盐岩油气勘探地持续深入,分别在野外露头,塔中地区相关探井奥陶系储层中发现有萤石、闪锌矿、天青石、重晶石、硬石膏、焦沥青及热液石英等一系列热液矿物及其组合,越来越多的地质资料表明热液岩溶储层可能是塔里木盆地下古生界碳酸盐岩油气勘探中被忽视的一个重要储层类型。〖JP2〗通过总结近6年大量的针对野外露头热液岩溶现象地实地观察测量,以及通过对塔中82井区—24井区奥陶系储层发育段大量的岩石薄片观察、矿物能谱测定、地层水锶同位素测试,断裂性质的分析,深入研究热液溶蚀流体的活动特点以及对形成优质储层的控制作用,最终建立了热液岩溶储层的地质模型。研究表明,热液矿物主要沿断裂伴生的构造溶蚀缝和溶蚀孔洞发育,断裂是热液运移的主要通道,是形成优质储层的重要控制因素。塔中地区沿海西期走滑断裂附近的奥陶系灰岩将广泛发育热液溶蚀改造形成的储层,为塔中西部上奥陶统沿走滑断裂向内带拓展油气勘探打下了基础。     

塔里木盆地塔河奥陶系碳酸盐岩储层埋藏成岩和构造-热流体作用及其有效性

对层状风化壳模式的认识一度支撑着塔里木盆地下古生界深层碳酸盐岩油气勘探,但这类深层碳酸盐岩储层显示出的强烈非均质性使得勘探风险愈来愈大。研究以塔里木盆地塔河地区中—下奥陶统碳酸盐岩储层为典型实例,重点论述了成岩作用和构造—热流体复合作用对储层的制约,并结合表生岩溶等其它要素开展了储层分布综合解释。研究认识到:①奥陶系碳酸盐岩正常深埋藏成岩作用的主要效应是碳酸盐的沉淀而不是碳酸盐的溶解,建设性改造主要与表生岩溶作用（古喀斯特）或构造—热流体作用有关,并导致了碳酸盐岩储层强烈的非均质性。②从中下奥陶统到上奥陶统,下部碳酸盐岩地层热流体活动迹象明显优于上部地层。③奥陶系碳酸盐岩构造—热流体的建设性改造作用主要发生在中—晚泥盆世与二叠纪叠加改造的断裂构造交汇区,以及中—晚奥陶世、前石炭纪形成的表生岩溶发育区;有效储层与高能沉积相带关系有限。为此,提出了奥陶系碳酸盐岩构造—流体作用与储层形成概念模式,这为进一步认识储层的形成分布规律提供了新的线索。     

新疆柯坪-巴楚地区碳酸盐岩构造裂缝发育的控制因素及油气勘探意义

构造裂缝发育程度是碳酸盐岩地区构造裂缝定量研究的重要方面,对碳酸盐岩裂缝油气藏的储层预测具有重要意义。论文基于野外地质实际考察,研究岩性、地层厚度、构造性质等因素对构造裂缝的影响,建立比较系统的构造裂缝发育分布规律,建立构造裂缝发育的地质模型。白云岩的裂缝密度明显大于灰岩类的裂缝密度。地层越厚裂缝密度越小,但裂缝规模较大。走滑断裂控制的构造裂缝的裂缝密度与距断裂的距离呈指数关系且存在"断裂控制的裂缝带","断裂控制裂缝带"与断裂的性质、规模和断距等因素密切相关。提出不同性质断裂"断裂控制裂缝带"宽度与断层破碎带宽度的比值K,这个比值的发现对断裂控制的裂缝油气勘探开发具有重要的应用价值。     

普光气田碳酸盐岩储层裂缝的成因及其控制因素

普光气田为一边水、高含硫、多裂缝的碳酸盐岩气藏。为防止边水通过裂缝网络进入储层,造成水淹,对裂缝进行了成因机制和控制因素的系统研究。普光气田长兴组和飞仙关组碳酸盐岩储层自沉积以来主要经历了三个不同力源方向的构造挤压运动,形成了一系列与地层变形和断层相关的剪切缝和扩张缝。认为裂缝的发育程度主要受控于构造运动,地层变形越强,裂缝越发育;与断层相关的裂缝系统主要发育在距断层1 200 m的范围内,离断层越近,裂缝越发育。裂缝发育程度还受岩性、岩层厚度、岩石结构组分、储集物性等因素的综合影响。岩性不同,裂缝发育程度不同;裂缝发育密度随岩层厚度、粒屑含量的增加而减小,随填隙物、基质含量的增加而增大。裂缝主要发育在孔隙度较差的储层中,储层孔隙度较好时,裂缝相对不发育。     

塔河油田、普光气田碳酸盐岩储层特征对比研究

中国海相碳酸盐岩油气勘探相继发现了以塔里木盆地塔河油田、四川盆地普光气田为代表的一批大中型油气田。本文系统对比了塔河油田、普光气田碳酸盐岩储层基本特征、成岩作用和控制因素。礁滩型储层一般物性较好,储集类型为孔隙型或裂缝-孔隙型,非均质性弱;风化壳岩溶型储层一般物性较差,储集类型多样,非均质性极强。白云石化是超深层（〉6000m）碳酸盐岩储层形成的重要机制,白云岩较灰岩储层平均孔隙度可提高3．5％～4．0％。硫酸盐热化学还原（TSR）反应主要是对储层进行强烈改造,改善程度并不大。沉积相、构造作用对不同类型储层的影响程度、影响方式不尽一致：对于风化壳岩溶型储层,沉积相的影响主要体现在对岩石可溶性、透水性的控制上,在岩石可溶、透水的基础上构造作用控制了储层的发育范围及程度;礁滩型储层受沉积相的严格控制,构造作用形成的裂缝对储层物性有明显改善。     

塔里木盆地顺北地区奥陶系碳酸盐岩层序模式及其意义

近年来塔里木盆地顺北地区深层碳酸盐岩油气勘探取得了丰硕成果。依据全球海平面变化,结合钻井及地震资料,将顺北地区奥陶系下统—中统碳酸盐岩划分为1个二级层序,8个三级层序,总结了每个层序界面及层序内部特征,提出顺北地区奥陶系碳酸盐岩发育三种层序模式——海侵、高位与低位模式,并分析其控制因素。顺北地区奥陶系碳酸盐岩主要储集空间显示为大型岩溶洞穴,位于三级层序界面之下的蓬莱坝组岩心与薄片具明显的溶蚀孔洞特征,反映了低位期岩溶与高位期岩溶对顺北地区奥陶系碳酸盐岩储层发育的控制作用。顺北地区地表水无法通过断裂从上穿过约800 m的奥陶系上统泥岩段,进入中下统碳酸盐岩储层,因此塔河地区“断溶体”理论并不适用于顺北地区,三级层序界面控制的岩溶作用是顺北地区奥陶系碳酸盐岩储层形成的主要控制因素。     

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。      

塔里木盆地富满大型碳酸盐岩油气聚集区走滑断裂控储模式

塔里木盆地台盆区深层海相油气勘探目标由层间岩溶向断控岩溶转变,并在处于坳陷区的富满地区发现了以走滑断裂为主控因素的断控型油田。富满地区储层特征与盆地内古隆起区、斜坡区均有不同,因此需要建立适合研究区的走滑断裂控储模式。本次研究通过高密度三维地震资料刻画了研究区走滑断裂的分布,利用岩心、测井、试井资料以及缝洞体识别技术明确了不同类型的储层分布,分析了研究区走滑断裂样式与差异变形对储层发育的影响,建立了走滑断裂控储模式。研究结果表明:(1)富满大型碳酸盐岩油气聚集区储集空间主要由多期走滑构造破裂作用与岩溶作用形成的洞穴型、裂缝-孔洞型、裂缝型与孔洞型空间组成;(2)走滑断裂活动性越强,断裂带宽度越大,储层发育规模越大,张扭段与压扭段断层破碎带型储层较平移段平面分布范围更广,纵向发育深度更大;(3)张扭段为汇水区,断裂联通性好,有利于大气流体下渗以及热流体上涌从而对储层进行溶蚀改造;压扭段为分流区,岩溶储层多发育于断裂带两侧,断裂开启程度低,受流体改造程度低于张扭段。     

利用流体包裹体评价碳酸盐岩储层埋藏孔洞充填强度的新方法:以塔里木盆地为例

海相碳酸盐岩已经成为我国油气资源的重要接替领域,岩溶孔洞等次生储集体是碳酸盐岩重要的储层空间。但是,深埋条件下岩溶储层的难以预测性是影响碳酸盐岩油气勘探的重要难题之一。碳酸盐岩水岩反应的溶解-沉淀平衡原理指示,溶解或溶解-沉淀平衡区域不形成或很少形成流体包裹体,而沉淀区域伴随着新矿物的产生多形成流体包裹体,包裹体发育期次代表了地质历史中流体活动期次。据此原理推断,流体包裹体发育期次越多的区域,早期岩溶填充作用越强,储层埋藏孔洞保存越差,反之则好。文中基于溶解-沉淀平衡原理,利用塔里木盆地塔中和塔北地区奥陶系孔、洞和裂缝充填物流体包裹体数据,结合地质埋藏史,对研究区埋藏填充作用时空发育史进行还原,确定不同程度充填区,采用逆向思维圈定无充填或弱充填的有利孔洞保持区。此方法在塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩储层中的应用实践表明,其结果与岩心及钻测井工程方法结果吻合,证实了其可行性,对埋藏期岩溶孔洞保存条件较好的区域能够做出有效预测。流体包裹体分析为我们提供了一种切实可行的埋藏期孔洞充填强度评价的新方法,对正确评价埋藏岩溶储层质量具有重要的理论和实际意义。     

塔北哈拉哈塘地区奥陶系鹰山组—一间房组岩溶储层特征及成因模式

塔里木盆地北部哈拉哈塘地区奥陶系岩溶型储层油气勘探近年来获得了重大突破,其主要勘探目的层系为鹰山组—一间房组碳酸盐岩,进一步深化碳酸盐岩岩溶储层认识对于加快塔里木盆地海相油气勘探具有重要意义。在分析区域地质背景的基础上,结合钻井、岩心、测井、地震等资料,对研究区鹰山组—一间房组岩溶储层特征以及储层发育主控因素和成因演化模式进行了深入研究。研究认为,鹰山组—一间房组岩溶储层基质孔渗条件差,基质孔隙不能单独成为有利的油气储集空间,储层储集空间主要为溶蚀孔洞以及裂缝系统。储层经历的岩溶作用类型主要有(准)同生岩溶作用、风化岩溶作用以及埋藏热液岩溶作用等,各种岩溶作用的多期叠加改造使得鹰山组—一间房组岩溶储层极为发育。通过对储层成因过程的研究分析,认为构造隆升为岩溶储层的发育提供了有利条件并控制了储层发育格局;多期岩溶作用是形成岩溶储层的关键因素;断裂及裂缝的发育促进了岩溶储层的形成并改善了储层的储集性能。     

从塔河油田奥陶系油藏的特征看塔里木盆地台盆区碳酸盐岩找油前景

塔河油田位于塔里木盆地塔北隆起轮南凸起,是近年来在塔里木盆地碳酸盐岩分布区发现的最大油田,也是该盆地中迄今所发现的最大油田。塔河油田奥陶系油藏所在的构造部位实际上是轮南下古生界凸起构造的组成部分,凸起的顶界面是一个风化壳剥蚀面,盖层为石炭纪地层。奥陶系及石炭系下部断层十分发育,特别是奥陶系,断层纵横交错,且均属高角度逆冲断层,在构造的主体部位形成多个高点。影响和改造该区储层的最重要地质作用是岩溶作用,纵向上可分为地表、渗流、潜流等三个岩溶带,包含多种岩溶作用;在横向上表现为严重的非均质性。这种非均质性与岩溶古地貌的高低、先期构造裂缝的发育程度、岩石结构组分的差异等因素相关。储层的基质孔隙度很低,储集空间主要为裂缝、孔洞、溶洞等。储层类型可划分为三种,即裂缝型、裂缝—孔洞型、裂缝—溶洞型。初步确定,塔河油田的油气藏类型为块状油藏,具有统一的油水界面。塔河油田的发现给我们提供了四点启示:1)凸起上的最高部位不一定是碳酸盐岩储层分布最好的地区,在凸起的斜坡部位存在好的储层;2)在生储盖条件都具备的碳酸盐岩分布区,寻找有利储层是关键;3)在储层改造方面,采用大型酸化技术,可以取得良好效果;4)塔里木盆地台盆区碳酸盐岩分布面积大,有广阔的勘探前景。     

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。      

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。     

塔里木盆地塔中Ⅲ区奥陶系碳酸盐岩油气成藏主控因素及有利区带

碳酸盐岩是塔里木盆地塔中地区古生界油气勘探的主要目的层,探讨其成藏主控因素对碳酸盐岩勘探具有重要的意义。针对塔中Ⅲ区油气成藏规律复杂、难以有效拓展的难题,从构造断裂发育演化对碳酸盐岩储层沉积、储层后期改造以及油气运移和聚集的影响入手,明确了受断裂挤压抬升控制的高能相带是岩溶储层发育的物质基础,塔中Ⅲ区广泛发育台内高能滩和台内缓滩;北东向走滑断裂体系羽状破碎带和斜列叠置破碎带是储层最为发育的区域;关键成藏期古构造控制了塔中Ⅲ区古生界油气由北向南的运移路径,鼻状构造区油气运聚有利。在此基础上,结合区域盖层展布特征、储层分类预测结果和实钻油藏特征进行了成藏有利区综合评价,指明了塔中Ⅲ区下步勘探有利方向。     

塔里木盆地塔中45井区碳酸盐岩储层的深部流体改造作用

塔里木盆地塔中地区发育巨厚的下古生界海相碳酸盐岩,是该地区油气勘探的重要目标层系。塔中45井在上奥陶统灰岩储层内获得高产油气流。研究发现其含油气层段因萤石脉的改造而发育成为优质储层,这在已发现的塔中地区下古生界碳酸盐岩储层中为一独特储集体类型。综合多方面地质依据对萤石成因的分析结果表明,该储集层段是与该地区二叠纪岩浆作用有关的深部流体活动对碳酸盐岩储层改造的结果。深部流体通过溶蚀作用、交代作用和充填作用等对碳酸盐岩储层进行改造,形成深部流体改造型碳酸盐岩储集体。这一新的储集体类型的确立,对塔中地区下古生界碳酸盐岩层系油气勘探有着重要的现实意义。