碳酸盐岩裂缝与岩溶作用研究

从构造与非构造作用角度出发,突出研究断层对裂缝的控制作用、断裂与岩溶的关系和裂缝与岩溶之间的关系,揭示碳酸盐岩裂缝与岩溶的发育规律。研究表明：构造裂缝为岩溶发育提供岩溶作用进行的有利通道,非构造裂缝则可以加速溶蚀作用的进行,促进岩溶的发育;裂缝与岩溶之间的关系始终是相辅相成、相互促进的关系。     

碳酸盐岩岩溶作用的元素地球化学表征--以塔河1号的S60井为例

通过对塔河地区奥陶系碳酸盐岩及其胶结物方解石的化学成分及方解石晶体微形貌研究后认为 :塔河一号S6 0井埋深 5 433.2 0～ 5 435m发育的岩溶角砾灰岩,属于高度大于 2m的大型古岩溶洞穴沉积;而埋深 5 435m中晶洞中的方解石是地表岩溶带的早中期的淡水与海水的混合带的产物。在本文中,作者指出碳酸盐岩矿物学及地球化学可有效地应用于表生岩溶作用中的深度、强度、期次以及成岩序列及古沉积环境判别等项研究中。     

华北奥陶系两个不整合面的成因与相关区域性储层预测

发育于下奥陶统亮甲山组顶部（UF₁）和中奥陶统马家沟组或峰峰组顶部（UF₂）的两个不整合面是控制华北早古生代与古岩溶有关的区域性储层形成及展布的关键性面。UF₁F₂原被认为分别代表了短期或长期的基底构造隆升，但是，基于新的证据，我们认为二者受控于不同成因机制，因而与之相关的储层预侧也应有所不同。UF_１原被解释为是板块南部基底上翘的结果，但层序地层分析却支持其海平面变动成因解释。海面下降会通过切蚀水平岩层产生一个倾向盆地的卡斯特侵蚀斜面。UF₁从西北仅蚀亮甲山组到东南下切至下寒武统顶部。因此，与之相关的储层亦从西北至东南发育于相应层位内。在空间上，有利区域性储层主要分布于强烈混合带白去化并有随后轻度淡水淋滤的华北地区中心地带。UF₂由全球性构造事件形成。这一构造运动导致板块内部下弯及相应的边缘上凸，在下凹的华北中心地带保存了较新的地层（峰峰组），而在凸起区这些新地层却被天水侵蚀殆尽。与UF₂有关的潜在区域性储层趋于分布在边缘抬升区，特别是峰峰组分布的周边地区。     

陕西渭北东部寒武纪-奥陶纪岩相古地理与岩溶水赋存关系

在系统研究大量野外实测剖面和钻孔资料的基础上，认为本区寒武纪-奥陶纪岩相古地理演化可分为3个海侵海退旋回，构成了一套独特的、完整的沉积序列。沉积层的岩溶发育程度与沉积环境密切相关，从开阔海、潮下、高能、滩环境沉积层，到开阔海、低能、间歇高能环境沉积层，再到滨海、潮上、泥云坪和泥灰坪环境沉积层，岩溶发育程度逐渐降低，富水程度逐渐减弱。     

Paleo-environment and reservoir evolution of the Middle Ordovician Kelimoli Formation in the northern Tianhuan area,Ordos Basin,China: implications for high-quality reservoir development

The Middle Ordovician Kelimoli Formation carbonate reservoirs in the northern Tianhuan area, Ordos Basin, China are main exploration targets. Subsurface core samples, logging, drilling and production data from the area were used to characterise the carbonate reservoir and to construct a genetic model for exploration. The sedimentary facies identified include trough–continental rise, upper–lower slope, platform margin reef-shoal, open platform and evaporation-restricted platform. The slope and platform margin facies are potential zones for high-quality reservoirs. Porosity in the study area comprises intergrain, intercrystal, intragrain and intracrystal pores, fractures and vughs. The Sr/Ba (0.40–4.87) and V/(V + Ni) (0.64–0.97) ratios indicate deposition in a brackish water-dominated environment under reducing conditions, associated with sea-level fluctuations during the deposition of the Kelimoli Formation. The Sr/Ba, V/(V + Ni), ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios, δ¹⁸O values and crystal texture of dolomite samples suggest that meteoric water was involved in the diagenetic fluid in the near-surface depositional environment. Isotopes (δ¹³C and δ¹⁸O) and trace elements (Fe and Mn) allowed the identification of seepage-reflux and mixed-water dolomitisation. The crystal textures of the samples consist of micritic, bioclastic and reefal limestones, and dolomite with gypsum, which were easily dissolved during the early diagenetic stage. The epidiagenetic stage was the key period for the development of high-quality reservoirs because of large-scale bedding-parallel karstification from meteoric water. The reservoir zones, dominated by partially filled and unfilled vughs, and fractures, are favourable exploration targets in the northern Tianhuan area.     

川中地区中二叠统栖霞组滩控岩溶型白云岩储层特征及主控因素

四川盆地中部地区栖霞组的白云岩是该区主要储层,储层成因的主流观点是热液白云岩化。目前勘探实践发现,优质储渗体形成与早期相控岩溶作用有关。通过取芯及测录井资料进行了详细分析,研究结果表明,该类白云岩储层主要位于栖霞组中上部颗粒滩发育的地层中,按其宏微观产出状态可分为溶斑状云岩、溶洞充填云岩、针孔状基质云岩和致密基质云岩。储集岩物性以溶洞充填云岩最佳,储层类型属裂缝—孔洞型储层。进一步分析显示:研究区栖霞组滩相地层沉积后随即经历了一定时间的整体抬升暴露,期间接受早成岩期岩溶作用,形成了具相控特征的岩溶系统,早期淡水岩溶作用是优质孔洞型储层形成的关键。在中二叠沉积期后不久的东吴运动高峰期,热液流体上涌将岩溶系统及其部分围岩交代为白云岩。由于岩溶系统内部保留了较多的残余自由空间,经热液白云岩化调整后形成的白云石更为自形,且保存了较多的晶间孔隙。而相比之下,岩溶系统基岩已在早期埋藏中趋于致密,云化后形成的云岩物性较差。仅有部分颗粒岩仍然保留了一定的原始孔隙,云化后针孔较为发育。栖霞组白云岩储层具有相控性,规模性和继承性三大发育特点。提出优质储层分布受控于岩溶系统,为区内栖霞组白云岩储层成因提供了新的思路,对该区储层分布预测及进一步的勘探部署也具一定指导意义。     

海平面波动中的岩溶响应——以塔里木盆地牙哈-英买力地区下古生界为例

岩溶成因碳酸盐岩油气储层的展布预测,是全球石油地质家一直在探索的热点问题之一。下古生界岩溶型碳酸盐岩储层是盆地内极有潜力赋存大油气田的储集体。本文以岩溶类型研究为基础、以海平面波动史构建为切入点、以塔里木盆地下古生界为例,开展了海平面波动中的岩溶响应研究。分析表明,塔里木盆地早古生代海平面下降期均发育了准同生岩溶。准同生岩溶为埋藏岩溶和风华壳岩溶提供了良好的溶蚀介质输导孔隙。地球物理资料显示,塔北下奥陶统的两期风化壳岩溶叠加于先期的准同生岩溶作用之上。海平面波动史的重建及岩溶格架分析表明,塔里木地区早古生代海平面波动与岩溶发育呈现良好的耦合关系。海平面变化是控制塔里木盆地下古生界岩溶储层发育的一个重要的因素。     

塔里木盆地肖尔布拉克剖面下丘里塔格组层序地层及其油气勘探意义

塔里木盆地晚寒武世台地沉积区发育大量的白云岩,其中蕴涵着大量白云岩储层。以柯坪地区肖尔布拉克剖面为例,首次提出了以地层单层厚度为划分依据划分层序地层的方法,结合岩石学分析结果,确定了肖尔布拉克剖面寒武系下丘里塔格组白云岩的层序地层四分方案,塔中地震资料表明该四分方案可能适用于塔里木盆地整个西部台地区。根据肖尔布拉克剖面下丘里塔格组白云岩的岩石学分析,埋藏岩溶作用产生的溶蚀空间为该白云岩段的主要储集空间,因此可将下丘里塔格组白云岩储层定义为"埋藏岩溶型白云岩储层",该储层发育位置与层序界面有密切关系,一般沿层序界面之下发育。根据上寒武统白云岩的层序地层四分方案,与层序地层对储层的控制作用,提出了塔里木盆地西部台地区上寒武统"埋藏岩溶型复式白云岩储层"概念,并给予了阐释。     

碳酸盐岩早期差异成储路径及其对储集性能的影响:以滨里海盆地N油田石炭系KT-Ⅰ与KT-Ⅱ层系为例*

以滨里海盆地N油田石炭系KT-Ⅰ与KT-Ⅱ层系碳酸盐岩储集层为例,综合岩心、薄片、扫描电镜、高压压汞、常规物性分析以及各类测试资料,对碳酸盐岩储集层特征以及早期成储路径展开系统研究,并进一步探讨成储路径与储集层孔喉结构和质量的关系。结果表明,KT-Ⅰ层系以云岩类储集层为主,颗粒灰岩次之,其中云岩类储集层以晶间(溶)孔、小型溶洞为主,孔喉连通性好,为高孔—高渗的孔洞型储集层, 而颗粒灰岩类储集层以粒内溶孔、铸模孔及生物体腔孔发育为特征,孔喉连通性差,属中孔—低渗的孔隙型储集层。KT-Ⅱ层系以粒间(溶)孔和生物体腔孔发育的颗粒灰岩为特征,为中高孔—高渗的孔隙型储集层。进一步分析表明,KT-Ⅰ层系云岩与灰岩储集层单旋回厚度小,皆受高频海平面升降变化驱动的早成岩期岩溶的控制, 而KT-Ⅱ层系单旋回厚度大,颗粒滩未经历早期岩溶的改造。 3类储集层的成储路径分别为: (1)KT-Ⅰ云岩类储集层,准同生期白云石化作用导致矿物相转变并使得部分矿物更易遭受溶蚀→早成岩期岩溶作用控制储集层的形成→云岩抗压溶岩石骨架有利于储集层的保护; (2)KT-Ⅰ颗粒灰岩储集层,早成岩期岩溶作用优化储集层→初期压实控制胶结流体通道进而控制胶结作用—粒间孔与粒内孔差异胶结控制储集层的保护; (3)KT-Ⅱ颗粒灰岩储集层,原始沉积环境控制储集层的形成→初期压实与早期胶结作用控制储集层的保护。成储路径差异控制了不同的孔渗特征与孔喉结构,而孔喉结构进一步控制了早期岩溶型云岩、早期岩溶型颗粒灰岩、原生孔保存型颗粒灰岩3种储集层的质量。研究结果将为具类似特征的碳酸盐岩储集层成因分析提供参考,也因发现了云岩较灰岩更易早期溶蚀的现象而具有较为重要的岩溶地质学意义。     

鄂尔多斯盆地东缘奥陶系马家沟组四段豹斑状云质灰岩特征及成因: 以关家崖剖面为例*

鄂尔多斯盆地东缘中奥陶统马家沟组发育豹斑状云质灰岩,因其分布广泛、成因复杂以及具有重要的油气储集意义而长期受到关注。文中以山西省兴县关家崖剖面马家沟组四段顶部为例,依据宏观、微观岩石学特征,结合碳氧稳定同位素、原位激光剥蚀的微量稀土元素等地球化学分析手段,分析了豹斑状云质灰岩的特征及其成因。研究表明,豹斑状云质灰岩的特征为: (1)常发育于(含颗粒)泥晶灰岩中,且向上白云石化程度增强,云质斑块内常伴有针状或板条状石膏假晶;(2)按产状可大致分为水平、斜交和不规则花斑3种类型,分别对应于向上变浅序列的下部、中部和上部,序列顶部多见近原地角砾化;(3)基质灰岩与云质斑块的δ¹³C、δ¹⁸O值较同期海水略显负偏,顶部不规则云质斑块负偏程度最大;(4)“豹斑”与基质灰岩均具有较低的Mn、Sr、Ba等含量和低Mn/Sr值;(5)“豹斑”的ΣREE含量较基质灰岩略低,且皆表现为轻稀土富集、重稀土亏损的稀土配分模式,δCe微弱负异常,δEu无异常。依据上述结果,推测关家崖剖面马四段豹斑状云质灰岩产状受到生物扰动和高频海平面驱动的早成岩期岩溶耦合控制,序列由下至上耦合改造由弱变强,形成下—中部以岩溶影响较小的水平和斜交虫迹为特征、上部叠合岩溶强改造形成不规则花斑的垂向序列组合;早成岩期的暴露岩溶不仅叠合改造生物潜穴,而且蒸发浓缩的有限重卤水沿叠合优势通道优先交代孔渗条件更好的区域,至埋藏时期白云石化作用进一步加强,从而形成了区内类型多样的豹斑状云质灰岩。研究结果还揭示出沉积期微地貌控制的早成岩期岩溶作用是马四段这类特殊的豹斑状云质灰岩或豹斑状云岩储集层形成的关键,且在很大程度上控制了这类储集层的分布,这一认识可为高频暴露驱动的早成岩期岩溶研究提供新的材料。