塔里木盆地玉北地区奥陶系储层成因研究

玉北地区奥陶系碳酸盐岩经历了加里东期和海西期构造作用的改造,东部断褶带和西部斜坡区断层发育,中部平台区断层不发育,导致勘探目的层鹰山组上部与鹰山组下部和蓬莱坝组储层发育特征的不同。鹰山组上部的储层主要受控于加里东期构造活动所造成的地层抬升暴露剥蚀,形成了以大气淡水溶蚀为主的储集空间类型;而鹰山组下部和蓬莱坝组储层则主要受到埋藏白云石化作用、硅化作用以及伴随着断层的形成而发育的裂缝和热液的改造作用的控制。氧碳同位素和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值的分布特征也进一步证明了两种不同储层类型的主控因素。鹰山组上部洞穴中方解石的氧碳同位素值（δ¹⁸O_VPDB：-12～-4‰VPDB,δ¹³C：-3～1‰VPDB）比海水沉淀的方解石（δ¹⁸O_VPDB：-9.5～-7.5‰VPDB,δ¹³C：-1.5～0.5‰VPDB）在数值上明显偏负,说明洞穴中充填的方解石属于淡水成因。在鹰山组下部和蓬莱坝组白云岩储层中发育的鞍形白云石具有较低的氧同位素值（δ¹⁸O_VPDB：-10.7～-5.9‰VPDB）和高于海水的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值（均大于0.7094）,因而被解释为热液成因,进一步说明这些地层中的溶蚀孔洞可能与热液改造有关。     

塔里木盆地玉北地区奥陶系储层构造裂缝成因模式

在基于成像测井、岩心及薄片资料对玉北地区构造裂缝进行识别并总结其发育规律的基础上, 根据裂缝切割关系、充填方解石阴极发光及包裹体特征划分裂缝发育期次, 并应用有限元法数值模拟不同裂缝发育期古构造应力场特征, 结合裂缝发育力学机制, 分析不同时期断层-褶皱控制下的裂缝成因模式。研究结果表明, 玉北地区奥陶系构造裂缝主要沿高陡带发育, 其发育程度、产状受断层、褶皱共同控制, 共发育4期裂缝, 其中加里东中期Ⅰ、Ⅲ幕裂缝受断层主控、加里东晚期至海西早期裂缝受断层与褶皱共同控制、海西晚期裂缝主要受褶皱控制; 与断裂走向较一致的高角度裂缝对储层发育贡献最大, 加里东晚期-海西早期及海西晚期两期裂缝发育区, 更有利于油气聚集。      

塔里木盆地玉北地区奥陶系储层构造裂缝定量预测

在应用有限元法对塔里木盆地玉北地区不同裂缝发育期古构造应力场进行数值模拟的基础上,根据岩石破裂准则及应变能守恒,构建裂缝参数与构造应力间定量模型,开展储层裂缝定量预测。研究结果表明:玉北地区奥陶系储层内部裂缝以构造缝为主,其发育受构造位置控制作用明显,主要在加里东晚期—海西早期及海西晚期发育,加里东晚期—海西早期裂缝密度主要介于0.04~0.2条/m之间,海西晚期裂缝密度主要介于0.2~2.0条/m之间,且海西晚期构造运动对早期裂缝改造作用明显,受海西晚期构造运动改造,早期裂缝开启性明显提高,裂缝开度平均提高78.6%;加里东晚期—海西早期及海西晚期两期裂缝继承性发育区,裂缝发育程度及开启性高,更有利于油气运移与聚集,为油气富集有利区。      

塔里木盆地玉北地区奥陶系成岩作用研究

玉北地区奥陶系是塔里木盆地海相碳酸盐岩油气勘探的重要目的层和产层。通过观察岩石薄片和铸体薄片,结合岩心观察、扫描电镜、阴极发光,辅以地化资料等,对玉北地区奥陶系成岩作用进行研究,认为:玉北地区奥陶系的主要建设性成岩作用有岩溶、白云化、重结晶和溶蚀作用等,破坏性成岩作用有压实-压溶、胶结、硅化和充填作用等,此外,还有去白云化、褐铁矿化、泥晶化等对储集性能影响极小的成岩作用,可划分为同生成岩阶段、早—晚成岩阶段和表生成岩阶段。     

塔里木盆地玉北地区奥陶系碳酸盐岩成岩演化

塔西南玉北地区奥陶系主要发育开阔台地相和局限台地相碳酸盐岩。通过对玉北地区奥陶系碳酸盐岩岩心、薄片、碳氧同位素数据等的分析,并结合该区构造演化史,得到了该区奥陶系各组的成岩演化序列。其中蓬莱坝组的成岩演化序列为早奥陶世海水成岩阶段-早奥陶世同生期大气淡水成岩阶段-埋藏成岩阶段;鹰山组的成岩演化序列为早奥陶世海水成岩阶段-早奥陶世浅埋藏成岩阶段-加里东中期Ⅰ幕表生成岩阶段-中奥陶世浅埋藏成岩阶段-加里东晚期表生成岩阶段-志留纪浅埋藏成岩阶段-海西早期成岩阶段-埋藏成岩阶段;良里塔格组的成岩演化序列为晚奥陶世海水成岩阶段-晚奥陶世浅埋藏成岩阶段-加里东晚期表生成岩阶段-志留纪浅埋藏成岩阶段-海西早期表生成岩阶段-浅埋藏至深埋藏成岩阶段。     

塔里木盆地玉北地区奥陶系沉积相与沉积演化模式

在塔里木盆地玉北地区奥陶系层序地层格架建立的基础上,通过对岩心、钻井、测井、地震及古生物等相关资料分析,以地震地层学和海相碳酸盐岩沉积模式为指导,对玉北地区奥陶系沉积相进行详细的研究,结果表明研究区奥陶系可划分为台地潮坪、局限台地、开阔台地、台地边缘、陆架内缘斜坡和陆棚等6种沉积相,并明确了研究区奥陶纪各期沉积相平面展布特征,总结了纵向上的沉积演化规律为:早奥陶世早期发育台地潮坪相;早奥陶世晚期随着海平面的持续缓慢上升,过渡为局限台地相;中奥陶世演化为开阔台地相;晚奥陶世早期演变为斜坡相,至晚奥陶世中晚期则发育陆棚相沉积体系。综合考虑古地理沉积环境、沉积相平面组合规律及控制因素,建立了玉北地区奥陶系沉积演化模式。     

塔里木盆地玉北地区蓬莱坝组白云岩类型及成因

塔里木盆地玉北地区蓬莱坝组发育粉-细晶自形白云岩、中晶自形-半自形白云岩、粗晶自形-他形白云岩三种白云岩类型。粉-细晶白云岩具纹层状构造,稀土元素配分模式、总稀土含量与同期灰岩相似,氧同位素组成与同期海水成因的白云岩相近,表明白云岩化流体为同期海水,较高的盐度指数指示了相对浓缩的海水条件,较低的有序度值反应出快速的白云岩化过程,为准同生白云岩化的产物,白云石晶间均匀充填富Fe、富Si及高~(87)Sr/~(86)Sr比值的陆源物质,表明玉北地区在蓬莱坝组粉-细晶白云岩沉积期由于相对海平面较低从而受到陆源物质混入的影响。中晶白云岩和粗晶白云岩的稀土元素配分模式、总稀土含量、~(87)Sr/~(86)Sr比值等与同期海水特征相似,表明白云岩化流体为海水,可见残余颗粒结构,成岩温度较低,埋藏较浅,为埋藏的海水以及沿原始颗粒灰岩的粒间孔及可能存在的裂缝等通道向下运移的海水提供的Mg~(2+)导致的白云岩化,后期重结晶作用破坏了粗晶白云岩中的残余颗粒结构并导致其Fe、Mn含量及成岩温度、有序度值高于中晶白云岩,Sr含量及δ~(18)O值低于中晶白云岩。部分中-粗晶白云石边缘可见加大边,表明后期存在少量他源流体导致的次生加大作用。     

塔里木盆地玉北地区鹰山组储层特征及主控因素

塔里木盆地玉北地区中—下奥陶统鹰山组为断控型风化壳储层,由于经历多期岩溶和断裂的综合叠加作用,加之塔里木盆地本身复杂的古地貌演化史,增加了识别岩溶改造期次的难度,同时极大地影响了储层中裂缝有效性的判断。通过相关钻井的岩心观察、薄片鉴定、地化数据分析,运用测井、地震等地球物理方法,归纳出玉北地区鹰山组四种储集岩组合类型,并研究了各类储集岩的孔渗相关性。认为研究区早—中奥陶世潜山构造带构造活动强烈,储层的形成与断裂及构造裂缝密切相关。断裂期次与加里东中期Ⅰ幕、Ⅲ幕岩溶作用在构造运动时期上的匹配,有效地改善了鹰山组顶部石灰岩地层的储集性能;埋藏白云石化作用则改善了区内鹰山组底部晶粒白云岩地层的孔隙性。     

塔里木盆地轮南地区奥陶系沉积储层研究新进展

近期轮南奥陶系沉积储层研究取得了几个方面的重要进展:发现了两期三套风化壳岩溶储集系统,其中海西期一套,存在于奥陶系顶部,加里东期两套,存在于奥陶系内部;确定了轮古东奥陶系储集层为风化壳岩溶缝洞性储层;发现了桑塔木组礁滩相储集层。桑塔木组沉积早期轮南地区具有成礁环境,局部发育有小型生物礁;修正了以往对奥陶系沉积相的划分,将奥陶系碳酸盐台地边缘的位置东移30km;提出了奥陶系内部风化壳储层形成的热沉降机制,认为晚奥陶世早期塔里木盆地存在一次热升降运动,该运动使轮南地区发生不均衡抬升,奥陶系良里塔格组出露剥蚀,形成轮南地区广泛分布的风化壳岩溶储集系统,从而揭示了轮南地区奥陶系更为良好的勘探前景。     

塔里木盆地塔中地区奥陶系碳酸盐岩储层成因类型、特征及油气勘探潜力

塔里木盆地塔中地区奥陶系碳酸盐岩油气探明储量近1.5×108t,而且仍有巨大的勘探潜力,储层属性一直被认为是礁相储层。通过76口探井的岩心观察,完井地质报告、试油成果的分析,铸体薄片的鉴定,尤其是对有工业产能的20多口探井试油井段近500个铸体薄片的详细鉴定和复核,指出塔中地区奥陶系碳酸盐岩有效储层类型复杂多样,有泥亮晶棘屑灰岩、层间古岩溶和古潜山风化壳型储层,分别与沉积间断面、平行不整合面、角度不整合面相关。虽然发育了小规模的礁丘体,但不是有效储层,更不可能形成规模效益储量。储层属性的重新认识对塔中地区勘探潜力的重新评估和勘探理念的转变均具重要的指导意义。     

塔北与塔中地区奥陶系碳酸盐岩储层成因对比研究

通过储层发育层段、储层类型、沉积演化、岩溶作用等方面的对比,发现塔北与塔中地区奥陶系碳酸盐岩储层在发育层位、沉积演化及岩溶期次上既有相似性,也有差异性。在塔中地区的油气勘探中,应注意下奥陶统古风化壳岩溶发育与塔北地区的差异性,加强对上奥陶统礁滩储集体的勘探。     

塔里木盆地塔中地区奥陶系碳酸盐岩储层空隙研究

空隙是构成碳酸盐岩储层的基本单元,空隙发育史对应了成岩演化史,且不同类型空隙的储层具有不同的分布规律。塔里木盆地塔中地区奥陶系碳酸盐岩储层的空隙可以分为６类２１种,以裂缝—孔洞型为主,礁、丘、滩相碳酸盐岩、中—细晶白云岩与古岩溶和构造岩溶的复合区为有利空隙发育带,也是风化壳型油气藏和内幕型油气藏的有利储集相带。     

塔里木盆地英买力-哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩岩溶型储层特征及成因

塔里木盆地近期获得重大突破的英买力-哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩油气藏在很大程度上受岩溶型储层发育的控制,深入总结其储层特征及成因机制对油气勘探开发具有重要意义.通过大量的岩芯、薄片、阴极发光、常规测井、成像测井及测试分析等资料进行综合研究,认为该区储层的基质孔渗极差,难以形成有利的储集空间,而次生孔隙(溶蚀孔洞、洞穴、...     

塔里木盆地英买力地区奥陶系储层特征及主控因素研究

塔里木盆地英买力地区奥陶系碳酸盐岩油气成藏条件优越.该地区一间房组和鹰山组为优质储层分布的主要层位,储层分布具明显差异性.通过岩心,薄片,测井及分析测试等资料对该地区奥陶系碳酸盐岩储层进行分析.结果表明,英买力地区一间房组岩性主要为滩相泥晶颗粒灰岩及亮晶颗粒灰岩,鹰山组岩性为泥晶灰岩和颗粒灰岩交互分布.储层储集空间以构造裂缝和孔洞为主,储层类型主要为孔洞-裂缝型和裂缝型.沉积相带控制了原始沉积的物质基础,构造作用、埋藏溶蚀连同大气淡水溶蚀等多种建设性成岩作用使研究区内台内滩储集体和礁滩储集体的连通性增强,储集空间增大,便于形成较好储层,溶蚀作用和构造运动是控制储层发育分布的关键因素.     

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩古岩溶作用与储层分布

在塔里木盆地奥陶系海相碳酸盐岩中识别出同生岩溶、风化壳岩溶、埋藏岩溶三种不同类型的古岩溶作用,综合分析认为它们是控制奥陶系碳酸盐岩储层形成的关键要素。同生期大气淡水选择性溶蚀颗粒碳酸盐岩所形成的粒内溶孔、铸模孔和粒间溶孔等,为储层提供了基质孔隙,储层分布受大气成岩透镜体控制,通常呈透镜体沿台地边缘高能相带断续分布。与风化壳岩溶作用有关的碳酸盐岩储层在区域上主要展布于奥陶系碳酸盐岩裸露的古潜山分布范围内,垂向上则局限于奥陶系碳酸盐岩侵蚀不整合面以下200 m深度范围内。根据风化壳岩溶的垂向与横向发育特征,指出其储层垂向上主要分布于地表岩溶带的覆盖角砾岩、垂直渗流岩溶带和水平潜流岩溶带内,平面上主要发育于岩溶高地边缘、岩溶斜坡区、岩溶谷地上游区、岩溶残丘等古地貌单元。埋藏岩溶作用常与有机质热演化过程中伴生的有机酸溶蚀碳酸盐矿物有关,往往沿原有的孔缝系统进行,具有期次多、规模不等的特点,是碳酸盐岩储层优化改造的关键因素之一。     

塔里木盆地西部寒武-奥陶系储层分布特征

塔里木盆地西部在寒武-奥陶纪大体经历了两次一定规模的海侵-海退沉积,并相应形成了由4个三级旋回层序和2个二级旋回层序构成的层序地层格架.它不仅控制着不同沉积相的平面展布特征,而且控制着生储盖组合的时空分布规律.下寒武统肖尔布拉克组与吾松格尔组的高水位体系域局限台地相沉积,早期普遍经历了白云岩化作用,及后期大气淡水淋溶的综合改造,形成了平面上展布非常稳定的优质针孔状碳酸盐岩储集层段.奥陶系储层主要形成于高水位体系域开阔台地相、台地边缘相和藻滩相中,由于受海水成岩和埋藏成岩环境影响,胶结作用发育,致使储层整体面貌呈Ⅳ类差储集层.     

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。     

塔里木盆地玉北地区奥陶系成岩流体演化与油气成藏时期的耦合关系

尽管流体包裹体均一温度-埋藏史投影法已被广泛地应用于油气成藏时期确定,但对于多旋回叠合盆地仍存在不确定性,即同一个均一温度可对应两个或者两个以上埋藏深度.为减少这种多解性,对研究区63件样品进行了岩石学观察、碳氧同位素测试和流体包裹体系统分析测试,运用成岩序列约束及流体包裹体均一温度和捕获压力双参数来约束确定油气成藏年龄.在确定油包裹体及其同期盐水包裹体的均一温度、油包裹体的气泡填充度和包裹体油组分基础之上,利用PVTsim热动力学模拟软件恢复油包裹体最小捕获压力.将油包裹体捕获压力和其同期盐水包裹体均一温度投影到埋藏史图上来求取油气充注年龄,再把充注年龄标注在同一时间轴上进行油气成藏期次划分和成藏时期确定.结果表明,塔里木盆地玉北地区奥陶系存在3期油充注:第一期发生在加里东晚期447.1~444.0 Ma;第二期发生在海西晚期295.0~274.7 Ma;第三期发生在喜山期14.7~8.8 Ma.第一期和第二期充注的油气在构造"跷跷板"运动过程中发生了破坏或调整,第三期充注油气才可能是勘探的现实目标.      

塔里木盆地玉北地区埋藏史及热史分析

根据地层分层数据和古热流分析,对塔里木盆地玉北地区的5口代表性钻井进行了埋藏史、热史的模拟与分析,探讨了研究区烃源岩的热演化成熟过程,初步划分了烃源岩的成熟阶段和生烃期次。研究结果认为：玉北地区寒武系－泥盆系沉积时期,具有多次沉积埋藏和隆升剥蚀的交替;泥盆系沉积之后,石炭－二叠系呈现沉积埋藏的特征;中生代在玉北地区东部少量沉积三叠系,随后被剥蚀,而在中西部发生沉积间断;进入新生代,地层持续沉积,且沉积速率呈现增大趋势。研究区寒武系烃源岩自沉积以来成熟度演化相对连续,奥陶纪时进入生烃门限,成熟时期较早;志留－泥盆纪,受海西早期运动的影响,发生隆升剥蚀作用,烃源岩演化变缓;石炭－二叠纪受控于区域上持续稳定的地层沉积与广泛发育的火山活动,研究区寒武系烃源岩进入中高成熟阶段;由于喜马拉雅造山运动的远程效应,新生代研究区持续沉降,形成巨厚沉积,烃源岩成熟度达到高－过成熟,为天然气生成阶段