塔里木盆地轮南地区奥陶系潜山古岩溶及其所控制的储层非均质性

低孔低渗的碳酸盐岩通过长期的地表风化淋滤、溶蚀之后可能会成为较好的油气储集岩体。本文通过钻井、测井及岩心等资料探讨轮南地区奥陶系灰岩中的古岩溶及其对储集的控制作用。研究表明,区内古岩溶主要形成于早石炭世,岩溶作用所形成的角砾岩相是重要的储集岩类,无论是在横向上或垂向上这种储集岩体均表现出强烈的非均质性。     

塔里木盆地轮古东地区前石炭纪古岩溶微地貌及岩溶发育模式

以现代岩溶理论为指导,应用"印模与残厚组合法"恢复岩溶古地貌,在4种二级地貌类型(岩溶高地、岩溶陡坡地、岩溶缓坡地和岩溶盆地)划分的基础上,将塔里木盆地轮古东地区前石炭纪古岩溶地貌进一步划分为峰丛洼地、丘峰谷地、溶丘洼地、峰丛垄脊沟谷、峰丘洼地、丘丛垄脊沟谷、岩溶谷地、溶丘平原等8种三级地貌类型。并在垂向岩溶分带研究的基础上,明确了不同古岩溶地貌条件下的岩溶发育特征及充填机制。研究认为:岩溶高地为区域补给区,发育溶蚀裂缝和溶洞系统;岩溶陡坡地为补给-径流区,以高角度溶蚀裂缝为主;岩溶缓坡地为地下水径流区,发育暗河管道系统;岩溶盆地为排泄区,岩溶缝洞充填程度高。     

油气田古岩溶与深岩溶研究新进展

项目来源:国家“九五”重点科技攻关项目“中国大中型气田勘探开发”研究专题 起止时间: 1996年—2000年 项目负责人:夏日元 主要完成人:夏日元唐健生罗伟权邓自强关碧珠 承担单位:中国地质科学院岩溶地质研究所 古岩溶是指地质历史时期而非现代营力环境下形成的岩溶;深岩溶则为不受地表侵蚀基准面控制环境条件下的深埋藏岩溶作用。近年来,鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地及塔里木盆地等深埋藏碳酸盐岩中的油气勘探相继取得了重大突破,在埋藏深度大于2000~3000m的碳酸盐岩中发现了高产古岩溶储集层。由于储集空间主要为岩溶孔洞、裂缝等,非均质性明显,空间分布规律复杂,加之碳酸盐岩储层经历了漫长的岩溶作用过程(既有地质历史时期近地表环境下的古岩溶作用,又经历了长期逐渐被埋藏过程中深岩溶作用的叠加与改造),造成油气储集规律十分复杂,给勘探、开发带来了一定难度。为此,从1996年起,国家“九五”重点科技攻关项目“中国大中型气田勘探开发研究(96—110)”特设立了油气田碳酸盐岩古岩溶与深岩溶专题研究。 专题研究采用古水文地质综合方法、溶蚀作用地球化学物理和数学模拟、岩石地球化学测试、岩溶储层介质结构定量评价和预测等技术手段,系统研究了鄂尔多斯盆地和渤海湾盆地奥陶系碳酸盐岩古岩溶和深岩溶的形成条件、影响控制因素和发育特征,揭示了不同时期岩溶作用的机制、发育演化特征及其与油气富集关系,识别出多种多样的古岩溶成因类型: (1)鄂尔多斯盆地古岩溶包括早期“层状岩溶”、中期“膏溶”和晚期“断裂系统岩溶”三个发育演化阶段。“膏溶”作用起关键作用,古岩溶地貌形态对油气富集有明显的控制作用; (2)深岩溶包括压释水岩溶和热水岩溶两种类型。压释水岩溶是指在压力差驱动下,上覆煤系地层成岩压实过程中释放出来的酸性水,通过渗流窗口侵入古风化壳产生对流循环而形成的岩溶。具有“水平渗流”、“侧向渗流—对流循环”、“纵向对流循环”三种发育模式,与烃类运移、聚集的关系为:早期为烃类改善运移通道,中期改造贮存空间,晚期对储集体形成封闭; (3)热水岩溶为奥陶系古风化壳深埋藏后,受燕山运动构造热事件影响,古地温梯度明显增高,呈承压状态向上运移的具有溶蚀能力的深循环热水对可溶岩所产生的溶蚀作用。热水岩溶主要经历了深循环对流热水形成、溶蚀与白云岩化作用两大阶段,对油气藏的形成具有建设性作用; (4)渤海湾盆地黄骅坳陷奥陶系碳酸盐岩岩溶发育主要经历了三个演化阶段:①加里东晚期—海西早期裸露古岩溶;②印支—燕山早期裸露和浅埋藏古岩溶:③燕山晚期—喜山期埋藏深岩溶。通过研究,建立了向斜翼部侵蚀洼地排泄型、向斜轴部山间洼地排泄型、山前浅埋藏断陷盆地型等三种古岩溶发育模式,以及倾斜垒式断块压释水作用、深埋褶断凸起构造压释水作用、深大断裂带高位掀斜断块热水作用等三种深岩溶发育模式。 (5)建立了各类古岩溶和深岩溶发育演化模式,提出了岩溶型油气储层定量评价和预测的模拟勘探技术,预测了三处有利勘探块区,取得了一定社会经济效益。     

埕岛潜山带的古岩溶作用

在系统观察描述岩心和综合分析地震剖面资料基础上,对埕岛潜山带的古岩溶作用进行了全面的研究,对风化壳的岩溶地貌特征,岩溶标志与特征、岩溶分带以及控制岩溶作用的主要因素进行了详细阐述,对于本区古岩溶作用发育的历史及其变化规律进行了深入研究。根据本区构造发展历史,将下古生界碳酸盐岩的溶蚀作用划分为四期,即：同生－近地表成岩期、风化壳期、浅埋藏期、深埋藏期,这对于深入研究该区的储集层特征和孔隙演化规律以及     

古岩溶和古岩溶地球化学概念与研究展望

古岩溶地球化学是古岩溶与地球化学相结合的产物。本文在详细评述了有关古岩溶研究现状（包括概念、研究进展、存在问题等）的基础上,初步提出了古岩溶地球化学的概念与研究方法,认为岩溶岩是其研究的主要对象。通过岩溶岩地球化学信息来解释和恢复古岩溶发育环境是其概念的基本内涵。研究方法是以数理统计为基础,定性与定量相结合,以定量分析、综合解释为主。最后对古岩溶和古岩溶地球化学的研究前景进行了展望。     

古环境对河北古岩溶发育影响

碳酸盐岩的岩溶发育过程是诸多因素综合作用的结果。古气候环境对河北古岩溶发育起到控制作用。喜山期早第三纪河北南部显示了热带—亚热带气候特征,根据古地磁测得的磁矢量值推算河北邢台内邱一带古纬度值为20.6°,要比现今纬度靠南16°左右。早第三纪是河北古岩溶发育形成的主要时期,该期形成的数层溶洞分布于太行山,燕山区和河北平原几千米深的古潜山。河北存在古岩溶而且发育的还很强烈,因此,不能用现代气候去否认北方曾有过古岩溶的事实,也不能把古岩溶与现代岩溶混为一谈。      

我国古岩溶分布特征研究

对中国境内古岩溶分布规律在时间上、空间上的差异性和相似性的研究,将古岩溶所赋存的介质分为前活动型古岩溶岩系、活动型古岩溶岩系、稳定型古岩溶岩系、再活动型古岩溶岩系,每一岩系按沉积旋回分为若干个岩组;将古岩溶期分为前活动期、活动期、稳定期、再活动期[1],每一期按构造运动[2]分为若干亚期.古岩溶分布特征(特别是相似性)的研究成果对于从事古岩溶相关领域(水文地质、石油地质、环境地质等)的研究将起到事半功倍的效果.     

塔里木盆地轮古西地区奥陶系古岩溶储层发育特征研究

在区域地质背景研究及大量文献调研的基础上,结合地质地震资料,通过单井分析及连井对比研究,探讨了研究区古岩溶的形成机理和控制因素、储层的空间发育及岩溶洞穴的充填特征。认为轮古西地区经历多期地壳抬升,奥陶系古潜山发育两期岩溶旋回,纵向上形成了四套与洞穴有关的古岩溶储层,其中第Ⅱ岩溶层主要分布在岩溶斜坡区,洞穴广泛发育,充填程度低且位于构造高部位,是最有利的油气聚集层段。     

基于缝洞方解石包裹体测试分析塔北轮南地区奥陶系古岩溶期次及环境

塔里木盆地轮南地区奥陶系岩溶缝洞发育,但多期水-岩作用对缝洞改造复杂。基于轮南地区岩溶缝洞方解石包裹体测试,总结了该地区包裹体的物理、化学特征,发现轮南地区以单液相、气液两相包裹体为主,并按包裹体盐度-均一温度将气液两相包裹体划分为6类不同成因类型包裹体。结合埋藏史分析,认为轮南地区上述包裹体可能形成于4期岩溶作用阶段,包括表生期暴露淡水岩溶、浅埋藏岩溶、中埋藏岩溶及深埋藏岩溶。以上研究为判断轮南地区奥陶系风化壳岩溶缝洞形成后,埋藏阶段多期水-岩作用对缝洞的改造效应提供依据。     

塔里木盆地西克尔地区古岩溶储层露头表征

始新世末,喜马拉雅运动引起柯坪—巴楚地区广泛的水平挤压和构造抬升,导致奥陶系碳酸盐岩古岩溶出露地表,为古岩溶储层研究提供了很好的露头表征条件。本次研究选取塔里木盆地西克尔剖面为重点研究对象,探讨了古岩溶储层发育特征和演化模式。指出不同碳酸盐岩岩石结构对岩溶响应表现出明显差异:一间房组礁滩体岩溶储层小型溶孔、溶洞分布广泛;以泥晶灰岩和砂屑灰岩为主的鹰山组,岩溶作用形成裂缝为主控因素的大洞大缝型,非均质性很强的孔隙体系。研究区内同样发现了热液作用形成的深成溶洞,但数量和规模均较小。因此,古岩溶作用及伴生的溶洞系统是储层预测的关键。     

桂西古岩溶型金矿地质特征

桂西地区自寒武纪至三叠纪发生了多次古侵蚀作用，已大致查明有11次沉积间断时期形成了古岩溶面，其中两次大范围的构造隆升及一次在裂谷拉张期相对持续时间较长的古水下岩溶作用，造成古生界为主的碳酸盐岩系溶蚀尤其强烈，形成大面积的古岩溶面。这些古岩溶面对微细粒浸染型金矿的控制非常明显，部分金矿床虽未直接产于古岩溶面，但其控矿断裂带多与深部古岩溶隐伏带有关系，古岩溶面起到间接控矿作用；主要金矿化的岩性有细碎屑岩、硅质岩、基性及中酸性侵入及喷出岩等，均为硅铝质岩系，而矿化最终底板均为古岩溶面下的碳酸盐岩系。金矿形成机制为：古岩溶潜山构造在后期叠加构造蚀变时，由地层淋滤出的金在古岩溶面及其影响带发生再富集而成矿。     

塔里木盆地轮南地区奥陶系碳酸盐岩裂缝储集层预测

轮南地区迄今以奥陶系为目的层的钻井约52口,几乎均揭示出储集空间以缝洞为主,属碳酸盐岩风化壳裂缝型储集层,非均质性极强,其有效储集层分布异常复杂,横向预测困难很大。建立了碳酸盐岩缝洞型储集层以相干体计算技术、地震一测井联合反演技术及模式识别技术为主体的综合地球物理横向预测技术体系,具体为：①采用相干体计算技术确定断裂系统和其它构造信息,同时确定储集层的大致发育情况;②根据断裂与裂缝的关系,对地震资料进行精细的构造解释,确定圈闭和可能的裂缝发育带,同时为高精度的地震一测井联合反演提供准确的层位数据;③精细的地震一测井联合反演技术确定储集层的纵横向发育及其内部特征,为储集层描述提供必要条件;④模式识别油气检测技术进一步落实储集层的含油气性;⑤利用可视化技术对中间结果和成果进行检查和表达。预测结果表明,岩溶斜坡带特别是古“山梁”及轮南断垒带、桑塔木断垒带的岩溶、裂缝发育,是有利区带;有利储集层分布在奥陶系风化壳顶部及以上30～120m的厚度范围内,包括风化壳顶部裂缝发育带和其上的岩溶带。     

塔里木盆地轮南古隆起形成时间的判定

轮南古隆起位于塔里木盆地北部,是一个大型基底卷入型鼻状背斜。卷入背斜构造变形的地层包括下古生界及其以下地层。它的形式演化控制着轮南复式油气聚集区的形成与分布。过轮南古隆起的地震剖面上显示,这里发育上泥盆统东河砂岩底、志留系底和上奥陶统底3个与古隆起形成密切相关的不整合面。上奥陶统底是一个低角度不整合面至平行不整合面,地层间断很小。志留系与下伏地层之间是一个低角度不整合接触,存在一定规模的地层间断。东河砂岩与下伏地层之间是一个明显的角度不整合接触,是一个较大的地层间断。东河砂岩直接不整合覆盖在下志留统甚至更老地层之上。上奥陶统至下志留统(中-上志留统缺失)为生长地层;上奥陶统之下的地层是前生长地层;东河砂岩及其上覆的石炭系是生长后地层。根据已有构造分析成果,塔里木盆地中志留世—中泥盆世处于造山后区域性伸展构造背景。据此分析,轮南古隆起(背斜)的构造变形起始于中奥陶世末—晚奥陶世初,持续至早志留世。此后进入风化夷平阶段,古隆起依然存在,但是背斜构造变形已经结束。至东河砂岩沉积时,轮南古隆起基本被夷平,并逐渐被埋于地下。     

多期活动古隆起复合叠加过程解析——以塔里木盆地轮南古隆起为例

中国含油气盆地以叠合盆地为主,经历多期次构造运动,造成盆地内部多期古隆起的复合叠加;目前对于多期活动古隆起复合叠加过程的解析研究较为薄弱。本文以塔里木盆地轮南古隆起为例,利用最新的三维地震数据和钻井资料,应用构造解析和古构造复原的方法,明确轮南古隆起经历寒武纪-早中奥陶世前古隆起、晚奥陶世古隆起形成、晚泥盆-早石炭世叠加改造、晚二叠世-三叠纪古隆起定型、侏罗纪-古近纪古隆起埋藏和新近纪以来构造掀斜6个演化阶段;揭示现今以寒武-奥陶系碳酸盐岩为主体的前中生界隆起是由位于研究区西北侧北东向展布的晚奥陶世古隆起、研究区中部北北东向展布的晚泥盆-早石炭世古隆起和研究区北侧近东西向展布的晚二叠世-三叠纪古隆起三者复合叠加而成;不同时期古隆起成因机制有差异,但都与盆地周缘洋盆闭合、造山作用关系密切。     

塔里木盆地北缘古岩溶充填物包裹体特征

塔里木盆地北缘露头区奥陶系碳酸盐岩中的古岩溶发育经历了从裸露到埋藏、从淡水作用到热液作用以及从湿润气候到干燥气候的变化,多期次古岩溶作用的叠加导致了充填物地球化学特征的差异性。古岩溶充填物主要有机械沉积充填物、化学淀积充填物和塌积充填物三大类。方解石和萤石包裹体的物理特征、化学相、盐度、均一温度和化学成分均具有多样性,其综合化学特性可划分为四种类型: ①低温、低盐度、NaCl-H2O型; ②低温、高盐度、NaCl-H2O-CaCl2 型;③中温、中盐度NaCl-H2O-MgCl2 型;④高温、中盐度、CO2-NaCl-H2O型。      

断裂和不整合面对古岩溶的控制作用

在古岩溶的形成演化过程中，断裂和不整合面对它起着十分重要的控制作用。这两种构造并不相互独立，在构造比较活跃的地区，它们通常相互并存，对古岩溶的控制作用可相互叠加，而且互为促进。断裂带的非封闭性、构造应力以及热能等因素从不同的角度影响古岩溶的发育。断裂的非封闭性越强，大气淡水越畅通，对断裂带及其两侧的岩溶作用越强烈。在流体运移的过程中，断裂的垂向运移作用和不整合面的侧向运移作用相结合，使大气淡水、深部热液流体等在碳酸盐岩地层中形成环流体系，从而组成良好的岩溶系统，使岩溶分布具有垂向分带、储向连片的特征。一般情况下，越靠近断裂或不整合面附近的区域，岩溶体系越发育，储层的孔隙度和渗透率越高。     

塔里木盆地塔中地区奥陶系古岩溶包裹体特征及古环境意义

碳酸盐岩古岩溶型储层是油气勘探开发的重点领域,具有极强的非均质性,是世界级难题。古岩溶发育期次的确定一直都是古岩溶储层地质建模的技术难题。现有判别古岩溶发育期次的方法多以地表裸露古岩溶充填物特征为依据。在塔里木盆地塔中地区地质构造复杂,具有多期次古岩溶作用的叠加改造。本次利用古岩溶充填方解石流体包裹体均一温度法,研究塔中地区奥陶系碳酸盐岩古岩溶作用期次与古环境条件,揭示了4期古岩溶作用环境：加里东期古岩溶作用、海西晚期古岩溶作用、印支-燕山期古岩溶作用、喜马拉雅期古岩溶作用。该研究成果对后期岩溶储层预测具有重要意义。     

古岩溶起伏对黔北铝土矿的控制作用

黔北铝土矿含矿岩系地层的厚度在某些地段具有局部加厚的特征，这一特征预示了铝土矿的成矿控制作用存在非正常沉积控制的某些因素。本文通过对道真县池家沟矿点古岩溶起伏剖面的研究，发现岩溶古地貌环境对该矿点铝土矿层的厚度控制明显，其表明在黔北地区铝土矿含矿岩系分布区，下伏地层为碳酸盐岩分布的地段，古岩溶地貌环境是铝土矿含矿岩系地层厚度变化的控制因素之一。     

塔里木盆地轮南地区三叠系油藏描述

通过分析轮南地区三叠系的地震地质条件,运用井组综合标定技术对各油组砂体进行标定,三维空间追踪描述,计算其顶面埋深和厚度以及储集层物性参数,并应用多参数综合分析和神经网络判识技术对砂体含油气性进行了判识,取得了较好的地质效果。     

渝东黄龙组碳酸盐岩储层的古岩溶特征和岩溶旋回

通过近百口全取芯钻井岩芯的岩石学、矿物学、古生物学和地球化学特征的综合研究，认为渝东及相邻川东地区的上石炭统黄龙组碳酸盐岩储层主要为古岩溶作用产物。文中简要介绍了黄龙组古岩溶型储层的主要识别标志和岩溶角砾岩的结构-成分分类方案，重点对岩溶相、岩溶地貌分区和微地貌单元、岩溶液田和溶蚀段划分进行了较为详细的描述。在此基础上，建立了渝东黄龙组岩溶相、古岩溶地貌和岩溶旋田与古岩溶储层特征和分布关系的综合模式，指出岩溶斜坡和岩溶盆地分区中的坡地与残丘微地貌单元为最有利储层发育的部位，发育于C2h2白云岩段中的上部溶蚀段和下部溶蚀段为最有利古岩溶储层发育的层位。