塔里木盆地寒武系与蒸发岩相关的白云岩储层特征及主控因素

塔里木盆地寒武系广泛发育白云岩,其中中寒武统地层沉积了巨厚的蒸发岩,蒸发岩和白云岩可以构成很好的储盖组合,该领域也是塔里木盆地未来勘探的新领域。萨布哈白云岩和渗透回流白云岩是两种与蒸发岩相关的白云岩,其储层发育的主控因素也都与蒸发岩存在着直接或间接的联系。通过对大量岩芯、薄片、主量元素、稀土元素、碳、氧稳定同位素及锶稳定同位素等地球化学测试和测井资料的细致研究,系统总结了它们的岩石学特征、地球化学特征。萨布哈白云岩储层的岩性以含石膏的泥 粉晶白云岩为特征,孔隙类型主要为膏模孔和溶塌角砾砾间孔,萨布哈白云石化作用及伴生石膏的沉淀作用和准同生期大气淡水溶蚀作用是该类储层的主控因素;渗透回流白云岩储层的岩性以保留原岩颗粒或藻（丘）格架结构的粉晶白云岩为特征,孔隙类型主要为粒间孔、铸模孔、格架孔,渗透回流白云石化作用和大气淡水溶蚀作用是该类储层的主控因素。两者主要发育于塔里木盆地干旱气候背景下的中-下寒武统地层,其分布规律主要受沉积相控制。     

塔里木盆地寒武系白云岩的主要成因类型及其储层评价

塔里木盆地寒武系发育规模巨大的白云岩地层。对覆盖区钻孔岩心的岩石学分析表明,塔里木盆地寒武系白云岩成因主要有六种:潮坪相沉积成因、潟湖相沉积成因、渗透回流交代成因、压实排挤流交代成因、岩溶低温结晶成因和岩溶高温结晶成因。岩心物性分析与铸体薄片分析结果表明,岩溶低温结晶成因白云岩本质上可成为最优质的白云岩储层,储层特征为高孔高渗;潮坪沉积成因与岩溶高温结晶成因白云岩可形成高孔低渗的白云岩储层;潟湖相沉积成因白云岩、渗透回流交代成因白云岩与压实排挤流交代白云岩一般不作为优质的白云岩储层。     

塔里木盆地和田河气田周缘寒武系盐下白云岩油气勘探潜力分析

塔里木盆地塔西南地区和田河气田周缘寒武系中统发育厚层膏盐岩,其下白云岩溶蚀裂缝-孔洞型储层发育条件好。多个层系具备烃源岩发育条件,除寒武系下统玉尔吐斯组外,震旦系、南华系也是可能的重要生油层系,油气资源丰富。盐下发育多个规模较大的构造圈闭,且由于膏盐岩层的滑脱作用,断裂很难断穿盐层,后期保存条件好。因此,寒武系中统膏盐岩与下伏白云岩组成本区重要的储盖组合,勘探领域具有非常好的前景。     

塔里木盆地东部寒武系白云岩储层及相控特征

根据钻井岩心、薄片、物性等数据资料,对塔里木盆地东部寒武系白云岩储层特征进行分析,并探讨沉积相对储层形成的控制作用。塔东地区寒武系白云岩可分为交代白云岩及缝洞充填型白云岩两大类型,交代白云岩又可分为泥粉晶白云岩、细—中晶白云岩、粗晶白云岩以及角砾状白云岩等次级类型。白云岩的储集空间主要以晶间孔隙、溶蚀孔隙、缝合线孔隙和裂缝为主,裂缝起到了连通孔隙的作用,储集空间组合类型以裂缝—孔洞型为主。研究表明:交代白云岩具有明显的相控特点,东侧的英东—罗西一带的交代白云岩主要发育在内缓坡背景的台地边缘浅滩、开阔台地及潮坪相带,而在西侧的古城4井一带的交代白云岩以角砾状白云岩为主,发育于环边陆棚的礁前斜坡带。白云岩储层发育除受后期成岩作用（白云化作用、胶结作用、溶蚀作用）和断裂等因素影响外,主要受早期沉积相带的控制,内缓坡是储层发育的有利部位。     

塔里木盆地寒武系白云岩构造裂缝发育特征

采用加权有效裂缝面密度参数,可以反映研究层段有效裂缝的整体发育情况。基于塔里木盆地牙哈、英买力、塔中和塔东等四个地区28口井的岩心观察,对寒武系上、中、下统的白云岩构造裂缝分别进行了统计分析。结果表明:构造裂缝发育程度方面,内幕型裂缝发育区(塔中地区和塔东地区)加权裂缝平均面密度明显大于潜山型裂缝发育区(牙哈地区和英买力地区);有效裂缝发育程度方面,塔中地区和牙哈地区上寒武统加权有效裂缝平均面密度较大,反映了裂缝对白云岩储层有较好的改造作用;英买力地区中寒武统有效裂缝相对发育;塔东地区各统有效裂缝基本不发育。有效裂缝发育程度的差异,与潜山区和内幕区构造活动强度、流体活动类型及裂缝充填的差异有关。     

塔里木盆地巴楚隆起寒武系及奥陶系白云岩类型及形成机理

采用染色薄片鉴定、阴极发光显微镜观察、微量元素分析、碳氧稳定同位素测定及包体侧温等手段，对塔里木盆地巴楚断隆区寒武系和奥陶系白云岩的特征及成因进行了研究，共划分出四种类型的白云岩：①泥粉晶白云岩，其m(Ca)/m(Mg)平均为3-10，Sr含量高（>300×10-6 ），m(Sr)/m(Ba)>>1，?13C值较高（-1‰-+1‰），₁₈O值较低（-5‰--8‰），沉积环境为潮上带云坪，为准同生作用阶段潮上萨布哈白云化作用形成。②含雾心亮边白云石的细晶白云岩，其m(Ca)/m(Mg)较低（1-2），Sr含量中等（100×10-6-200×10-6），m(Sr)/m(Ba) >1，?13C值在-2‰左右，₁₈O值低，在-7‰左右，沉积环境为开阔台地浅滩，为准同生或早期成岩作用阶段回流渗透白云化作用形成。③含明亮白云石晶体及钙质残余的钙质白云岩，其m(Ca)/m(Mg)较低（1左右），Sr含量最低（100×10-6左右），m(Sr)/m(Ba) < 1，?13C值最低（-1‰--3‰），?18O值较低（-6‰左右），沉积环境为灰坪、云坪及开阔台地，为准同生或早期成岩作用阶段混合水白云化作用形成。④砂糖状白云岩，其m(Ca)/m(Mg)较低（1-2），Sr含量低（<100×10-6），m(Sr)/m(Ba)<1，?13C值较高（-1‰-+3‰），₁₈O值较低（-5‰--8‰），沉积环境多为浅滩，为晚期成岩作用阶段埋藏白云化作用形成。     

塔里木盆地下古生界白云岩储层特征与成因类型

塔里木盆地寒武系—奥陶系白云岩具有时代老、埋藏深、成岩作用复杂的特点。白云岩储层储集空间主要为孔隙和裂缝两大类,其中孔隙类型可进一步划分为晶间孔、晶间溶孔、晶内溶孔、铸模孔、溶蚀孔洞等;裂缝类型可进一步划分为缝合线、风化裂缝和构造裂缝。根据储集空间类型特征,白云岩储层可以划分为孔隙型、孔洞型、缝洞型和裂缝型4种。孔隙型储层和缝洞型储层物性较好。根据成因白云岩储层可以划分为准同生白云岩储层、埋藏型白云岩储层、构造-热液型白云岩储层和风化壳岩溶型白云岩储层,其中后两者及其复合类型常形成优质储层。     

塔里木盆地深层寒武系地表岩溶型白云岩储层及后期流体改造作用

对塔里木盆地钻遇寒武系白云岩的塔深1等井的岩芯观察发现埋深超过8000m的深层寒武系白云岩中仍发育有丰富的几毫米至几厘米大小的地表岩溶作用形成的溶蚀孔洞。塔深1井测井曲线的突变反映出了多个寒武系沉积间断(暴露)面的存在;但塔深1井附近寒武系地震剖面同相轴连续性较好,没有明显的角度不整合接触。测井和地震特征表明了寒武系白云岩岩溶作用发生在同生或准同生期,是由于相对海平面下降造成的暴露作用,而没有发生强烈的构造抬升。塔深1等井寒武系白云岩溶蚀孔洞中常见有白云石、石英等矿物的充填。充填白云石具有弯曲晶面和波状消光的特征。白云石中流体包裹体均一温度主峰区间110～130℃,没有随深度增加而增加的特点。与基质白云岩相比,充填白云石具有相对较低的Na、K和Sr的含量以及相对较高的Fe、Mn和Ba含量。在同位素组成上,充填白云石具有相对较轻的氧同位素组成和较高的n(87Sr)/n(86Sr)比值;其氧同位素δ18OPDB的变化范围为-11.62‰～-5.13‰,平均为-8.00‰,锶同位素n(87Sr)/n(86Sr)比值变化范围为0.709361～0.709978,平均为0.709590。上述特征表明了白云石等的充填作用与深部热液活动有关。受深部热液作用强度的限制,寒武系白云岩中已有的岩溶型孔隙并没有被完全充填破坏,仍有较多的储集空间得以保存下来。     

塔中地区热化学硫酸盐还原作用对深埋白云岩储层的改造

塔里木盆地塔中地区深埋碳酸盐岩储层显示出极强的非均质性。如灰岩地层孔隙度极低,而含酸性气藏的白云岩储层最大孔隙度高达27%。然而,造成这些现象的原因仍然不清楚。通过岩芯、薄片、扫描电镜观察,结合流体包裹体均一温度、盐度分析,方解石、白云石的碳氧同位素测定,试图解决这一问题。前人研究认为,塔中地区碳酸盐岩优质储层分布主要受控于原始沉积条件（如高能的礁滩相）和表生溶蚀,热液活动和断裂活动也起到重要作用。然而,多期流体活动和成岩作用导致大量同生期和表生期形成的溶蚀孔洞被破坏。在某些井区（如ZG9井和TZ75井）,埋藏溶蚀作用可能对优质储层形成起到重要作用。在寒武系和奥陶系岩芯中发现了大量硬石膏、重晶石、黄铁矿、沥青、方解石等,方解石交代硫酸盐,方解石具有较高的均一温度及较低的碳同位素值说明其形成与热化学硫酸盐还原作用（TSR）有关。在发生TSR的白云岩井段,储层物性较好,说明TSR可能对深埋储层的改善具有促进作用。这些认识有助于指导深层寒武系碳酸盐岩储层的进一步勘探。     

Microbial dolomite in the sabkha environment of the middle Cambrian in the Tarim Basin,NW China

In the Tarim Basin, dolomite, which formed during the middle Cambrian associated with evaporites, has been attributed to the sabkha-style dolomite formed during the syndepositional period. The sedimentary microfacies suggests dolomite formation in the middle Cambrian is an ancient analogue of the sabkha of Abu Dhabi. Poorly crystallised dolomite spheroids or ovoids within or on the surface of dolomite crystals are a common phenomenon that can be widely observed in different stromatolites in the upper part of the intertidal zone and strongly resemble the morphology in modern sabkha dolomite-producing microbial mats and in microbial culture experiments. These lines of evidence suggest organic substrates for dolomite nucleation. Dolomite formation in the middle Cambrian in the Tarim Basin has been considered a classic analogue for carbonate and evaporate assemblages. The extent of microbial dolomite in ancient sabkha environments is proposed as an alternative model for dolomite formation, in which the mineral properties of organic substrates play a crucial role.     

一个典型的寒武系油藏:塔里木盆地塔中62井油藏成因分析

塔里木盆地志留系沥青砂岩广泛发育,主要原因是来源于寒武系的原油在进入志留系储层后区域性的抬升剥蚀使油藏遭到严重破坏,但到目前为止,究竟是寒武系烃源岩还是中上奥陶统烃源岩或是两者都对现今的志留系沥青砂岩中的有机质有贡献还不清楚.对塔中62井原油的化学组成和油源的分析表明,其甾萜类组成具有寒武系烃源岩的组成特征,反映该油藏原油主要来源于寒武系.另一方面,塔中62井砂岩透镜体被泥岩圈闭,油藏具有较好的保存条件,且后期中上奥陶统生成的烃类难以充注进入油藏.塔中62井志留系油藏破坏作用较弱、保存较好,是塔里木盆地在志留系发现的第一例来源于寒武系的油藏.     

塔里木盆地西南地区早中寒武世岩相古地理

塔里木盆地西南地区早中寒武世岩相古地理存在一定争议,这制约了该区的勘探评价。综合利用露头、钻井和地震资料,开展沉积相、地震相分析,并结合区域构造背景,恢复了岩相古地理格局,提出了相应的沉积模式。中下寒武统发育陆棚相、开阔台地相、局限台地相、蒸发台地相和缓坡相。震旦纪末期麦盖提斜坡南部形成水下低隆起,向南在西南坳陷区残留部分被动陆缘,主要发育缓坡相、陆棚相;麦盖提斜坡区地势较高,地层较薄,主要发育局限台地和蒸发台地潮坪;巴楚隆起区水体局限,在干燥炎热气候下形成了厚度较大的蒸发台地膏盐湖沉积。巴楚隆起区和麦盖提斜坡区中下寒武统膏盐岩分布广泛,与下伏碳酸盐岩可构成良好的储盖组合,西南坳陷区残留部分被动陆缘,烃源岩发育条件较好,这表明塔西南具有较好的油气前景。     

塔里木盆地寒武系烃源岩的研究新进展

塔里木盆地的勘探程度较低,下古生界不同烃源岩的特征及其展布仍是困扰地质家的重大问题。通过详细分析已钻揭的寒武系烃源岩,深入探讨了寒武系烃源岩的地球化学特征。结果表明由于不同地区寒武系烃源岩的沉积环境存在差别,因此不同地区有机质的丰度、甾萜烷的分布特征以及“三芴”组成均存在一定的差异,因此进行寒武系的油源对比时应考虑到这种差别,以提高油源对比的精度。总体来讲,寒武系烃源岩的标志性特征主要包括甾烷中的C28含量较高（>25%）、伽马蜡烷的含量较高（峰高与C31H接近,G/C31H22R>0.89）、碳同位素比值偏重（δ13C饱重于-30‰,δ13C芳接近或重于-28‰）,三芳甾烷的分布特征也明显区别于中—上奥陶统烃源岩。     

塔里木盆地西北缘寒武系中热水白云石团块特征及成因研究

在塔里木盆地西北缘寒武系中,发育有团块状的热水白云石,其具有明显的层控性:产出在中寒武统顶到上寒武统底的蒸发岩向白云岩过渡段,且仅赋存于粉晶白云岩中.热水白云石具有典型的鞍状白云石特征:弯曲的晶面,波状消光,边缘多发生去白云岩化.地球化学分析显示,其Ca/Mg值稍高于基质白云石,Sr、Fe、Mn和Ba含量也略高于基质白...     

塔里木盆地北部坳陷寒武系烃源岩特征及热演化史模拟

寒武系烃源岩是塔里木盆地北部地区海相油气最为主要的来源,长期以来—对这套烃源岩发育特征研究多停留在全盆地或单一区块分析,给油田资源评价带来了诸多不确定性.利用野外露头和新井钻探取心,在分析寒武纪沉积环境及构造格局基础上,总结北部凹陷寒武系烃源岩的发育及分布特征,对所采样品选取多参数进行评价,然后通过盆地模拟软件模拟寒武...     

塔里木盆地西北缘下寒武统黑色岩系差异性成岩演化及其影响因素

尽管泥页岩在埋藏过程中经历的复杂成岩改造会显著影响页岩油气储层发育潜力,但对其成岩作用,特别是泥页岩中成岩矿物的类型、成岩演化及其影响因素、成岩矿物元素在低孔低渗孔隙系统中的迁移等问题的认识仍很薄弱,因而制约了对泥页岩储层的深入认识。为此,本文以塔里木盆地西北缘下寒武统玉尔吐斯组发育的两套黑色岩系为例,在沉积环境认识的基础上,通过矿物组分、黏土矿物组合、有机碳含量及有机质成熟度等测定分析,着重研究了黑色岩系自生矿物的分布及在成岩演化阶段的变化特征,阐述了成岩变化的时空分布及其影响因素。研究结果表明：（1）在浅水缓坡台地环境下,玉尔吐斯组受两个较为完整的海进-海退沉积旋回控制而形成的两套黑色岩系主要经历了早成岩阶段和中成岩阶段;（2）受沉积环境和热液作用的影响,这两套黑色岩系在石英、重晶石、碳酸盐胶结物和黏土矿物等自生矿物的组合、分布及形成顺序上存在显著的差异,呈现出差异性成岩演化的特点;（3）伊利石、伊蒙混层、绿泥石、白云石、石英胶结等中成岩阶段成岩产物的广泛分布,反映出在成岩过程中特别是中成岩阶段低孔低渗的泥页岩仍存在一定程度的内部和外部来源的矿物元素迁移。本次研究对深入认识塔里木西北缘下寒武统黑色岩系成岩机制,以及分析页岩储层发育特征提供了重要的依据。

     

塔里木盆地寒武纪构造演化研究

对塔里木盆地寒武纪早、中、晚3个时期的古水深、沉积速率、构造沉降速率和拉伸系数计算结果表明,塔里木盆地在早寒武世为深度裂陷阶段,中寒武世为裂陷迁移阶段,晚寒武世为台内裂陷阶段,早寒武世与中-晚寒武世的构造差异性十分明显。早寒武世伸展引起的裂陷作用发生在塔东地区,伸展促使该区构造沉降速率远远大于台地相区,形成半深海盆地相环境。中-晚寒武世伸展向台地内部迁移,使台地内部的构造沉降速率远大于盆地相区,而台地内部较高构造沉降速率被更高的沉积速率所补偿,使得这里始终未能出现地貌上的凹地。