鄂尔多斯盆地奥陶系不同组构碳酸盐岩埋藏溶蚀实验

鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩储层受埋藏溶蚀作用控制明显,而地层深部复杂的水-岩反应造成埋藏溶蚀研究难度较大,并进而影响了储层的评价与预测。分别利用CO₂溶液和乙酸溶液为流体介质进行溶蚀模拟实验,探讨埋藏条件下温度、压力、流体等因素对不同矿物及组构碳酸盐岩溶蚀作用的影响。结果表明:1）随着温度与压力升高,碳酸盐岩样品在乙酸溶液中的溶解速率均相应提高,在CO₂溶液中的溶解速率则先增加后减小,且在110℃~130℃区间内溶蚀速率最大;深埋藏环境下,各岩类溶蚀速率差异减小,并趋于一致;2）岩石矿物成分和组构,原岩初始孔隙度的大小及其连通关系,以及晶体的产状对成岩后期的埋藏溶蚀作用也具有重要的影响。不溶组分含量低、颗粒/灰泥比高、矿物成分复杂的碳酸盐岩由于组构选择性溶蚀作用而更易被溶蚀;碳酸盐岩的溶蚀速率随方解石含量的增加而增加,但深埋藏环境下,矿物成分含量差异对溶蚀速率的影响作用减弱;硬石膏与白云岩相伴生时,可优先溶蚀形成膏模孔,并促进白云石的溶解,改善储层效果。不同岩性,总体上灰岩较白云岩及过渡岩类更易发生埋藏溶蚀作用。结合研究区实际地质条件分析,砂屑灰岩、膏质白云岩等埋藏溶蚀强度较大,通过对原岩早期组构选择性溶蚀形成孔隙的继承和调整,叠加埋藏期岩溶作用后,可形成规模优质储层。     

深层-超深层碳酸盐岩储层发育机理新认识与特深层油气勘探方向

在深层碳酸盐岩层系中，已陆续发现了塔河、普光、元坝、安岳等一系列大型油气田，并形成了碳酸盐岩“三元控储”等成储理论认识。近年来，四川和塔里木盆地相继在超过7 000 m甚至8 000 m的超深层中发现了优质碳酸盐岩储层。深层储层类型更加多样，控储因素中，相带、流体、压力和断裂，以及它们之间相互作用的内涵更为丰富。结合近期大量新的超深钻探资料，持续开展了深层-超深层碳酸盐岩成储机理的研究。通过塔里木盆地塔河-顺北地区奥陶系和四川盆地二叠系栖霞组、茅口组的深化研究，进一步揭示了构造破裂和多类型流体耦合改造储集体的成储机制；通过上震旦统四川盆地灯影组和塔里木盆地奇格布拉克组的系统分析，揭示了新元古代“白云石海”沉积环境、早期溶蚀和早期油气充注在成储与孔隙保持中的关键作用；通过开展含膏岩层系白云岩成储的物理模拟实验，揭示了膏盐岩封盖及超压、较为封闭的环境下，白云石重结晶作用显著改善了储集物性。深层-超深层储层发育机理新认识丰富了“三元控储”理论，有效引领了超深层，乃至特深层的油气勘探。断控和断-溶双控储集体、古老微生物丘滩相白云岩储层，尤其是寒武系厚层膏盐岩之下的微生物丘滩相白云岩储层，在中西...     

碳酸盐岩储层埋藏溶蚀改造与水岩模拟实验研究进展

深层-超深层碳酸盐岩是当前全球油气勘探的焦点,也是未来我国有望实现油气商业发现的热点领域.对于深埋藏环境下优质碳酸盐岩储层形成而言,目前研究普遍强调了早期表生溶蚀作用和晚期埋藏溶蚀改造作用的重要性.作为表征储层溶蚀作用机理的有效手段,水岩溶蚀模拟实验能够再现实际地质条件下碳酸盐岩和地层流体之间的相互作用过程,为碳酸盐岩储层溶蚀改造研究提供了新视角.为此,系统回顾了近年来碳酸盐岩溶蚀模拟实验的研究进展,并尝试从实验模拟的角度讨论溶蚀作用对深层-超深层碳酸盐岩成储过程的控制作用.首先回顾了碳酸盐岩储层的溶蚀改造作用,同时总结了碳酸盐岩水岩溶蚀模拟实验的技术与方法,其次梳理了基于溶蚀模拟实验取得的碳酸盐岩储层溶蚀改造规律与认识,最后展望了现有研究对深层-超深层油气勘探以及碳封存与再利用中的应用前景.不难看出,开展碳酸盐岩溶蚀模拟实验有望为寻找埋藏成岩过程中的次生孔隙发育带、阐释规模性溶蚀作用发生的有利条件提供依据,同时也可为未来碳酸盐岩成储机制和实验模拟研究提供一定的借鉴意义.     

膏盐岩对碳酸盐层系油气成藏的影响及勘探领域分析

世界范围内碳酸盐岩盆地油气勘探实践证明,其油气藏的形成多与膏盐岩有重要联系。通过论述膏盐岩对碳酸盐岩层系油气不同成藏要素的控制作用,认为与膏盐岩形成的环境(局限泻湖和台地边缘咸化洼地)有利于优质海相烃源岩的发育,且膏盐岩本身对有机质生烃具有催化作用。萨布哈蒸发潮坪和局限泻湖是膏盐-白云岩共生发育的主要沉积环境,膏盐岩的存在能够有效改善白云岩的储集物性。膏盐岩作为优质盖层,能够有效保护经历多期构造运动的深层碳酸盐岩油气藏,是大型海相油气田形成的关键。膏盐岩可以为油气运移提供通道,以及形成的盐相关构造为油气聚集提供场所。盐上和盐下油气成藏的控制因素不同,盐下比盐上具有更优越的油气成藏条件,更容易大规模成藏,且都可以作为有利油气勘探领域。     

鄂尔多斯盆地马家沟组碳酸盐岩-膏盐岩共生体系沉积微相与沉积模式

碳酸盐岩-膏盐岩共生体系是化学沉积分异作用形成的岩石共生组合,对其进行微相分析和沉积模式构建,有利于揭示蒸发环境下的沉积学信息,对油气勘探具有指导意义。依据鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组大量钻井、岩心资料,开展岩石宏观、微观观察,识别沉积微相,分析沉积序列,构建沉积模式。结果表明:马家沟组碳酸盐岩-膏盐岩共生体系可划分出10类微相(MFT1-MFT10):盐岩、膏岩、含膏云岩、纹层状微粉晶云岩、颗粒云岩、粉—细晶白云岩、微生物云岩、生物扰动(灰)云岩、纹层状微晶灰岩、微晶颗粒灰岩;共生体系发育4类微相组合:(1)潮间上带—潮上带白云岩-含膏云岩-泥云岩组合;(2)潮间下带膏岩-藻云岩-白云岩组合;(3)潮下带纹层状灰岩-搅动灰岩-扰动灰岩组合;(4)潟湖内层状膏岩-团块状膏岩-盐岩组合。马家沟组为浅盆蒸发成盐,低海平面蒸发成盐,高海平面发育碳酸盐岩,海平面反复波动形成巨厚碳酸盐岩—膏盐岩共生组合。     

四川盆地下寒武统膏盐岩发育特征与封盖有效性分析

四川盆地下寒武统广泛发育一套膏盐岩,主要沉积于早寒武世龙王庙期。基于四川盆地深井及实测剖面中膏盐岩的识别和统计,发现下寒武统有川南和鄂西两大聚盐区,最厚达690.40m;川南聚盐区西部以含泥含云质石膏岩类和含膏砂泥岩类为主,东部及颚西聚盐区主要为含膏白云岩类。结合前人研究,认为膏盐岩发育于浅水缓坡沉积环境,有潮上萨布哈和缓坡蒸发两类成因。通过对川南聚盐区储盖匹配关系及后期构造与膏盐岩封盖性分析,表明下寒武统膏盐岩与盐下震旦系优质的白云岩储层在空间上具有良好的匹配关系;四川盆地边界大断裂及边界外寒武系的抬升暴露让膏盐岩在盆地外封盖性失效,而在盆地内膏盐岩的封盖性较好。威远气田解剖表明有膏盐岩分布的威远地区成藏,而无膏盐岩分布的资阳地区气藏被破坏,显示了下寒武统膏盐岩在四川盆地油气成藏中具有重要的作用。     

延安地区奥陶系马家沟组上组合膏盐岩成盐沉积演化模式研究

延安地区经过十余年油气勘探,在奥陶系马家沟组获得了一系列的突破,其中马家沟组上组合是天然气勘探的重要层位,该区是奥陶系碳酸盐岩- 膏盐岩共生体系的主要沉积区,其中马家沟组上组合马五43- 马五32膏盐沉积是海退蒸发环境的典型代表。本文基于延安气田奥陶系天然气勘探的最新进展,利用现场岩心观察、实验分析、钻井及测井资料,根据沉积构造、膏盐岩发育规模、岩性组合方式等,对研究区奥陶系马家沟组上组合膏盐岩的地质特征进行了详细的阐述,系统地总结了研究区马家沟组上组合膏盐岩的沉积背景及沉积相、建立了沉积演化模式,为延安气田膏盐岩研究提供基础资料。研究表明,在西高东低的沉积格局背景下,地层充填呈西薄东厚,南薄北厚的特点;自西南向东北依次为膏质白云岩- 膏岩- 盐岩沉积区;垂向发育三种岩石类型组合：Ⅰ型膏质白云岩- 硬石膏结核白云岩- 膏质白云岩- 泥云岩组合,Ⅱ型膏岩- 硬石膏结核白云岩- 膏质白云岩- 泥云岩组合,Ⅲ型盐岩- 膏岩- 硬石膏结核白云岩- 膏质白云岩组合;沉积环境为相对安静且低能的潟湖沉积模式。沉积环境演化为极强蒸发盐化→蒸发膏化→相对开放。研究成果为鄂尔多斯盆地其他地区奥陶系膏盐岩地质研究提供借鉴,对延安气田油气勘探具有重要指导意义。     

英西地区盐相关构造特征及其油气地质意义

英西地区深部碳酸盐岩地层油气勘探近年来取得突破。针对英西地区下干柴沟组上段膏盐岩-碳酸盐岩组合,以三维地震勘探为基础,运用盐构造理论,对其构造演化特征,及其在油气成藏中的作用进行分析。结果表明,挤压构造环境下,塑性膏盐岩发生流动、楔入作用,改变原始地层结构,并作为滑脱层促进推覆构造发育,最终形成研究区双层构造特征。挤压环境下盐构造运动,使下伏碳酸盐岩地层发育大量裂缝,改善了储层物性。建议膏盐-碳酸盐地层组合是该区深层油气未来勘探的重点。     

碳酸盐岩溶蚀模拟实验技术进展及应用

碳酸盐岩溶蚀作用是指流动的侵蚀性流体与碳酸盐岩之间相互作用的过程及由此产生的结果,从地表到深埋藏地层中均可发生。碳酸盐岩溶蚀模拟实验是指通过模拟地层环境来再现碳酸盐岩溶蚀作用的过程和结果,是研究碳酸盐岩储层规模溶蚀有利条件和分布规律的重要方法。中国石油集团碳酸盐岩储层重点实验室自主研发高温高压溶解动力学模拟装置,最终建成由岩石内部溶蚀、岩石表面溶蚀和高温高压原位可视化检测组成的碳酸盐岩溶蚀模拟实验技术。利用高温高压溶解动力学模拟实验装置,开展了碳酸盐岩埋藏溶蚀温度窗口和孔隙演化样式的实验研究,取得2个方面的认识:①高盐度流体背景模拟实验表明,随着温度增加,碳酸盐岩的溶蚀量具有缓慢下降—缓慢上升—快速下降的特征,由于地层水两种相反离子效应的作用,在80～110℃范围内存在一个有利于碳酸盐岩溶蚀的温度窗口;②通过粒间孔隙型、晶间孔隙型、溶蚀孔洞型、鲕模孔隙型和格架孔隙型5种碳酸盐岩溶蚀模拟的对比实验,认识到连通孔隙是埋藏溶蚀发生的先决条件和有利区域,碳酸盐岩内部组构差异会进一步加剧储集空间在孔、洞和缝组合上的复杂性。     

膏盐岩层控藏机制研究进展

膏盐岩在世界各大含油气盆地广泛分布,对油气成藏有着重要的影响。在膏盐岩盆地中,油气的生成、储存、封盖、圈闭、运聚、保存和后期次生变化都受到膏盐岩的影响。在综合分析蒸发岩对于油气成藏影响的相关文献的基础上,认为国内外所取得的研究成果和进展主要体现在6个方面:(1)中等盐度环境形成的蒸发岩沉积地层可以作为良好的生油岩,具有较大的生烃潜力;(2)膏盐岩具有良好的导热性,使得其上覆和下伏地层烃源岩的生烃窗扩大;(3)膏盐岩层对于其下伏储集层孔隙度的影响具有双重性;(4)膏盐岩地层有利于下伏地层形成异常高压;(5)膏盐岩可作为区域优质的盖层,随埋深增加具有脆塑性转化的特点;(6)膏盐岩对于多种油气圈闭的形成及油气运聚具有重要影响。     

塔里木盆地中下寒武统蒸发岩沉积特征及发育模式

塔里木盆地中下寒武统蒸发岩是寒武系盐下地层勘探成功的关键要素之一，研究其分布特征、发育模式对该地区油气勘探具有重要意义。本次研究综合区域地质背景、岩心薄片特征和钻井资料等，识别了塔里木盆地中下寒武统蒸发岩的岩石类型，刻画了蒸发岩的平面分布和沉积相展布，并建立了蒸发岩的发育模式。结果表明：(1)塔里木盆地中下寒武统蒸发岩以盐岩类和膏岩类为主，表现为下寒武统蒸发岩厚度小，仅在盆地西部局限分布，无聚盐中心，而中寒武统蒸发岩的厚度和分布范围均增大，以巴楚隆起为聚盐中心，呈厚层状在巴楚—塔中—塔北一带大面积分布。(2)下寒武统肖尔布拉克组蒸发岩为缓坡背景下的潮上“萨布哈”和“滩后浅水蒸发潟湖”成因，吾松格尔组蒸发岩为局限台地背景下的潮上“萨布哈”成因；中寒武统沙依里克组和阿瓦塔格组蒸发岩为蒸发台地背景下周期性封闭盆地“干化蒸发”成因，分布具有由内至外盐岩—膏岩—白云岩—泥岩的“牛眼式”沉积特征。上述研究结果深化了对塔里木盆地膏盐岩—碳酸盐岩共生体系的认识，不仅为塔里木盆地寒武系优质盖层预测以及有效储盖组合的分布研究提供了新的参考信息，也为寒武系盐下勘探部署提供了重要理论支撑。     

不同温度条件下碳酸盐结晶沉淀研究

本文结合碳酸盐岩溶蚀机理研究,从理论上并通过模拟试验对与温度条件密切相关的碳酸盐结晶沉淀作用进行了探讨。在大量矿物结晶显微照片及测试数据的基础上,阐明了石炭岩、白云岩等碳酸盐岩类在不同温度条件下（25℃、40℃、60℃和80℃）溶蚀一结晶过程中碳酸盐晶体形态及生长发育的不同特征。同时还探讨了随溶蚀—结晶时间、压力及溶蚀液性质的改变,晶体形态、晶粒大小、结晶速率等的变化趋势。这项研究对反演自然界碳酸盐岩溶蚀—结晶过程和喀斯特形成发育规律、探索碳酸盐岩的成岩作用以及评价油气水等岩溶裂隙储集层特征等均具有重要意义。     

塔里木盆地台盆区寒武系盖层评价及对油气盖层有利区的优选

【研究目的】塔里木盆地台盆区中寒武统发育大面积的膏盐岩、膏质泥岩和膏质云岩地层,探讨该套地层的油气封盖能力和展布可为塔里木盆地寒武系盐下领域的勘探提供依据。【研究方法】对4口井的44个岩心样品进行镜下薄片、物性参数和突破压力测试。通过建立各参数之间的关系,定量地对研究区中寒武统不同岩性岩石的封盖能力进行评价;结合二维地震和14口钻井资料对研究区中寒武统膏盐岩、膏质泥岩和膏质云岩地层的厚度进行研究;最终综合研究区中寒武统微观和宏观的评价结果,并以实际钻井的勘探情况作为约束,建立针对该研究区盖层封盖能力的综合评价方式。【研究结果】研究结果认为膏盐岩相比膏质泥岩与膏质云岩具有更好的封盖能力,但断裂和石膏的埋藏地质条件会影响盖层的封盖能力。其中阿瓦提凹陷、塔中隆起北部、满西低凸起南部以及巴楚隆起中北部膏盐岩盖层厚度较大,以巴楚隆起北部为中心,膏盐岩厚度向四周呈不规则状递减,环绕状分布。【结论】认为阿瓦提凹陷、满西低凸起西部和南部、塔中隆起北部和西部,以及塔北隆起中部为盖层发育的有利区。     

鄂尔多斯盆地中部奥陶系马五盐下沉积环境与海平面变化

鄂尔多斯盆地中部奥陶系马家沟组赋存有丰富的天然气资源,前人研究多集中于顶部与风化壳相关的储集层。文中基于岩心、薄片及阴极发光分析,将鄂尔多斯盆地中部奥陶系马五盐下碳酸盐岩-蒸发岩划分为10种岩石类型。根据各岩类的宏观、微观特征以及它们在纵横向上的组合与分布特点,利用岩石类型组合的方法,将研究区划分为局限-蒸发潟湖、台内滩、滩间海、微生物丘和台坪5种沉积环境。根据各亚段岩石类型发育的差异性及统计结果发现,研究区马五盐下具有蒸发岩与碳酸盐岩间互的旋回性沉积演化与海平面升降特征,每个亚段都代表一次海侵或海退的旋回沉积。其中,马五6、马五8和马五10亚段为海退期沉积,以纹层状云质膏岩、泥晶云岩构成的局限-蒸发潟湖沉积为主,蒸发岩矿物含量高,反映沉积环境相对闭塞、能量较低且盐度较高;马五7和马五9亚段为海进期沉积,以相对高能的台内滩或微生物丘沉积为主,并与相邻的局限-蒸发潟湖和台坪沉积构成较完整的向上变浅米级沉积旋回,表明该阶段水体循环相对更好,整体沉积环境开阔且能量较高。     

碳酸盐岩溶蚀机理研究

<正> 各类碳酸盐岩的溶蚀特点是喀斯特学研究的基础理论课题之一。近年来在国内开展的溶蚀实验研究中,出现了两种截然不同的观点。据张寿越等发表的实验资料表明白云石的溶解度高于方解石,国外文献中亦载有类似报导;但有一些研究说明碳酸盐岩的比溶蚀度随岩石中方解石含量的增加而升高,随白云石含量的增加而减小。我们采集了72块碳酸盐岩样品进行了有关溶蚀机理的实验室研究,试图通过各类碳酸盐岩的模拟实验,探索它们各自的溶蚀特点。实验研究内容包括:1)碳酸盐岩矿物成份与比溶蚀度(Kv)的关系;2)碳酸盐岩结构与比溶蚀度的关系;3)对各类碳酸盐岩进行了模拟实验并应用扫描电镜观察样品的溶蚀特点和溶蚀前后在岩石结构上的变化,探讨它们在溶蚀机理上的差异。      

鄂尔多斯盆地中部奥陶系马五盐下沉积环境与海平面变化*

鄂尔多斯盆地中部奥陶系马家沟组赋存有丰富的天然气资源,前人研究多集中于顶部与风化壳相关的储集层。文中基于岩心、薄片及阴极发光分析,将鄂尔多斯盆地中部奥陶系马五盐下碳酸盐岩-蒸发岩划分为10种岩石类型。根据各岩类的宏观、微观特征以及它们在纵横向上的组合与分布特点,利用岩石类型组合的方法,将研究区划分为局限-蒸发潟湖、台内滩、滩间海、微生物丘和台坪5种沉积环境。根据各亚段岩石类型发育的差异性及统计结果发现,研究区马五盐下具有蒸发岩与碳酸盐岩间互的旋回性沉积演化与海平面升降特征,每个亚段都代表一次海侵或海退的旋回沉积。其中,马五6、马五8和马五10亚段为海退期沉积,以纹层状云质膏岩、泥晶云岩构成的局限-蒸发潟湖沉积为主,蒸发岩矿物含量高,反映沉积环境相对闭塞、能量较低且盐度较高;马五7和马五9亚段为海进期沉积,以相对高能的台内滩或微生物丘沉积为主,并与相邻的局限-蒸发潟湖和台坪沉积构成较完整的向上变浅米级沉积旋回,表明该阶段水体循环相对更好,整体沉积环境开阔且能量较高。     

不同温度条件下CO2水溶液对碳酸盐岩的溶蚀作用

普遍认为酸性流体的溶蚀作用是碳酸盐岩储层形成的重要制约因素。本文以一个全新的模拟实验方式对不同类型碳酸盐岩在CO2水溶液中的相对溶蚀能力进行了研究,结果发现随温度从常温至200℃,碳酸盐岩的溶蚀能力由弱变强再变弱,在60～90℃区间内溶蚀能力最强。白云岩不管在低温还在高温环境下,总比灰岩更难溶蚀,过渡类型的岩类介于二者之间,当温度大于150℃后,CO2对碳酸盐岩的溶蚀能力变得越来越弱。灰岩与白云岩的溶蚀差异也变得越来越小。这暗示碳酸盐岩在早成岩晚期—中成岩早期,CO2水溶液对灰岩的溶蚀作用有重要影响,而对白云岩的溶蚀作用影响较小,白云岩优质储层的形成可能与碳酸盐岩中钙质的流失或白云岩化作用有关。     

滇中红层膏盐溶蚀特征及其对水质的影响

滇中红层多含有石膏、岩盐等可溶盐矿物,在可溶盐富集地段,地下水往往表现为咸水或微咸水而不适宜饮用。文章以楚雄市谢家河河谷为例,基于钻探、物探、测井、水质分析等综合勘察资料,研究红层膏盐在地下水循环中的溶蚀特征并分析膏盐溶蚀对水质的影响。结果表明:膏盐溶蚀形式主要为散点状膏盐的溶蚀孔洞和裂隙状石膏的溶蚀裂隙,溶蚀强度主要受控于含水介质孔隙发育程度和地下水循环速度;浅层地下水循环速度快,虽可溶盐溶蚀强烈,但对地下水水质影响较弱,水质超标面较小;深层地下水循环速度慢,可溶盐溶蚀后富集于深层承压含水层中,导致地下水水质超标面大;断裂及其影响带导水造成深层承压水向浅层地下水越流,导致浅层地下水水质变差。      

基于扫描电镜和CT成像技术的碳酸盐岩溶蚀作用微观结构和变化规律研究

为研究溶蚀作用下碳酸盐岩孔隙的演变规律及控制作用,文章选取三峡地区4种类型碳酸盐岩开展溶蚀实验。同时结合扫描电镜、CT成像对实验前后岩石的溶蚀特征及孔隙结构进行测试。结果表明:溶蚀总发生在低晶格能的矿物处且沿矿物晶体的菱形解理面以及薄弱部位发育,表现为对矿物和孔隙等结构的选择性溶解;碳酸盐岩的孔隙度对溶蚀过程影响较小,岩石的孔径大小是影响碳酸盐岩溶蚀速率的重要因素;小孔径岩石的溶蚀多在样品表面发育小型溶孔,大孔径岩石的溶蚀主要发生在孔隙隙壁且有向岩石内部溶蚀的痕迹;经溶蚀改造,孔喉半径和连通性均呈现出增长趋势。本研究对碳酸盐岩差异性岩溶作用机理及岩溶发育规律的认识有一定指导意义。      

江西信江盆地罗塘凹陷膏盐微量元素地球化学特征

江西信江盆地罗塘凹陷发育一套晚白垩世周田组暗色泥岩与膏盐岩互层沉积,为了解膏盐岩成因,综合利用钻井资 料和地球化学分析手段进行研究。结果表明,研究区膏盐岩主要发育在周田组二、三、四段,岩性为含钙石膏泥岩和泥质 石膏岩,其次为（硬） 石膏岩。稀土和微量元素地球化学特征揭示了膏盐岩与围岩的物源均来自陆源,而非深部卤水。膏 盐岩具有早期高水位浅水区和晚期低水位深水区两种沉积模式。早期高水位浅水区沉积模式主要分布在盆地边缘,沉积了 紫红色含钙质结核泥岩夹膏盐岩;晚期低水位深水区沉积模式主要分布在盆地中心,发育了膏盐岩与暗色泥岩互层沉积, 并组成多个盐韵律。平面上由盆地边缘到中心依次沉积了碳酸盐岩、膏盐岩类的典型蒸发岩序列。