四川盆地高石梯地区灯影组四段顶岩溶古地貌、古水系特征与刻画

四川盆地灯影组白云岩岩溶孔洞储层发育,在四川盆地威远、资阳及高石梯-磨溪地区发现了大型气田。但是该套储层非均质强,储层预测困难,需要进一步从岩溶地质理论出发,恢复岩溶古地貌、古水系,从而掌握该套储层发育分布规律,指导进一步勘探开发。本文选用印模法恢复了高石梯地区灯四顶岩溶古地貌,并结合现代岩溶学和岩溶动力学理论,划分了岩溶台地、岩溶缓坡地和岩溶盆地3类二级地貌单元。应用现代岩溶分类方法,根据微地貌组合形态,对二级地貌作精细刻画,划分了6种三级地貌单元,最后根据岩溶动力学、岩溶水文地质学在高石梯地区刻画出北部、西部和东南部三大水系。认为岩溶缓坡,位于径流区,水动力条件最强,孔洞最发育,是储层勘探方向。精细的古地貌、古水系的刻画对促进高石梯地区灯影组油气勘探开发具有重要实际意义。     

川东南地区茅口组岩溶古地貌恢复及特征

东吴运动造成茅口组灰岩暴露地表并经历了表生风化作用。钻井揭示,气藏储层段与古岩溶所处的位置及强度密切相关,古地貌是控制古岩溶发育与分布的主要因素。针对钻井较少且分布不均、勘探程度不高的川东南地区,将钻井与地震紧密结合,分别运用残余厚度法与印模法对茅口组岩溶古地貌进行恢复,结果对比发现,这2种方法恢复出来的古地貌趋势基本一致。结合研究区的地质特征和实际资料,认为印模法可信度更高。在古水系特征分析的基础上,结合古地质图和钻井资料,把研究区划分为岩溶高地、岩溶斜坡和岩溶盆地,其中岩溶斜坡又可分为岩溶陡坡与岩溶缓坡。研究区西南岩溶高地与蜀南岩溶高地为同一岩溶高地,呈北西—南东向展布,且相对蜀南地区隆起幅度更高。在岩溶斜坡区,地下水以径流为主,溶蚀孔洞发育,是岩溶勘探开发的有利地区。     

川东南地区茅口组岩溶古地貌恢复及特征

东吴运动造成茅口组灰岩暴露地表并经历了表生风化作用。钻井揭示,气藏储层段与古岩溶所处的位置及强度密切相关,古地貌是控制古岩溶发育与分布的主要因素。针对钻井较少且分布不均、勘探程度不高的川东南地区,将钻井与地震紧密结合,分别运用残余厚度法与印模法对茅口组岩溶古地貌进行恢复,结果对比发现,这2种方法恢复出来的古地貌趋势基本一致。结合研究区的地质特征和实际资料,认为印模法可信度更高。在古水系特征分析的基础上,结合古地质图和钻井资料,把研究区划分为岩溶高地、岩溶斜坡和岩溶盆地,其中岩溶斜坡又可分为岩溶陡坡与岩溶缓坡。研究区西南岩溶高地与蜀南岩溶高地为同一岩溶高地,呈北西—南东向展布,且相对蜀南地区隆起幅度更高。在岩溶斜坡区,地下水以径流为主,溶蚀孔洞发育,是岩溶勘探开发的有利地区。     

蜀南地区茅口组古岩溶地貌与缝洞系统发育关系研究

蜀南地区茅口组古岩溶地貌形态对缝洞系统的发育起着控制作用。在恢复茅口组古地貌的基础上,根据上二叠统在区域上的分布厚度、风化壳表面侵蚀特征和茅口组地层保存程度,将茅口组顶部古岩溶面划分为岩溶台地、岩溶坡地(又分为西部陡坡带和北东部缓坡带)和岩溶盆地3个二级地貌单元;研究了各地貌单元和缝洞系统发育关系。结果表明:岩溶台地岩溶水以垂向渗流为主,风化剥蚀强烈,形成垂向的溶缝、溶洞常被泥质等充填,横向连通性弱;岩溶陡坡、岩溶台地和岩溶陡坡过渡带岩溶作用最强,溶孔、溶洞发育,且充填程度低,缝洞系统最为发育,是有利的勘探区带;岩溶缓坡水流速度慢,岩溶作用周期长,溶蚀空间易受充填,不利于缝洞保存;岩溶盆地岩溶发育最弱,储集性能差,是不利的勘探区带。      

川北元坝地区茅口组顶面古地貌恢复与岩溶发育特征

川北元坝地区茅口组碳酸盐岩岩溶储层发育,但该套储层非均质性强,储层预测有较大困难,需要进一步恢复岩溶古地貌、古水系,从而掌握储层分布规律,指导下一步油气勘探开发。文章选用残厚法恢复了元坝地区茅口组顶面岩溶古地貌,并结合现代岩溶学和岩溶动力学理论,划分了岩溶台地、岩溶缓坡地、岩溶平原和岩溶盆地4类二级地貌单元。应用现代岩溶分类方法,根据微地貌组合形态,划分了6类三级地貌单元,并对古水系进行了刻画。分析认为元坝地区茅口组顶面岩溶古地貌属岩溶地貌形成演化的初期阶段,不同地貌位置岩溶发育有较大差异,岩溶缓坡地属地下水径流区,水动力条件最强,孔洞最发育,是下一步储层勘探方向。     

蜀南地区茅口组古岩溶缝洞系统与地层水化学性质的关系

在总结和分析451口井地层水测试资料的基础上,对蜀南地区茅口组地层水矿化度和水型特征进行研究,结合钻井、地震、测井等资料,系统总结了古岩溶的垂向分带模式,阐述了各岩溶带在剖面上的发育特征,并对不同化学性质的地层水的储存方式进行了分析。结果表明:该区地层水矿化度普遍较低,变化范围大,矿化度分布特征与地层水势能有关。CaCl2型地层水矿化度较高,具正向浓缩、深变质、渗流缓慢等特征,NaHCO3型、Na2SO4型、MgCl2型水矿化度较低,其出现与岩溶作用有关,所在地区的地层水性质不活跃。古岩溶带在垂向上可分为:表层岩溶带、垂直渗流岩溶带、水平径流岩溶带和深部潜流岩溶带,不同岩溶带特征各异。CaCl2型水的形成与大气淡水淋滤、地层压实释水和埋藏变质作用有关,以深层滞留水方式赋存于地层孔隙中,低矿化度水则以封存水方式储存于岩溶封闭体中。     

蜀南地区二叠系茅口组古岩溶地区水系分布及岩溶地貌单元特征*

蜀南地区茅口组为一套沉积稳定的巨厚层生物碎屑灰岩,基质致密性脆。中二叠世末的东吴运动使蜀南地区茅口组顶部发育古风化壳岩溶,古岩溶地区水系控制着古岩溶的发育和演化。在研究古地貌恢复方法的基础上,分析研究区地层特征和区域构造背景,采用印模法进行古地貌恢复,进而研究了古岩溶地区的水系发育特征。在此基础上,结合风化壳表面侵蚀溶蚀特征、沉积物性质、地貌组合形态、钻井和地震资料,把研究区划分为岩溶台地、岩溶陡坡、岩溶缓坡及岩溶盆地4种二级地貌单元和溶丘洼地、岩溶槽谷、峰林平原等10种三级地貌单元,进一步分析了各种地貌单元的岩溶特征,为下一步的储集层预测提供了有利的目标。     

四川盆地东南部茅口组古岩溶特征及识别

以野外观察结合地球化学方法可以对四川盆地东南部茅口组的古岩溶进行较好的识别。该区茅口组主要发育四种类型的古岩溶,分别为沉积期岩溶、表生期岩溶、埋藏期岩溶和褶皱期岩溶,这四种类型的古岩溶在宏观特征、微观特征、包裹体均一温度、阴极射线下及碳同位素和锶同位素上都表现出了一定的差异性,这些差异性综合起来可作为研究区茅口组不同类型古岩溶的识别标志。沉积期岩溶具有发育规模小,以选择性溶蚀为主及在阴极射线下不发光的特征;表生期岩溶发育规模大,且主要出现在茅口组的中上部,可见大量的方斑及溶塌角砾,溶蚀孔洞充填物以中-粗晶方解石为主,局部可见少量渗滤砂,阴极射线下发暗褐色光或暗橙红色光,或两者共有而具环带结构,胶结充填物的碳同位素介于0.26‰～3.43‰之间,锶同位素介于0.7044～0.7049之间,包裹体均一温度为57～65℃;埋藏期岩溶发育规模不大,溶蚀孔洞中的胶结充填物被有机质侵染严重,常与残存的沥青共存,胶结充填物多为细-中晶方解石,阴极射线下发暗褐色光,碳同位素介于-1.44‰～-0.92‰之间,锶同位素介于0.7037～0.7049之间,包裹体均一温度为108～135℃;褶皱期岩溶的发育具有普遍性,常以裂缝或与裂缝沟通的方斑或裂缝溶蚀扩大缝的形式出现,溶蚀孔洞充填物以细-中晶方解石为主,阴极射线下不发光或发暗褐色光,碳同位素介于1.58‰～4.07‰之间,锶同位素介于0.7050～0.7082之间,包裹体均一温度为58～110℃。正确判断不同区域的古岩溶类型,对理解储层的形成机制及油气勘探部署具有重要的意义。     

贵州二叠系茅口组古岩溶发育特征及水文地质意义探讨

本文根据茅口组古地貌及上覆地层岩性分布特征,以野外调查和实际勘探试验资料为依据,采用典型剖面对比分析的方法,对贵州省二叠系茅口组古岩溶带发育及富水性特征进行了研究。研究结果表明,在西部玄武岩及省内局部硅质岩覆盖区,茅口组古岩溶发育最为强烈、富水性良好,而东部龙潭组碎屑岩、吴家坪组灰岩覆盖区,深埋藏条件下的茅口组古岩溶整体发育及富水性程度相对减弱。进而讨论了古地貌特征及不同上覆地层岩性对古岩溶带空间分布及富水性的影响、初步探讨了研究区茅口组古岩溶带的水文地质意义。     

川西北部地区中二叠统茅口组岩溶储层特征研究

川西地区中二叠统茅口组在多个构造获得突破,但前期受勘探程度及资料限制,对茅口组储层研究相对较少,这制约了下一步勘探工作,因此开展川西北部茅口组储层特征研究是有必要的。基于此,本文根据钻井、化验分析、地震等资料,结合动静态资料重新评价茅口组储集类型,取得了以下三点认识:①川西北部地区中二叠统茅口组储集岩类主要为亮晶生物(屑)灰岩、粒屑灰岩、含生屑泥晶灰岩、白云岩、白云质(豹斑)灰岩。具有孔、洞、缝等多种储集空间,它们在空间上相互有机搭配形成了孔洞缝相结合的储渗空间。②川西北部茅口组气藏并不只是单一的裂缝性气藏,应以裂缝—孔洞型气藏为主,只有找准缝洞系统发育区,才能获得较好储量规模及勘探开发效果。③有利滩相是储层发育的基础,受岩溶作用改造后的有利地貌区是控制储层分布的主要因素。     

Characteristics of karst groundwater system in the northern basin of Laiyuan Spring area

Guided by the theory of groundwater system, based on the groundwater level data from the northern basin of Laiyuan Spring area, the authors took into account factors such as the lithology, geological structure and topography to study the relationship between groundwater recharge, runoff and drainage in this area. It was concluded that the infiltration of atmospheric precipitation is the main source of groundwater supply in this area; the upper layer of the Spring area is distributed with the Cambrian-Lower Ordovician karst water, and the lower layer is filled with the Jixian system karst water. The upper layer of karst water supplies to the lower layer of karst water or the pore water in loose strata through the fault while the lower layer of karst water runs to the three strong runoff belts from the east and west sides of the watershed, southwards into the basin, partially replenishing the pore water in loose strata, or forming fault Springs (e.g. Nanguan Spring, Beihai Spring) when dolomite movement encounters faults. Replenished by atmospheric precipitation and the upper and lower layers of karst waters, the pore water in loose strata joins the groundwater in the southern basin and then flows eastwards, in the end it flows out of the system in Shangfanpu. Through the analyses of groundwater level data and hydrogeological drilling data, based on groundwater D and 18O isotope test results, the karst groundwater circulation system in the northern basin of Laiyuan Spring area is further verified, which provides hydrogeological basis for water resources development and utilization as well as protection in this area.     

贵州遵义二叠系茅口组锰矿成矿建造、盆地原型及锰矿相带特征*

为提高勘查效率,降低找矿勘查风险及成本,需建立贵州遵义二叠系锰矿深部找矿预测模型。近年来通过“贵州遵义锰矿整装勘查区矿产地质调查与找矿预测”项目4个1︰50000图幅专项地质填图工作,总结了贵州遵义二叠系茅口组锰矿成矿建造、盆地原型及锰矿相带特征及标志。根据不同的岩性组合和结构构造等,将锰矿成矿期沉积(茅口组三段)划分为6个建造类型,分别为富锰建造、贫锰建造、含锰建造、黏土岩建造、硅化岩建造、生物灰岩建造,并划分出中心相、过渡相和边缘相3个锰矿相带;依据地层厚度、硅化角砾岩、特殊沉积构造、AMT地球物理标志,对盆地原型进行了分析。以上述理论为指导开展找矿预测工作,在研究区圈定了3个全隐伏找矿靶区,为钻探工程部署提供依据。2018—2019年在谢家坝找矿靶区施工了4个验证钻孔,均揭露厚层富锰矿体,初步探获新增锰矿资源量逾2200×10⁴ t,显示该理论方法运用在遵义锰矿区深部找矿预测是有效的,对勘查工作指导效果显著。     

四川盆地东部茅口组白云岩成因: 来自岩石学、矿物学和地球化学的证据*

四川盆地中二叠统茅口组白云岩中蕴藏丰富的天然气资源,但是这套白云岩的成因多年来一直存在争议。盆地东部茅口组白云岩储集层多发育在茅三段中下部,纵向上厚度介于3.0~46.8 m之间,平面上沿北西—南东向基底断裂呈带状展布。野外和钻井岩心观察发现,白云岩内发育交织状张性裂缝,将岩石切割呈角砾状,裂缝多被粗晶方解石、白云石充填或半充填。根据围岩和裂缝中白云石晶体形貌和产出状态,在显微镜下识别出4类不同组构的白云石: 第1类为灰泥基质中“星散状”自形粉晶—细晶白云石; 第2类为半自形面状组构细晶白云石,呈他形—半自形镶嵌状; 第3类为具“雾心亮边”的自形晶面状组构细晶—粗晶白云石,具糖粒状结构,晶间孔隙发育; 第4类为脉体充填的粗晶鞍状双晶白云石。背散射照片显示前3类白云石的“雾心”部分晶面混浊、表面分布方解石残斑及微孔, 而第3类白云石的“亮边”部分与第4类鞍状粗晶白云石脉则晶体明亮、洁净、致密,属新生矿物。上述4类白云石的成分均具有富Ca和贫Fe、Mn、Sr的特点,MgO含量变化较大,其中前两类白云石MgO含量总体低于白云石标准计量,而后两类白云石的MgO含量则接近或略高于标准计量。岩石学、矿物学和地球化学特征表明:茅口组白云岩主要经历了2期白云化作用,初次白云化作用形成第1类、第2类白云石及“雾心”白云石,二次白云化作用形成“亮边”白云石和粗晶白云石脉体; 2期白云化作用均发生得很早,可能始于同沉积期至浅埋藏期。白云石原位微量元素和原位锶同位素分析表明,白云化作用流体具有混源的特点,流体可能由富Ca地下水以及与火山活动有关的热液混合而成。推测中二叠世末期峨眉山地幔柱的喷发引起四川盆地内基底断裂再次活动,造成茅口组内张性构造裂缝发育,这为白云化流体混合及运移提供了通道。     

川西北地区中三叠统顶部溶蚀型喀斯特特征及地质意义*

中三叠统顶部溶蚀型喀斯特在什邡金河剖面及四川盆地大部分地区已有报道。在近期的野外工作中,在川西北地区绵竹汉旺观音崖、江油黄莲桥和江油马鞍塘剖面天井山组近顶部、顶部也识别出这一古特提斯面,其形成与强烈的构造活动或全球海平面下降造成的岩层长时间的暴露有关。其表现形式主要为: (1)暴露溶蚀间断沉积面;(2)溶沟、溶缝及其内的碳酸盐、陆源碎屑充填物;(3)暴露期黏土层;(4)喀斯特角砾。其中暴露溶蚀间断沉积面上的沉积构造以鸟眼、层状孔洞构造最为典型,在绵竹汉旺观音崖剖面最为发育,孔、洞充填物主要为亮晶方解石和白云石;溶沟、溶缝及其内的碳酸盐、陆源碎屑充填物在江油马鞍塘、汉旺观音崖、什邡金河等剖面均有发育,这些溶缝、溶沟一般近于竖直发育,宽度及深度不一,被碳酸盐角砾、亮晶方解石、白云石或陆源黏土等所充填;暴露期黏土层主要见于江油黄莲桥剖面,共发育2套,厚5~20 cm,与铁质矿物共生,其上下发育深灰色潟湖沉积;喀斯特角砾主要见于汉旺观音崖剖面,喀斯特角砾最大可达15×20 cm大小,呈棱角状充填于富含泥质和有机质的暗色碳酸盐基质中。天井山组近顶部溶蚀型喀斯特的发现可为区域地层等时对比提供依据,与其有关的古岩溶作用可在天井山组(或雷口坡组)顶部碳酸盐岩中形成以溶蚀孔、洞、缝为主要储集空间的古岩溶型储集层。