碳酸盐岩米级旋回层序的成因类型及形成机制

在前人研究及自己野外观察的基础上,本文把碳酸盐岩米级旋回层序归为四大类:深水非对称米级旋回层序、L-M米级旋回层序、潮下碳酸盐米级旋回层序、潮坪碳酸盐米级旋回层序。米级旋回层序的形成机制是与米兰柯维奇旋回有关的高频率海平面振荡变化旋回所形成的间断-加积旋回沉积作用,它们的识别标志主要是岩石类型、界面特征、产出环境等。碳酸盐岩米级旋回层序的规则的垂直叠加形式是识别三级旋回层序的基础。     

塔里木盆地塔中地区奥陶系鹰山组层序地层特征

以钻井岩心、测井曲线和地震资料为基础,以Vail的经典层序地层学理论为依据,对塔中地区鹰山组进行了层序地层划分,建立了鹰山组的层序地层格架,共识别出5个层序界面,SB1—SB4为侵蚀不整合,SB5由于长期的暴露风化剥蚀,缺失上覆地层一间房组,为隆升不整合。划分出4个三级层序。层序界面由构造运动及海平面升降控制,层序内部主要发育海侵体系域(TST)和高位体系域(HST)。根据沉积学原理,讨论了泥质含量对测井曲线的影响,从而为利用测井曲线准确划分层序界面和层序间的对比提供了依据。短期暴露形成的储集空间在随后的埋藏过程中极有可能被改造破坏,而SB5形成的古岩溶则可能是储层发育的有利勘探层位。     

从准层序到米级旋回——层序地层学与旋回地层学相互交融的纽带

层序地层学的基本单位是层序。准层序和准层序组构成了层序的基本结构单元,它们在层序内有规律的空间叠置样式是识别体系域的客观标准。准层序被定义为以海泛面为界的向上变浅序列,但是准层序是一个比较松散的概念,存在问题是对其成因机制研究不足。米级旋回作为旋回地层学的基本单位,定义为数厘米至数米厚的向上变浅的岩相序列,是高频率海平面升降变化的产物,其形成时限为相应的米兰柯维奇天文旋回周期。作为旋回地层学的基本单位,米级旋回以其明确的沉积学涵义和有规律的天文成因机制,是对层序地层学概念体系中的"准层序"的良好补充,对其进行深入研究具有重要的理论意义和应用价值。从准层序到米级旋回这一概念体系的演变,代表了层序地层学与旋回地层学相互交融的纽带。最后介绍旋回地层学的最新进展亚米兰柯维奇旋回,它对精确数字定年具有重大意义。     

塔中地区寒武—奥陶系层序地层格架与沉积演化特征

通过层序地层学的划分与对比,将塔中地区寒武—奥陶系划分出8个超层序.其中寒武系包含3个超层序,奥陶系包含5个超层序,下奥陶统2个,中上奥陶统3个.塔中地区寒武—奥陶系沉积相具有典型的分层结构,沉积相在纵向演化上,由下部的蒸发台地、局限台地相、开阔台地相,向上变为台地边缘相、浅水陆棚相、混积陆棚相及斜坡相,代表了海水向上持续增深过程.     

塔中地区奥陶系碳酸盐岩埋藏溶蚀特征及初步预测

塔中地区奥陶系碳酸盐岩发育多种形式岩溶作用,其中埋藏溶蚀是形成有利储层的重要机制之一.录井岩心分析化验资料及宏观地质背景分析表明,塔中地区奥陶系碳酸盐岩主要发育4期埋藏溶蚀,其中Ⅰ、Ⅱ期溶蚀孔洞基本已被充填,Ⅲ期残留部分孔隙和Ⅳ期溶蚀孔洞为现今储层有效储集空间.上奥陶统良里塔格组现今未被充填的粒内溶孔及铸模孔可能主要形成于埋藏溶蚀,并非准同生溶蚀.埋藏溶蚀发生的流体介质主要为有机质演化过程中形成的有机酸和CO2,在更深部或经历更高热史经历的区域,H2S对储层的形成可能会有较大贡献,热水-热液溶蚀对储集空间贡献有限.初步分析表明,卡塔克隆起西北部埋藏溶蚀孔隙较发育,塔中南部台地边缘带可能是埋藏溶蚀另一相对较发育地区.     

浅海相碎屑岩米级旋回层序的成因类型及其在长周期旋回层序中的有序叠加形式

与碳酸盐岩地层相似,与地球轨道效应有关的高频率海平面变化旋回在碎屑岩地层中也形成类似的米级旋回层序。这种异成因机制控制下的自旋回沉积过程的产物,根据沉积动力机制可分为潮汐动力型及波浪动力型,前者以"环境总体向上变浅、颗粒向上变细、岩层向上变薄"的正粒序序列为特征,后者以"环境向上变浅、颗粒向上变粗、岩层向上变厚"的反粒序序列为特征。这些不同类型的米级旋回层序不但是基本的地层工作单元,而且其有序垂向叠加形式是识别和定义长周期三级旋回层序的基础,这在岩心观察、露头研究中显得尤为重要。     

浅海相碎屑岩米级旋回层序的成因类型及其在长周期旋回层序中的有序叠加形式

与碳酸盐岩地层相似,与地球轨道效应有关的高频率海平面变化旋回在碎屑岩地层中也形成类似的米级旋回层序。这种异成因机制控制下的自旋回沉积过程的产物,根据沉积动力机制可分为潮汐动力型及波浪动力型,前者以“环境总体向上变浅、颗粒向上变细、岩层向上变薄”的正粒序序列为特征,后者以“环境向上变浅、颗粒向上变粗、岩层向上变厚”的反粒序序列为特征。这些不同类型的米级旋回层序不但是基本的地层工作单元,而且其有序垂向叠加形式是识别和定义长周期三级旋回层序的基础,这在岩心观察、露头研究中显得尤为重要。     

塔里木盆地西南上石炭统米级旋回组构特征及层序地层研究

在对塔里木盆地西南缘石炭系剖面研究的基础上,结合前人区域研究资料,用露头层序地层学方法对莎车县炮江沟上石炭统剖面进行了层序地层研究。结果表明:①塔里木盆地西南地区晚石炭世地层中发育大量碳酸盐岩米级旋回,以莎车县炮江沟剖面为代表,其主要类型有L-M型、深水非对称型、潮下型和环潮坪型;②塔里木盆地西南缘上石炭统中主要发育相对海平面快速上升所形成的淹没不整合型间断面,相对海平面快速下降所形成的暴露型间断面层序界面也有发现;③三级层序的不同体系域中发育不同类型的米级旋回序列,它们在垂向上有序叠加构成有规律的三级层序。     

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。     

皖南地区奥陶系层序地层学分析

皖南东至地区奥陶系在地层分区上可以分为下扬子地层分区、过渡地层分区和江南地层分区 ,在沉积相上可分为台地、斜坡与盆地沉积。通过对位于台地、斜坡和盆地露头层序地层的研究 ,分别将奥陶纪地层自下而上划分为 3个Ⅰ类沉积层序和 2个Ⅱ类沉积层序 ,并详细分析了每个沉积层序各体系域的特征。区内的奥陶系总体为一向上变深的沉积层序 ,经历了镶边陆棚—淹没台地—浅海盆地 3个演化阶段 ,其盆地呈北西浅、南东深的沉积构造格局     

塔中地区奥陶系碳酸盐岩储层裂缝发育特征及主控因素

主要依据塔中地区40多口钻井的奥陶系岩心裂缝观察、深浅侧向测井和FM I成像测井的响应特征等综合识别裂缝和获得裂缝特征参数。研究认为塔中地区奥陶系碳酸盐岩储层构造裂缝大量发育,以高角度缝和微裂隙最为发育,大、中缝较少,有近一半裂缝为未被充填的有效缝;平面上沿断裂带由西向东裂缝线密度变大,有效性增强;纵向上发育上奥陶统裂缝段、中—下奥陶统顶部100 m内裂缝段和深部裂缝段,中—下奥陶统顶部100 m内为裂缝集中发育段;裂缝发育程度与断裂构造和岩性关系密切,在断层发育密集区或多组断裂交汇处裂缝最发育,距离主断层或次级断层越近裂缝越发育,白云岩裂缝发育程度好于灰岩;好的裂缝发育区位于塔中地区东部多组断裂带交汇的部位。     

塔里木盆地塔中地区奥陶系构造-沉积模式与碳酸盐岩裂缝储层预测

奥陶系碳酸盐岩是塔中地区油气勘探的重要目的层。本文在讨论塔中地区奥陶纪区域构造背景和奥陶系岩性段划分的基础上,建立了塔中地区奥陶系构造 -沉积模式,并用三维有限元数值模拟方法对塔中地区有利碳酸盐岩裂缝储层发育区进行了预测,以期指导塔中地区碳酸盐岩的油气勘探。     

塔里木盆地塔中地区上奥陶统储层岩石学及储集空间特征

应用野外工作和室内研究相结合的方法,从储层的岩石学和储集空间等角度对塔中地区储层特征进行了研究。研究表明,研究区内良里塔格组灰岩段岩性主要为颗粒灰岩、骨架礁灰岩、藻粘结灰岩、泥晶灰岩、岩溶角砾岩等,其中颗粒灰岩大多经历了多期多成因成岩作用改造,裂缝较为发育;泥晶灰岩中多期压溶作用和白云石化作用较为常见;藻粘结灰岩受成岩作用改造相对最弱。宏观储集空间主要包括大型溶洞、孔洞及裂缝,其中孔洞多呈孤立、稀疏并沿裂缝分布;构造缝是裂缝的主要类型。微观储集空间主要包括溶孔和微裂缝,其中溶孔主要发育在亮晶颗粒灰岩中,可细分为粒内溶孔、粒间溶孔、晶间溶孔、铸模孔、溶蚀骨架孔、残余粒间孔及沿裂缝扩溶形成的溶孔,粒间溶孔所占比例最高。埋藏期溶蚀作用发育期次多,规模大,分布广泛,对储层物性的改善和油气聚集的影响最为明显。     

塔里木盆地塔中西部地区奥陶系岩溶作用及对油气储层的制约

塔中西部地区下奥陶统一上奥陶统良里塔格组.发育了巨厚的、多种岩性的海相碳酸盐岩地层.根据对该区钻井岩芯、测井和地质化验分析资料综合研究结果,奥陶系存在同生岩溶、风化壳岩溶、埋藏岩溶等三种不同的岩溶作用类型.同生岩溶沿上奥陶统良里塔格组台地边缘相带分布,大气成岩透镜体发育频繁,但规模较小;风化壳岩溶主要分布于中奥陶世中1低隆起及塔中Ⅱ号构造带;埋藏岩溶主要存在3期,在断裂构造带及火成岩区较为发育.岩相和沉积相、岩溶作用、构造裂缝等是奥陶系岩溶储层发育的主要控制因素,制约了不同层段、不同部位岩溶储层发育.     

塔中奥陶系碳酸盐岩流体包裹体特征及其对成岩作用和深部流体作用的指示意义

塔中地区奥陶系碳酸盐岩经历了多期构造运动,具有复杂的埋藏史和地热史,且受深部流体作用改造,成岩作用比较复杂。本文通过对塔中地区6El井奥陶系碳酸盐岩样品开展详细的显微镜岩矿鉴定、流体包裹体岩相学研究及包裹体均一温度和盐度的测定,结合塔中地区构造、地层埋藏史及热演化史等资料,对塔中地区奥陶系成岩作用及深部流体作用进行了探讨。塔中地区奥陶系包裹体大致可以分为4期：第1期包裹体形成于晚加里东一早海西期早成岩期的同生一准同生或表生暴露阶段,温度接近地表温度,包裹体均一温度〈60℃;第2期形成于晚海西期浅埋藏阶段,包裹体均一温度为90～105℃;第3期包裹体形成于波动埋藏一深埋藏阶段,包裹体均一温度变化范围较大,为120～186oC;第4期包裹体均一温度较高,多分布在192～235℃之间,这期高温流体包裹体的形成应该与岩浆．火山或深部热流体作用有关。另外,包裹体的盐度随均一温度升高而发生变化,这可能反映了塔中地区奥陶系在后期受深部热流体影响。     

塔中上奥陶统方解石胶结物类型及其形成环境

通过对塔中地区上奥陶统数百块碳酸盐岩薄片和抛光面中各种方解石胶结物特征和成因的观察,并结合微量元素和碳、氧同位素分析,共识别出11种胶结物类型。详细描述了各胶结物的特征,并确定了胶结物的分布和形成次序。在此基础上对该区碳酸盐岩方解石胶结物形成环境进行了分析,共划分出海底成岩环境、大气水成岩环境和埋藏成岩环境。从而为该区孔隙演化史的建立和有利勘探目标预测提供了有力的依据。     

塔里木盆地塔中地区Ⅰ号断裂带上奥陶统良里塔格组储集层类型及有利区带预测*

塔里木盆地塔中地区Ⅰ号断裂带上奥陶统良里塔格组为目前国内较典型的碳酸盐岩油气储集层,且有巨大的勘探潜力,深入研究该套储集层的类型及分布对塔中地区的下一步勘探将具有重要的指导意义。通过大量岩心分析,根据孔隙度—渗透率相关关系将塔中地区Ⅰ号断裂带上奥陶统良里塔格组碳酸盐岩储集层划分为3 种主要类型：孔隙型、裂缝型、裂缝—孔隙型。根据各单井储集层类型,结合沉积相及断裂等储集层影响因素,推断了良里塔格组3个岩性段的不同类型储集层的分布范围,认为裂缝型储集层最为发育,而最有利于油气成藏的裂缝—孔隙型储集层主要发育于良二段,孔隙型储集层分布范围较小。最后认为塔中Ⅰ号断裂带塔中82井区—塔中24井区为油气勘探最有利区。     

塔中奥陶系储层硫化氢成因及主控因素

塔中奥陶系储层内硫化氢广泛分布,由于其剧毒、易溶于油水中、腐蚀性强,给勘探开发工作带来一定难度。为了弄清奥陶系储层的硫化氢成因及分布规律,在分析现有关储层中H₂S来源研究成果的基础上,结合塔中地区奥陶系碳酸盐岩中的矿物组分、H₂S及其硫碳同位素分析来探讨其H₂S原因。结果表明：三期方解石交代硫酸盐矿物,且硫酸盐未被TSR还原;奥陶系内硫化氢硫同位素普遍比寒武系内硫化氢硫同位素低;奥陶系内硫化氢硫同位素和地层水硫酸根硫同位素具有伴生关系,TSR发生在烃水过渡带;TSR反应物与硫化氢含量无相关关系,并出现了沥青质碳同位素值的负偏;甲烷碳同位素值与硫化氢含量无相关关系,甲烷并未参与TSR。奥陶系与寒武系内硫化氢为不同阶段各自的产物;硫化氢生成时期为奥陶系良里塔格组（O₃l）和鹰山组（O_1-2y）内TSR发生在晚燕山期-喜山期,寒武系内TSR发生在晚海西期和晚燕山期-喜山期。总体上,奥陶系内硫化氢为原地TSR成因,受控于走滑断裂注入寒武系高矿化度、富镁地层水和油气,以及沿I号断裂运移的贫硫化氢干气稀释作用。     

塔中地区上奥陶统恰尔巴克组存在依据

以塔里木盆地奥陶纪构造研究为基础,结合岩性、电性特征和古生物（包括微量元素）分析,认为塔中地区恰尔巴克组沉积在加里东中期运动Ⅰ幕之后,沉积较连续,无较长时间沉积间断;古生物及微量元素均指示恰尔巴克组为较深水沉积环境。通过与塔北地区恰尔巴克组岩性、电性特征对比分析,认为塔中地区存在能够与塔北相对比的恰尔巴克组。