川西北地区泥盆系观雾山组紫红色白云岩成因初探

川西北地区泥盆系观雾山组是新发现的重要天然气产层。在青川何家梁以及葛底坝等地区,泥盆系观雾山组存在一种特殊紫红色调的白云岩,目前对该白云岩成因及形成环境的研究较为薄弱。本次研究采用宏观与微观、矿物学与地球化学相结合的方式对该白云岩进行了系统分析。该类白云岩呈紫红、肉红等色调,单层厚度3~50cm,显微镜下岩石本身呈晶粒结构。对其成因初步分析认为：白云岩中的紫红色、肉红色是一种次生色,是铁元素富集后被氧化的颜色;白云岩存在暴露、岩溶、垮塌现象,指示其形成于古地貌相对较高的局限蒸发环境;只有白云石核心变色,说明其形成时间较早,应为准同生期在相对局限的环境下,颗粒被富含铁元素的水体浸泡侵染所致,随后颗粒外继续形成白云石胶结物将其包裹。紫红色白云岩相对发育的地层往往白云岩的储层厚度大,物性好,岩溶现象发育,储集空间类型多样,是该地区油气勘探的一种重要指示标志。     

川西中泥盆统观雾山组沉积演化及其对储层发育的控制作用

通过对野外露头和钻井资料的岩性特征、沉积构造、沉积组合及相序等的详细分析,川西地区中泥盆统观雾山组可识别出6类沉积相,由西往东依次为盆地—斜坡相、台地边缘相、开阔—局限台地相及潮坪相。川西北地区沉积相分布明显受泥盆纪同沉积断层控制,具有由西往东迁移的特征,同时台地边缘具有由礁向滩演化的特征;受古岛遮挡影响,川西南地区沉积相分布与演化具有受同沉积断层及障壁岛双重控制的特征。沉积作用对观雾山组碳酸盐岩储层发育控制明显,主要表现在沉积作用控制了碳酸盐岩的储层类型及原生孔隙发育程度,受沉积旋回控制的相控准同生溶蚀改善了原生孔隙,受沉积演化控制的相分布控制了碳酸盐岩储层平面展布特征及有利储层分布。     

基于平衡剖面对断裂带地层展布恢复的方法——以川西地区中泥盆统观雾山组为例

近年来,川西龙门山地区泥盆系观雾山组油气勘探获得突破,但对观雾山组展布特征仍然认识不清,导致岩相古地理研究尚处于定性分析阶段。为厘清龙门山地区泥盆系观雾山组分布特征,作者基于平衡剖面技术,建立了恢复挤压断裂带内任一露头点挤压之前所处位置的方法。文章首先定量恢复了龙门山断裂带北、中、南三段剖面;利用恢复剖面,建立了野外露头点(或参考点)现今位置与其在观雾山期所处位置之间的函数关系;通过该函数关系,对龙门山断裂带内38个参考点的初始位置进行了恢复,并编制出观雾山组地层厚度分布图及岩相分布图。研究发现,龙门山断裂带总体推覆距离在40km左右;观雾山组沉积期间,川西龙门山地区彭灌古岛与都江堰之间可能存在一个厚度中心,地层总体呈西厚东薄、南厚北薄的分布格局;彭灌古岛西侧至桂溪-沙窝子一带观雾山组沉积厚度较大,可能与其位于碳酸盐台地边缘有关。对龙门山地区泥盆系观雾山组的平面展布恢复,可为观雾山期岩相古地理重建奠定基础。     

川西中泥盆统观雾山组白云岩储层储集空间类型、成因及演化

川西地区观雾山组白云岩储层储集空间主要为孔洞和裂缝两类。为弄清观雾山组白云岩储层孔洞成因、孔洞充填期次及演化,首先,通过对孔洞型白云岩储层发育规律与沉积相、层序关系的分析,结合第一期白云石胶结物形成与围岩白云石化的先后顺序,认为川西地区观雾山组白云岩储层孔洞为相控准同生岩溶形成;针对孔洞内不同期次白云石和方解石胶结物的包裹体均一温度、碳氧同位素、激光原位U-Pb同位素定年、锶同位素、稀土元素等分析,认为孔洞内胶结物形成于封闭的成岩环境,成岩流体为受下伏碎屑岩地层水加入改造的中泥盆世海水。观雾山组白云岩储层储集空间经历了三个演化阶段:沉积期-白云石化之前的孔洞及裂缝形成阶段、白云石化期间的围岩白云石化及第一期白云石胶结物形成阶段和中—深埋藏成岩期的孔隙定型阶段,其中中—深埋藏阶段是孔隙减少的主要阶段,造成约25%的孔隙损失。     

龙门山中段观雾山组生态地层特征及意义

根据生态地层的基本原理及工作方法,将区内观雾山组划分为五个古生物群落,即Amboglossa-Emanuella群落,Septascolipora-Frachastraea群落,Variatrypa-Ypsilorhynchus群落,Stringocephalus群落及Zhonghuacoelia-Leiorhynchus群落,并讨论了各群落的生物组成、相对丰富度、生态环境及群落时限,在此基础上,建立了观雾山期生态地层格架.重新认识了龙门山区Ypsilorhynchus的时限.研究表明,生态地层能提高地层划分对比的精度及古生物化石的地层价值,为认识古环境及沉积盆地演化提供新资料.     

龙门山北段观雾山组地层时代分布、沉积充填及其古地理意义

自四川盆地西北部(川西北)泥盆系观雾山组油气勘探取得重要进展以来,观雾山组的沉积储层研究受到了广泛重视。然而,由于观雾山组地层划分方案的变动和地层的穿时性,导致目前对观雾山组的时代分布和充填过程认识不清,从而影响了沉积古地理格局的恢复。本文以四川广元西北乡、潜溪河剖面泥盆系观雾山组牙形石生物地层研究为基础,结合区域古生物地层资料,认为江油马角坝以北的观雾山组绝大多数沉积于晚泥盆世早—中弗拉期,且地层沉积时间自南西向北东逐渐变晚。龙门山北段观雾山组具有自西向东、自南向北地层厚度减薄和地层时代变新的特征,表明来自扬子地台西部的古特提斯洋海水向东侵入龙门山地区,因地形差异和渐进式海侵形成了自南西向北东的超覆沉积。由于岩相分异,超覆沉积形成的观雾山组与金宝石组在区域上既表现为上下叠置关系,也表现为同期异相的相变关系。该研究不仅对约束川西北地区观雾山组地层时代提供了可靠的古生物证据,而且对认识龙门山地区泥盆系的充填过程、沉积古地理格局均具有重要意义。     

川西南中二叠统栖霞组斑马构造白云岩形成机理 ——以宝兴五龙剖面为例

以四川盆地西南部宝兴五龙地区中二叠统栖霞组斑马构造白云岩为研究对象,应用岩石学、地球化学等手段对其成因开展综合分析。研究区内斑马构造白云岩主要发育于栖霞组一段上部,斜交或平行层面分布。斑马构造暗带、亮带分别由具残余组构的粉—细晶白云石及中—巨晶鞍状白云石组成,阴极发光分别呈暗红、亮红色,指示晶体生长空间及流体交代过程的元素差异性。斑马构造亮带、暗带白云石有序度均较低,δ~(18)O值负异常明显;暗带的~(87)Sr/~(86)Sr值处于或略高于同期海水范围,亮带明显较高的~(87)Sr/~(86)Sr值指示了深部流体的影响;亮带、暗带均具有低∑REE含量及明显的Eu正异常。综合研究表明,川西南栖霞组斑马构造白云岩属埋藏期热液交代-结晶作用成因,反映了热液流体持续供给下白云石结晶力与岩石抗张强度的动态平衡过程。斑马构造白云岩的形成历经3个阶段:①热液流体沿基底断裂垂向运移,富镁流体顺层进入高孔渗地层并持续溶解-交代石灰岩而形成暗带白云石;②在白云石结晶力大于岩石抗张强度情况下会产生破裂,从而形成一系列裂缝;③溶解作用结束后,裂缝流体中的离子沉淀而形成亮带鞍状白云石。     

川西北二叠系栖霞组白云岩储层结构的井筒高精度刻画——以矿2井为例

以川西北地区矿2井为例,对井筒尺度的储层结构进行了高精度刻画。以成像测井为主要手段,在地质标定的基础之上,建立了川西北栖霞组白云岩储层的标准剖面,有效识别出主要的5种岩石类型(生物碎屑灰岩、"豹斑"白云质灰岩、块状中—粗晶白云岩、斑状中—粗晶白云岩和角砾状白云岩)和4种储集空间类型(溶蚀孔洞、晶间孔、扩溶缝和构造缝)。研究表明川西北栖霞组白云岩发育多重孔隙系统,其中,溶蚀孔洞是最主要的储集空间类型,普遍呈层状或准层状,发育于块状中—粗晶白云岩中,共1层厚39.5 m;晶间孔是次一级的储集空间类型,发育于斑状中—粗晶白云岩中,共4个薄层,平均厚1.1 m;另外两种储集空间类型(扩溶缝和构造缝)零星发育,对储集性能的贡献不大。块状中—粗晶白云岩发育于三级层序高位域,斑状中—粗晶白云岩仅发育于高位域中四级层序向上变浅旋回的顶部。     

碳酸盐岩地震地貌学研究与应用——以四川盆地东北部上二叠统长兴组为例

以四川盆地东北部某区上二叠统长兴组海相碳酸盐岩台地沉积为例,综合应用钻井和地震资料,在层序划分和等时层序界面追踪的基础上,通过拉平东吴运动面来创建地震拉平数据体,并沿长兴组顶界面提取地层切片,得到长兴组地震古地貌图,据此获得沉积相带的大致分布范围。在井震标定和地震相精细解释的基础上,通过地震相向沉积相转换,对礁滩体的展布以及研究区的沉积相平面分布做了精细刻画。结果表明,碳酸盐岩地震地貌学是恢复沉积体系的一种有效方法。     

川中雷口坡组四~3亚段地震相分析——应用波形分类技术研究沉积相的实例

在工区面积大、钻井少的情况下开展地震相研究,可以有效绘出沉积相展布图。对四川盆地中部雷口坡组四3亚段利用GS1和YS104两口井进行地震地质标定,建立了膏盐湖、白云岩坪及颗粒滩等几种不同沉积微相的地震响应模式。膏盐湖相表现为强振幅、高连续的地震响应,而颗粒滩及白云岩坪主要表现为中振幅、低连续的地震响应特征。在地质标定基础上,对全区利用波形分类技术开展地震相研究,恢复了古沉积环境,获得了颗粒滩相及白云岩坪的展布图,这些分布区是有利储层的发育区。龙岗—营山—南充—蓬溪一带处于颗粒滩、白云岩坪有利相带,且处于雷四3亚段地层剥蚀线附近,受岩溶改造强烈,储层较为发育,是川中地区的重要勘探对象。     

四川盆地上石炭统黄龙组沉积相分析

根据四川盆地上石炭统黄龙组野外剖面和钻井岩心观察以及镜下岩石薄片鉴定分析,并结合岩性、古生物及测井等沉积相标志研究以及区域沉积背景和岩性组合特征,认为四川盆地黄龙组主要发育一套潮坪—陆棚沉积体系,其中潮坪体系主要发育碳酸盐岩潮坪相,陆棚体系以周缘受局限的海湾陆棚相为主。并进一步划分出4个亚相带和10个微相带。编制了黄龙组一段、二段和三段的沉积微相平面图,指出潮间坪浅滩、潮间藻砂坪、潮下坪浅滩、滨外浅滩微相为本研究区储层性能最有利的沉积相带。     

四川盆地中三叠统雷口坡组有利沉积相带及岩相古地理特征

依据四川盆地古地理背景和古气候条件,结合中三叠统雷口坡组野外剖面、岩心和薄片的观察以及单井和连井沉积相等的分析认为,盆地周边水下隆起的障壁作用和干旱炎热气候条件共同影响雷口坡组的沉积相特征,海平面升降变化是控制沉积相发育和空间分布的重要因素。雷口坡组总体为一套障壁蒸发潟湖沉积,可分潟湖边缘坪、潟湖、潮坪和台缘障壁四种沉积亚相类型,并可进一步划分出多种微相。台缘障壁亚相潟湖边缘白云岩坪和颗粒浅滩是有利的沉积相带。雷口坡组可划分出SQ1—SQ4四个层序。绘制了雷口坡期各时段体系域的岩相古地理图,并分析了它们的岩相古地理特征。     

四川盆地下寒武统龙王庙组岩相古地理特征和沉积模式

在系统吸收前人研究成果的基础上,通过露头、岩心和薄片观察,结合测井和区域地质资料,探讨了四川盆地龙王庙组岩相古地理特征及沉积模式。研究认为:四川盆地及周缘在寒武系龙王庙组沉积时期为远端变陡的缓坡环境,自西向东依次发育近岸潮坪—内缓坡—中缓坡—外缓坡相带。其中四川盆地主体位于内缓坡,它又可划分为浅水内缓坡、局限内缓坡和开阔内缓坡三个古地理环境,发育颗粒滩、滩间海、正常湖、局限湖和潮坪等5种亚相。在纵向上龙王庙组沉积期经历了上下两个海侵—海退的短期旋回。古地貌较高的浅水内缓坡主要发育上旋回,以颗粒滩和滩间海亚相为主,沉积了较厚层的砂屑白云岩、鲕粒白云岩、细晶白云岩、粉晶白云岩等。局限内缓坡和开阔内缓坡的下旋回发育了2套完整的湖—台坪组合,岩性以泥晶灰岩为主。上旋回普遍发生了白云石化,水体能量总体较弱;其中在局限内缓坡由于水流不畅、环境局限,以上旋回发育膏盐岩为特征。四川盆地及周缘缓坡台地的沉积特征和沉积模式的主控因素有三个:即古构造控制了沉积体系和沉积相类型;海平面升降控制了沉积物的垂向叠置和演变;古地貌和水体能量控制了沉积物类型和沉积微相分异。据此预测了安岳—南充—剑阁一带为有利储层的分布区。     

四川盆地东部中二叠统茅口组台内藻礁沉积特征

四川盆地东部月005-H1井发现了中二叠统茅口组三段中发育的小型台内藻礁。岩心分析表明,该生物礁以藻格架灰岩为主,造礁生物以叶状藻为主、见少量苔藓虫,含虫筳类、非虫筳有孔虫、腕足类、双壳类、海百合、棘皮类等附礁生物,藻片之间沉积有灰泥和少量生物碎屑。礁体纵向上发育两个较为完整的旋回,每个旋回发育四个成礁阶段,单个旋回厚度约1.5 m,每个旋回发育四个礁阶段,并可划分出礁基、礁核、礁盖(基)等亚相类型。认为该生物礁的形成与峨眉地裂运动引起的基底正断活动有关,形成于"堑—垒"构造格局的浅水型碳酸盐岩断隆之上。推测该类藻礁灰岩可能与茅口组古风化壳岩溶型储层关系密切。     

尼日尔Termit盆地上白垩统Madama组地震相识别与沉积相演化分析

以层序地层学及沉积学理论为指导,综合运用测井、录井以及地震资料,将尼日尔Termit盆地上白垩统Madama组划分为一个三级层序(MS),并进一步识别出低位体系域、海侵体系域以及高位体系域。在等时层序地层格架内,识别出前积反射地震相、河道充填反射地震相、平行-亚平行反射地震相以及杂乱反射地震相等四种类型,并识别出辫状河三角洲的沉积相类型。认为层序MS的低位体系域主要发育辫状河三角洲前缘亚相,高位体系域则主要发育辫状河三角洲平原亚相。Madama组整体表现为一个海退的沉积演化过程。     

川东南庙高寺—二里场地区嘉陵江组层序地层与沉积相

下三叠统嘉陵江组可划分为2个三级层序,对应嘉一—嘉二、嘉三—嘉五两大地质时期。根据岩心和测井解释进一步识别出了6个四级层序和15个五级层序。这两个三级层序都由海侵体系域和高位体系域构成,沉积相都经历了由开阔环境向局限环境的转变。因此嘉陵江组含开阔台地和半局限—局限台地两大沉积相,同时可识别出6种亚相及20种微相。四级、五级层序在广大的台地区具有可比性,纵向上滩体位置变化不明显。嘉二1和嘉四1这两个时期处于特殊的海平面升降旋回阶段,台内滩相较发育;嘉一到嘉二期和嘉三、嘉四到嘉五期,经历了由开阔台地相的石灰岩沉积到局限台地相的膏岩、白云岩沉积两次大的相变,构成两轮沉积旋回。     

川北中三叠统沉积层序特征及陡坡封闭型镶边台地模式

川北地区中三叠统层序地层学的对比研究表明,雷口坡组顶界面(T2/T1界面)和底界面(T3/T2界面)具有横向分异规律,由此识别出2个Ⅲ级层序,其上部SQ2层序普遍缺失高水位体系域。层序地层格架内的岩相古地理分析表明,该区中三叠世长期处于蒸发台地、局限台地环境,碳酸盐岩颗粒结构欠发育,可见少量藻屑颗粒灰岩和白云岩、细—中晶白云岩,缺少生物礁标志,藻席大量发育,白云石化作用强烈。识别出了工农镇剖面斜坡角砾,并对台地边缘位置进行了厘定。根据沉积及岩石学研究结果,得出了川北地区中三叠统典型的陡坡封闭型镶边台地模式。