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。     

鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组白云岩特征及成因机理分析

宏观与微观结合并以地球化学分析为主要手段,研究认为:鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组存在准同生白云岩化、渗透回流及混合水白云岩化、埋藏白云岩化和热液白云岩化4种白云岩化成因。准同生白云岩主要发育于马一、三、五段,由常规蒸发泵白云岩化形成;渗透回流及混合水白云岩由富镁盐水下渗白云岩化以及富镁盐水混同大气淡水对先成碳酸盐岩进行白云岩化共同作用形成;埋藏白云岩为大气降水溶蚀古陆老硅铝质岩石形成的盐水下渗和海(湖)水沿溶蚀孔洞下渗这两种白云岩化叠加形成的;热液白云岩为热液在粗晶粒白云岩孔隙或构造裂缝中溶蚀碳酸盐岩,过饱和后晶出。     

鄂尔多斯盆地马家沟组白云岩稀土元素地球化学特征

稀土元素具良好的地球化学过程示踪性,且受成岩流体影响小,在分析白云岩化流体性质和白云岩化成岩环境方面具有独特效果。采用中子活化法对鄂尔多斯盆地马家沟组白云岩稀土元素地球化学特征进行研究。结果表明:泥微晶白云岩REE质量分数为(2.907～140.09)×10-6,平均为46.917×10-6,低于泥晶灰岩中的含量,δEu平均为0.634,δCe平均为0.942,配分模式与泥晶灰岩相似,显示该类白云岩形成于低温氧化环境,白云岩化流体为海水或海源流体,可能为准同生白云岩化;晶粒白云岩REE质量分数为(3.392～18.435)×10-6,平均为8.788×10-6,远小于海相泥晶灰岩,δEu平均为0.724,δCe平均为0.78,配分模式与泥晶灰岩相似,且与泥微晶白云岩趋于一致,说明其形成于相对高温还原环境,白云岩化流体为海源流体,可能为埋藏白云岩化;溶蚀残余白云岩REE含量高,配分模式与泥晶灰岩不同且不具Eu正异常,指示岩溶流体可能为大气淡水。     

鄂尔多斯盆地马家沟组白云岩地球化学特征及白云岩化机制分析

由岩石学和地球化学研究表明:马家沟组白云岩主要为泥微晶白云岩和晶粒白云岩两种。泥微晶白云岩常与石膏或岩盐伴生,阴极发光呈中等橘红色光,有序度低,具较高的Sr、Na含量,与泥晶灰岩具相似的δ¹³C分布区间及稀土元素配分模式,Sr同位素值接近同期海水,包裹体均一温度近于地表温度,表明白云岩化流体为与海水密切相关的高盐度流体,为准同生白云岩化,可用蒸发泵模式解释其成因。晶粒白云岩伴生矿物少,偶见黄铁矿,晶体结构多曲面他形,阴极发光为中-弱橘红色光,有序度高,Sr含量较低,Na、Mn含量与泥微晶白云岩相近,稀土元素配分模式与泥微晶白云岩相似且与泥微晶灰岩相近,δ¹³C分布区间与泥微晶灰岩趋于一致,包裹体均一温度较高,说明晶粒白云岩与泥微晶白云岩具相似的白云岩化流体,该种白云岩为埋藏白云岩化,上覆沉积物不断压实封存卤水使其侧向流动为白云岩化提供了源源不断的Mg离子。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组五段上部沉积成岩特征与天然气聚集

本文将沉积、成岩和储集性三者结合起来研究，建立了泥云坪压实沉积成岩相区、含膏云坪岩溶孔洞沉积成岩相区，膏泥云坪浅凹压 实交代充填沉积成岩相区等 三种沉积成岩类型，分析了各相区的沉积构造特征，成岩特征，储集性能，指出了含膏云坪岩溶孔沉和只成岩相带是天然气富集的最有利储集相带。     

鄂尔多斯盆地南部奥陶系气藏成藏期次

利用地质冷热台和激光拉曼光谱仪,对鄂尔多斯盆地南部奥陶系储层流体包裹体显微荧光特征、均一化温度及包裹体成分进行分析测试,确定奥陶系气藏天然气充注时间及成藏期次。结果表明,研究区储层流体包裹体主要包括含盐水气态烃包裹体和纯气态烃包裹体两种类型。据包裹体均一化温度、包裹体气相成分分析结果,结合地区埋藏史,确定该区有两期天然气充注,对应地质时期分别为晚三叠世早期至早侏罗世末期和早白垩世末期至今,其中第二期为主要天然气成藏期。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组马五段白云岩的同位素地球化学特征

鄂尔多斯盆地中央气田奥陶系马家沟组马五段白云岩是重要的油气储集层,多年来,马家沟组白云岩的成因问题一直是地质研究者讨论的热点话题.对马五段白云岩的C、O、Sr同位素地球化学资料的分析表明,孔洞充填的白云石(含鞍状白云石)和白云岩的δ13C、δ18O值极其近似,且白云岩的δ18OPDB值比奥陶纪海水值要偏负1.752‰～4.395‰(平均2.911‰);成岩流体(水)的占δ18OSMOW平均值为+8‰,比当时海水值偏正;87Sr/86Sr比值比奥陶纪海水87Sr/86Sr比值要高.从C、O同位素数据上看,形成白云岩和沉淀于孔洞中的白云石(含鞍状白云石)的流体为同源流体;造成白云岩的δ18O值偏负的原因主要是埋藏条件的"温度效应";87Sr/86Sr比值偏高可能是交代流体来自或流经了富含放射成因Sr的铝硅酸盐基底或硅质碎屑岩.这些特征表明马五段白云岩很可能形成于埋藏环境.     

鄂尔多斯盆地南部马家沟组成岩作用特征

通过对研究区16口钻井15条剖面数百片岩石薄片的详细鉴定,结合沉积史和区域地质特征,综合分析了主要目的层马家沟组的成岩作用类型及其特征。马家沟组储层的岩石类型主要为石灰岩和白云岩。石灰岩类型多样,主要有泥晶—微晶灰岩、微晶—亮晶颗粒灰岩及云斑灰岩等;白云岩以泥晶—微晶白云岩为主。主要的建设性成岩作用为白云石化作用和溶蚀作用;不利的成岩作用主要有重结晶、压实压溶、去白云石化、膏化等作用。在此基础上,进一步分析了鄂尔多斯盆地南部的成岩作用演化序列。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组白云岩储层特征及成因机制

鄂尔多斯盆地奥陶系白云岩是重要的天然气储集层,对其白云岩成因和储层发育规律的研究对于碳酸盐岩深层勘探理论的发展具有重要意义。文章基于大量岩心、薄片的观察,并结合稳定碳氧同位素、稀土元素、白云岩有序度、地层水、包裹体特征等地球化学分析,对盆地奥陶系存在的两种典型白云岩储层的发育特征和形成机理进行了详细研究。分析表明,含硬石膏结核或柱状晶的泥粉晶白云岩主要为潮坪蒸发环境的萨布哈成因,其规模储层的发育主要受到长时不整合的控制,不整合面以下发育大量硬石膏结核和柱状晶溶模孔;颗粒滩白云岩主要为回流渗透成因,其储层孔隙的发育主要受到海平面高频升降的影响,发育多旋回的粒（晶）间孔隙型储层。虽然两种白云岩的白云石化流体都为浓缩海水,但由于白云石化的机制和速率不同,二者的原始孔隙类型和特征迥异。两种白云岩孔隙在后期的成岩改造和演变过程中,既有相同之处,又有明显的区别。这一认识也将对深层的白云岩储层勘探提供指导作用。     

鄂尔多斯盆地南部马家沟组孔隙类型及其演化

经数百片岩心薄片观察和扫描电镜分析认为,鄂尔多斯盆地南部马家沟组发育微缝、晶间缝、溶缝、破裂缝以及微孔、粒间孔、晶间孔、晶间溶孔、溶孔和溶洞等多种储集空间类型,其中晶间孔和晶间溶孔是主要的孔隙类型。在孔隙演化过程中白云石化、去膏化和溶蚀作用对形成孔隙有利,而胶结作用、岩溶压实作用、膏化作用及去白云石化作用使孔隙消失,为破坏性成岩作用。低重结晶及中等重结晶作用有利于孔隙的形成,但强重结晶作用不利于孔隙的形成。据盆地南部马家沟组碳酸盐岩经历的成岩环境、成岩阶段及相应成岩作用特征,将其孔隙演化分成早期原生孔隙形成与减少、中期和晚期次生孔隙形成及充填三个阶段。从演化过程来看,中期表生成岩阶段及晚期深埋藏成岩阶段对有效储集空间的最终形成具有决定意义。     

鄂尔多斯盆地马家沟组中组合马五_5亚段白云岩特征及成因机理

通过对鄂尔多斯盆地马家沟组五段5亚段白云岩的岩石学和地球化学研究表明,主要岩性有泥晶白云岩、泥粉晶白云岩和粉晶白云岩等三类。泥晶白云岩类为泥晶结构,阴极发光为暗红光,白云石有序度低;Na、K和Sr值较高;δ~(13)C平均-1.23‰,δ~(18)O平均-7.59‰,锶同位素平均值0.709 81,形成于闭塞局限、盐度相对较高的环境,由准同生白云石化作用所形成,并发育少量晶间微孔。泥粉晶白云岩类为泥晶—细粉晶结构,不发光或发极暗的红光,白云石有序度0.75;常量元素、微量元素大幅降低;δ~(13)C和δ~(18)O的平均值分别是-0.43‰和-7.29‰,锶同位素平均值0.709 36,由准同生后回流渗透白云石化作用所形成,并发育晶间孔。粉晶白云岩不发光或发极暗红光,白云石有序度0.81;常量元素、微量元素有明显的突变;δ~(13)C和δ~(18)O平均值分别为-0.65‰和-6.46‰,锶同位素平均值0.709 67,由埋藏白云石化作用所形成,并发育晶间扩溶孔或溶蚀孔。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组溶斑形成机理

鄂尔多斯盆地中部气田奥陶系马家沟组属蒸发边缘海相地层,其风化壳是中部气田的主要产气层段。该层中广泛发育毫米级、厘米级的溶斑,这些溶斑的产状、大小、成分以及溶孔内的充填物十分复杂,有的具多期充填,充填物为石膏、石英、方解石、白云石、高岭石、黄铁矿等多种矿物。溶斑中下半部残留的岩石经溶蚀后的白云石晶粒形成的渗流砂示底构造十分明显。研究表明,溶斑的形成不仅具有适宜的岩相古地理环境和其复杂的生成演化史,而且与原始沉积以及不同地史阶段的岩溶作用相关。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组五段中组合中下段成藏特征

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组五段中组合中下段为该盆地天然气勘探新发现层系。主要发育膏溶孔型和晶间孔型白云岩储层,其空间分布主要受沉积环境控制。综合分析表明,中组合中下段的气源为上古生界煤型气与下古生界海相烃源气的混源气,但以煤型气为主。加里东末期,由于盆地整体抬升造成古隆起地区马家沟组五段遭受强烈剥蚀,致使其东侧中组合中下段储层与上古生界煤系烃源岩直接接触,且海退沉积旋回中的局部洼陷也能提供一定的烃源,从而构成了良好的源-储配置关系。两类白云岩储层中,由于膏溶孔或晶间孔发育,因此物性明显好于周围白云岩体,空间上可形成岩性圈闭,当上古生界煤系烃源及下古生界海相烃源运移至中组合中下段圈闭内,即可聚集成藏。整体上这种气藏具有"多层系叠合,混源成藏"的特点。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组碳酸盐岩沉积成岩微相研究

碳酸盐岩微相是在显微镜下岩芯薄片的矿物学、岩石学、古生物学以及结构、成岩作用和地球化学等方面所具有的全部特征,碳酸盐岩微相分析是恢复其沉积成岩演化历史的重要手段。通过全面、综合的全方位研究,并把它们作为一个局部环境的物质表现,可以藉以恢复时间区段小、...     

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组五段岩相古地理及有利区带预测

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组五段自上而下分为马五1至马五1010个亚段,其中马五1+2、马五4、马五6、马五8、马五10等亚段处于相对海退期,以发育膏盐沉积为特征,马五3、马五5、马五7、马五9等亚段处于相对海进期,以发育灰岩沉积为特征。综合露头剖面、钻井岩心及岩石薄片的观察,结合测井、地震解释及单因素综合方法,在马五段中识别出16种典型的沉积微相序,建立了相应海进期和海退期沉积模式。勾画出古隆起东侧马五段中组合(马五5—马五10亚段)台内颗粒滩分布。恢复了盆地马家沟组五段内10个亚段的岩相古地理。预测了马家沟组上组合(马五1—马五4亚段)风化壳岩溶储层及中组合白云岩储层发育有利相带的平面分布。     

鄂尔多斯盆地奥陶系盐下白云岩储层特征、成因及分布

奥陶系盐下白云岩储层是鄂尔多斯盆地中东部天然气勘探的重要接替领域.基于钻井岩心、微观薄片、物性分析及地球化学特征等资料,应用微区多参数实验分析方法,对奥陶系盐下白云岩储层特征、成因与分布开展了系统研究.结果表明:①奥陶系盐下主要发育颗粒滩白云岩和微生物白云岩储层,其中颗粒滩白云岩储层岩性为砂屑白云岩、鲕粒白云岩和粉—细...     

鄂尔多斯盆地南部奥陶系马五段去白云石化成因及模式

通过研究马五段去白云石化作用的成因及发生模式,可进一步了解鄂尔多斯盆地南部奥陶系碳酸盐岩储集层成岩和物性的演化.通过岩心与薄片的观察,结合地球化学方法,和对白云岩的碳、氧同位素与微量元素的测定,分析了去白云石化作用成因及成岩演化过程,并结合物性资料分析去白云石化作用对储集层的影响,建立了研究区去白云石化的作用模式.结合...