塔里木盆地寒武-奥陶系白云岩储层类型与分布特征

塔里木盆地寒武-奥陶系白云岩是台盆区最重要的储层之一,发育4种类型:①潮坪白云岩。以含膏泥晶白云岩为主,石膏溶孔及白云岩砾间孔发育,发育于潮间-潮上坪蒸发环境。白云石表现为MgO-CaO呈线性正相关、低Mg/Ca值及高∑REE值、锶同位素值分布在0.7085～0.7100之间,略高于同期海水值0.7090、阴极发光不发光或暗色光。储层分布主要受沉积相控制,发育于中下寒武统地层;②蒸发台地白云岩。以藻丘及颗粒灰岩选择性白云石化为特征,发育铸模孔、膏溶孔和残留粒间孔,白云石Mg/Ca值变化范围大、δ13C、δ18O值相对偏正、分别大于2‰和-4‰、阴极发光发较亮红光。储层主要发育于台内靠近台缘一侧;③埋藏白云岩。发育细晶、中晶及粗晶白云岩,以晶间孔及晶间溶孔为主,δ18O值偏负在-5‰～-10‰(PDB)之间,87Sr/86Sr值相对较大,为0.7090～0.7110,阴极发光以发暗棕褐色、紫色光为主。埋藏白云岩储层发育主要受成岩相控制,但也表现出与沉积相具有相关性,这是因为物性好的台缘、台内礁滩体及有裂缝沟通构成的开放体系更有利于埋藏白云石化作用发生;④热液白云岩。以受热液改造的结晶白云岩为特征,往往伴生热液矿物,白云石δ18O值异常偏负、一般小于-9‰(PDB)、阴极发光多发明亮红光、稀土元素标准化配分曲线中Eu出现正异常、出现高于地层背景值的异常高温包裹体;主要发育在具有上覆隔挡层的不整合面之下地层及大断裂发育带附近。上述四类白云岩在规模与分布上有不同,但都可预测。埋藏和热液白云岩规模较大,受原始沉积相带和成岩流体来源双重约束。潮坪和蒸发台地白云岩规模可变性较大,可由沉积环境重建,结合成岩相研究预测评价。     

塔里木盆地寒武—奥陶系主要白云岩类型及孔隙发育特征

塔里木盆地寒武系和下奥陶统白云岩广泛发育,岩石类型复杂多样。按照结构和特殊构造两大分类依据,文中将研究区白云岩归为6大类,即泥-粉晶白云岩(又按含膏与否进一步分为含膏泥-粉晶白云岩和不含膏泥-粉晶白云岩)、粉-细晶白云岩、中-粗晶白云岩、斑状白云岩、藻纹层白云岩和膏溶角砾白云岩。每类白云岩都可以其独具特色的晶体结构和/或沉积构造与其他类型相区分。在这些白云岩中发育的孔隙类型主要有6种,即窗格孔、铸模孔、晶间孔、溶孔、角砾孔及砾间溶孔和缝合线孔,其中除窗格孔为原生孔隙外,其余均属次生孔隙。就其储集意义而言,以溶孔和晶间孔最为重要,次为角砾孔及砾间溶孔,而铸模孔和窗格孔的储集意义相对次要。缝合线孔的意义主要有二:一是可改善储集岩的渗透性,二是与斑状白云岩配合还可能构成有效储集岩。     

塔里木盆地巴楚隆起寒武系及奥陶系白云岩类型及形成机理

采用染色薄片鉴定、阴极发光显微镜观察、微量元素分析、碳氧稳定同位素测定及包体侧温等手段，对塔里木盆地巴楚断隆区寒武系和奥陶系白云岩的特征及成因进行了研究，共划分出四种类型的白云岩：①泥粉晶白云岩，其m(Ca)/m(Mg)平均为3-10，Sr含量高（>300×10-6 ），m(Sr)/m(Ba)>>1，?13C值较高（-1‰-+1‰），₁₈O值较低（-5‰--8‰），沉积环境为潮上带云坪，为准同生作用阶段潮上萨布哈白云化作用形成。②含雾心亮边白云石的细晶白云岩，其m(Ca)/m(Mg)较低（1-2），Sr含量中等（100×10-6-200×10-6），m(Sr)/m(Ba) >1，?13C值在-2‰左右，₁₈O值低，在-7‰左右，沉积环境为开阔台地浅滩，为准同生或早期成岩作用阶段回流渗透白云化作用形成。③含明亮白云石晶体及钙质残余的钙质白云岩，其m(Ca)/m(Mg)较低（1左右），Sr含量最低（100×10-6左右），m(Sr)/m(Ba) < 1，?13C值最低（-1‰--3‰），?18O值较低（-6‰左右），沉积环境为灰坪、云坪及开阔台地，为准同生或早期成岩作用阶段混合水白云化作用形成。④砂糖状白云岩，其m(Ca)/m(Mg)较低（1-2），Sr含量低（<100×10-6），m(Sr)/m(Ba)<1，?13C值较高（-1‰-+3‰），₁₈O值较低（-5‰--8‰），沉积环境多为浅滩，为晚期成岩作用阶段埋藏白云化作用形成。     

塔里木盆地西部寒武-奥陶系储层分布特征

塔里木盆地西部在寒武-奥陶纪大体经历了两次一定规模的海侵-海退沉积,并相应形成了由4个三级旋回层序和2个二级旋回层序构成的层序地层格架.它不仅控制着不同沉积相的平面展布特征,而且控制着生储盖组合的时空分布规律.下寒武统肖尔布拉克组与吾松格尔组的高水位体系域局限台地相沉积,早期普遍经历了白云岩化作用,及后期大气淡水淋溶的综合改造,形成了平面上展布非常稳定的优质针孔状碳酸盐岩储集层段.奥陶系储层主要形成于高水位体系域开阔台地相、台地边缘相和藻滩相中,由于受海水成岩和埋藏成岩环境影响,胶结作用发育,致使储层整体面貌呈Ⅳ类差储集层.     

塔里木盆地牙哈-英买力地区寒武系-下奥陶统白云岩形成机理

根据铸体薄片鉴定、阴极发光显微镜观察、碳、氧稳定同位素测定、微量元素分析及包裹体测温等手段,对塔里木盆地牙哈—英买力地区寒武—下奥陶统深埋热液白云岩类型及成因机理进行了详细的研究。认为研究区深埋藏白云岩主要由细晶或中晶白云石组成,白云石呈自形或半自形晶。δ13CPDB值为-1.63‰2.31‰,平均为0.25‰,δ18OPDB值为-11.49‰-6.02‰,平均为-8.72‰;锶含量较低,在77×10-6107×10-6之间,二价铁、锰含量较高,具有高的有序度和低的CaCO3摩尔含量的特点。各种资料表明,该类白云岩是在深埋藏环境中较高温度条件下形成的,白云岩的形成与海西期岩浆喷发活动有关,变质岩体的分布控制了白云岩的分布。白云化流体来自岩浆热液、变质热液、有机酸及区域地下热卤水的混合,白云化所需的Mg2+来自岩浆岩中铁镁矿物的分解、埋藏压实过程中粘土矿物的脱水作用等。因此其白云化机制可称之为“深埋热液白云化”。      

塔里木盆地奥陶系层序地球化学研究

对塔里木盆地奥陶系锶同位素分析表明,在早奥陶世海平面呈下降２,在中晚奥陶世海平面则持续上升并保持在高于奥陶纪平均海平面之上。氧,碳同位素及微量元素的分析结果均支持锶同位素的研究结论。研究表明,沉积层序中发育相应的沉积地球化学样式。     

塔里木盆地中央隆起区寒武-奥陶系白云岩结构特征及成因探讨

白云岩研究的关键在于对白云石化作用的理解,而岩石结构作为白云石化作用分析的基础,不仅对白云岩的成因具有指示意义还深刻地影响着白云岩储层的质量。通过岩芯、薄片、扫描电镜、阴极发光以及碳、氧、锶同位素等测试手段,结合国际上常用的分类术语,对塔里木盆地中央隆起区寒武-奥陶系白云岩按结构进行了分类,并探讨了不同结构类型与其成因之间的关系。研究表明,白云岩结构与其形成环境和形成过程密切相关,其中保留原始结构的白云岩（包括泥-粉晶白云岩和颗粒白云岩）属于同生或准同生阶段、与蒸发海水有关的拟晶白云石化作用的产物,大量过饱和白云石化流体的通过有利于原始结构的保存;晶粒白云岩中,具有平直晶面结构的细晶、自形白云岩和细晶、半自形白云岩与浅埋藏成岩阶段的低温白云石化作用有关,云化流体以轻微蒸发的海源流体为主,浅埋藏晚期的过度白云石化作用导致晶体由平面-自形向平面-半自形转化;中-粗晶、他形白云岩是中或深埋藏成岩阶段的高温/热液白云石化或重结晶作用的结果,较高的形成温度导致晶体发生曲面化。     

安徽胡乐寒武——奥陶系界线地层地球化学特征

作者在胡乐寒琥－奥陶系界线剖面上作了多种地球化学测试。依据测试结果,分析了地球化学特征,碳、氧同位素、微量元素和稀土元素组成 于西阳山组与谭家桥组之间,它可能与海平面变化有关。在寒武－奥陶系岩界线上仅见有小的碳同位素负偏移。     

塔里木盆地寒武-奥陶系碳酸盐岩台地样式及其沉积响应特征

从寒武纪到奥陶纪,塔里木盆地经历了早、中寒武世缓坡型碳酸盐岩台地,晚寒武世—早中奥陶世弱镶边斜坡型碳酸盐岩台地,晚奥陶世早期孤立型碳酸盐岩台地和晚奥陶世中晚期淹没型碳酸盐岩台地四种不同台地结构型式的演变。不同类型的碳酸盐岩台地在其剖面结构、台地边缘特征、沉积相构成等方面有着显著差异,它控制了不同区域沉积相类型和特征,并决定了烃源岩、储集岩和区域盖层的发育条件和展布规律。通过地震、钻井层序地层分析,总结出了不同类型的碳酸盐岩台地结构的层序—沉积相模式。在碳酸盐岩台地演变过程中,塔里木盆地发育二期坡折带:寒武纪—早中奥陶世形成第一期坡折带,沿着库南1井—满参1井—塔东2井一线分布,呈向西凸伸的弧形带;晚奥陶世发育第二期坡折带,由库南1井—满参1井—塔中1井—塘参1井延伸,呈向东凸伸的弧形带。坡折带的迁移变化,反映着台地样式的转变。     

塔里木盆地北部寒武—奥陶系海相烃源岩重新认识

根据对塔北地区591块泥质源岩613块碳酸盐岩热解资料的统计分析表明，本区中上奥陶统泥质岩除柯坪地区相对较好外，其余地区普遍属一非生油岩，不可能对已发现的海相油气有实质性的贡献。而寒武系无论是碳酸盐岩还是泥岩，其有机质丰度均高于奥陶系，尤其是碳酸盐岩烃源岩厚度也较大，因而是塔里木盆地一套十分重要的海相油气源岩，现今为一套优质气源岩。其次是中上奥陶统台缘斜坡灰泥丘有机相泥灰岩，具有有机质丰度较高、成熟度适中及具有一定厚度分布的特点，是本区海相油气另一大套重要源岩。另外，平面上，本区寒武一奥陶系泥岩的有机质丰度表现为东西两端相对较高，可达到中等一很好生油岩标准，而草湖、轮南、英买力以及孔雀河斜坡与满加尔凹陷奥陶系泥岩基本上均属差一非生油岩。碳酸盐岩烃源岩则以库尔勒鼻隆及塔东（含库鲁克塔格）地区为最后，其次是哈拉哈塘凹陷。     

塔里木盆地中央隆起中部中下奥陶统白云石类型及形成机理

根据岩心及薄片观察,按照矿物晶体的大小、形状以及自形程度的差异,将塔里木盆地中央隆起中部中下奥陶统碳酸盐岩地层中的白云石分为6种类型,包括泥微晶白云石、粉—细晶自形—半自形漂浮状白云石、粉—细晶半自行—他形白云石、粉—细晶自形(环带)白云石、细—粗晶他形白云石、粗晶鞍形白云石。综合不同类型白云石的结构特征、碳氧锶同位素值、阴极发光等特征,认为中下奥陶统白云石主要由三种成岩作用形成:泥微晶白云石主要是在准同生期由回流白云石化形成;大部分粉—粗晶白云石是在埋藏期由埋藏白云石化形成,其中浅埋藏期是大规模白云石化的阶段;粗晶鞍形白云石主要由与高温热液活动相关的热液白云石化形成。     

塔里木盆地下古生界白云岩储层特征与成因类型

塔里木盆地寒武系—奥陶系白云岩具有时代老、埋藏深、成岩作用复杂的特点。白云岩储层储集空间主要为孔隙和裂缝两大类,其中孔隙类型可进一步划分为晶间孔、晶间溶孔、晶内溶孔、铸模孔、溶蚀孔洞等;裂缝类型可进一步划分为缝合线、风化裂缝和构造裂缝。根据储集空间类型特征,白云岩储层可以划分为孔隙型、孔洞型、缝洞型和裂缝型4种。孔隙型储层和缝洞型储层物性较好。根据成因白云岩储层可以划分为准同生白云岩储层、埋藏型白云岩储层、构造-热液型白云岩储层和风化壳岩溶型白云岩储层,其中后两者及其复合类型常形成优质储层。     

塔里木盆地寒武-奥陶系烃源岩的分子地球化学特征

对塔里木盆地下古生界样品的地球化学分析表明,上奥陶统良里塔格组、中上奥陶统却尔却克群烃源岩与其他烃源岩具有明显的差异,具有低的C28甾烷、24-降胆甾烷、甲藻甾烷、甲藻三芳甾烷与伽马蜡烷含量以及高的C24四环萜烷、重排甾烷含量等特点。柯坪地区中上奥陶统萨尔干组、印干组页岩伽马蜡烷、C28甾烷相对含量与寒武系、中下奥陶统黑土凹组烃源岩具有相似性。萨尔干组、印干组烃源岩中生物标志物的绝对含量很低。柯坪地区寒武系玉尔吐斯组、中上奥陶统萨尔干组、上奥陶统印干组、满东地区中下奥陶统黑土凹组等较强沉积环境的泥质烃源岩伽马蜡烷、C28甾烷、特殊甾烷的相对含量与海相原油主体有较大差异。上奥陶统印干组烃源岩较高含量的三芳甲藻甾烷、24-降重排胆甾烷和24-降胆甾烷化合物的检出表明,断代生物标志物的提法值得商榷。     

塔里木盆地寒武系—奥陶系烃源岩油源特征与超深层油气来源

塔里木盆地寒武系—奥陶系烃源岩的生源特征及其对超深层油气贡献是塔里木盆地超深层海相油气勘探面临的关键地质问题。根据分子与同位素地球化学分析和生烃热模拟实验研究,系统梳理油源对比的地球化学参数,认为原油中C26~C30甾烷的分布、伽马蜡烷指数、三环萜烷与五环萜烷比值和正构烷烃同位素等油源示踪指标,易受热演化程度、生物降解和水岩氧化还原作用影响,掩盖母源输入和沉积环境的差异。正构烷烃奇偶优势,异常的三环萜烷分布,全油和正构烷烃δ13C同位素明显偏重以及高含量的多环芳烃的出现主要归因于高过成熟热演化作用、低温热液或侵入岩浆等异常热事件的影响,而并非反映—O1烃源岩中生烃母质的地球化学特征。局部的硫酸盐热化学还原反应导致无机硫并入形成次生的噻吩类化合物,造成有机硫同位素值明显升高,无法反映母源特征,目前被选做寒武系典型烃源岩和端元油的生烃母源特征很可能是经历多种次生地球化学作用改造的结果。通过分析寒武系—奥陶系两套中等热成熟度烃源岩的形成环境和生物母质类型,表明塔里木盆地台盆区寒武系—奥陶系烃源岩的油源特征差异主要受控于沉积相,塔北中西部海相原油主要与透光厌氧环境烃源岩有关,塔中地区原油主要来源于深水盆地相烃源岩。重新建立不同物化性质原油与高过成熟烃源岩之间可靠的油 源对比参数,需要同时考虑成熟度和次生改造等复杂地球化学作用的多重影响才能确定其成因和来源。     

塔东地区古城4井上寒武统—中、上奥陶统流体地球化学示踪

通过对塔东地区古城4井上寒武统和中、上奥陶统碳酸盐岩围岩及充填物的碳、氧、锶同位素地球化学和流体包裹体成分的对比研究表明,充填于中、上奥陶统和上寒武统的流体分属于2个不同来源的流体体系。充填于中、上奥陶统灰岩裂缝中方解石脉的w(87Sr)/w(86Sr)介于0.7084~0.7088,它与早奥陶世海水的w(87Sr)/w(86Sr)相近;流体体系为CH4-H2O体系;充填物与围岩间具有明显的碳、氧同位素差异,表明上部流体体系中的流体来自于奥陶系地层本身。上寒武统白云岩裂缝中方解石脉的w(87Sr)/w(86Sr)为0.7138,明显地高于同时代海水的锶同位素值;流体体系为CO2-H2O体系;下部流体体系中的流体为外来富锶流体。上、下流体体系间互不连通暗示着上寒武统地层具有相对较好的保存条件。     

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。     

塔里木盆地构造热液白云岩及其储层意义

野外露头和岩心资料表明,塔里木盆地下古生界广泛分布与构造活动有关的热液白云岩化作用。这种构造热液白云岩化作用有其特有的岩石学特征和地球化学特征,以鞍形白云石和自形白云石为标志,多表现为裂缝和孔洞填隙物,具有粗晶结构;流体包裹体具有较高的均一温度和盐度,地球化学上具有较轻的碳氧同位素值,与围岩(白云岩)有一定范围的重叠;锶同位素放射性不明显,表现出亲源性特征。塔里木盆地下古生界构造热液白云岩与西加盆地泥盆系热液白云岩区别明显。塔里木盆地二叠纪广泛发育的岩浆热事件可能是构造热液白云岩的主要成因。与构造热液白云岩有关的储层多是优质储层,其分布与断裂、不整合密切相关,是油气勘探的有利目标。