川东北下三叠统飞仙关组白云岩的地球化学特征

四川盆地川东北部下三叠统飞仙关组是我国重要的天然气储集层,白云石化的鲕粒滩为主要的油气储集层,鲕粒滩主要发育在川东北碳酸盐台地的边缘,台地内主要为泥晶碳酸盐岩夹蒸发岩。鲕粒滩在不同程度上发生白云石化并形成鲕粒白云岩,一些研究者把它们看成近地表混合水白云岩,但飞仙关组鲕粒白云岩的微量元素铁和锰、白云石的阴极发光、白云岩的稳定同位素C和O值、87Sr/86Sr比值等特征表明这些白云岩具有埋藏成因的证据。下三叠统飞仙关组白云岩具有暗红色阴极发光,微量元素Fe为600×10-6~1000×10-6,Mn为14×10-6~78×10-6,稳定同位素氧组分为-6.73~-3.65‰（PDB）,（平均值为-4.89‰PDB）,稳定同位素锶（87Sr/86Sr）为0.707 35~0.708 00。薄片下可以看到白云石沿着裂缝交代,上述的特征表明白云岩在埋藏条件下形成的。     

川东北飞仙关组鲕滩天然气地球化学特征与成因

四川盆地东北部下三叠统飞仙关组鲕滩气藏天然气烃类气体以甲烷为主,含量主要分布在75%～90%之间,C2 含量很少,为0%～0.15%,干燥系数为0.997 0～0.999 8,是典型的干气;非烃气体以H2S和CO2为主,含量分别为4.21%～16.24%和0.97%～10.41%.天然气δ13C1值为-29.0‰～-31.5‰,δ13C2值为-29.4‰～-32.4‰.多参数表明鲕滩气藏天然气是以腐泥型为主的高过成熟天然气.高含H2S的天然气分布区域与含石膏地层分布基本一致,这些H2S为飞仙关组气藏附近的石膏经热化学硫酸盐还原作用(TSR)而生成,CO2是其主要的副产物.在TSR过程中,C2 重烃气体比甲烷更容易与硫酸盐发生反应,也就是C2 重烃气体的消耗速率大于甲烷,从而导致发生TSR反应的天然气C2 含量低、H2S和CO2含量高.天然气δ13C1值与甲烷含量之间具有很好的负相关关系,而与天然气酸性系数[H2S/(H2S CnH2n 2)]具有正相关关系.根据同位素动力学的分馏效应,随着TSR的进行,烃类分子中的12C损耗速率大于13C,残留下来的烃类分子中则更加富集13C,也就是TSR反应使天然气碳同位素变重.     

川东北地区下三叠统飞仙关组白云岩成因分析

在川东北地区下三叠统飞仙关组沉积相模式研究成果的基础上,详细研究了区内鲕粒白云岩、具残余鲕粒结构的粗粉晶-细晶白云岩、泥微晶白云岩、藻纹层白云岩、粗粉晶-细晶白云岩的岩石学特征,并结合碳氧同位素、微量元素、流体包裹体3种地球化学特征资料认为:鲕粒白云岩和具残余结晶鲕粒白云岩为混合水白云石化作用形成;泥微晶白云岩和藻纹层白云岩为回流渗透白云石化作用形成;粗粉晶-细晶白云岩为埋藏白云岩化作用形成。     

川东北地区下三叠统飞仙关组白云岩储层研究

在川东北地区下三叠统飞仙关组沉积相模式研究成果的基础上,详细研究了区内白云岩的岩石类型及储集性。结果表明该区各类白云岩主要孔隙类型为粒间溶孔、粒内溶孔、粒间原孔、晶间孔隙、铸模孔、裂缝性溶洞、裂缝等。结合物性资料表明颗粒砂屑溶孔云岩及鲕粒溶孔云岩为Ⅰ类优质储层、鲕粒云岩及砾屑云岩为Ⅱ类好储层、结晶云岩为Ⅲ类较差储层、泥一细粉晶云岩为非储层。     

川东北罗家寨气田下三叠统飞仙关组鲕粒滩成岩作用

四川东北部罗家寨气田的储层为下三叠统飞仙关组孔隙性鲕粒白云岩。其沉积相属碳酸盐台地的鲕粒滩微相，为台地潮下较高能环境沉积，主要受潮汐作用的控制。原生岩石为亮晶鲕粒石灰岩和泥晶鲕粒石灰岩，白云石化作用使其岩石结构大多遭受破坏。对储层起建设性作用的成岩作用主要有白云石化作用、埋藏溶解作用。白云石化作用是形成优质储层的基础。埋藏溶解作用主要在粒间半充填剩余缝隙、交代白云石的晶间孔内进行，这进一步溶蚀造就了大量超大孔隙、粒间溶孔、粒内孔、铸模孔等。对储层起到破坏作用的主要是充填作用，表现为次生溶蚀孔隙、裂缝、溶洞中充填自生矿物，它们的包裹体测温数据证明充填作用发生在埋藏时期。各种自生矿物充填的不均匀性揭示了岩石与孔隙水之间相互作用的复杂性，以及岩溶水在不同时期是变化的。     

川东北上二叠统长兴组白云岩地球化学特征及形成机制

四川盆地东北部长兴组储集层主要由细—中晶白云岩组成,其次为微晶白云岩。根据薄片观察、阴极发光、电子探针分析发现,细—中晶白云岩与微晶白云岩在阴极发光特征方面很相似,都不发光,且在Mg、Ca、Fe、Mn、Sr和Ba含量方面也没有区别。根据上述分析结果认为,研究区的细—中晶白云岩是微晶白云岩在准同生期重结晶形成的,控制重结晶的主要因素是引起准同生白云石化的蒸发卤水下渗。这一认识为确定研究区白云岩储集层的空间分布提供了新的思路。     

川东北飞仙关组白云岩的主要类型、地球化学特征和白云化机制

四川盆地东北部蕴藏有丰富的烃类资源,三叠系飞仙关组的白云岩是最主要的储层和产层,这使得飞仙关组白云岩成为人们近年来高度关注的对象.按照结构,我们可以将飞仙关组白云岩分为三种端元类型:微晶白云岩、具原始结构的粒屑白云岩和结晶白云岩,在一个向上变浅的剖面旋回中,这三种白云岩分别位于旋回的顶部、上部和中下部.微晶白云岩和具原始结构的粒屑白云岩具有较高的锰含量和较低的包裹体均一化温度,白云化流体的δ~(18O) 值(从白云石的包裹体均一化温度和δ~(18O) 值反演,以下同)介于大气水和海水之间,反映这类白云岩形成于有大气水参与的相对开放的沉积-成岩环境中,蒸发泵作用(对于微晶白云岩)和混合水作用(对于具原始结构的粒屑白云岩)可能是其主要的形成机制;结晶白云岩(表现为好储层)具有很低的锰含量和较高的包裹体均一化温度,白云化流体的δ~(18O) 值显著高于早三叠世海水,表明这类白云岩形成于相对封闭的埋藏成岩环境,白云化流体具较高的温度和盐度,但到目前为止,还没有一个已有模式可以较好地解释这类白云岩的成因.     

川东北下三叠统飞仙关组鲕粒白云岩孔喉的空间展布与刻画

孔喉特征是储集层研究的核心,厘清储集层孔喉在三维空间中的展布对油气勘探与开发意义重大。文中借助微纳米CT立体成像技术和数字岩心技术对川东北飞仙关组残余鲕粒白云岩的孔喉特征进行刻画与描述,建立了微纳米级的孔喉三维空间展布模型,并计算了孔喉半径、形状因子、空间连通性等表征参数。此外,结合扫描电镜、压汞曲线等传统方法,对所建立的模型进行了有益的探讨和补充。结果表明,川东北地区残余鲕粒白云岩孔隙类型主要有粒间孔、粒间溶孔（铸模孔）、晶间（溶）孔、晶间缝和微裂隙等。其中,晶间孔和微裂隙为连通的喉道,其最小值可达20～30 nm。样品重结晶强烈,受重结晶晶体的生长及后期压实等改造作用的影响,喉道堵塞,储集层渗透性差。     

川东下三叠统飞仙关组一嘉陵江组界线附近的锶同位素组成

作为化学地层学的重要分支之一,锶同位素地层学已经逐步成为全球海平面变化、造山运动、古气候和古环境等全球事件研究和对比的有效工具,根据锶同位素地层学的基本原理,在对样品进行沉积岩组构、化学成分分析和对同期海水代表性评估的基础上,测试了四川东部华蓥山地区下三叠统飞仙关组-嘉陵江组界线附近6个碳酸盐岩样品的锶同位素组成。结果表明,该界线附近的锶同位素组成与前人公布的早三叠世同期海水的锶同位素组成数据基本一致。锶同位素地层学研究的引入,可望为我国南方海相三叠系飞仙关组和嘉陵江组的年代地层学对比研究提供重要依据。     

四川盆地东北部下三叠统飞仙关组碳酸盐蒸发台地沉积相

四川盆地早三叠世飞仙关早期的环境基本上继承了晚二叠世长兴末期的格局。在川东北地区演化为碳酸盐蒸发台地。蒸发台地飞仙关组为一套含硫酸盐的富白云岩的蒸发潮坪沉积层系。下部为薄层的含石膏、硬石膏晶体、团块及肠状石膏层的泥晶灰岩、微晶白云岩组成的小潮差蒸发潮坪层序。中部为层状鲕粒白云岩、鲕粒灰岩的潮下鲕粒滩相与萨布哈环境的富层状膏岩的膏坪相、含石膏岩的膏云坪相组成的大潮差蒸发潮坪层序。上部为中薄层状富泥的含石膏质夹层的泥质泥晶灰岩、微晶白云岩组成的旋回性清楚的似蒸发潮坪层序。这三种层序的纵向组合在蒸发台地相区可以很好对比,尽管各层序厚度有明显变化。强烈白云石化的鲕粒白云岩是四川盆地飞仙关组大中型气藏的主要储层,依据鲕粒岩的相序特征可将其分为有障壁性质的台缘鲕粒坝和台内鲕粒滩两类。蒸发台地西缘的台缘鲕粒坝在飞仙关期基本稳定。东缘的台缘鲕粒坝在飞仙关中后期大幅度向盆地方向迁移。     

四川盆地南部下三叠统飞仙关组一段台内鲕滩的主控因素

四川盆地飞仙关组台缘鲕滩气田的发现,激励了人们重新认识台内鲕滩的发育分布规律及其勘探前景。根据野外露头及钻孔资料的分析,认为四川盆地南部飞仙关组一段的台内鲕滩具有发育向上变浅序列、单滩体厚度一般小于3m、横向连续性较差的特征。着重分析了沉积期古地貌、古水深、海水动荡程度以及古海平面相对升降变化对台内鲕滩的控制作用,并把滩体的发育阶段分为雏滩期(低速建造期)、滩核期(高建造期)及衰亡期3个阶段。结果表明,在缓慢等效的海退过程中,处于高能沉积界面附近的水下古高地有利于台内鲕滩的形成,继承性的泸州古隆起核部是区内有利的滩体发育区,形成的台内滩体具有一定的厚度规模和较大的分布面积。这一认识可为该区飞仙关组台内鲕滩的下一步勘探提供必要的地质支持。     

蜀南地区下三叠统飞仙关组沉积相

蜀南地区飞仙关组的沉积相类型主要有浑水陆棚相与清水陆棚相,东部两者交替发育,中西部则主要为浑水陆棚相。浑水陆棚相以半局限海亚相为主,包括三个微相;清水陆棚相可分为颗粒滩、滩间、潮坪和内缘斜坡等四个亚相,包括若干微相。飞一段全区为清水陆棚相;飞二段全区均为浑水陆棚亚相的泥质半局限海微相;飞三段,西部为浑水陆棚相,东部为清水陆棚相,其间发育灰泥质半局限海微相;飞四段基本为泥质半局限海微相。飞一时,区内中部有一近南北向的台内凹槽,沿凹槽边缘鲕粒滩较发育。研究区以西的康滇古陆和龙门山岛链与华蓥山断裂带控制着区内沉积相展布,当康滇古陆和龙门山岛链构造活跃时全区发育浑水陆棚,华蓥山断裂带活动时东部发育清水陆棚;当康滇古陆、龙门山岛链与华蓥山断裂带构造的活动性都较低时,全区以清水陆棚为主。     

川东三叠系飞仙关组碳酸盐岩的阴极发光特征与成岩作用

四川盆地东部三叠系飞仙关组是近年来我国发现的重要天然气储层, 高孔隙度、高渗透率的碳酸盐储层都分布于白云岩地层中, 因而碳酸盐的成岩作用, 尤其是白云岩化作用和白云岩的成因为石油地质学家和沉积学家高度关注.对四川盆地东部罗家寨构造三叠系飞仙关组42个碳酸盐岩样品进行了阴极发光分析, 结合与之有关的Mn、Fe、Mg元素分析和岩石学研究, 讨论了包括白云岩化作用在内的碳酸盐岩成岩过程中可能的成岩流体性质及来源.四川盆地东部三叠系飞仙关组碳酸盐岩普遍具有很弱的阴极发光性, 这与其很低的Mn、Fe含量有关, 说明沉积期后非海相流体对飞仙关组碳酸盐岩的影响非常有限, 海源流体在成岩过程中发挥了主导作用; 不同石灰岩类型和不同白云岩类型仍然具有不同的阴极发光性, 成岩组分含量越高的碳酸盐岩, 或者说与沉积期后流体(主要是孔隙流体) 关系越密切的碳酸盐岩的阴极发光强度越低, 说明随着埋藏成岩作用的进行, 四川盆地东部三叠系碳酸盐岩孔隙流体受海源流体的影响是逐渐增强的; 阴极发光分析结果表明, 作为四川盆地东部主要储集岩的结晶白云岩形成机制与埋藏过程中的深循环流体有关, 这种深循环流体没有或很少穿越铝硅酸盐地层, 但穿越了三叠系内部的某些海相地层, 这些海相地层可能是广泛存在于四川盆地三叠系的蒸发盐地层, 由蒸发盐成岩过程提供的海源流体参与了结晶白云岩的白云岩化作用.      

四川盆地东部下三叠统飞仙关组白云岩化作用及其与储集层发育的关系*

四川盆地东部下三叠统飞仙关组鲕滩相储集层多为白云岩,主要分布于环开江—梁平盆地的台地边缘相带。岩石学和地球化学特征表明,飞仙关组鲕滩相储集层经历了多期白云岩化作用,其中最重要的一期发生于成岩早期近地表环境,由蒸发海水回流引起,形成的粉晶交代白云石构成了现今白云岩的主体。飞仙关组早期白云岩经历了不同程度的埋藏重结晶作用,形成了不同的岩石结构类型。飞仙关组白云岩的孔隙多为原岩中继承而来,白云岩化作用对储集层发育的意义并非创造孔隙,而是保存已有的孔隙。由于白云岩化作用发生的时间早以及白云岩的抗压溶性质,原生（鲕）粒间孔以及早期大气淡水溶蚀作用形成的鲕模孔/粒内溶孔可以在很大程度上保存下来,构成了现今鲕滩相储集层的主要储集空间。     

四川盆地三叠系飞仙关组气藏储层成岩作用研究拾零

近年来在四川盆地三叠系飞仙关组鲕粒白云岩储层中发现的高含硫天然气三级储量已近1×1012 m3。鲕粒白云岩储层集中分布在含蒸发岩的层序中,储层中有残余石膏、硬石膏及它们的模孔、方解石铸模（假象）等,表明白云石化流体与蒸发海水有关。白云石化由层间古暴露面向下增强的成岩层序说明这种白云石化是成岩早期发生的,并可能有大气降水与蒸发海水混合的影响。白云岩样品各结构组分氧、碳同位素微区测试数据差别显著,这说明采用岩石混合样做研究白云石化成因的地球化学分析可能导致误解。飞仙关组的白云岩中多数保存了原岩结构幻影、结构残余或原岩的全部结构说明白云石化过程是等体积交代。白云岩储层中的孔隙是各种溶蚀孔而非白云石化等摩尔交代的体积收缩孔。飞仙关组高含硫气藏储层中沥青和溶蚀孔的关系表明深埋晚期溶蚀孔最发育。在溶液中碳酸的电离常数大大高于氢硫酸,飞仙关组高含硫气藏天然气组分中的CO2相对于H2S的质量亏损和储层中有富轻碳的高温方解石充填晚期溶孔、裂缝表明储层中的晚期溶解作用是由硫酸盐热还原过程（TSR）中生成的CO2引起的。     

四川盆地东北部下三叠统飞一—飞三段孤立碳酸盐岩台地沉积相及相关研究

四川盆地东北部在早三叠世飞仙关期的大部分时间内(飞一—飞三期)属于四周被深水海槽围绕的、受南秦岭海演化拉张断裂而形成的一个碳酸盐孤立台地环境,随四级海平面的升降变化、开江—梁平海槽的逐渐关闭和城口—鄂西海槽的东移,各种孤立台地亚相发生移动和转变,最终在飞三晚期至飞四早期孤立台地转化合并为川东北大型连陆台地。根据区域地质背景和地层沉积特征(岩性、古生物、沉积构造、测井)研究,划分了潟湖(包括蒸发潟湖、局限潟湖、半局限潟湖和点滩)、台地边缘鲕滩、斜坡、海槽4个亚相;建立出孤立台地的沉积立体模式并分析了沉积相从飞一飞三期的展布及演化过程;最后着重剖析了具备后期形成良好储层条件的孤立台地边缘鲕滩相带的迁移性、储层发育不均一性、测井和地震特征,沉积相对鲕滩气藏分布的控制,最后对孤立台地边缘鲕滩相中有望成为新的天然气勘探突破区进行了地震横向分布预测。