白云石化作用及白云岩储层研究进展

白云石化作用和白云岩储层一直都是碳酸盐岩研究中的重要领域。近年来,随着实验分析技术的进步以及油气勘探的深入,对白云岩的研究也取得了诸多进展:1数值模拟技术逐步应用到白云岩研究中,实现了白云石化模式研究由定性到定量的转变;2对微生物白云石化的研究不断加强,识别出了微生物相关白云石的特殊显微形貌特征并对其生物矿化机制进行了分析;3对已有白云石化模式的重新审视:包括对混合水白云石化的修正、对回流白云石化的扩展以及对构造—热液白云石化模式的丰富;4在白云石化与孔隙相关关系的研究中,突破了白云石化增孔的传统认识,逐步强调白云石化在孔隙保存方面的作用;5注重研究白云岩结构、成岩环境、原始相带以及白云岩形成之后的溶蚀改造等因素对白云岩储层发育的控制作用。在未来的研究中,应加强3个方面内容,一是对白云岩结构演化规律的定量研究,二是在成岩流体示踪方面要加强对新技术手段(如二元同位素、Mg同位素)的使用,同时注意借鉴成矿流体研究中的成熟技术和方法,三是要加强对深部白云岩储层形成和保存机制的探索。     

可可西里盆地东部五道梁群热水湖相成因新认识

五道梁地区位于青藏高原北部可可西里盆地东部,其中新世发育一系列古湖泊,保存有大套碳酸盐沉积。本文通过对五道梁北山含叠层石剖面和南部剖面进行矿物学、元素地球化学研究,发现叠层石剖面主要矿物为方解石和少量石英,而南侧剖面则含有铁白云石、方解石、石英和钠长石。铁白云石和钠长石次生加大边的发现说明该区曾受热水活动的影响。元素分析结果也显示As、Sb、Ba、Fe等热水沉积标志元素含量较高,且Ni/Co、Mn/Sr、V/Cr、V/Sc等比值也较高;加之稀土元素配分模式和碳氧同位素特征均表明该地区为热水湖相沉积。另外叠层藻的出现也反映当时湖水温度至少为20~30℃。综合各种分析结果说明五道梁群为热水湖相成因,该区中新世发育有大量火山岩,因此可作为下一步寻找火山沉积型硼矿床重要线索。     

贵州施秉白云岩溶蚀特性及孔隙特征实验研究

以贵州施秉白云岩为研究对象,从宏观和微观角度分析白云岩的溶蚀特性及孔隙特征,结果显示:(1)在众多影响施秉喀斯特发育的因素中,矿物成分是最基本的内因,水是最关键的外因,孔隙结构起辅助作用。(2)极细晶白云岩的单位表面积溶蚀量一般大于细晶白云岩的,在晶粒相同的情况下,白云岩的溶蚀量与Ca O和Mg O的含量分别成正比,且Mg O的含量影响较Ca O大。(3)施秉白云岩溶蚀速率不仅受岩石矿物颗粒粒径大小的控制,还受岩石内部孔隙结构特征的影响,颗粒粒径越大,孔隙度越高,连通性越好,越有利于水溶液进入,溶蚀量也就越大。(4)施秉白云岩的溶蚀特性是多种因素综合作用的结果,必须把各个因素分离开来,从宏观和微观角度逐个作详细的分析研究,然后综合起来,才能对喀斯特发育规律有更深入的了解。     

苏盖特布拉克剖面肖尔布拉克组储层建模研究及其勘探意义

明确塔里木盆地肖尔布拉克组储层的品质、规模及分布规律对指导寒武系盐下领域的勘探具有重要意义。通过对柯坪地区苏盖特布拉克剖面的解剖,阐明了肖尔布拉克组主要发育与藻(蓝细菌)有关的微生物白云岩(层纹石白云岩、凝块石白云岩、叠层石白云岩和藻格架白云岩)、黏结藻屑白云岩、藻砂屑白云岩、泥—粉晶白云岩和含砂屑泥—粉晶白云岩,自下而上的岩相组合指示缓坡型台地沉积特征;孔隙类型主要为溶蚀孔洞,粒(晶)间溶孔和藻格架溶孔,总体具有中高孔—中低渗的特征,孔隙的发育与岩相具有明显的相关性,其中藻砂屑白云岩和具有格架结构的微生物白云岩储层物性最好;通过二维地质建模及基于数字露头的三维地质建模,揭示了肖尔布拉克组储层具有较好的层位性、相控性和规模性,古隆起围斜部位的中缓坡丘滩体是储层发育的有利相带。     

川西中三叠统雷口坡组三段-四段白云岩特征与成因——来自于岩相学及地球化学的约束

白云岩化是影响储层发育是否的重要沉积-成岩过程。作者通过在对川西地区的中三叠统雷口坡组的雷三至雷四段的岩相学,碳、氧、锶、镁同位素以及元素地球化学等综合研究,划分出含膏的泥晶云岩AD0、泥晶云岩D0、泥粉晶云岩D1、粉细晶云岩D2、微生物云岩MD、含灰质藻云岩CD(交代结构)以及去云化的泥粉晶云岩(CD0CD1)等七类白云岩。白云石有序度及铁、锰含量较低。阴极发光以暗紫、暗紫红、蓝紫为主;次为玫瑰红、橙红及橙黄红色。δ~(13)CPDB=1. 95‰～2. 46‰,δ~(18)OPDB=-4. 05‰～2. 70‰;~(87)Sr/~(86)Sr=0. 70778～0. 70807,δ~(26)Mg=-1. 872‰～-2. 124‰,其中δ~(13)C_(PDB)、~(87)Sr/~(86)Sr的平均值与中三叠世全球海水相似;δ~(18)O_(PDB)为弱负漂及正偏移。从D2、D1至D0、AD0,Sr、Na和大部分微量元素含量及比值和δ~(18)O_(PDB)逐渐增加; AD0、少量D0或MD相对富含硅、铝,并与高(低镁)方解石、黏土、有机质等共生。离子组成反映出白云石的前驱物以方解石型为主,少量为文石、原白云石结构。存在广盐、稍咸和超盐度的碱性等沉积环境。白云岩形成主要受向上变浅米级旋回序列,干燥、炎热为主、偶夹潮湿古气候以及古地貌-古水文条件等因素影响。存在浅潟湖的萨勃哈(AD0或D0)、环潮缘至局限台地(D0-D1、微生物诱导MD)、潮间-潮下的微生物礁(席)构成的障壁的台缘带(MD-CD1-CD)、潮坪-开阔台地(D0-D2-CD1、MD)等环境,以萨勃哈和受蒸发泵-密度差驱动的"渗透-回流白云石化"模式为主。     

鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部马家沟组马五5亚段白云岩地球化学特征及其成因

鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部奥陶系马家沟组马五₅亚段优质白云岩储层发育,多口井在该层系钻获高产工业气流,展现出巨大的天然气勘探潜力,而关于该层系白云岩储层的成因机理至今未达成共识.为此,在岩石学特征分析基础上,通过对白云岩碳、氧、锶同位素及微量元素等测试资料的系统分析,深入探讨了鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部马五₅亚段白云岩的成因机理.结果表明:研究区马五₅亚段主要发育泥、粉细晶白云岩和豹斑灰云岩3种类型,前者主要发育于马五₅亚段底部,后两者主要发育于马五微晶白云岩₅亚段中上部,是主要的天然气储集体;粉细晶白云岩和豹斑灰云岩白云石有序度均较低,平均值分别为0.86、0.68,δ13C值多数与同期海水一致,δ18O值均显著偏负;多数粉细晶白云岩87Sr/86Sr值较同期海水显著偏正,豹斑灰云岩与同期海水一致;总体具有高Fe、Mn、Na、K和低Sr含量特征,豹斑灰云岩Fe、Mn、Na含量介于泥晶灰岩与粉细晶白云岩之间;稀土元素含量总体较低,且稀土元素配分模式相似,轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,具明显Eu负异常和弱Ce正异常.综上认为研究区白云石化流体主要为海源性流体,早期可能有大气淡水的混入,两类优质白云岩均应形成于局限台地潮间-潮下带环境中的浅埋藏期回流渗透作用阶段.基于上述岩石学和地球化学特征,建立了研究区马五₅亚段纵向的沉积与成岩序列模式,为研究区优质白云岩储层的预测提供了理论依据.      

碳酸盐岩热储对湖水回灌的响应

回灌式开采是目前普遍提倡的保持热储压力、减缓水位下降、实现地热资源可持续开发利用的有效手段之一。外源水回灌是近年来探讨的新思路,是易于回灌的碳酸盐岩储层的优选方案。本文针对天津东丽湖地区蓟县系雾迷山组白云岩热储,通过开展储层条件下水-岩相互作用实验,探讨了未处理湖水回灌的可行性和热储层的地球化学响应。结果表明,未经处理湖水回灌后,其TDS显著降低,说明发生了沉淀,经计算沉淀量为142.6 mg·L-1,相当于矿物质量增加了0.09%。反应初期阶段,斜长石发生溶解,释放出K、Ca、Na等碱金属和SiO₂等组分;导致溶液中白云石、方解石和钾长石过饱和而沉淀析出;随着反应进行,不全等溶解沉淀作用使部分白云石发生溶解,而方解石持续沉淀;伊利石是反应过程中形成的主要黏土矿物,其对储层结构的影响取决于其形状。基于现有实验结果,认为未处理湖水直接回灌对白云岩热储的影响较小,不会破坏储层结构     

渤海湾盆地北塘凹陷古近系湖相白云岩 地质特征及古环境意义

湖相白云岩是渤海湾盆地北塘凹陷古近系沙河街组三段发现的一种特殊油气储层类型。根据钻井岩心、古生物、薄 片、扫描电镜及电子探针等分析,确定了该套白云岩的主要岩石类型及矿物特征,并通过地球化学特征分析,对白云岩的 形成环境进行了探讨。北塘凹陷白云岩常与泥岩和方沸石岩呈互层状产出,其次为均匀块状;矿物成分主要有白云石、方 沸石、粘土矿物等。通过X射线衍射、主微量元素地球化学分析,对白云岩形成时的古盐度、古温度、水深、氧化还原条 件等进行了研究,认为研究区白云岩沉积于高盐度、较高水体温度和较高PH值的半咸水湖湾还原环境。海水的侵入使湖水 的含盐度增大,提供了有利的物理化学条件,促进了白云岩的形成。     

歧口凹陷歧北斜坡白云岩演化规律研究

在古近系沙河街组沙一段沉积期,为歧口凹陷最大湖扩期,在西南部整体古地理为宽缓的湖湾环境,气候潮湿温暖,物源供给较弱,在这种条件下,该地区发育大面积的碳酸盐岩沉积,以白云岩夹油页岩互层分布为特征。利用歧北斜坡两口重点井的岩心资料,对该区内的白云岩演化特征进行分析。研究表明,湖平面的升降决定了古地理环境,直接影响了白云岩发育的类型。歧北高斜坡区,水体较中斜坡浅,自下而上发育生屑灰岩、微晶云岩、灰质云岩、云质灰岩,表明古地理环境由粒屑滩—局限洼地—湖湾的演化过程;而在歧北中斜坡区,位于港西凸起周缘,早期主要为浅滩环境,发育灰质云岩和云质灰岩,向上过渡为微晶云岩、泥质云岩、泥岩,湖平面的多次升降,决定了该区古地理环境由浅滩—局限洼地—湖湾—半深湖的演化过程。通过地质钻探,该区在部分区域的白云岩已发现油层,证明该区白云岩储集层具有良好油气潜力,白云岩储集层已成为歧口凹陷古近系非常规油气增储的重要领域之一。     

川北地区震旦系灯影组储层特征与主控因素

近年来,四川盆地震旦系灯影组的油气勘探开发不断深入推进,川北地区作为后续勘探接替区,其灯影组储层的相关研究亟待进行。综合川北地区灯影组的地层、岩石及矿物特征,采用分析化验等手段揭示其储层特征,结果表明:灯二段、灯四段为川北地区灯影组储层发育层段,颗粒粘连白云岩、叠层状微生物白云岩和粉晶白云岩为主要储集岩类,次生溶孔、溶洞为主要储集空间;灯影组储层类型多样,发育孔-洞型、孔隙型、孔隙-裂缝型及溶洞型储层,以孔隙-裂缝型储层质量最佳。储层发育特征表明:滩丘沉积是灯影组储层发育的物质基础,后期岩溶改造是储层发育的关键;灯二段滩丘厚度相对更大,而储层物性相比灯四段较差。基于宏观储层演化和微观孔隙特征,建立了川北地区灯影组2种储层发育模式:灯二段以表生岩溶为储层发育的主控因素,见有不同期次白云石胶结和上覆地层细粒沉积物充填;灯四段以埋藏溶蚀为储层发育的主控因素,存在广泛的重结晶造成的溶蚀、溶蚀流体中硅质组分对孔隙的充填、以及溶蚀孔隙中沥青对储层的保护。依据不同的岩溶模式,可预测灯二段、灯四段有利储层的发育位置:在潜流带与滩丘沉积体叠加的部位,灯二段储层发育最佳;自顶部向下,自台缘向台内,灯四段储层质量逐渐下降。