油气勘探中的碳酸盐岩古岩溶研究方法综述

检索了国内外相关文献,重新阐述了古岩溶的概念,同时介绍了岩溶研究进展情况。在此基础上,对国内外学者关于古岩溶研究的方法和技术手段进行总结,分析了几种主要方法的优点和不足之处,并对今后岩溶研究思路和方法提出建议。     

渤海海域沙一、二时期碳酸盐岩沉积特征及主控因素分析

渤海海域沙一、二时期湖相碳酸盐岩分布广泛。根据其沉积特征可划分为台地型、斜坡型、水下隆起型和混合沉积型4大类及相应的亚相、微相,其中位于湖平面之下浪基面之上的各类浅水湖泊碎屑滩(生物滩、陆屑滩)储层最为发育。该时期渤海海域为温暖潮湿的北亚热带气候、封闭的微咸水-半咸水的环境。古地貌特征为影响碳酸盐岩发育和富集分布规律的主控因素,周边陆源碎屑供给能力则影响碳酸盐岩的发育程度。     

鲁西隆起区奥陶系碳酸盐岩成岩作用及其对储集性的控制作用

以鲁西隆起区奥陶系碳酸盐岩沉积旋回与不整合面分析为基础, 应用薄片、铸体和阴极发光等室内分析技术, 对其成岩作用、成岩序列、孔隙演化及其特征进行了详细研究。研究区的成岩作用分为两类: 建设性成岩作用和破坏性成岩作用, 前者包括白云石化、压溶、去石膏化、溶蚀和破裂等作用; 后者以重结晶、胶结、压实、硅化和充填作用为主。奥陶系碳酸盐岩经历了多期次和多种类型的成岩作用演化, 与马家沟组相比, 三山子组多经历了一次其沉积后的短期表生和随后的埋藏作用。三山子组白云岩、马家沟组东黄山段、土峪段和阁庄段粉细晶白云岩以及八陡段不整合面以下的溶蚀角砾岩段发育次生孔洞缝系统, 是较为有利的储集层段。     

南海北部陆坡西部海域“海马”冷泉甲烷渗漏及其海底表征

2015年3月"海马"号遥控无人潜水器(ROV)在南海北部陆坡西部海域首次发现活动冷泉,并命名为"海马"冷泉,此后中国地质调查局广州海洋地质调查局先后组织了3个航次,对"海马"冷泉开展进一步勘查和研究。本次研究在综合分析4个航次调查数据的基础上,初步阐述"海马"冷泉的分布范围、地形地貌、生物群落、自生碳酸盐岩和流体活动等特征。总体而言,"海马"冷泉区地势平缓,气体渗漏现象非常发育,是以CH₄为主要气体渗漏形成的活动冷泉区,且气体渗漏活动具有时空迁移性。气体碳同位素组成表明,海马冷泉区的CH₄为混合成因气,且以微生物成因为主;"海马"冷泉区发育有多种类型的化能自养冷泉生物群落,冷泉区种类丰富,目前已报道了多个冷泉生物新种。这些发现为研究南海北部陆坡西部海域天然气水合物分解及其环境效应、冷泉生物生命起源与演化和南海与印度洋及太平洋物种迁移贯通等科学问题提供重要依据。     

南海东沙东北部甲烷缺氧氧化作用的生物标志化合物及其碳同位素组成

南海东沙东北部碳酸盐岩和泥质沉积物中的生物标志化合物组合及其碳同位素组成分析表明,研究区内甲烷缺氧氧化作用(anaerobic oxidation of methane-AOM)发育.研究区内碳酸盐岩中含丰富的AOM标志化合物,2,6,11,15-四甲基十六烷(Crocetane-Cr.)、2,6,10,15,19-五甲基番茄烷(Pentamethylicosane-PMI)和2,6,10,15,19,23-六甲基二十四烷(Squalane-Sq角鲨烷)的13C亏损强烈(δ13C值介于-74.2‰~-119.0‰PDB之间),表明碳酸盐岩形成于AOM,同时反映该研究区曾发生过强烈、持续的富CH₄流体释放活动.柱状泥质沉积物中,AOM生物标志化合物在硫酸岩-甲烷过渡带(SMI-Sulfate-Methane Interface)边界附近相对丰度高,SMI之上样品中含量低,或未检出,表明现代环境在SMI附近有大量嗜甲烷微生物生长,使得深部上升的甲烷被大量消耗,很少有甲烷逸出海底.AOM生物标志化合物可用来指示SMI边界.不同站位、不同岩性AOM生物标志化合物组成(包括碳同位素组成)的差异反映了嗜甲烷古细菌组成的不同.     

塔里木盆地古城地区下奥陶统碳酸盐岩碳氧同位素特征

下奥陶统碳酸盐岩储层是塔里木盆地古城地区的主要产气层。为了探讨研究区下奥陶统碳酸盐岩碳同位素变化的原因,对取自塔中地区古城7、古城8、古城9和古城12等4口井的51块碳酸盐岩样品进行了分析,结果显示,δ13C值为-2.26‰~1.55‰,δ18O值为-10.57‰~-4.69‰,Mn/Sr也小于2~3的范围。结果表明,研究区碳酸盐岩样品基本保持了碳氧同位素的原始组成。δ13C值与海平面变化存在正相关关系,证明研究区早奥陶世晚期存在一海退期。     

ESR测年法在海洋碳酸盐岩测年中的应用

选用珊瑚与珊瑚礁等典型海洋碳酸盐岩,主要针对ESR测年中有关测试与年龄估算的偏离问题开展了系统研究。通过对珊瑚与珊瑚礁样品进行辐照剂量响应实验发现,海洋碳酸盐岩样品在低剂量辐照时要采用较小剂量辐照;在年剂量估算时应进行辐照效率实验或选择合适的k值;在测试较老海洋碳酸盐岩样品的ESR年龄时,应开展热活化实验,研究样品的平均寿命。     

南海北部沉积物常量元素变化、碳酸盐旋回及其古环境意义

通过对南海北部ODP1145站沉积物的常量元素和碳酸盐分析,探讨了早更新世南海北部沉积物常量元素和碳酸盐含量变化特征及其古环境意义.结果表明,南海北部沉积物中主量元素CaO、Fe2O3、K2O、Na2O、MnO和P2O5受碳酸盐含量影响相对较小,而SiO2、MgO、Al2O3和TiO2受到碳酸盐含量影响相对较大.碳酸盐校正后的常量元素变化可以划分为3种类型,即PC1、PC2和PC3,它们的主要特点有:PC1元素组合包括了SiO2、CaO、Na2O、P2O5、Fe2O3和K2O,主要反映了与季风强度有关的生源物质产率变化,指示了距今2.5~1.5Ma时段生产力的逐渐降低; PC2元素组合(Al2O3、TiO2)代表了陆源物质的输入,指示了在约2Ma开始陆源物质输入的明显增加; PC3元素组合(MgO、MnO)可能与海洋自生作用有关,反映了海底氧化/还原环境的相对变化.早更新世南海北部CaCO3含量呈阶段性降低,一方面受陆源物质稀释作用的影响,另一方面可能更与生物生产力逐渐降低有关.主量元素组合及碳酸盐含量在约2Ma和1.7Ma左右均发生显著变化,可能指示了早更新世时期东亚冬季风的两次增强.     

涠西南凹陷X油田中块渐新统储层碳酸盐胶结物特征及孔隙演化模式

为了寻找南海北部湾盆地涠西南凹陷开发有利区,指导剩余油挖潜,以X油田中块渐新统涠洲组三段 (E3w3) 碎屑岩储层碳酸盐胶结作用为研究重点,并以凹陷中心和断裂附近为两大主体区域开展研究工作,通过粒度分析、薄片显微镜下鉴定、阴极发光、扫描电镜、岩芯常规物性分析及单井成岩作用数值模拟等技术手段,深入研究了碳酸盐胶结物类型、含量及分布特征,明确了涠洲组碎屑岩储层孔隙演化模式。结果表明,研究区涠洲组储层碳酸盐胶结物以方解石和白云石为主,主要形成于成岩作用早期阶段。受断裂分布和热流体活动影响,在平面和垂向上,碳酸盐胶结物分布特征具有明显规律性。断裂附近区域储层中碳酸盐胶结物更为发育,其损失孔隙占比约22.6%,占总胶结物损失孔隙度的67.0%;洼陷中心区储层中碳酸盐胶结较弱,其损失孔隙占比约7.9%,占总胶结物损失孔隙度的39.9%。因此,洼陷中心弱胶结作用区碎屑岩储层储集物性较好,可作为油气藏开发有利区的首选目标。     

南海南部北康盆地中新世碳酸盐台地地震响应及分布特征

以大量高精度2D地震资料分析为基础,对北康盆地碳酸盐台地地震反射特征、演化期次及分布特征开展了系统研究。北康盆地碳酸盐台地自早中新世开始发育,中中新世广泛分布,而从晚中新世开始衰退淹没。中新世碳酸盐台地多为孤立台地,台地边缘常发育断层,台地顶部在地震剖面上多呈现为两条平行和亚平行强反射轴,内部呈杂乱和亚平行空白及弱反射轴,底部则多为一条光滑的平行和亚平行弱反射轴。北康盆地中新世碳酸盐台地发育可以划分为3个期次,第1期台地发育范围大且厚度较薄;第2期台地范围缩小,受到断层控制明显;第3期台地范围进一步缩小直至被淹没。北康盆地中新世碳酸盐台地主要为北东向和北西向,这与周边盆地和现今碳酸盐台地走向一致,其平面分布受到构造隆起和断裂的控制。