中国海相油气田勘探实例(之一) 四川盆地罗家寨大型气田的发现和探明

罗家寨气田发现于2000年,是四川盆地迄今为止发现的储量规模最大的一个气田,2002年探明储量为581.08×108m3。其下三叠统飞仙关组储层由碳酸盐岩蒸发台地边缘优质鲕粒滩白云岩构成,圈闭面积大,构造幅度高,具有一定的埋藏隐蔽性。论述了气田的发现和探明过程,气藏地质的特征,以及对碳酸盐岩气藏勘探的启示。     

塔里木盆地寒武系—奥陶系白云岩稀土元素特征及其成因意义

塔里木盆地寒武系—奥陶系白云岩是重要的油气储集层,按能反映成因的结构构造特征将其分为4类,即泥晶—粉晶白云岩、藻纹层白云岩、斑状白云岩及重结晶白云岩。通过分析各类白云岩的稀土元素组成特征,并结合岩石学研究,探讨了各类白云岩成岩流体性质及其水岩比的相对大小。4类白云岩的ΣREE差别较大,但稀土元素配分模式均具LREE轻微富集、HREE亏损、Eu负异常且与海相泥晶灰岩相似的特征,其稀土元素配分模式主要受海水的影响。4类白云岩经受的成岩作用差别明显,但REE迁移行为类似,无明显分馏。泥晶—粉晶白云岩中ΣREE平均值为51.55×10-6,与泥晶灰岩相近,其ΣREE主要受控于原岩,受后期成岩作用的影响相对较小,其成岩过程的水岩比较小。藻纹层白云岩的ΣREE平均值为21.37×10-6,不及海相泥晶灰岩的1/2;岩石学及地球化学资料反映其成因与藻类密切相关,其低ΣREE可能是由ΣREE极低的藻类参与白云岩化所致,后期成岩改造作用对其影响并不明显。斑状白云岩的ΣREE平均值为28.89×10-6,远低于泥晶灰岩及泥晶—粉晶白云岩,反映其白云岩化过程的水岩比远高于泥晶—粉晶白云岩。重结晶白云岩的ΣREE平均值为13.64×10-6,不及泥晶灰岩的1/4,在4类白云岩中最低,岩石学特征表明此类白云岩经受了白云岩化及后期强烈重结晶2期主要成岩作用,而这2期成岩作用均需极高的水岩比,此类白云岩的稀土元素组成特征主要是这2期成岩作用叠加的结果,其低ΣREE值可能是大量ΣREE含量极低的成岩流体改造的结果。     

塔里木盆地柯坪地区上寒武统表生溶蚀型藻格架白云岩的地球化学特征及意义*

采用野外观察、室内薄片鉴定及多项地球化学分析技术方法,对塔里木盆地柯坪地区上寒武统表生溶蚀型藻格架白云岩的特征及成因进行了研究。宏观上,藻格架白云岩呈丘状、透镜状夹于潮坪相白云岩层间,由于差异性溶蚀,发育了大量表生溶蚀孔。微观上,藻格架由富藻的泥粉晶白云石组成,而架间孔由浅色的亮晶白云石充填。藻格架泥粉晶白云石呈他形—半自形,镶嵌结构,具有暗红色—橙红色的阴极发光,较高的Na、K含量,较低的Fe含量;δ¹³C为-0.572‰～0.124‰、平均值-0.116‰,δ¹⁸O为-5.391‰～-4.983‰、平均值-5.240‰,表明其形成于准同生阶段盐度较高的相对氧化环境中。架间充填的亮晶白云石胶结物,呈半自形—自形中细晶,具有昏暗的阴极发光或者不发光,较低的Na、K含量,较高的Fe含量,δ¹³C值为-0.662‰～-0.251‰、平均值为-0.460‰;δ¹⁸O值为-6.639‰～-5.939‰、平均值-6.267‰,表明其形成于相对还原的埋藏环境。稀土元素分析结果表明,二者均具有LREE轻微富集、HREE亏损、Eu负异常特征,与海相泥晶灰岩稀土元素配分模式相似,揭示了其白云化流体均来自于原始的海水。在溶蚀作用方面,亮晶白云石胶结物相对泥粉晶白云石藻格架更易于溶蚀。前者在大气水表生溶蚀过程中,主量元素Ca、Mg丢失显著,Mg/Ca值由0.955降至0.007,微量元素Na、K丢失相对明显,Na/Ca值由原来的3.8×10^-4降为1.9×10^-4,K/Ca值由1.1×10^-3降至检测限以下,而不改变稀土元素的配分模式。这些特征表明,表生溶蚀过程在元素特征上是一个去白云化的盐度降低过程,而这一过程中基本无稀土元素的带入带出。     

塔里木盆地塔中1井藻纹层白云岩与竹叶状白云岩成因——基于岩石学、元素与同位素地球化学的厘定

塔里木盆地寒武系—奥陶系底部发育了大量的白云岩, 白云岩中赋存丰富的油气资源, 但是由于塔里木盆地白云岩研究基础薄弱,限制了塔里木盆地白云岩型油气藏的勘探。本文选择塔中地区塔中1井下奥陶统藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩作为对象,应用岩石学与地球化学方法对其成因问题进行了研究。藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩的宏观构造与微观结构指示其可能形成于高能的潮坪环境;低有序度值（0.6）与塔北地区中寒武统阿瓦塔格组潮坪同沉积白云岩(有序度值0.61)特点一致,指示该白云岩结晶速率较快;同时,高Fe、Mn含量与低U、Mo含量也与氧化环境的潮坪相一致。藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩δ18O值非常集中, 变化在-7.4‰～-5.8‰;87Sr/86Sr组成变化很小,在0.709015～0.709276之间,与前人报道的晚寒武世－早奥陶世海水同位素特征一致,同时白云岩的稀土元素配分模式也与下奥陶统泥晶灰岩一致,指示了白云岩的沉积/成岩物质来源于蒸发海水;白云岩δ13C值变化从-2.5‰～+1.6‰,并有着随深度增加而升高的变化规律,可能指示了古海洋的碳同位素氧化。藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩的构造特点具有原生沉积特征,同时白云岩CaO与MgO含量的正相关关系也支持该白云岩原生沉积特点。因此,塔里木盆地塔中1井钻遇的下奥陶统藻纹层白云岩与夹层竹叶状白云岩为潮坪环境下,从蒸发海水中快速沉积形成的。     

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。     

上震旦统灯影组中非叠层石生态系兰细菌白云岩

上震旦统灯影组 2段和 3段是四川盆地主要天然气储层之一。在浅色白云岩地层中富含炭化的黑色非叠层石生态系兰细菌白云岩。它既可发育于沉积期和胶结作用期 ,也可发育于表生成岩作用期。沉积期发育的非叠层石生态系兰细菌白云岩呈纹层状产出或围绕颗粒的四周生长。这类兰细菌白云岩的单层厚度从 1mm到 >10 cm不等 ,其总厚度约占灯影组 2段和 3段的 1/ 10左右 ,有时也呈不连续的黑色小点发育于白色叠层石生态系兰细菌白云岩的叠层石、层纹石中。胶结作用期 ,二或三个世代亮晶胶结物交替发育“充填”孔隙。表生成岩作用期 ,黑色的兰细菌主要呈多世代的线状纹层与白色纤维状白云石组成多世代的间互纹层充填在岩溶溶洞、溶沟以及扩溶的裂隙中。非叠层石生态系兰细菌主要形态有球形、椭球形和棒形 ,偶有蘑菇形及其它形状。群体呈现为串珠状、草丛状、分叉树枝状和类似于火山喷发状等等。群体的古生态表现为向上生长、围绕颗粒向四周发散生长、粘结颗粒 ,或向原生粒间孔隙、次生溶洞、溶沟中心向心生长。对现代兰细菌的降解实验佐证所讨论的非叠层石生态系兰细菌是灯影组中烃源岩之一。     

深层—超深层白云岩储集层: 机遇与挑战*

深层—超深层白云岩储集层是未来油气勘探的重要领域和目标,是潜在的优质油气储集体或储集层。查明白云岩的成因、孔隙发育与保存机理以及流体性质与演化路径,建立符合实际地质状况的储集层地质模型,对于预测深层—超深层白云岩储集层的分布规律是非常重要的。疏理了白云岩成因的几个核心问题的现状与发展趋势,指出了白云石化作用模式的演变过程和发展方向,提出了建立深层—超深层白云岩多阶段动态演化模式应考虑的问题。中国三大克拉通盆地(四川盆地、塔里木盆地和鄂尔多斯盆地)深层—超深层赋存丰富的白云岩,并且已经有一些重要的油气发现,为开展深层—超深层白云岩油气勘探提供了好的机遇,但深埋藏、多期构造改造、叠加和复杂的流体演化历史也是此项研究重要的挑战。     

Controls on the formation of stratabound dolostone bodies,Hammam Faraun Fault block,Gulf of Suez

Dolomitization is commonly associated with crustal‐scale faults, but tectonic rejuvenation, diagenetic overprinting and a fluid and Mg mass‐imbalance often makes it difficult to determine the dolomitization mechanism. This study considers differential dolomitization of the Eocene Thebes Formation on the Hammam Faraun Fault block, Gulf of Suez, which has undergone a simple history of burial and exhumation as a result of rifting. Stratabound dolostone bodies occur selectively within remobilized sediments (debrites and turbidites) in the lower Thebes Formation and extend into the footwall of, and for up to 2 km away from, the Hammam Faraun Fault. They are offset by the north–south trending Gebel fault, which was active during the earliest phases of rifting, suggesting that dolomitization occurred between rift initiation (26 Ma) and rift climax (15 Ma). Geochemical data suggest that dolomitization occurred from evaporated (ca 1·43 concentration) seawater at less than ca 80°C. Geothermal convection is interpreted to have occurred as seawater was drawn down surface‐breaching faults into the Nubian sandstone aquifer, convected and discharged into the lower Thebes Formation via the Hammam Faraun Fault. Assuming a ca 10 Myr window for dolomitization, a horizontal velocity of ca 0·7 m year⁻¹ into the Thebes Formation is calculated, with fluid flux and reactivity likely to have been facilitated by fracturing. Although fluids were at least marginally hydrothermal, stratabound dolostone bodies do not contain saddle dolomite and there is no evidence of hydrobrecciation. This highlights how misleading dolostone textures can be as a proxy for the genesis and spatial distribution of such bodies in the subsurface. Overall, this study provides an excellent example of how fluid flux may occur during the earliest phases of rifting, and the importance of crustal‐scale faults on fluid flow from the onset of their growth. Furthermore, this article presents a mechanism for dolomitization from seawater that has none of the inherent mass balance problems of classical, conceptual models of hydrothermal dolomitization.     

华南石炭纪中期白云岩地层分布及其形成模式

石炭纪是地质演化历史上重要的时期,发生了全球规模的海西造山运动,晚古生代大冰期（LPIA）达到峰值,全球海平面频繁波动,导致古气候和古环境的剧烈变化。在华南,石炭纪中期,浅水碳酸盐岩台地相区广泛发育一套白云岩沉积。本文系统总结华南3个主要碳酸盐台地内白云岩的厚度及时代,识别出白云岩时空分布的差异性。结合石炭纪中期全球气候环境特征,认为冰期兴盛引发了全球海平面下降,导致华南各沉积盆地形成利于白云岩化的环境,白云岩得以发育。而白云岩时空分布的差异性可能与各沉积盆地独特的构造演化以及不同成岩模式有关。中下扬子碳酸盐岩台地白云岩的形成模式主要为萨勃哈模式和成岩早期浅埋藏的渗透回流模式,形成相对较薄的白云岩沉积;中南部和西南部碳酸盐岩台地白云岩的形成模式为渗透回流模式,成岩规模较大,沉积较厚。     

鄂尔多斯盆地下奥陶统白云岩成因类型及其地球化学特征

鄂尔多斯盆地天然气藏的主要储集层段,下奥陶统白云岩,按成因可分为准同生、成岩和深埋藏三种类型,它们在岩石结构、X射线衍射、阴极发光、稳定同位素、微量元素特征以及白云石化机理上均有较大差别。