塔里木盆地西北部下寒武统白云岩特征及多重白云石化模式

塔里木盆地下寒武统白云岩储层研究尚处于起步阶段,开展白云石化模式系统研究对于明确白云岩储层特征具有重要意义。基于露头观察、岩石薄片鉴定、主量元素、微量元素、稀土元素和碳、氧、锶、镁同位素等资料,对塔里木盆地西北部下寒武统白云岩特征和成因模式进行了系统分析。塔里木盆地西北部阿克苏露头区下寒武统发育微生物白云岩、泥晶白云岩、粉晶—细晶白云岩和中—粗晶白云岩4类白云岩。微生物白云岩属于典型微生物白云石化成因模式,白云石化流体以海水为主。泥晶白云岩、部分粉晶—细晶白云岩和少量中—粗晶白云岩属于典型蒸发泵与回流渗透白云石化成因模式,白云石化流体以回流卤水和海水为主。绝大多数中—粗晶白云岩和部分粉晶—细晶白云岩属于埋藏热液白云石化成因模式,白云石化流体为与烃类充注相关的地层卤水及陆源水。早成岩阶段微生物白云石化作用和蒸发泵与回流渗透白云石化作用是塔里木盆地西北部阿克苏露头区下寒武统微生物白云岩和粉晶—细晶白云岩孔隙发育的基础。     

塔里木盆地玉北地区蓬莱坝组鞍形白云石地球化学特征

根据岩相特征将玉北地区蓬莱坝组白云岩分为粉细晶基质白云岩、粗晶基质白云岩和鞍形白云石充填物。鞍形白云石充填物各类地化特征都与粗晶基质白云岩相似,是粗晶基质白云岩自身溶解后又在缝洞内形成的一种再沉淀,应该属于白云石胶结物,而与交代灰岩作用无关。高温、高盐度的地层卤水应该是鞍形白云石充填物形成的主要成岩流体。微量元素方面,粉细晶基质白云岩的Sr含量明显高于粗晶基质白云岩和鞍形白云石充填物,而鞍形白云石充填物的Ba含量远远高于基质白云岩和粗晶基质白云岩;Mg/Ca比方面,三者差别极小;鞍形白云石充填物与基质白云岩稀土含量都很低且配分曲线特征相似,稀土分异程度相近;包裹体测温、测盐显示鞍形白云石充填物与基质粗晶白云岩在流体性质上存在重叠,表明其在流体性质上存在对基岩的继承性。      

华北地台中北部寒武系-奥陶系白云岩储层特征及主控因素

华北地台中北部寒武系-奥陶系发育白云岩,主要分布在府君山组、馒头组上部、毛庄组上部、张夏组中部、冶里组上部、亮甲山组上部、下马家沟组、上马家沟组以及峰峰组下部。通过野外露头、岩心等资料分析了白云岩储层的成因及控制因素。其岩石类型为具有原岩结构泥微晶白云岩和颗粒白云岩,以及无原岩结构的粉晶白云岩、细晶白云岩、中-粗晶白云岩等。白云岩储集空间类型有晶间孔、晶间溶孔、晶内溶孔、粒间孔、粒内溶孔、溶蚀孔洞以及少量溶蚀缝,并以晶间孔、晶间溶孔为主。寒武系-奥陶系白云岩主要形成于蒸发白云石化作用、渗透回流白云石化作用、埋藏白云石化作用、构造热液白云石化作用等过程中,有利的沉积环境、持续的白云石化作用和不同时期的溶蚀作用共同控制了研究区白云岩储层的形成。     

四川盆地东部石炭系黄龙组白云岩成因

四川盆地东部石炭系黄龙组是重要的天然气产层,白云石化作用是优质储层发育的必要条件,白云石化成因类型研究对该区油气勘探具有重要意义。根据岩心和野外剖面观察与描述,结合薄片资料,认为区内黄龙组主要发育以下几种类型的白云岩:泥—微晶白云岩、粉—细晶白云岩和残余颗粒粉—细晶白云岩等,以及充填于孔、洞或缝中的白云石胶结物。结合X射线衍射分析数据和稳定同位素δ13C与δ18Ο资料,发现该区不同类型的白云岩以及白云石胶结物的形成条件和物性特征各异,分别用不同的成因模式来解释更为合理,在此基础上总结了黄龙组具有如下4种白云岩成因模式:泥—微晶白云岩的蒸发泵白云石化成岩模式、(残余颗粒)粉—细晶白云岩的埋藏压实白云石化成岩模式、淡水白云岩的调整白云石化成岩模式和异形白云岩的构造热液白云石化成岩模式。     

塔里木盆地顺南地区奥陶系鹰山组白云岩形成机制及其发育模式

为深化对塔里木盆地顺南地区白云岩储层的认识,明确奥陶系鹰山组白云岩的成因和发育模式,指导油气勘探,在岩心观察和薄片鉴定的基础上,运用扫描电镜观察、阴极发光分析、碳氧同位素测试和稀土元素分析等手段,研究了顺南地区奥陶系鹰山组白云岩储层的岩相学特征和地球化学特征,分析了白云岩的形成机制,构建了不同成因类型的白云岩发育模式。岩相学分析表明,鹰山组主要发育粉—细晶白云岩（石）、细—中晶白云岩（石）和缝洞充填中—粗晶白云石等3种白云岩（石）;地球化学特征揭示,粉—细晶白云石形成于盐度较高的水体中,是近地表环境蒸发泵白云石化的产物;细—中晶白云石形成于埋藏环境;中—粗晶白云石形成于相对封闭的成岩环境,是构造—热液白云石化的产物。中—深埋藏白云石化可形成孔隙较发育的规模化细—中晶白云岩,是最有利于储层发育的白云石化作用。      

鄂尔多斯盆地西北部奥陶系马五5亚段颗粒白云岩特征及成因

基于钻井取心样品,通过岩石矿物学、地球化学等方法,探讨鄂尔多斯盆地西北部奥陶系马家沟组马五5亚段颗粒白云岩特征及成因。运用岩心、岩石薄片及扫描电镜观察、阴极发光特征分析、X-射线衍射分析、显微取样微量元素分析、激光取样δ18O和δ13C分析及包裹体均一温度等手段分析,证实颗粒白云岩是球状颗粒中的泥—粉晶白云石再结晶的产物,而不是颗粒灰岩白云化所致。在球状颗粒中,残留有与围岩泥晶白云岩中同样的石膏、石盐晶模;球状颗粒的组分(泥—粉晶白云石)与泥晶白云岩(泥晶白云石)微量元素特征、δ18O、δ13C值特征相近;颗粒白云岩球状颗粒之间的细—中晶白云石的Mn/Sr值约为5～8,而灰岩中的方解石、泥晶白云岩中的泥晶白云石、颗粒白云岩球状颗粒中的泥—粉晶白云石的Mn/Sr值约为0～2,表明颗粒白云岩经历强烈的成岩改造,包裹体均一温度(颗粒白云岩中细—中晶白云石约148.19℃、球状颗粒中的泥—粉晶白云石约122.60℃),进一步佐证颗粒白云岩经历埋藏成岩作用改造、δ18O和δ13C值负偏移的变化,颗粒白云岩球状颗粒中泥—粉晶白云石的δ18O和δ13C值符合负偏移而灰岩中方解石不符合。此外,指出阐明颗粒白云岩"云质再结晶"成因对该类白云岩储集层的预测有重要意义。图13表1参42     

从准同生到埋藏环境的白云石化路径及其成储效应

以塔里木、四川和鄂尔多斯盆地多层系白云岩为研究对象,应用矿物岩石学分析、团簇同位素测温及U-Pb同位素测年等技术手段,开展白云石化路径及其成储效应研究。识别出保留原岩结构白云岩（微生物结构和泥晶结构）、埋藏交代白云岩Ⅰ（半自形—自形细、中、粗晶结构）、埋藏交代白云岩Ⅱ（他形—半自形细、中、粗晶结构）、埋藏沉淀白云石、粗晶鞍状白云石5种结构组分。前3者以岩石的形式存在,后两者以充填孔洞和裂缝的白云石矿物形式存在,并建立了5种白云岩结构矿物岩石学和地球化学特征识别图版。基于5种白云石结构组分的识别,建立了白云岩保持型、白云岩改造型和灰岩埋藏白云石化型等3类储集层的6种白云石化路径。白云石化前的原岩初始孔隙和白云石化路径是控制白云岩储集层发育的关键因素,白云岩保持型和白云岩改造型白云石化路径的成储效应最佳,且发育分布具有相控性和规模性特征,是深层碳酸盐岩油气勘探的首选对象。     

鄂尔多斯盆地天环坳陷北段桌子山组白云岩碳氧同位素特征及意义

通过空间展布和不同类型白云岩的碳氧同位素特征,诠释了鄂尔多斯盆地西部天环坳陷北段奥陶系桌子山组白云岩的成因和储层地质学意义。研究区白云岩主要有微-粉晶白云岩、残余砂屑细晶白云岩和细-中晶白云岩3种,其中微-粉晶白云岩δ13C、δ18O平均值为0.78‰和-5.0‰;残余砂屑细晶白云岩δ13C、δ18O平均值为0.53‰和-6.5‰;细-中晶白云岩δ13C、δ18O平均值为0.47‰和-6.3‰。桌子山组白云岩碳氧同位素的组成位于正常海相碳酸盐岩范围之内,说明其白云石化流体来源于囚禁的古海水。白云岩碳氧同位素演化特征及成岩作用特征,指示微-粉晶白云岩为准同生阶段白云石化的产物,而残余砂屑细晶白云岩及细-中晶白云岩则为浅埋藏白云石化的产物。      

川西中二叠统栖霞组白云岩特征与成因

近期在川西地区中二叠统栖霞组斩获的多个白云岩油气发现彰显了白云岩储层的油气潜力,但该组白云岩储层非均质性极强,白云岩化机制不明确,优质白云岩储层分布预测困难。研究综合分析了该组不同类型白云岩的岩石学和地球化学特征,结合沉积相背景和峨眉山大火成岩省热事件,系统总结了不同类型白云岩化作用的期次和成因。结果显示：川西地区栖霞组白云岩多为斑状或层状分布,白云石晶体以细晶为主,中-粗晶、泥-粉晶次之,伴少量鞍状白云石胶结物。泥-粉晶白云岩主要发育在栖霞组底部,白云石晶体多为半自形-他形晶,常与草莓状黄铁矿伴生,部分泥晶白云石呈球粒状、哑铃状和花椰菜状;泥-粉晶白云岩的δ¹³C(VPDB)为负值,δ¹⁸O(VPDB)处于正常海水数值范围内,这些特征表明泥-粉晶白云岩可能为微生物介导作用的产物。细晶白云岩在栖一段和栖二段都有发育,其白云石晶体主要为自形-半自形晶,多具有雾心亮边结构,在阴极发光下晶体内部呈棕色-暗红色,向外过渡为亮红色后再变暗;细晶白云岩具有明显的残余粒屑结构,表明前驱岩岩性为颗粒灰岩;细晶白云岩的δ¹⁸O(VPDB)...     

塔里木盆地永安坝剖面蓬莱坝组白云岩成因与形成过程——来自有序度和晶胞参数的证据

塔里木盆地巴楚地区永安坝剖面蓬莱坝组发育粉晶白云岩、细中晶白云岩和粗晶白云岩3类白云岩。结合研究区沉积背景、白云岩特征和XRD测试结果认为3种白云岩代表不同的形成环境和过程:粉晶白云岩具中等有序度,平均有序度为0.75,晶胞参数偏离理想白云石,为灰泥经准同生快速云化,在浅埋藏期发生重结晶而成;细中晶白云岩具中等有序度,平均有序度为0.79,晶胞参数接近理想白云石,原岩为孔隙型颗粒灰岩,在准同生期发生白云石化作用,后经埋藏期白云石化作用调整具有埋藏白云岩的特征;粗晶白云岩具高有序度,晶胞参数接近理想白云石,原岩为颗粒灰岩,在中埋藏期受持续、充足的云化流体供给,结晶速度较慢,云化时间较长。受云化发生时期差异的控制,细中晶白云岩最有利于孔隙保存,构成有效储层。     

四川盆地白云岩成因的研究现状及存在问题

四川盆地上震旦统到中三叠统主要是海相碳酸盐岩沉积, 勘探已发现震旦系、寒武系等15个碳酸盐岩含气层系。其中, 上震旦统与寒武系碳酸盐岩基本上完全白云石化, 其余层位也具有不同程度白云石化。对四川盆地海相碳酸盐岩储层白云岩成因机理或模式, 不同学者具有不同的解释, 主要有原生、准同生、渗透回流、混合水、埋藏成因、热液成因、淋滤玄武岩成因及生物成因等8 种模式。白云岩储层是现今四川盆地碳酸盐岩最为重要的油气储集层之一, 白云石化是四川盆地碳酸盐岩优质储层发育的必要条件。 四川盆地海相碳酸盐岩白云石化埋藏成因模式与混合水模式受到广泛质疑, 可能为热液成因。 四川盆地海相碳酸盐岩中2 次地裂运动及其导致的广泛的流体活动背景, 致使热液白云石化可能比我们想象的更为普遍。     

川东南坳褶带清虚洞组优质储层发育主控因素分析

川东南坳褶带寒武系清虚洞组碳酸盐岩储层的发育受三大主控因素控制:高能浅滩沉积环境、白云岩化作用和埋藏溶蚀作用。高能浅滩有利于保存原生孔隙和发生早期溶蚀作用,为储层的发育提供物质基础;白云岩化作用改造储集空间、提供流体活动空间,是储层形成的必要补充;埋藏溶蚀作用造就储集空间,改善渗流通道,是储层形成的关键因素。三大主控因素紧密联系、缺一不可,形成了清虚洞组粒屑白云岩优质储层。     

川东北二叠系长兴组碳酸盐岩云化成储机制

四川盆地是我国重要的含油气盆地,其中川东北二叠系长兴组碳酸盐岩是重要的产气地层。近年来发现的普光、龙岗、元坝等天然气田是重要的西气东输基地,对国家油气战略安全具有重要贡献作用。通过野外露头样品及钻井岩心分析,对川东北二叠系长兴组碳酸盐岩云化成储机制及主控因素进行了系统梳理。研究结果表明：①川东北二叠系长兴组气藏主要是一种白云岩气藏,生物礁灰岩储集能力较差与沥青充填有关,为气源层。野外露头考察发现礁盖白云岩具有更优的储集性能,但普光长兴组顶部的白云岩为一种非礁盖白云岩,揭示了长兴顶部的纯白云岩本身就是含气储层,与生物礁关系不大。②川东北长兴组白云岩储层的储集空间包括溶洞、晶间孔、晶内溶孔和晶间缝,为成岩过程中彻底云化而成。③川东北长兴组白云岩化存在5种成因机理：暴露淡水淋滤与蒸发泵流作用、渗透回流或盐水回流台地交代作用、埋藏成岩白云岩化、热液白云岩化、风化交代白云岩化,以前两种为主。表生和早期成岩的白云岩受沉积微相控制,不同区域具有不同的成因模式。川东北生物礁常常发生白云岩化作用,尤其是生物礁顶部,白云岩化后储集性能得到较大改善。④研究区长兴组中上部白云岩气藏的发现具有重要的理论意义和工业价值,尤其是长兴组顶部的白云岩自身具有良好的天然气储集能力,在封盖条件较好的广大区域均可形成工业气藏,川东北开江—梁平海槽台缘外（包括平昌海槽）长兴组也存在发育工业大气田的潜力。     

川东北三叠系飞仙关组鲕滩气藏有利储集层的形成与分布

川东北地区三叠系飞仙关组鲕滩气藏是近年四川盆地碳酸盐岩天然气勘探取得重大突破的领域，目前在中国石油探区内已发现罗家寨、渡口河、铁山坡等大中型气藏。对鲕滩气藏白云岩储集层进行岩心观察、显微薄片分析，并进行微量元素、流体包裹体、X衍射、阴极发光及电子探针等分析，结果表明，白云岩化和多期溶蚀是形成优质白云岩储集层的关键因素，混合云化与埋藏云化的叠加作用是形成孔隙性白云岩储集层的基本条件。飞仙关组鲕滩气藏储集层经历了4期溶蚀作用，即同生期溶蚀作用、浅埋期溶蚀作用、深埋期溶蚀作用和抬升期溶蚀作用，形成优质白云岩储集层的主要溶蚀作用是浅埋期和深埋期的溶蚀作用。优质白云岩储集层主要分布在台缘鲕粒滩相带，纵向与亮晶鲕粒灰岩呈韵律性互层，横向主要分布在鲕粒滩坝靠近漏湖-潮坪一侧。     

川东北地区白云岩储层地球化学特征对比研究

埋藏白云岩化是白云岩储层成因的主导模式，流体来源、交代过程、溶蚀期次和成因特征等一系列与其密切相关的白云岩化成岩系统，已成为当今碳酸盐岩领域最前沿的研究热点和困扰勘探实践的重要基础地质问题。以岩石学特征研究为基础，通过划分成岩阶段，对比各成岩阶段的微量元素与稳定同位素的地球化学特征，获得以下认识：埋藏白云岩化作用是控制川东北地区下三叠统飞仙关组和上二叠统长兴组优质白云岩储层分布的关键；飞仙关组和长兴组埋藏白云岩化过程具有相对应的多期次交代和多期次溶蚀特点；白云岩化流体来源于具有高含锶、高盐度热流体性质的飞仙关组海源地层水，飞仙关组和长兴组的埋藏白云岩为同源流体的白云岩化产物。进而得出结论：以不整合面和断裂为流体输导系统的飞仙关组和长兴组滩、礁相地层的埋藏白云岩化过程，在时空展布和演化过程中耦合关系密切，属于以同一流体和同一流体输导体系为主导因素的白云岩化成岩系统。     

塔里木盆地东部上寒武统白云岩沉积特征

通过岩心观察和薄片鉴定,确定塔东寒武系白云岩以次生白云岩为主,分为交代白云岩和胶结白云岩两类,发育在上寒武统的突尔沙克塔格组,分布在塔东东部和西部的构造带上。地球化学分析表明,塔东寒武系白云岩经历了超盐度、埋藏和热液 3 种白云岩化环境,揭示了研究区的渗透回流白云岩化、埋藏白云岩化和热液白云岩化 3 种模式;塔东白云岩优质储集层主要受到碳酸盐岩沉积相带展布和白云岩成因叠加模式的控制。地震相分析和沉积相研究表明：塔东西部为台地边缘-台地边缘斜坡,中部为深海盆地,东部为中缓坡-外缓坡;西部的台地边缘和东部的中缓坡白云岩的分布厚度大;储集性能好的白云岩主要为渗透回流白云岩化叠加埋藏白云岩化或者热液白云岩化作用而形成。     

四川盆地中二叠统热液白云岩化作用及其储层改造意义

四川盆地中二叠统热液白云岩类型多、分布广,对油气勘探具有重要意义,但是关于热液白云岩化作用的机理和模式及其对储层的改造意义存在较多争议。在系统收集前期研究资料的基础上,通过对典型地区热液白云岩的矿物学、岩相学和地球化学等详细分析,总结了热液白云岩化作用的机理及其储层改造意义。研究认为：四川盆地中二叠统热液白云岩化作用与围岩的岩性和岩相没有明显的相关性,主要与同期断裂活动有关。根据热液白云岩与围岩的关系,可以将热液白云岩化模式分为3类：①滩相改造型热液白云岩化,主要分布在川西和川中地区的栖霞组中,热液白云岩化作用对储层的建设性改造作用不明显;②岩溶灰岩改造型热液白云岩化,主要分布在川中地区的茅口组中,热液白云岩化作用对该类储层的建设性改造作用也不明显;③致密灰岩改造型热液白云岩化,主要发育在川东地区的茅口组中,热液白云岩化作用对该类储层的建设性改造作用比较明显。断裂裂缝、充填残余的溶蚀孔和白云石晶间孔是热液改造型储层的主要储集空间,相比于原岩物性较好的储层,原始储集物性较差的储层受热液及其相关构造作用改造后,物性改善更加明显。     

川东北飞仙关组鲕滩储层发育的主控因素和成因模式

四川盆地东北地区飞仙关组的鲕滩气藏是该盆地最近的勘探重点。指出该类气藏储集岩主要有残余鲕粒白云岩、鲕粒灰岩和泥-粉晶白云岩，其中残余鲕粒白云岩是最好的储层；主要的孔隙空间为粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔、晶间孔、铸模孔和裂缝;储层为低孔低渗性裂缝-孔隙型，发育程度主要受沉积相、白云石化作用、溶蚀作用和裂缝控制；优质储层主要由台缘鲕滩发生混合水白云石化作用和埋藏溶蚀作用所形成—台缘鲕滩沉积初期发育大量的原生粒间孔，后经过压实和胶结作用，孔隙几乎全部被破坏，再经过混合水白云石化作用和埋藏溶蚀作用的改造，形成了大量的次生孔隙。     

川东寒武系龙王庙组白云岩地球化学特征、成因及油气意义

在岩石学、矿物学特征研究基础上,通过分析主、微量元素及碳、氧同位素特征,系统研究四川盆地东部寒武系龙王庙组白云岩地球化学特征及成因,并对其油气地质意义进行探讨。结果表明：龙王庙组白云岩多位于地层的中上部,晶粒白云岩广泛发育,颗粒白云岩发育程度低;白云岩的白云石百分含量在48.6%~75%;Mg/Ca值总体较低,并划分为MgO与CaO呈正相关性和负相关性2种类型;白云岩总体具有高Fe、Na和低Sr、Mn含量特征,仅部分白云岩Mn含量相对较高;相较于同期海水值,多数白云岩的δ¹³C值偏正,δ¹⁸O值偏负。结合区域地质背景及上述地球化学特征,研究认为四川盆地东部龙王庙组白云岩主要为渗透回流白云石化成因,蒸发浓缩白云石化、埋藏白云石化发育程度较低,整体上龙王庙组白云石化作用并不彻底;进一步总结川东地区龙王庙组白云石化模式,并结合沉积相带展布、白云石化对储集层控制作用等方面对有利储集层进行预测,指出川东地区龙王庙组白云岩有利储集层主要发育在齐岳山断裂带周缘。     

川东北地区孤立台地飞仙关组优质储层形成主控因素——大气淡水淋滤及渗透回流白云石化

川东北地区在三叠系飞仙关组飞一段-飞二段沉积时期为孤立台地,发育了多个向上变浅的鲕粒滩沉积旋回,且飞二段沉积时期在孤立台地内部形成了膏质泻湖沉积.在孤立台地背景下发育的储层主要岩性为残余鲕粒泥-粉晶白云岩、残余鲕粒粉-细晶白云岩和晶粒白云岩.在向上变浅的鲕粒滩沉积旋回背景下,大气淡水淋滤导致每个向上变浅的旋回自上而下依次为:致密的泥晶白云岩→粒内溶孔(或铸模孔)型残余鲕粒泥-粉晶白云岩→残余粒间溶孔型残余鲕粒粉-细晶白云岩→晶间孔型晶粒白云岩.储层岩石学特征及地球化学分析表明,飞仙关组白云岩储层经历了2期主要的白云石化作用,第一期为渗透回流白云石化作用,第二期为埋藏白云石化作用;渗透回流白云石化增加了岩石强度、抑制压溶和胶结作用,有利于孔隙保存,而埋藏白云石化造成一定的减孔;埋藏溶蚀作用对早期孔隙进行扩溶,增加了储层渗透率,但并不大规模增加储层的整体储集空间.综合分析川东北地区沉积背景、储层岩石学特征、地球化学特征表明,大气淡水淋滤是优质储层形成的先决条件,渗透回流白云石化是优质储层保存的关键因素.