桌子山地区奥陶系克里摩里组下段等深暖流沉积及其油气地质意义

鄂尔多斯盆地西缘中、晚奥陶世为深水等深流极为发育时期,而等深流对于油气系统中储层的形态特征及烃源岩的分布均具有重要影响。以内蒙古桌子山地区中奥陶统克里摩里组下段为研究对象,在前期等深流沉积研究的基础上,结合薄层石灰岩碳、氧同位素测试结果,对克里摩里组下段沉积时期的等深流特征进行研究。结果显示,研究区克里摩里组薄层石灰岩沉积时期的海水盐度正常,石灰岩与海水之间的氧同位素交换达到平衡,成岩作用对氧同位素的影响甚微。氧同位素测试数据计算古水温为22.2～30.7℃,平均为26.4℃。根据沉积时期深部水体温度较高和盐度正常的特点,推测研究区克里摩里组下段可能为风海流引起的等深暖流沉积,属于海洋表层环流沉积体系。等深暖流沉积的发现预示着鄂尔多斯盆地西缘下古生界可能发育自生自储式等深流沉积型油气藏,并具有广阔的油气勘探前景。     

黔西北地区下奥陶统桐梓组风暴沉积特征及地质意义

贵州桐梓红花园地区沉积有较为完整的奥陶统地层,在野外勘察时发现研究区在下奥陶统桐梓组时期发育有风暴岩。该套风暴沉积可见侵蚀底面构造、撕裂构造、菊花状、倒小字构造、平行层理构造等典型的风暴沉积构造,丘状层理不明显。通过对桐梓红花园地区风暴沉积的岩石特征、构造类型及沉积规模,并结合研究区的沉积背景进行综合分析得出该研究区风暴岩为潮坪风暴沉积,并进一步划分为2种沉积层序:层序Ⅰ位于风暴浪基面之上属于浅水近源沉积;层序Ⅱ位于风暴浪基面之下,为深水环境下风暴-浊流交替沉积。该套风暴岩具有重要的地质意义,指示出扬子板块在下奥陶统桐梓组时期位于古纬度为5°~20°的区域附近,为分析扬子板块的向北漂移提供了更为仔细、可靠的参考数据,并为该地区的古地理分析重建提供了参考,对于磷矿、煤、铝土、稀土等多金属矿床的发现具有重要指向作用。     

论我国海相中上奥陶统烃源岩的形成条件——以塔里木盆地为例

在我国的华北、华南地区,尤其是西部的塔里木盆地,发育着面积辽阔、层位巨厚的下古生界海相地层,但关于塔里木盆地的古生界主力烃源岩一直有争议.本文根据两条有代表性的地表和两条钻井剖面的海相碳酸盐岩中碳、氧稳定同位素组成在中-上奥陶统的大幅度正向波动,认为这是当时全球范围大陆冰川作用的结果,这一时期有利于沉积有机质的保存.结合有机质丰度、成熟度指标,以及沉积相等地质因素综合分析,提出了塔里木盆地中-上奥陶统烃源岩发育的稳定同位素宏观证据.同时,论述了中-上奥陶统富含有机质的海相泥质岩作为我国下扬子地区及华北地台西缘海相下古生界寻找有效烃源岩重点层系的可能性与前提条件.     

柴达木盆地一里坪地区新近系沉积环境及碳酸盐岩碳氧同位素特征

柴达木盆地一里坪地区新近系是一个潜在的油气勘探领域,前人研究表明上油砂山组及上干柴沟组内部分层段发育有优质的烃源岩层段。为明确其沉积时期古湖泊的环境特征与优质烃源岩层段发育的控制因素,选取了研究区2口取心井:里3井的上油砂山组和博1井的下干柴沟组开展了有机地球化学、碳氧同位素分析等测试工作。分析结果表明:一里坪凹陷里3井上油砂山组沉积碳酸盐δ^13C值介于-6.4‰~-1.7‰之间,平均值为-3.2‰,δ^18O值介于-11.8‰~-6.4‰之间,平均值为-9.2‰;茫崖凹陷博1井,上干柴沟组沉积碳酸盐岩δ^13C值介于-2.1‰~-1.5‰之间,平均值为-1.84‰,δ^18O值介于-12.4‰~-4.9‰之间,平均值为-9.66‰。通过碳氧同位素、岩性及周缘大地构造背景综合判别表明:一里坪地区整体为处于半开放—开放、微咸水湖泊环境,湖平面震荡频繁,平均气温相对较低,气候变化频率较快。通过沉积环境与烃源岩分布关系研究,研究区相对优质烃源岩主要发育于咸化环境内,与柴西烃源岩发育特征一致;同时,湖水平静期、气候相对温暖湿润时期也发育较好的烃源岩。一里坪地区咸化中心是下一步天然气勘探的重要方向。     

鄂尔多斯盆地中奥陶统平凉组烃源岩地球化学特征及勘探潜力

鄂尔多斯盆地西、南缘中奥陶统台缘深水斜坡相平凉组烃源岩包括泥页岩和泥灰岩,厚度80~200 m,在西缘桌子山—刘庆7井—苦深1井—石板构—环14井—平凉—陇县等地和南缘旬邑以南、耀县以北的广大地区呈"L"形连片分布。干酪根碳同位素平均值为-29.95‰,有机质类型指数约为100%,氯仿沥青"A"中饱/芳比大于3,以Ⅰ型有机质类型为主。有机碳含量大于0.2%,西缘露头和岩心的氯仿沥青"A"平均值分别高达232×10-6和380×10-6,生烃潜力(S1+S2)平均值分别高达0.42,0.37mg/g,烃源岩有机质丰度高。除了西缘逆冲带成熟度较低(生油窗)外,天环坳陷和南缘渭北隆起Ro值在1.60%~2.60%之间,处于高—过成熟阶段。生烃模拟实验证实平凉组在达到Ro值2.1%演化程度时产烃率即可高达224.33 kg/t,地质历史上已累计生成资源量约4.323 8×108t油气当量。中央古隆起不但长期控制了平凉组烃源岩的油气运聚,而且提供了马家沟组马四段溶蚀白云岩有利储集空间,天环坳陷东缘和鄂南渭北隆起北部下古生界都具有较大勘探潜力。     

塔里木盆地中—下奥陶统岩溶水文地貌结构类型及特征

表生型岩溶储层是塔里木盆地中—下奥陶统油气勘探的重点目标。为了深入认识岩溶储层的分区差异性,基于塔里木盆地大量钻井、取心和地震资料以及柯坪地区野外露头考察资料,对塔里木盆地不同地区中—下奥陶统岩溶古地貌和古水文进行了精细刻画,并划分了岩溶水文地貌结构类型,揭示了水文地貌结构对岩溶储层发育的控制效应。研究结果表明:①塔里木盆地中—下奥陶统岩溶水文地貌结构可划分为地表—地下双重水系型、地表水系型和无地表水系型;②地表—地下双重水系型结构主要发育在石炭系覆盖区,其主要特征是岩溶水形成了丰富的岩溶地貌类型,并建立了完整的地表岩溶流域和综合性岩溶管道网络;③地表水系型结构主要出现在志留系覆盖区,其主要特征是岩溶水对地表岩溶地貌产生了重要改造,虽然形成了较为完善的地表水系,但尚未产生综合性岩溶排驱系统;④无地表水系型结构主要分布在上奥陶统覆盖区,其主要特征是岩溶水对可溶性地层尚未产生明显的切割改造,地表未形成清晰的水系网络;⑤塔里木盆地3种不同类型的水文地貌结构反映了不同的岩溶演化阶段,控制了不同地区呈巨大差异的中—下奥陶统表生岩溶储层。     

塔中地区下奥陶统油气地球化学特征及成因

通过多种地球化学分析方法,对塔中地区下奥陶统油气地球化学特征与成因进行详细研究,结果表明,下奥陶统原油是以低分子量轻质馏分为主、生物标志物含量极低的高-过成熟原油,以芳烃中含有高-超高丰度的含硫芳烃-二苯并噻吩（DTBs）而显著不同于中上奥陶统等上部层系。依据单体烃碳同位素特征,结合烃类组成与分布,认为下奥陶统原油为来自寒武系-下奥陶统和中上奥陶统的混源油,前者的贡献总体高于后者。下奥陶统原油中较高丰度的硫醇化合物、丰富的四氢噻烷、高含量H2S（近10%）伴生气以及超高丰度的含硫芳烃的存在,表明其经历了硫酸盐热化学还原作用、热化学作用等复杂的油气成藏后作用,这些作用改造了油气藏中的烃类并对油气藏的保存可能产生重要的影响。     

塔里木盆地柯坪露头剖面中上奥陶统烃源岩地球化学特征与海相油源对比

采用有机地球化学扫描分析方法,对塔里木盆地柯坪地区6条剖面上发育的中上奥陶统烃源岩进行了细致分析。大湾沟剖面、喀马提坎剖面、通古斯布隆剖面中上奥陶统萨尔干组烃源岩较为发育,泥页岩有机碳含量大多大于1.0%;上奥陶统印干组烃源岩仅在大湾沟剖面发育。结合肖尔布拉克剖面、苏盖特布拉克剖面、于提西剖面下寒武统玉尔吐斯组烃源岩地球化学分析,发现柯坪地区玉尔吐斯组、萨尔干组、印干组在分子地球化学参数上显示出相似性,呈现以C23三环萜烷为主峰、伽马蜡烷和C28甾烷含量较高的特征,烃源岩生物标志物面貌趋同与烃源岩较高成熟度有关。而海相原油中C28甾烷含量大多小于25%,与柯坪地区寒武系-奥陶系烃源岩具有较大的差异性。在组分碳同位素组成上,下寒武统玉尔吐斯组烃源岩均显示比中上奥陶统烃源岩值偏低的特点,特别是玉尔吐斯组干酪根碳同位素值,偏低超过5‰。中上奥陶统萨尔干组和印干组烃源岩组分碳同位素之间差异并不十分显著。在排除油气藏的TSR作用前提下,烃源岩干酪根碳同位素可以作为潜在的油源对比指标。     

玉北地区下奥陶统白云岩岩石学、地球化学特征及成因

通过岩心、薄片、扫描电镜、阴极发光、微量元素、同位素和包裹体测温等分析手段,对玉北地区下奥陶统白云岩岩石学特征、地球化学特征及成因进行研究。结果表明,该区白云岩主要由细晶、自形-半自形白云岩和细-粗晶、它形白云岩以及鞍形白云石充填物构成。白云岩的晶粒大小并不反映成因,反而是晶体结构特征（曲面-它形晶和平面-自形、半自形晶）与成因关系密切。细晶、自形-半自形白云岩具有高Sr、低Fe、Mn含量的特征以及与早奥陶世海水相似的O和C同位素组成,总体属于浅埋藏早期与海水有关的低温白云石化作用的产物。细-粗晶、它形白云岩的Sr含量较低而Fe和Mn含量相对较高,O同位素值明显偏负,包裹体测温结果显示部分样品具有较高的均一温度和盐度值,结合区域构造演化背景,认为该类白云岩以浅埋藏晚期到中埋藏阶段的高温白云石化为主,局部受热液改造,云化流体主要来自于地层中封存的海源卤水。鞍形白云石充填物有两期,一期与热液成因的基质白云岩形成时期相近,另一期则可能与二叠纪的岩浆期后热液有关。     

塔里木盆地中-下奥陶统岩溶水文地貌结构类型及特征

表生型岩溶储层是塔里木盆地中-下奥陶统油气勘探的重点目标。为了深入认识岩溶储层的分区差异性，基于塔里木盆地大量钻井、取心和地震资料以及柯坪地区野外露头考察资料，对塔里木盆地不同地区中-下奥陶统岩溶古地貌和古水文进行了精细刻画，并划分了岩溶水文地貌结构类型，揭示了水文地貌结构对岩溶储层发育的控制效应。研究结果表明：①塔里木盆地中-下奥陶统岩溶水文地貌结构可划分为地表-地下双重水系型、地表水系型和无地表水系型；②地表-地下双重水系型结构主要发育在石炭系覆盖区，其主要特征是岩溶水形成了丰富的岩溶地貌类型，并建立了完整的地表岩溶流域和综合性岩溶管道网络；③地表水系型结构主要出现在志留系覆盖区，其主要特征是岩溶水对地表岩溶地貌产生了重要改造，虽然形成了较为完善的地表水系，但尚未产生综合性岩溶排驱系统；④无地表水系型结构主要分布在上奥陶统覆盖区，其主要特征是岩溶水对可溶性地层尚未产生明显的切割改造，地表未形成清晰的水系网络；⑤塔里木盆地3种不同类型的水文地貌结构反映了不同的岩溶演化阶段，控制了不同地区呈巨大差异的中-下奥陶统表生岩溶储层。     

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。     

鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩储集体类型及特征

鄂尔多斯盆地奥陶系沉积时期,处于“两隆两鞍两坳陷”的古构造格局。2个隆起在平面上呈“L”型展布,共同控制着奥陶系的沉积相带,并控制着不同类型碳酸盐岩储集体的区域展布。奥陶系的储集类型主要包括风化壳溶孔型、白云岩晶间孔型、台缘礁滩孔隙型、岩溶缝洞型4种。风化壳溶孔型储集体为最有利的储集体,在该储集体中目前已发现并探明靖边大气田;白云岩晶间孔型储集体勘探获得初步突破;其他2种类型储集体的勘探还未取得实质性进展,但近期勘探已发现一些新的苗头,存在较大的勘探潜力,是开拓鄂尔多斯盆地下古生界天然气勘探新领域的关键所在。     

塔里木盆地玉北地区奥陶系碳同位素特征——以皮山北2井为例

通过对玉北地区皮山北2井奥陶系71个碳同位素样品分析结果的初步研究,首次在塔盆井下发现GICE碳同位素正漂移事件,将该区奥陶系的碳同位素特征划分为3个阶段:第1阶段为缓慢上升(鹰山组中下部);第2阶段为"零"值附近振荡(鹰山组上部至良里塔格组中下部);第3阶段为GICE事件(良里塔格组的上部).该区奥陶系碳同位素表现出自下而上由负值向正值整体缓慢升高,在上奥陶统良里塔格组上部突变为正值的演化特征.     

塔中低凸起北部斜坡带下奥陶统油气运聚规律

塔中低凸起北部斜坡带下奥陶统风化壳不仅为油气的重要运移通道,而且是重要的油气储集层。与其下伏的寒武系储盖组合一起,在上奥陶统良里塔格组的含泥灰岩沉积之后就能够有效捕获北部的满加尔凹陷寒武系泥岩烃源岩在中-晚奥陶世生油高峰期生成的油气。下奥陶统储盖组合形成早,与下伏寒武系储盖组合通过断层、裂缝沟通,是喜马拉雅运动期重要的天然气输导层,在合适的存在适宜的遮挡条件的场所,如出现断层封堵、饱含水的致密层封堵以及早期生物降解沥青层封堵等,可以聚集形成连片分布的天然气藏。     

鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩脉流体包裹体碳氧同位素分析

研究了鄂尔多斯盆地流体包裹体的CO₂成因及其与油气演化的关系,应用同位素分馏方程计算了奥陶系碳酸盐岩脉流体包裹体中CO₂的碳同位素值和H₂O的氧同位素值.结果表明,其碳、氧同位素值分别为-1.64‰~-11.15‰和-22.12‰~-33.06‰.该包裹体的CO₂以无机成因为主,其碳同位素组成形成于100℃~160℃的条件下,对应于油气演化的成熟-高成熟阶段.     

塔里木中,上奥陶统碳同位素组成正向偏移的石油地质学意义

在塔里木盆地柯坪、库鲁克塔格的地表剖面和英买力、塔中地区的钻井剖面，中、上奥陶统海相碳酸盐岩碳同位素组成发生了明显的正向偏移。这种偏移在北美大陆及我国华南相同层位的海相碳酸盐岩及沉积有机质中亦可见到，表明当时的海区之间存在某种联系。这种偏移可以成为大区域地层学研究的重要标志；还可能意味着中、晚奥陶世的有机质产率增加而且保存作用增强，应是地史中重要的成烃时期。在盖层等石油地质条件相对较好的前提下，中、上奥陶统亦可成为我国下古生界油气勘探的目的层系之一。     

鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩成岩相碳、氧稳定同位素特征

根据岩石薄片及阴极发光图像,研究了鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩成岩相类型及岩相特征。据碳、氧稳定同位素(δ¹³C, δ¹⁸O)分析数据,研究了各类成岩相的地球化学特征。奥陶系海相碳酸盐岩台地在早古生代处于近地表成岩域,划分为正常海水、蒸发海水、早期大气淡水及热海水4类成岩环境及成岩相。正常海水、热海水及蒸发海水成岩相的δ¹⁸O和δ¹³C值普遍较高,随生物碎屑含量增加δ¹⁸O及δ¹³C值趋于减小;早期淡水成岩相的δ¹⁸O和δ¹³C值普遍较低。晚古生代,奥陶系顶部进入表生期成岩域,据目前残存地层的岩石类型,表生期成岩域可划分为峰峰组的灰岩风化成岩相和马家沟组的云岩风化成岩相,其δ¹⁸O和δ¹³C值明显低于早期淡水成岩相的值。晚古生代末期,奥陶系进入3 000~4 000 m的中-深埋藏成岩域,划分为封闭系统及开放系统成岩相。封闭系统成岩相的δ¹⁸O和δ¹³C值主要继承了其原岩的δ¹⁸O和δ¹³C值特征;而在开放系统中,由于同位素高温分馏作用,其成岩相的δ¹⁸O和δ¹³C值则大幅度降低。研究结果表明,碳酸盐岩岩相特征及碳、氧稳定同位素组成是追溯碳酸盐岩成岩环境及识别和划分成岩相的重要指标。