川中地区中二叠统构造热液白云岩的发现及其勘探意义

综合地震资料解释、岩石矿物学观察以及地球化学分析结果,认为四川盆地中部中二叠统栖霞组、茅口组白云岩为构造热液白云石化成因,具有以下典型特征：①白云岩单层厚度较大,多呈透镜状产出,横向连续性差,钻遇井附近多伴有走滑断裂发育,白云岩层段在对应的地震剖面上见“下凹”反射特征;②基质白云岩多呈中 粗晶,其缝洞中见具有波状消光特征的填隙鞍状白云石,并发育大量的角砾岩,角砾岩间充填白色的白云石,形成斑马构造;③基质白云岩与填隙鞍状白云石的均一温度较白云石化作用时地层的温度要高5℃以上,分别为105.8～159.6℃及113.2～138.6℃,同时二者还具有偏负的氧同位素特征（−7.64‰～−7.95‰）以及高 ⁸⁷ Sr/ ⁸⁶ Sr 值（0.708 369～0.709 684）。构造热液白云岩的发育和分布受走滑断裂控制,若与上覆致密灰岩地层有机配置,可以形成良好的岩性圈闭。     

川西—北地区中二叠统白云岩热液作用研究

川西—北地区中二叠统白云岩内广泛发育热液成因的岩石组构和热液矿物。地球化学分析显示,鞍状白云石具有较高的包裹体均一化温度,主要在96~250℃之间,平均值为156℃,明显高于研究区中二叠统地层所经历的最高温度;同时测得鞍状白云石包裹体盐度是同时期海水盐度的两倍左右。中二叠统白云石δ13C值与微晶灰岩δ13C值背景值非常接近,细—中晶白云石与鞍状白云石的δ18O值偏负,综合分析得出细—中晶半自形—它形脏白云石以及鞍状白云石都是在高温、高盐度的热液流体条件下形成的。中二叠统白云石87Sr/86Sr值变化范围较大,揭示热液流体来源具有多样性。热液作用受峨眉山地幔柱的影响,热液作用促使白云岩孔隙、孔洞及裂缝的发育,为油气聚集提供良好的储集空间,可形成优质白云岩储层。     

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。     

川西北地区中二叠统白云岩分布特征与规律

白云石在研究区的分布特征直接影响到白云岩储层的分布规律。本次研究主要选取洪雅张村、广元西北乡两个重点露头剖面以及周公1井等11口井的资料和样品,观察到川西北地区中二叠统白云石分为粉-细晶它形脏白云石、细-中晶它形白云石、细-中晶自形-半自形白云石、鞍状白云石这四种类型。认识到此地区的白云岩在纵向上,随着白云岩化程度的逐渐减弱,依次以块状、斑块状及斑状多种产出状态出现,其分布与三级层序没有关系。而在横向上,白云岩的分布主要受断裂作用控制,由西北到东南方向,随着构造作用的逐渐减弱,白云岩厚度也逐渐减薄,与层序以及沉积作用无关。     

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)...     

四川盆地中二叠统中-粗晶白云岩成因

通过对四川盆地及其周缘地区中二叠统野外露头及典型井的岩心微观薄片的观察,发现中二叠统主要发育细晶白云岩、中粗晶白云岩与灰质云岩。物性分析表明,中-粗晶白云岩储层物性最好,可以作为有效储层;结合地质背景,对-中粗晶白云岩开展的多种地球化学分析,认为中-粗晶白云岩为深部热液成因,云化流体来自于深部热液。其成因证据包括以下5个方面：单井岩心和微观照片显示中-粗晶白云岩具有鞍状白云石特征,并伴有低温热液矿物;中-粗晶白云石中发育气、液烃流体包裹体,包裹体均一化温度较高,白云石化流体温度明显高于围岩温度,且中二叠统中-粗晶白云石两相流体包裹体基于冰点温度测试的盐度是正常海水的3～5倍,成岩流体为高盐度流体;中-粗晶白云岩稳定氧同位素值极偏负,均在-9‰以下,多数样品的测试值高达-13‰;中-粗晶白云岩的Sr同位素具有幔源特征,反映深部热液特征;白云岩横向和纵向分布变化快,目前已发现的白云岩主要沿深大断裂与火山岩发育地区分布。中-粗晶白云岩的晶间溶孔多为沥青充填,结合典型井的埋藏史、包裹体均一温度及烃源岩的成烃史分析,认为中-粗晶白云岩形成时间较早,至少在中-晚三叠世油气大量充注之前。在以上分析基础上,利用发育白云岩的典型井及地震剖面,结合成因认识建立了中-粗晶白云岩的热液成因模式。     

幕式热液作用对川西南部中二叠统碳酸盐岩储集层复合改造效应及地质意义

基于岩石学、地球化学、流体包裹体及同位素定年等研究,就热液对四川盆地西南部中二叠统碳酸盐岩储集层幕式改造进行分析。四川盆地西南部中二叠统栖霞组—茅口组白云岩缝洞中充填多期中—粗晶鞍状白云石及其他热液伴生矿物,主要属印支期构造挤压及推覆作用下规模性高温、深部富镁卤水沿基底断裂/伴生裂缝等渗滤通道对早期灰岩/白云岩幕式改造的结果。富镁热液作用时间主要为中—晚三叠世,其次为燕山运动中晚期及喜马拉雅期,热液改造导致了硅质及方解石充填。热液白云石化作用受断层、热液性质、流动路径及围岩岩性等因素复合控制,作用效果以物性“平均化”为主,热液对早期厚层块状颗粒灰岩/白云岩以热液白云石化/热液重结晶作用、破碎角砾化及缝洞充填等改造作用为主;对早期薄—中层泥粒灰岩以压裂、顺层白云石化、溶蚀及伴生矿物充填等产生的溶蚀-充填复合改造为主。热液作用下的破裂缝及溶蚀孔/洞为主要储集空间类型,溶蚀孔洞与网状裂缝的有效连通可形成优质白云岩储集层;典型热液白云岩储集层发育于断裂附近1 km范围内,厚30～60 m,部分孔/洞-缝连通体系发育的热液白云岩储集层具备勘探潜力。     

川西北地区中二叠统栖霞组热液作用及其对储层的影响

深部热液流体对川西北地区碳酸盐岩的储集性具有一定的改善作用。为研究川西北地区中二叠统栖霞组热液作用及其对储层的影响,开展了岩心观察、薄片鉴定、微量元素测试和锶同位素研究。结果表明：①川西北地区中二叠统栖霞组储层受到了深部热液流体改造,岩石中发育溶蚀孔洞,部分孔洞中充填鞍状白云岩、黄铁矿、绿泥石、石英等热液矿物,常可见热液角砾碳酸盐岩,为热液活动证据之一;②研究区栖霞组热液改造后形成的中晶白云岩、缝洞中的鞍状白云岩与未受热液改造的泥晶灰岩相比,具有"δ¹⁸O偏负、⁸⁷Sr/⁸⁶Sr偏正和高Mn-低Sr"的特征;③研究区晚二叠世-三叠纪曾发生过多期岩浆-构造作用,大量深部热液流体通过深大断裂进入沉积地层,对裂缝围岩产生了显著的溶蚀作用,形成了良好的储集空间。该研究成果对深层寻找优质白云岩储层具有重要意义。     

川西南地区中二叠统栖霞组白云岩储层特征及成因

通过岩心观察、薄片鉴定、阴极发光和地球化学分析等方法,对川西南地区中二叠统栖霞组白云岩特征及成因进行了研究。研究结果表明：①研究区栖霞组基质白云岩主要是细—中晶白云岩,其次为粉—细晶白云岩,并伴生少量粗晶鞍形白云石。②研究区细—中晶白云岩与同期颗粒灰岩方解石胶结物的稀土配型模式一致,具有现代海水典型稀土配分特征,为半局限水体动荡环境下沉积的颗粒灰岩交代而成;粉—细晶白云岩具有∑REE含量较高、Ce微弱正异常、LREE整体抬升的平坦稀土配型形态特征,为半局限水体安静环境下沉积的泥晶灰岩或粒泥灰岩交代而成。不同类型白云石Fe,Mn元素含量随云化程度加深表现出协同性升高,表明其具有相同成因。③研究区沿坡折带发育的生屑滩滩间存在局部蒸发受限环境,形成浓缩咸化海水,发生准同生期回流渗透白云石化作用,主要形成粉—细晶白云岩;早成岩—浅埋藏期峨眉山大火成岩省岩浆活动提供异常高热,高温孔隙水与先期白云岩进一步进行水岩作用,形成细—中晶白云岩,具“雾心亮边”特征;埋藏期深部热液沿裂缝运移,在裂缝和围岩中沉淀出鞍形白云石。生屑滩导致的半局限环境与热源叠加是研究区白云岩形成的关键。     

川西地区中二叠统层序地层划分及特征

在层序界面识别基础上,综合利用野外露头剖面、钻井岩心、测井和地震资料等,运用经典层序地层学理论,对川西地区海相中二叠统层序地层进行对比与划分,川西地区海相中二叠世划分6个三级层序,建立川西地区海相中二叠统层序地层格架,其中,栖霞组(P2q)储层分布于SQ5层序的高位期,茅口组(P2m)储层发育于SQ6层序顶部。     

四川盆地中二叠统热水白云岩成因及其分布

四川盆地油气勘探过程中,在钻揭中二叠统时常发现厚度不等的白云岩储层,但过去对该套储层的特征、成因机制、分布规律等认识不一致,制约了其勘探进程。为此,在系统分析川东地区该套白云岩储层的岩性特征和储集空间类型,以及基底断裂对中二叠统沉积影响的基础上,初步落实了该区中二叠统茅口组茅二a亚段白云岩储层的平面分布范围;进而探讨了白云岩储层的成因机制,并提出了热次盆、热次盆沉积微相的概念。结论认为:1茅二a亚段层状白云岩储层厚度可达30m,以细—中晶、硅质白云岩为主,其溶蚀孔洞、裂缝发育,储集性能好;2地球化学特征分析结果表明,茅二a亚段白云岩为热水成因沉积(非正常海水水成沉积),基底断裂控制了该套白云岩储层的平面展布;3过去认为该区W67、W83、W93等3口井因钻遇特大裂缝系统从而造就了石灰岩储层高产,而此次研究则证实,这3口井均属同一压力系统,高产原因在于其储层均为茅二a亚段白云岩储层;4热次盆沉积微相为川东地区茅口组最有利的储集相带,勘探工作应围绕这一沉积微相的分布范围展开。     

四川盆地中部中二叠统热液白云岩储渗空间类型及成因

近年来,四川盆地川西北地区有多口井在中二叠统栖霞组、茅口组钻获高产气流,展现出该层系巨大的天然气勘探潜力,但有关该盆地中二叠统白云岩储层的成因机理则众说纷纭,一直未达成共识。为此,基于川中地区栖霞组、茅口组岩心及薄片等岩相学特征,以及碳、氧、锶同位素和包裹体均一化温度等地球化学特征,开展了中二叠统热液白云岩储渗空间类型及储渗相特征研究,分析了白云岩储层的成因及其控制因素。结果认为:(1)茅口组、栖霞组石灰岩地层经历了构造控制热液活动,发育萤石、鞍状白云石、天青石的热液矿物组合和膨胀角砾结构;(2)较之于宿主石灰岩,细—中晶云岩和鞍状白云石均呈现出δ18O负偏移、87Sr/86Sr正偏移;(3)中二叠统形成由热液溶孔、热液白云岩晶间孔、热液溶洞、热液扩溶缝等4种储渗空间构成的热液白云岩储渗体。结论认为:(1)热液白云岩储集相发育和分布受深大断裂的控制,呈"透镜状"分布在具"下凹"地震反射特征的区域;(2)中二叠统热液白云岩储集相与下伏烃源岩和上覆封堵层的有机组合可构成有利的天然气勘探目标。     

四川盆地北部栖霞组-茅口组热液白云岩特征与成因

以四川盆地北部广元峡沟煤矿剖面白云岩为研究对象,剖面由下部地层向上,白云岩化程度逐渐增强,颜色由深到浅,岩性由生屑灰岩逐渐过渡到斑状白云岩,然后再到中-粗晶白云岩,上部覆盖茅口组泥灰(云)岩。中-粗晶白云岩发育于栖霞组顶部和茅口组底部,由中晶到粗晶的半自形-自形白云石组成,其中可见鞍状白云石。岩石中溶蚀孔洞发育,孔隙内有沥青充填。微晶灰岩的δ¹³C(PDB)值为3.23‰,δ¹⁸O(PDB)值为-5.03‰;白云石样品的碳、氧同位素具有一定的差异,δ¹³C(PDB)值为3.29‰~4.14‰,δ¹⁸O(PDB)值为-6.07‰~-6.75‰。流体来源可能为岩浆热液,或者是经历了深循环的大气降水。在断裂活动时,深部热液流体沿断裂向上运移,当运移到栖霞组和茅口组时,由于吴家坪组泥灰岩和泥云岩的封堵,流体的运移被减缓甚至停滞,促使围岩发生白云岩化,溶蚀作用也同时发生,产生溶蚀孔隙。由此,在栖霞组顶部和茅口组底部可能形成热液白云岩储层,该储层具有一定的储集意义。     

四川盆地中二叠统储层特征与勘探方向

近年来,四川盆地中二叠统天然气勘探取得了可喜的进展,多口井在中二叠统茅口组、栖霞组白云岩孔隙型储层段钻获高产工业气流,中二叠统成为该盆地现阶段最现实的接替层系之一。为明确下一步的勘探方向,分析了四川盆地中二叠统的沉积背景和有利储层类型。结果表明：沉积环境主要为开阔台地浅水碳酸盐岩沉积环境;沉积时,古地貌西高东低,中西部生屑滩相储层较东部更为发育;地壳拉张使得中二叠统具备热水沉积、热液改造的良好条件;对勘探有利的3种储层类型为栖霞组滩相白云岩孔隙型储层、茅口组热水白云岩孔隙型储层和茅口组岩溶储层,其中白云岩孔隙型储层是中二叠统最有前景的勘探目标。结论认为：①川西北部—川中地区中二叠统灰质烃源岩生烃强度大,具有形成大中型气田的物质基础;②川西地区栖霞组白云岩储层较厚,是中二叠统天然气勘探的最有利地区;③上述3种储层类型均发育的地区主要分布在川中地区,其3套储层纵向上叠置,勘探潜力大;④剑阁—南充—丰都地区位于热次盆区带,其茅口组热水白云岩储层发育且叠加茅口组岩溶储层,天然气勘探前景好。     

四川盆地东部中二叠统茅口组白云岩及云质硅岩储层特征与发育规律

四川盆地东部中二叠统茅口组发育了独具特色的白云岩及云质硅岩类储层,主流观点是“断控热液”成因,但勘探多有落空,说明需要重新认识。通过盆地周缘露头剖面和盆内钻孔资料的系统对比分析,研究了储层特征与发育规律。结果表明,储层岩石类型主要包括晶粒白云岩、硅质白云岩和云质硅岩,它们的分布与岩溶系统有关,在纵横向上展布不稳定。其中,晶粒白云岩主要位于岩溶系统周缘,储集性能差,相比而言,硅质云岩及云质硅岩主要位于岩溶系统内部,储集性能好。储层发育遵循“相控岩溶”的规律,颗粒滩相为储层形成提供了物质基础,早成岩期层控型风化壳岩溶是优质储层形成的关键。热液白云岩化作用有利于储层的保存,硅质热液活动与后期的方解石胶结充填了部分孔隙,最终形成了独具特色的硅质白云岩和云质硅岩储层。据此建议在前期注重“断控热液”型储层的基础上,进一步加强对“相控岩溶”的分析,找准目标。研究认识加深了对四川盆地茅口组碳酸盐岩储层的理解,也可供相似地质背景地区参考。     

川西北中二叠统超深层白云岩储层孔隙结构及控制因素

四川盆地西北部龙门山山前中二叠统白云岩储层埋藏深度大,经历了漫长的埋藏期成岩演化,现今仍有丰富的储集空间保存,并发现了孔隙式白云岩气藏,但白云岩储层质量的非均质性较强,不同类型的白云岩储层中储集空间的形成和保持机理还有待更深入的研究。结合物性测试、压汞实验和CT扫描,白云岩储层中可识别出3种孔喉结构类型,其中Ⅰ类孔喉配位数高、连通性较好,大孔粗喉型的孔喉组合占主导,Ⅱ类包括了大孔中喉型和中孔中喉型两套孔喉组合,孔喉非均质性强,Ⅲ类受压溶作用影响较强主要发育小孔细喉型孔喉组合。白云岩储层孔喉结构的差异性主要取决于先驱灰岩的岩石组构和后期多种成岩作用的叠加耦合。Ⅰ,Ⅱ类储层一般由多孔颗粒灰岩经白云化形成,白云化作用进行得较彻底,主要发育在平直自形-半自形白云岩中,但Ⅰ类储层比Ⅱ类储层受中晚期溶蚀作用的改造更强且过度白云化作用影响较弱;而残余结构白云岩和非平直他形白云岩由于抗压溶能力更弱和后期过度白云化作用更强因而仅能形成Ⅲ类储层。