塔里木盆地奥陶系鹰山组多类型白云岩储层成因机制

塔里木盆地奥陶系鹰山组是油气勘探重要领域之一,发育多类型白云岩储层,其成因机制是较为关注的问题之一。基于构造-沉积背景分析、薄片鉴定、阴极发光与扫描电镜等分析手段,结合原位微区碳氧同位素、全岩碳-氧-锶同位素和流体包裹体等数据,分别解剖了浅埋藏型、岩溶型与热液改造型白云岩储层的显微岩石学与地球化学特征。浅埋藏白云石化相关储层的白云石自形程度好,不同产状白云石具有较一致的碳氧同位素组成,反应了相似的白云石化流体来源特点。岩溶型白云岩储层表现为去白云石化作用与大气淡水成因方解石的胶结,具有贫¹⁸O和富放射性⁸⁷Sr特征。热液改造型白云岩储层通常以萤石和石英等热液矿物为典型标志。热液流体通常具有高温高盐度特点,形成储集空间的过程中相关白云石与方解石胶结物以贫¹⁸O和Eu正异常为特征。白云岩储层的多成因特点决定其发育分布受岩相、局部构造位置和流体性质等多因素的控制。     

羌塘盆地南坳陷中侏罗统布曲组白云岩储层成因流体同位素地球化学示踪

在岩石学分类基础上,通过获取不同世代碳酸盐矿物的C,O和Sr同位素,对白云岩成因流体进行示踪,结果表明:①研究区布曲组白云岩经历了多期白云石化流体的叠加改造,保留先驱灰岩原始组构的白云岩和晶粒白云岩的成因流体为同期海水,C,O和Sr同位素组成具有对先驱灰岩具有一定的继承性;②随着埋藏深度的增加,白云石晶体结构逐渐变化,δ¹⁸O(PDB)值相应逐步负偏:微粉晶白云岩(-3.81‰)—细晶、自形白云岩(-4.34‰)—细晶、半自形白云岩(-6.10‰)—中-粗晶、它形白云岩(-7.36‰);③鞍形白云石的成因流体为大气淡水深循环至深部地层,再流经下伏地层碎屑岩地层进入布曲组中,78～64 Ma的构造热时间提供热源;④细-中晶、自形白云石胶结物、白云岩晶间孔胶结的方解石,形成于浅埋藏末期,成因流体为埋藏的同期海水,裂缝中充填方解石脉发育在鞍形白云石之后,其成因流体主要为大气淡水,且与青藏高原隆升有关。多期次白云石化流体的叠加改造及大气淡水淋滤、溶蚀,影响布曲组白云岩储层的形成与分布,并制约着白云岩储层的质量。     

四川盆地东部中二叠统茅口组热液白云岩发育模式及对储层的改造

针对四川盆地东部中二叠统茅口组异常白云岩分布,利用岩心岩石学特征描述、地化测试、地震和测井资料综合解释等方法,分析了热液白云岩化作用的识别标志和发育时间,探讨了其成因模式及对储层改造。研究结果表明:不规则白云岩分布、中-粗晶基质白云岩、早期张性裂缝和溶洞中以充填鞍形白云石和石英-鞍形白云石是主要识别标志,白云石流体包裹体均一温度(115～145℃)高于地层温度,偏负的氧同位素值[δ¹⁸O(VPDB)为-5.4‰～-7.1‰],高锶同位素比值(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr为0.707 947～0.708 458),是识别热液的主要地化指标。热液白云岩化作用主要发生在张性或扭张性断裂系统附近,其成层性受原始沉积相控制,在断裂破碎带附近灰岩地层也被热液改造。热液改造主要时期是在茅口组经历浅埋藏、抬升暴露岩溶作用和吴家坪组沉积之后的晚二叠世—中三叠世。峨眉山玄武岩喷发为热液提供了热源,断裂、沉积相和热液侵入时间等因素在时间和空间上组合,造就了热液白云岩形成的条件和不同的分布形式。热液白云岩化作用对储层的改造具有复杂性,低渗透性灰岩层热液云...     

羌塘盆地南部隆鄂尼地区布曲组鞍形白云石成因

羌塘盆地南部隆鄂尼地区中侏罗统布曲组砂糖状白云岩中发育有大量的鞍形白云石,其岩相学特征表现为正交偏光下的波状消光以及弯曲的晶面和解理,阴极发光整体呈暗红色,无明显的环带。鞍形白云石中流体包裹体均一温度主要分布于152.8～174.1℃,盐度均值（23.3% NaCl）远高于现代海水盐度,表明其形成经历了高温高盐度的演化过程。微区同位素分析显示鞍形白云石δ¹³C值介于-4.81‰～4.29‰,δ¹⁸O值为-11.2‰～-7.51‰,根据白云石-流体氧同位素分馏方程得到成岩流体δ¹⁸O （SMOW）值为5‰～11‰。综合分析认为,鞍形白云石形成于相对封闭的深埋藏环境,是热液流体调整改造作用的产物。地层水加热再循环过程中在孔隙或裂缝较为发育的部位沉淀形成鞍形白云石,高盐度的地层水可能来自沉积期古海水与埋藏期地下热卤水的混合。鞍形白云石的成因研究表明,晶粒相对较粗大的砂糖状白云岩是地表/近地表形成的白云岩重结晶作用的产物。     

川西南地区中二叠统热液白云岩特征及勘探思路

热液白云石化可形成优质白云岩储层。通过岩石矿物学观察、地球化学分析以及地震资料解释,四川盆地西南地区中二叠统栖霞组-茅口组广泛发育的砂糖状白云岩为热液白云石化成因,具有如下特征:①白云岩出现频率较高,单层厚度较大,宿主灰岩主要为生屑灰岩和生屑泥晶灰岩;②中-粗晶白云岩发育残余生屑结构,生屑溶蚀后部分被自生石英和鞍形白云石充填,孔隙类型主要为晶间孔和溶蚀孔,平均孔隙度为6 % ~10 % ;③基质白云岩包裹体均一温度明显高于白云石化作用时的地层温度,具有偏负的δ¹⁸O值、高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值以及明显的正Eu异常;④白云岩产出井附近发育基底断裂,且在对应的地震剖面上见"下凹"反射特征。在紧邻基底断裂带,热液白云石化作用强,白云岩储层厚度大,横向连续性好,适合构造圈闭勘探;在远离基底断裂带,热液白云石化作用弱,白云岩储层厚度较小,横向连续性较差,适合岩性-构造圈闭勘探。     

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。     

热液白云岩发育模式——以扎格罗斯盆地白垩系A油田为例

针对扎格罗斯盆地白垩系A油田Kometan组异常白云岩分布特征,利用岩心岩石学特征描述、裂缝统计、地震、测井资料综合解释及与其他实例对比等方法,分析了研究区热液白云岩化作用的识别标志、发育时间与范围,探讨了其成因模式及对储层的改造。热液白云化作用主要改造Kometan组和Shiranish组底部,基质灰岩被热液改造为连晶、半自形、粗晶白云石,早期张性裂缝中充填鞍形白云石和硬石膏,天青石-鞍形白云石-硬石膏为主要热液矿物组合。热液白云岩化作用主要发生在张性或扭张性断裂系统的上盘（地堑内）,具有成层性,在断裂破碎带附近的灰岩地层也被热液改造,热液活动的主要时期是生长断层活动期。热液白云岩化作用对储层的改造具有复杂性,在主断层附近由于发生过度白云岩化作用,储层质量无明显改善,而热液改造适中的层段基质孔隙度可提高。同时由于白云岩化作用提高了裂缝发育密度,进而改善了储层的渗流能力。基于对热液白云岩的这些认识,有利于研究区油藏储层建模与生产部署。     

中国南方地区灯影组白云岩储层流体溶蚀改造机制

对南方地区震旦系灯影组未遭受溶蚀改造作用的泥粉晶白云岩、遭受溶蚀改造的富含溶蚀孔隙白云岩储层(包括粗晶砂糖状白云岩)以及孔洞中充填的粗晶白云石开展了碳、氧和锶同位素以及稀土元素分析,以判别白云岩储层发育经历的流体改造作用类型、过程和机制。未溶蚀白云岩的δ¹³C、δ¹⁸O和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值平均分别为3.0‰、-3.5‰ 和0.708 779;稀土元素组成上无显著的Ce和Eu异常,属于正常的海水成因白云岩。溶蚀改造后的砂糖状白云岩的δ¹³C、δ¹⁸O和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值平均分别为1.7‰、-7.7‰ 和0.709 579,与未溶蚀改造白云岩相比具有略偏轻的碳、氧同位素组成和较高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值;稀土元素组成上,具有较高的REE含量和显著的Ce负异常,δCe平均值为0.5,表明多孔的砂糖状白云岩储层是大气降水和含油气流体溶蚀改造的产物。孔洞中充填的粗晶白云石的δ¹³C、δ¹⁸O和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值平均分别为0.3‰、-11.3‰ 和0.710 334,具有显著偏轻的碳、氧同位素组成和显著高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值;稀土元素组成上,具有显著的Eu正异常,δEu平均值为3.0,最大达到9.8,表明孔隙充填白云石是从热液流体中沉淀出来的,并受地层中有机成因流体的影响。根据所确定流体作用类型并结合构造地质演化背景,探讨了灯影组白云岩储层流体改造过程和机制。南方地区在震旦纪灯影组沉积时期发育海水台地相泥粉晶白云岩沉积,局部见藻纹层结构。震旦纪末期遭受大气降水溶蚀改造,下渗至地下深处,促使白云岩溶蚀和重结晶作用;在此后的埋藏过程中,进一步遭受含油气流体的溶蚀改造作用,最终形成富含溶蚀孔隙和沥青的中粗晶白云岩储层。埋藏过程中,受盆地深部热液的改造作用,在孔隙中形成白云石充填,使白云岩储层发生了一定程度的致密化作用。     

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。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马五段孔隙充填物类型与成因

鄂尔多斯盆地马五段主要孔隙类型为硬石膏结核溶模孔,充填矿物有方解石、粉晶白云石、粗晶白云石,以及少量的石英、硬石膏、高岭石等。方解石多为粗晶,阴极发光下为黄色,具有较低的Fe含量、中等Mn含量,明显偏负的碳、氧同位素,说明其形成于大气降水环境中。粉晶白云石多为半充填,矿物学特征与基质白云石类似,与基质白云石具有同源性,但具有两种阴极发光情况,一类为橘色,另一类与基质白云石相近,为暗红色,电子探针背散射下,可分为外边和内核两部分,内核的Fe和Mn的含量与基质白云石相近,外边具有较高的Fe和Mn含量。粉晶白云石较基质白云石碳、氧同位素偏负,这些差异反映了成岩流体的变化。粗晶白云石染色后呈蓝色,具有较高的Fe和Mn含量,较负的碳、氧同位素,其可能形成于后期的热流体活动。因此,不同类型的充填物是不同流体活动的结果。方解石形成于表生期的大气降水充填作用,与岩溶古地貌有一定的联系,多分布于流体相对充足地势相对低洼的区域;而粉晶白云石的含量则与沉积环境相关,后经历过热流体改造;粗晶白云石的形成于与裂缝相关的热流体活动。     

川南地区灯影组白云岩地球化学特征及流体来源

四川盆地灯影组白云岩是重要的优质油气储集岩,由于复杂的成岩演化和多期的构造作用,白云岩的成因一直存在争议。通过碳、氧同位素、微量元素等分析手段,对川南地区灯影组白云岩的地球化学特征及流体来源进行了研究。研究结果表明,该区白云岩主要类型为微晶、细晶-中晶以及含角砾白云岩。灯影组白云岩的δ¹³C介于0.52‰~2.06‰（均值1.42‰）,δ¹⁸O介于-11.9‰~-2.14‰（均值-9.09‰）,与同期原始碳酸盐岩δ¹³C值（4.43‰）和δ¹⁸O值（-0.62‰）相比明显偏小。结合白云岩具有高U/Th比值、低Sr值以及Eu正异常等特征,认为研究区灯影组白云岩具有埋藏白云石化特征,且在成岩后期受到了热液流体作用的改造。该区白云岩具有与海水来源白云岩相似的稀土元素配分特征以及远高于正常海水的盐度指数（Z值）,表明白云岩化流体主要来源于封存在地层中的浓缩海水。     

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。     

川中地区寒武系洗象池组白云岩Mg同位素特征与成因机制

明确成岩流体性质、沉积环境演化、富Mg流体来源、流体迁移路径等因素对揭示白云岩成因、理解白云石化过程具有重要意义。以川中地区中—上寒武统洗象池组为例,基于岩石学与沉积旋回分析及微量元素和碳、氧、镁同位素特征,系统分析了沉积-成岩环境的变迁和富Mg流体的迁移规律,探讨了洗象池组白云岩的成因。洗象池组白云石化流体主要为寒武纪的同期海水,白云石化作用发生于准同生—浅埋藏阶段。川中地区洗象池组整体为温暖、干旱亚热带气候背景下的浅水、半咸水—咸水海相沉积,白云石化类型以萨布哈白云石化和渗透回流白云石化为主。洗象池组白云岩δ²⁶Mg值变化趋势与沉积旋回存在耦合关系。当富Mg海水进行垂向迁移时,发生近源渗透回流白云石化作用,白云岩δ²⁶Mg向下逐渐增大;当富Mg海水进行侧向迁移时,发生远源渗透回流白云石化作用,白云岩δ²⁶Mg垂向上无明显变化;在蒸发局限环境中,主要发生萨布哈白云石化作用,白云岩δ²⁶Mg向下逐渐减小。洗象池组白云岩的形成主要受海平面变迁控制,低海平面时期形成薄层状白云岩,高海平面时期多种白云石化作用逐层叠加可形成大规模厚层状白云岩储层。     

川中南部下二叠统栖霞组白云岩储层特征及主控因素

针对川中南部下二叠统栖霞组台内白云岩储层特征及控储因素不清的科学问题,通过岩心观察、薄片鉴定、孔渗和地球化学测试以及测井资料等综合分析,取得以下地质认识：(1)白云岩类主要发育于栖二a、栖二b段的上部,并以晶粒化颗粒云岩和豹斑状云质灰岩或灰质云岩为主;储集空间主要为晶间(溶)孔、溶洞,辅以裂缝;晶粒云岩平均孔隙度和渗透率分别为3.16%和0.137×10^-3μm²;而豹斑状云质灰岩或灰质云岩则分别为3.4%和0.383 7×10^-3μm²,总体具有低孔低渗特点;与岩心、成像测井及生产曲线一起揭示储层主要为裂缝—孔隙型和裂缝—孔洞型2类。(2)储层主控因素分析表明,台内生屑滩沉积是储层形成的物质基础,2类白云岩均发育于向上变浅序列上部的滩相颗粒岩中;准同生期白云石化作用交代滩相颗粒岩形成的2类白云岩,提供了晶间孔和抗压骨架,δ¹³C、δ¹⁸O数据指示栖霞组准同生期白云石化可能与海水有关;向上变浅序列顶部常具有暴露面、溶洞等早成岩期暴露岩溶特征,且早期白云岩受...     

塔里木盆地塔深1井超深层白云岩储层成因新认识：来自原位碳氧同位素分析的证据

塔里木盆地超深层钻井塔深1井揭示在埋深8 408 m条件下依然具有优质白云岩储层,但储集空间的成因机制存在较大争议。在详细的岩心描述、显微岩石学观察与孔洞胶结物充填序列分析基础上,对阴极发光分析后的加厚薄片,通过原位微区取样方法分别获取基质、早期白云石胶结物和晚期白云石胶结物样品并进行碳氧同位素分析。早期白云石胶结物与白云岩基质具有相对一致的碳氧同位素分布特征,而晚期白云石胶结物δ¹³C值和δ¹⁸O值偏负。胶结物充填序列与碳氧同位素分析结果表明,不同类型白云石是多阶段白云石化作用的产物,即孔洞在白云石化作用发生的时候已经形成并随着埋深增加不断消亡。中寒武统阿瓦塔格组深灰色孔洞型白云岩储集空间的形成可能与准同生期近地表成岩事件有关。     

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)...     

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。