碳酸盐岩缝洞系统研究现状与展望

碳酸盐岩地层因裂缝和岩溶的发育,可成为优质储层,塔河4号油田即为典型实例.根据裂缝分布模式、产状、规模、充填、连通、成因等因素,可将裂缝划分为不同类型.按裂缝切割关系、充填成分、充填期次、测井响应特征与构造应力场的不同可对裂缝进行期次划分.岩性、岩层厚度、断裂作用、构造应力场、局部构造、地层负荷与岩溶作用是控制裂缝发育的主要因素.古岩溶作用主要包括沉积岩溶、风化壳岩溶、缝洞系岩溶等几大类.古岩溶在演化过程中经历了同沉积期、风化壳期、埋藏期、后生变化期等.从形态上可将岩溶分为溶痕、溶穴、溶隙和洞穴,在垂向上可划分为地表岩溶带、渗流岩溶带和潜流岩溶带.气候、岩性、构造及水文、地貌等因素则控制着古岩溶的发育.缝洞系统的研究应包括3个层次,即通过露头与岩芯来研究缝洞的产状、组系、发育、成因、充填及分布;通过钻录井、测井、地震、裂缝测井等资料来识别裂缝及分布、发育规律;通过地震、测井、构造应力场模拟等对缝洞进行预测.今后,缝洞系统的研究应以完善和提高已有的技术方法、加强新技术方法的应用、寻求更有效的理论与技术方法和各种方法的综合运用为重点和方向.     

塔河油田S80单元缝洞体分布规律及发育模式

S80单元是横跨塔河油田六区、七区的重要油气开发区块,采用石油地质学、沉积学与构造地质学交叉思路与方法,研究了S80单元缝洞体分布规律及发育模式。以岩溶缝洞体的形成原因及构造形态为依据,将研究区缝洞划分为落水洞、干流洞、支流洞和末梢洞4种类型。4种类型缝洞在表层岩溶带最为发育,落水洞沿构造低部位、斜坡带呈串珠状分布;渗流岩溶带发育一小部分末梢洞,连通程度受限;径流岩溶带以干流洞为主,干流洞主要沿平行或近平行于地层方向发育,在纵向上叠置分布。表层岩溶发育段分布范围广,且多表现为顺层发育;深部缝洞体条带特征明显,具暗河特征,与断裂的关系密切。S80单元内缝洞体发育与构造裂缝发育关系密切,其表层岩溶带内缝洞体发育受构造作用产生的高角度裂缝、网状缝及压溶缝控制。在S80单元经历的4次重要构造变形过程中,加里东中期,海西早、晚期的褶皱和断裂作用对该区裂缝的产生和走向及后期溶蚀作用发育方向具有控制作用。据此,将S80单元内缝洞体发育模式划分为沉积成岩期、构造挤压期、抬升溶蚀期、溶蚀扩大及回流充填期4个阶段。     

大牛地气田奥陶系风化壳气藏裂缝发育特征及影响因素

大牛地气田下古生界奥陶系风化壳气藏属于特低孔低渗地层-岩性圈闭隐蔽气藏。受构造、风化淋滤和化学溶蚀作用,马五5及以上地层普遍发育裂缝,且裂缝发育程度对天然气富集高产有重要影响。通过对区内20口井钻井取心、薄片观察、岩石力学实验以及测井分析,明确了裂缝的三种成因类型、四种裂缝产状和裂缝参数、裂缝岩性分布及充填特征。同时,结合区域构造、古地貌研究成果,分析储集层裂缝发育的影响因素。结果表明,裂缝发育受多重因素综合影响,其中尤以岩层厚度、构造变形强度以及岩溶古地貌影响明显。     

塔河油田4区奥陶系碳酸盐岩古岩溶特征

碳酸盐受到后期成岩作用和构造改造作用的控制,沉积环境对其储层发育只是具有一定的影响,甚至很多碳酸盐岩储层的发育与沉积环境没有直接关系,尤其是年代较老、以裂缝为主的裂缝型储层或古岩溶作用形成的缝洞型储层等。在沉积岩石学特征研究的基础上,分析了古岩溶特征及成岩作用,将阿克库勒凸起古岩溶作用期次划分为暴露区淡水岩溶作用、浅埋藏混合水岩溶作用和深埋藏期岩溶作用三个阶段,对塔河油田4区奥陶系开阔台地相碳酸盐岩风化壳缝洞型储层的研究起到积极的作用。     

塔里木盆地玛扎塔格构造带奥陶系岩溶缝洞体发育特征

塔里木盆地玛扎塔格构造带奥陶系风化壳基质孔渗差,以次生缝洞体储层为主,非均质性强,缝洞体的分布特征对海相碳酸盐岩储层评价具有重要影响。通过岩心观察并结合测井资料分析,认为该区发育多期岩溶与裂缝。岩溶作用影响深度达400m,单井岩溶孔洞层为3～5层,单层厚10～50m。渗流带岩溶孔洞较发育,潜流带岩溶孔洞欠发育,岩溶强度较小,层段内岩溶孔洞断续分布。洞穴规模较小,机械充填严重。通过构造研究与古地貌恢复建立了研究区岩溶发育模式,和田河气田位于岩溶缓坡—洼地区,岩溶洞穴较少且多充填砂泥;而南部大面积风化壳是3期岩溶作用的叠加区,位于汇流溶蚀的岩溶斜坡区,有利于储层的发育与保存,是缝洞型油气藏勘探的有利方向。     

JZS油田潜山裂缝储层形成机制及分布预测

依据岩石化学指标和微观特征,JZS潜山纵向上自上而下化学风化程度相应地可划分为风化、半风化和未风化3个级别,以岩心观察、岩石薄片鉴定和成像测井等资料为基础,结合生产测井资料,认为JZS潜山由表及里也可分为风化壳、半风化壳和基岩3个带,与化学风化级别相对应;潜山储层储集空间主要为半风化壳的构造缝及风化壳的溶蚀缝;裂缝储层发育受岩性、构造运动及风化溶蚀作用等因素综合控制,主控因素是构造运动。按断裂期次及倾角大小,JZS潜山构造缝可划分为4类,即早期半充填-充填水平缝、早期半充填-充填垂直缝、晚期半充填碎裂缝和晚期开启倾斜缝应用原油包裹体检测技求确定JZS潜山主要有敏裂缝为晚期开启倾斜缝和半充填碎裂缝。通过岩心和成像测测井资料标定,建立了JZS潜山常规测井资料识别有敏裂缝的标准并重构有效裂缝识别曲线利用重构曲线,进行裂缝储层反演及分布预测。该方法预测结果与其他地球物理方法预测结果吻合较好,为开发井部署提供了地质依据。     

塔河油田奥陶系岩溶分带及缝洞结构特征

塔河油田是中国发现的储量最大的碳酸盐岩油田,其岩溶储层埋藏深度大、储集空间复杂。通过古今岩溶地质考察,查明了塔北隆起奥陶系岩溶层序中古地貌与岩溶分带及缝洞系统;通过不同岩溶带缝洞成因分析,提出表层岩溶带由地表河、落水洞等缝洞组成,渗流岩溶带缝洞由驻水洞和渗流井组成,径流岩溶带缝洞由厅堂洞、干流洞、支流洞和末梢洞组成;通过岩溶期地表河与地下河沉积、埋藏期垮塌、钙华及热液化学充填作用分析,查明了岩溶缝洞充填特征与缝洞单元的形成。研究结果表明,缝洞系统是由流水溶蚀碳酸盐岩所形成,其始于岩溶高地或岩溶斜坡的落水洞,终于岩溶洼地地下河出水口;一旦缝洞系统部分地被地下河沉积、垮塌和化学充填后,可以形成一个或多个缝洞单元。通过缝洞结构和充填特征分析,认为岩溶期古地貌、潜水面升降和埋藏期的断层活动控制了缝洞单元的形成。研究综合利用地震、测井和地质资料建立缝洞类型和充填物类型识别方法,统一了不同成因类型缝洞的描述术语,为油田开发地质模型的建立提供了详尽的依据。     

川中地区雷口坡组风化壳岩溶作用研究

通过考察川中地区8条优选的野外地质剖面,搞清雷口坡组顶面岩性特征、溶蚀孔缝发育情况、风化壳发育层位及发育厚度等。地层分析表明:川中雷口坡组地面露头岩性包括白云岩、溶塌角砾岩以及石灰岩;溶蚀孔洞发育,以半充填或未充填为主;在65m左右的岩溶作用深度范围内,岩溶作用改善了地层的岩性、孔隙空间、储渗性能,可形成良好的古风化壳储层。该认识对研究深埋于地下的雷口坡组顶部风化壳储层具有重要的借鉴意义,可为川中地区雷口坡组风化壳储层进一步的勘探开发提供地质依据。     

塔中地区奥陶系碳酸盐岩储层测井评价研究

缝洞型碳酸盐岩储层评价是西部新区油气勘探需要解决的难题。针对塔中地区K1区块碳酸盐岩储层特点，探讨利用能谱测井和常规测井资料的综合信息对地层进行划分和储层对比，提出了以能谱测量比值的组合交会为基础的测井特征比值参数法来研究碳酸盐岩地层的沉积特性，确定了油区奥陶系碳酸盐岩风化面及其风化壳的深度和厚度，指出能谱铀相对含量远大于钍／铀比的地方为岩溶、裂缝发育的淋滤相带（岩溶淋滤带），应在此带内寻找岩溶储层；建立了奥陶系测井地层划分模式，认为上奥陶统良里塔格组泥灰地层沉积稳定，为区域标志层，风化壳岩溶作用导致鹰山组广泛发育岩溶，是塔中的主要油气聚集层位。利用试油资料，进行交会图分析，开展储层标准研究，建立了常规测井资料的3级分类标准。在缝洞型储层处理的基础上，结合成像测井进行储层重新评价，经过K1区块5口井的实测验证，认为采用上述多参数综合解释方法来划分地层和评价储层是可行的。     

塔中Ⅰ号断裂带奥陶系灰岩裂缝特征探讨

塔里木盆地塔中Ⅰ号断裂带奥陶系灰岩储层发育不规则的、复杂的裂缝系统,并以发育高角度的张剪性微-小缝为特征,非构造成因缝包括溶蚀缝和成岩缝,构造缝可分为方解石充填的高角度大-中缝、“X”型剪切缝和水平缝.根据裂缝的充填特征与切割关系可划分为具有不同特征的四期成因裂缝,结合测井新技术分析发现有效缝的走向多与塔中Ⅰ号断裂带近于垂直,而被方解石充填的无效缝多与之呈低角度相交.综合分析表明裂缝的有效性受控于现代区域应力场以及长期继承性的古构造应力格局等,而裂缝的发育程度与局部构造曲率的关系不明显,沿塔中Ⅰ号断裂带奥陶系碳酸盐岩寻找裂缝型油气藏是一重要勘探领域.     

塔河奥陶系岩溶古暗河充填特征研究

塔河油田岩溶古暗河系统形成于古风化壳的内幕,受古潜水面控制,是潜流带形成演化的结果。岩溶古暗河的结构类型呈多样性,几何特征存在较大差异。在后续海侵掩覆和埋藏下,容易被晚期沉积物填实,或陆续发生塌陷,很少能完整保存下来。充填物类型和结构不清楚等问题的存在,造成古暗河的储集体分布特征认识不清,一直制约着古暗河油藏的开发。在岩心、常规测井、成像测井和钻录井资料综合分析的基础上,将奥陶系洞穴充填物可以分为4种充填相:搬运型岩相、垮塌型岩相、化学充填相及渗流充填相四种充填相。在单井充填相识别的基础上,共识别出顶部未充填型、多期方解石充填型和多期砂泥质充填型等3种纵向充填结构,指出响应的潜力储层段,为后续的精细开发提供地质依据。     

歧口凹陷北大港构造带奥陶系潜山储层特征、主控因素及发育模式

奥陶系碳酸盐岩潜山是歧口凹陷重要的油气勘探对象,由于其储层的非均质性强,勘探进展缓慢。在分析宏观构造背景、钻井、录井、常规测井、成像测井、试油和地震等资料的基础上,明确了北大港构造带奥陶系潜山的储层特征和储层主控因素,提出了多期次岩溶发育模式。北大港构造带潜山储层的岩性主要为白云岩和膏溶角砾岩,储集空间以溶洞、粒间溶孔、晶间孔和裂缝为主,储层发育主要受控于岩性组合,以及晚加里东期-早海西期、印支期-燕山期和喜马拉雅期3期古岩溶的综合改造。基于恢复的岩溶古地貌、试油表现、溶洞充填物和构造背景,建立了3期古岩溶改造模式,即晚加里东期-早海西期的准平原化岩溶残丘-斜坡-洼地改造模式、印支期-燕山期总体岩溶斜坡背景下的次级残丘-洼地模式、喜马拉雅期的断裂岩溶改造模式。其中,晚加里东期-早海西期是北大港构造带最重要的储层改造阶段,印支期-燕山期古岩溶储层的改造作用仅在千米桥潜山带较明显,而喜马拉雅期的古岩溶改造仅发育于古近系凹陷的边界断裂带,改造了晚加里东期-早海西期的古岩溶地层。     

塔中Ⅰ号断裂带O_(2 3)灰岩储层裂缝特征

塔中Ⅰ号断裂带O2 3 灰岩储层裂缝可分为构造裂缝和非构造裂缝两大类。根据裂缝交切关系、方解石包裹体均一温度和岩石Kaiser实验结果 ,认为O2 3 灰岩遭受 3次构造运动 ,形成了相应的 3期构造裂缝。晚加里东 -早海西期 ,在静压力作用下 ,沿O2 3 灰岩层面形成平行层面的成岩裂缝 ,之后 ,在NE -SW向构造力作用下 ,产生一系列垂直层面的共轭剪切缝、高角度缝合线以及随应力积聚而形成的纵张、横张缝等 ,此期裂缝均为方解石充填 ;晚海西期 ,构造运动将前期裂缝扩大 ,并产生新的剪切裂缝 ,后期相对宁静 ,裂缝被半透明状方解石充填 ;喜山期再次受到构造运动影响 ,形成了规模不大、方向性好、基本未被充填的直立构造剪切缝 ,对油气的运聚有重要作用。     

华北克拉通南缘长城系裂谷特征与油气地质条件

华北克拉通广泛发育中-新元古界,其中又以长城系分布最为广泛。以华北克拉通南缘长城系为研究对象,通过同位素年代学及岩石学综合分析,认为熊耳裂谷为响应于Columbia超大陆裂解的地幔柱裂谷。地震资料显示被显生宇覆盖的鄂尔多斯盆地南部及沁水盆地均发育长城系裂谷,分别为大型箕状断陷型裂谷和地堑型裂谷。航磁资料揭示熊耳裂谷以西发育NE向裂谷,沁水盆地裂谷属于熊耳裂谷北支的延伸。长城系裂谷的充填过程可分为4个阶段：裂陷早期发育巨厚安山质火山岩,裂陷晚期发育大套粗碎屑沉积岩,坳陷期发育细粒沉积岩,陆表海期开始沉积碳酸盐岩。坳陷期崔庄组和陈家涧组发育暗色泥岩,其中崔庄组黑色页岩为有效烃源岩。洛峪口组白云岩裂缝中可见沥青充填,龙家园组见溶蚀孔及大型溶洞。中-下寒武统泥质砂岩、泥质灰岩可作为有效的盖层,与下伏崔庄组烃源岩、洛峪群储集层构成长城系潜在成藏组合,该组合现今仍可能有效。     

塔河油田12区奥陶系油藏溶洞充填机理及挖潜方向

塔河油田12区奥陶系油藏溶洞普遍发育,但受暗河沉积物和后期剥蚀改造作用的影响,溶洞充填比例高达33%,对完井段的选取和完井方式的制定带来极大的困难。为提高充填溶洞预测水平、深化充填机理认识、明确充填溶洞挖潜方向,以12区36口井的钻井、测井和录井资料为基础,综合应用岩溶地质识别、地震属性提取、地震反射特征对比、古地貌恢复等方法,对充填溶洞展开全面研究。结果表明：12区奥陶系发育暗河沉积型、地表河凸岸堆积型、敞口充填型和垮塌充填型等4种溶洞充填类型;存在粉砂岩、泥岩、垮塌角砾岩和方解石等4种溶洞充填物。同时,建立了3种充填溶洞地震预测方法：地震反射特征对比法、奥陶系中-下统顶面形态对比法、古地貌恢复法,并提出了3个挖潜方向：充填溶洞段内挖潜、充填溶洞段间挖潜和充填溶洞井间挖潜。     

鄂尔多斯盆地奥陶系风化壳岩溶储层研究

鄂尔多斯盆地在奥陶系顶部发育大面积的风化壳岩溶储层.不整合面、溶蚀孔洞缝、岩溶地貌是其区别于其它储层的特殊标志.复杂多变的溶蚀孔、洞、缝及其组合,构成了风化壳岩溶储层的储集空间.该类储层受岩性、沉积相带、古地貌形态、成岩作用改造等因素控制.     

中国东北油气区晚侏罗世—早白垩世断陷油气成藏特征

晚侏罗世—早白垩世,中国东北部进入环太平洋构造域大陆边缘构造演化阶段,发育一系列呈雁行排列的走滑拉分裂陷盆地,具有以下油气成藏特征:①继承性深断陷及多期叠加型断陷烃源岩厚度大、品质优、热演化充分,油气保存条件好,油气资源丰度较高;②走滑拉分断陷的一个突出特点是烃源条件由深断槽向两侧迅速变差,因此,高生烃丰度的深断槽控制油气富集;③发育控凹走滑断裂带、深洼槽周边、斜坡区坡折带、断陷周边隆起带等四类复式油气聚集带;④由于构造分割性强,沉积体系规模小,油气资源丰度中等—较低,使其发育数量众多的中小型油气田;⑤由于热演化程度差异大,母岩类型多样,加之多期多次成藏,油藏、油气藏、气藏常共存;⑥由于晚侏罗世—早白垩世断陷后,又经历了多次构造运动,从而发生了多期多次成藏,由于各区块油气成藏条件的差异,使各区块原生、次生油气藏比例存在明显差异。据此认为,今后只要根据该区走滑拉分裂陷盆地的油气成藏特征,开展区块和目的层优选和针对性勘探,还将有较大的储量增长。     

松辽盆地南部断陷层油气勘探领域

松辽盆地南部地区发育多个富含油气的断陷和凹陷,十屋断陷和长岭断(凹)陷是其中富含油气的地质单元,已发现了一批中小型油气田。研究认为该区发育断陷层和坳陷层2套含油气系统,断陷层油气藏包括火山岩油气藏、地层不整合油气藏、陡坡岩性油气藏和基岩潜山变质岩油气藏等,主要受有效火山岩储层和有效低孔渗碎屑岩储层发育情况控制,与构造复合分别形成火山岩储层构造油气藏和低渗透砂岩储层构造油气藏;坳陷层油气藏受三角洲前缘相砂体层布控制,在有利的构造背景下形成构造—岩性油气藏。研究认为,松辽盆地南部断陷层勘探领域包括:①火山岩油气藏,②地层不整合油气藏,③陡坡岩性油气藏,④基岩潜山变质岩油气藏。