塔里木盆地柯坪地区寒武系微生物白云岩特征、成因及意义

生物礁(丘)碳酸盐岩是重要的油气储层.塔里木盆地关于生物礁的报道主要集中在奥陶系,而在寒武系中却少有发现.通过柯坪地区上寒武统丘里塔格下亚群中的叠层石白云岩和凝块石(礁)白云岩的野外产出特征和微观结构构造分析,认为凝块石白云岩主要形成于潮下带水动力条件较强的沉积环境,而叠层石白云岩则形成于潮坪-潮间水动力相对稳定的沉积环境.叠层石白云岩中发育纳米级球形颗粒及其组成的哑铃状、链状结构,并发育管状-片状结构.上述特殊的结构在成分上均为白云石,与微生物培养实验中沉淀的白云石在形态上基本一致,说明微生物调制作用是研究区寒武系白云岩重要的成因模式之一.丘里塔格下亚群中未见任何蒸发岩和黄铁矿,说明叠层石白云岩形成流体盐度未达到沉淀石膏的临界点,白云石沉淀流体中含有SO₄^2-,并且未发生明显的细菌硫还原作用.因此,前人提出的SO₄^2-抑制白云石沉淀的作用可能被夸大,结合白云岩成因研究新进展,认为白云石成因机理研究应更多考虑Mg²⁺的水合作用.此外,对叠层石白云岩和凝块石白云岩的储集特征初步研究发现,其有可能成为天然气的潜在储层,值得引起重视.     

塔北地区寒武系白云岩特征与成因研究

塔北地区横跨塔北隆起和库车坳陷南缘,是塔里木盆地最大油气富集区之一。该区寒武系台地相沉积厚达1 000 m,是重要的勘探目的层,其中白云岩厚度大、类型多、分布广,发育优质储层,是主要勘探对象。通过塔北地区寒武系钻井岩心和柯坪露头区寒武系白云岩岩石学及同位素、稀土元素地球化学对比分析,结合流体包裹体测温学研究,认为塔北地区寒武系白云岩具有泥微晶到细—中晶和粗晶等多种结构类型,其形成除准同生白云岩化和埋藏白云岩化作用外,还存在构造—热液白云岩化作用,后者受断裂—裂隙、不整合及热流体作用控制,常形成鞍形白云石和多种热液矿物共生组合,是优质白云岩储层形成的重要成岩作用。塔北地区受多旋回构造演化、成岩演化的控制,古隆起遭受多期剥蚀,寒武系白云岩与中生界形成角度不整合,发育强烈的风化壳岩溶作用;同时深大断裂形成通道,使得深部流体对白云岩进行溶蚀改造,形成不同成因类型叠加的复合型的优质白云岩储层。      

塔里木盆地东部寒武系沉积特征及优质白云岩储层成因

英东2井、米兰1井在塔里木盆地东部寒武系发现的优质白云岩储层是目前在该区下古生界勘探中发现的最有利储集层,该优质白云岩储层主要发育于碳酸盐浅缓坡沉积。通过碳氧同位素、白云石包裹体均一温度和白云石有序度测定及分析后指出,塔东地区优质白云岩储层属于早期回流渗透白云岩化后又叠加高温热液白云岩化形成;在该地区的2种主要成因模式中(渗透回流白云岩化和高温热液白云岩化),高温热液白云岩化模式对优质白云岩储层的形成起决定作用。     

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。     

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。     

塔里木盆地寒武系热液白云石化作用探讨

塔里木盆地多期次、多类型、多因素控制的断层和裂缝,为地下热液流动、循环提供了空间和通道,因此,在寻找热液成因的白云岩优质储层时,应优先考虑断层附近白云岩储层的识别。同时要依据上覆岩层的封堵性,确定白云石化热液横向运移的区域,为寻找断层—岩性复合圈闭提供线索。     

塔里木盆地寒武-奥陶系白云岩成因及分布规律

塔里木盆地寒武-奥陶系发育的白云岩主要有4种成因,分别对应萨布哈、渗透回流、埋藏、热液等4种白云石化模式,根据岩石学和地球化学特征可以较好地识别出这4种白云岩。综合分析古地理、古气候等背景资料,总结了塔里木盆地不同成因白云岩在垂向及平面上的分布规律：萨布哈白云岩和渗透回流白云岩的发育受沉积相控制,主要发育于中下寒武统;埋藏白云岩的发育受成岩相控制,物性好的台缘、台内礁滩体及有裂缝沟通构成的开放体系最容易先发生埋藏白云石化作用;热液白云岩主要发育在具有上覆隔挡层的不整合面之下地层及大断裂发育带附近。     

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。     

塔东地区米兰1井寒武系白云岩成因及其对储层的影响

白云岩储层展布是塔里木盆地塔东地区深层白云岩油气藏勘探的关键问题。为认识塔里木盆地塔东低凸起米兰地区寒武系白云岩,选取典型井米兰1井,在岩心和镜下薄片观测的基础上,对各种类型的白云岩进行了稀土元素地球化学特征测试。结果表明,各类白云岩稀土元素含量均较低,且随着晶粒增大,总质量分数减小;不同类型白云岩的δEu异常显著不同,泥微晶、细晶、中晶和粗晶白云岩的δEu分别介于0.97～1.08,0.77～1.05,0.80～3.23,0.81～2.23;大部分样品δCe负异常,介于0.86～1.02。所有样品稀土元素PAAS配分模式分为3种类型,即δEu负异常型、δEu正异常型和δEu无异常型。在白云石化过程中,蒸发泵机制是米兰1井寒武系白云岩的基础成因,第一种白云岩后期还受到埋藏环境的影响,第二种后期还受到热液环境改造,第三种形成于回流渗透机制。白云岩储层的形成受多种条件的控制,其中有利的沉积环境是储层形成的先决条件,大规模白云石化是储层形成的基石,裂缝体系对储层有多重影响,而溶蚀作用是储层形成的关键。     

英买力地区寒武-奥陶系白云岩储集层勘探潜力

通过对岩心薄片观察及多参数实验分析,认为塔里木盆地英买力地区丘里塔格组和蓬莱坝组白云岩的形成属于埋藏成因,岩性以细-中晶白云岩及颗粒白云岩为主,其他为泥粉晶白云岩和角砾白云岩,地球化学指标独特。结合古构造及成岩-孔隙演化史分析,埋藏白云岩化和埋藏岩溶作用是英买力地区丘里塔格组和蓬莱坝组白云岩储集层发育的主要成因机理。英买1-2三维地震工区油源充足,储盖层和输导条件好,气藏勘探潜力巨大。     

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。     

塔里木盆地巴楚-塔中地区寒武系盐下白云岩储层成岩作用及物性特征

塔里木盆地巴楚-塔中地区盐下白云岩有效储层空间非均质性较强,储层分布不仅受颗粒滩、生物礁等高能沉积相带影响,成岩改造作用成岩改造作用也相当显著。通过对巴楚-塔中地区井下样品的显微观测、地化分析及测井资料配套解释,详细刻画了盐下白云岩特征,进一步认识了成岩改造过程及其对白云岩储集体的制约机制。结果表明,下寒武统盐下白云岩主要为泥粉晶白云岩、颗粒云岩、微生物白云岩和细晶白云岩,储集体主体呈现出早期经历过大气淡水成岩改造作用,中期孔隙度保持,晚期储集物性进一步改善的演化趋势;盐下白云岩优质储层是适中白云石化作用、上覆膏盐岩层对下伏层段的遮挡作用,以及后期热流体溶蚀改造作用共同叠加的结果;构造-热流体对储层的改造在垂向上分为5个成岩作用带,即热流体矿物发育带、热流体角砾化作用带、裂缝发育带、溶蚀作用带和热流体白云石胶结带,其中溶蚀作用带对储层建设作用最强,其次为裂缝发育带。     

塔中地区深层寒武系盐下白云岩储层特征及主控因素

塔中地区东部深层寒武系盐下白云岩勘探取得重大发现,但针对该层系白云岩储层的研究尚属空白。利用钻井、岩心、薄片、扫描电镜、测井及三维地震资料,对塔中寒武系盐下白云岩产层的储层类型、特征、主控因素及展布规律开展探索性研究,认为塔中寒武系盐下白云岩主要发育颗粒滩相白云岩储层和潮坪相膏云岩储层。颗粒滩相白云岩储层主要发育在下寒武统肖尔布拉克组以及中寒武统沙依里克组上段,岩性以台内藻砂屑滩相颗粒白云岩、藻白云岩及粉细晶白云岩为主,明显受岩相控制,形成于准同生期,并受后期层间岩溶作用改造优化。潮坪相膏云岩储层主要发育在中寒武统阿瓦塔格组及沙依里克组下段,岩性以含膏云岩、泥粉晶云岩、膏云质角砾岩为主,明显受岩相及裂缝控制,形成于准同生期,并受后期有机酸溶蚀作用形成微孔型储层。目前而言,下寒武统肖尔布拉克组台内藻砂屑滩相颗粒白云岩储层是最现实的勘探领域。     

塔里木和四川盆地白云岩规模优质储层形成与发育控制因素

通过对塔里木和四川盆地典型实例的对比,基于白云石化作用与孔隙形成机制和期次的分析,梳理了白云岩规模优质储层发育控制因素,提出了准同生期白云石化作用是储层规模化发育的关键;溶蚀作用是提升白云岩储层质量的必要条件;规模优质储层发育的前提在于白云石化作用和溶蚀作用发生的耦合关系.提出3种有利于规模优质白云岩储层发育的地质过程...     

塔里木盆地下古生界白云岩储层油气勘探前景

综合研究表明,塔里木盆地下古生界白云岩储层的形成是多期次、多类型地质作用的综合结果,有利的原始沉积相带、多期白云岩化作用、多种类型的溶蚀作用、断裂作用及其伴生裂缝是该类储层形成的关键。其中溶蚀作用包括深埋条件下白云石的自身溶解、多期供烃携带的有机酸溶蚀作用、岩浆热液溶蚀作用、硫酸盐热化学还原反应所产生酸性流体的溶蚀作用、层序界面和不整合面岩溶作用等。白云岩储层综合评价及油气成藏条件系统分析表明,塔里木盆地寒武系—下奥陶统白云岩储层非常发育,且具备较好的成藏条件,其中有效盖层及后期较为稳定的构造环境是油气成藏的关键。英买力—雅克拉地区、塔中主垒带和玛扎塔格构造带的白云岩潜山储层、阿克库勒和塔中地区的下奥陶统—上寒武统白云岩内幕储层以及塔中和巴楚地区的中寒武统盐下白云岩储层是下一步勘探的3个重要领域。     

塔里木盆地下古生界白云岩储层油气勘探前景

综合研究表明,塔里木盆地下古生界白云岩储层的形成是多期次、多类型地质作用的综合结果,有利的原始沉积相带、多期白云岩化作用、多种类型的溶蚀作用、断裂作用及其伴生裂缝是该类储层形成的关键。其中溶蚀作用包括深埋条件下白云石的自身溶解、多期供烃携带的有机酸溶蚀作用、岩浆热液溶蚀作用、硫酸盐热化学还原反应所产生酸性流体的溶蚀作用、层序界面和不整合面岩溶作用等。白云岩储层综合评价及油气成藏条件系统分析表明,塔里木盆地寒武系—下奥陶统白云岩储层非常发育,且具备较好的成藏条件,其中有效盖层及后期较为稳定的构造环境是油气成藏的关键。英买力—雅克拉地区、塔中主垒带和玛扎塔格构造带的白云岩潜山储层、阿克库勒和塔中地区的下奥陶统—上寒武统白云岩内幕储层以及塔中和巴楚地区的中寒武统盐下白云岩储层是下一步勘探的3个重要领域。     

塔里木盆地早、中寒武世古地理与沉积演化

基于二维地震剖面精细解释,结合最新钻井地质资料分析,在构造控沉积的指导思想下,对塔里木盆地早、中寒武世岩相古地理及沉积演化进行研究。塔里木盆地早寒武世构造古地理整体呈现“中间高、南北低”的隆-坳格局,巴楚隆起-塔中隆起东部一带发育近东西向展布的同沉积古隆起,往北和往西南方向由隆起向坳陷逐渐过渡。早寒武世玉尔吐斯组沉积期塔里木盆地为以深水陆棚为主的缓坡沉积,由中央古隆起向南北两侧依次发育潮坪相、斜坡相和深水盆地相;早寒武世肖尔布拉克组沉积期塔里木盆地为具有一定台地性质的碳酸盐岩缓坡沉积,由中央古隆起向南北两侧依次发育内缓坡、中缓坡、外缓坡和盆地相,外缓坡在地震资料上可见典型前积反射特征,反映为远端变陡的缓坡。研究证实了塔里木盆地早寒武世中央古陆的存在,并初步厘定了早寒武世玉尔吐斯组和肖尔布拉克组沉积期古陆及相应的沉积相带展布。通过构造-沉积演化分析,首次明确了塔里木盆地早寒武世并没有形成真正意义上的碳酸盐台地,而是受整体上南北分异的隆-坳构造格局控制的缓坡沉积模式,至中寒武世中西部大台地才逐渐形成。