古岩溶演化过程及对油气储集空间的影响――以鄂尔多斯盆地奥陶系为例

岩溶作用是水对可溶性岩石的化学溶蚀和机械侵蚀与物质的迁移和再沉积的综合地质作用以及由此所产生的地质现象的统称。鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩自沉积作用开始以后,经历了沉积成岩→溶蚀破坏→溶蚀充填→溶蚀改造等漫长的多期岩溶地质作用,古岩溶形态多种多样、大小多变、组构复杂。按照古岩溶形成的条件及控制因素可以将其划分为表生期岩溶和埋藏期岩溶2大类;表生期岩溶分为同生期层间岩溶和裸露期风化壳岩溶,埋藏期岩溶分为压释水岩溶和热水岩溶。认为古岩溶的演化过程控制着孔、洞体系的发育,对油气的储集空间的形成既有建设性又有破坏性的影响。     

中扬子西部地区石龙洞组古岩溶储层控制因素分析

区内碳酸盐台地在形成、发展及消亡过程中,由于不同级次的相对海平面下降,台地沉积过程中断,出现频繁暴露并伴随溶蚀作用,在台地埋藏后还受到地下热水的溶蚀改造。区内古岩溶划分为同生期层间岩溶、裸露期古风化壳岩溶、埋藏期热水岩溶等三类。其中裸露期古风化壳岩溶表现为台地长时间的暴露及溶蚀,一般可见明显的古风化壳岩溶垂向分带。控制碳酸盐台地古岩溶发育的主要因素有古构造、全球性海平面变化、成岩作用、成岩相等因素。     

黄骅坳陷奥陶系古岩溶发育演化模式

黄骅坳陷奥陶系古岩溶经历了3个演化阶段，具有7种发育模式。第一阶段为加里东晚期——海西早期，发育向斜翼部侵蚀洼地排泄型和向斜轴部山间洼地排泄型古岩溶；第二阶段为印支期——燕山早期，发育溶丘洼地裸露型和断陷盆地浅埋藏型古岩溶；第三阶段为燕山晚期——喜马拉雅期，发育倾斜垒武断块压释水岩溶、深埋褶断凸起压释水岩溶和深大断裂带高位掀斜断块热水岩溶。3期古岩溶均强烈发育的叠合区为最有利储集层的发育区，环板桥凹陷潜山构造带为下步重点勘探的最有利目标区之一。图4参11     

麦盖提斜坡东部构造带奥陶系岩相、成岩作用带与储层成因

通过对塔里木盆地麦盖提斜坡碳酸盐岩2口区探井断裂样式、地层特征、沉积亚(微)相、成岩作用、储集体特征等详细研究,得出以下认识.鹰山组为一套开阔台地的台内滩-滩间海的沉积,蓬莱坝组为局限台地的云坪、云灰坪及粒屑滩沉积.中、下奥陶统成岩作用主要有海底胶结、早期大气淡水溶解与胶结、压实与压溶、两期表生大气水岩溶、埋藏作用和热液改造作用等.受多期构造运动影响,开放与相对封闭的成岩相带可存在于同一碳酸盐岩层段中,前者厚度小、层段多,后者厚度大,层段少.储层受多期不整合面、断裂、裂隙以及水-岩相互作用等因素的控制,有效储集体的成岩序列为海底胶结作用-压实、压溶作用-二期表生大气水岩溶作用-埋藏溶蚀及热水(液)作用等.岩溶相带储层主要发育于在断褶带顶部、褶皱翼部断裂带或断裂与高频层序界面的叠加带,是一种多期构造控制下的渗流带与落水洞叠加的岩溶模式.     

四川盆地上震旦统灯影组储集层致密化过程研究

四川盆地上震旦统灯影组是世界上最老的油气储集层之一，由于其时代老、埋藏深、成岩演化历史复杂，岩层储层物性的演化总趋势是越来越致密，因此，研究灯影组储层的致密化过程是掌握其作为优质储层形成机理和发育规律的前提，也是揭示我国西部叠合盆地海相储层演化过程和特征的有效途径。指出：震旦系灯影组在四川盆地一般厚300～1200m，主要以藻白云岩、晶粒白云岩为主，可见马鞍状白云岩，成岩后期的改造主要以准同生白云岩化为主，次为埋藏白云岩化，另具发生深埋白云石及热液白云石的条件；主要储集类型为裂缝一孔洞型，基质孔隙度较低（1％～2％）。认为四川盆地不同地区震旦系灯影组溶孔或溶洞中的充填矿物具有相似性；溶蚀作用是形成该盆地震旦系灯影组优质储层的必要条件，发育有表生岩溶、埋藏岩溶及构造（褶皱）岩溶作用；硅化作用是使震旦系灯影组致密化的重要因素，其期次多、形态多样。着重指出：灯影组晶粒白云岩致密化过程为成岩早期压实及窗格孔内亮晶胶结（孔隙约降低40％～45％）→早期硅化／重结晶作用（孔隙度变化不大）→抬升溶蚀／填充作用（或持续深埋）→（再次埋藏）压溶／重结晶（油气充注）→深埋溶蚀作用→充填及重结晶作用→构造抬升破裂／角砾化作用（或持续埋深）→淡水淋滤／硅化／去白云石化作用（或持续埋深）→充填作用；灯影组颗粒白云岩致密化过程为淡水、海水、混合水各类成岩胶结作用（少量溶蚀作用）（孔隙约降低10％～20％）→压实变形→表生岩溶→硅化作用／重结晶作用→压溶／构造岩溶／重结晶作用／深埋溶蚀／充填（油气充注）→抬升／构造破裂作用（或持续埋深）→溶蚀／硅化／充填作用。     

千米桥古潜山岩溶岩及其地球化学特征

千米桥地区古岩溶岩的形态多种多样,根据国外岩溶角砾岩的分类三角图及鄂尔多斯盆地奥陶系岩溶岩分类方案,将其划分为岩溶残积岩、岩溶塌积岩、岩溶填积岩、岩溶淀积岩、岩溶溶蚀岩、岩溶交代岩、岩溶冲积岩和岩溶张裂岩等8类。在此基础上,通过微量元素、碳氧同位素分析及矿物流体包裹体的采样分析,认为：该地区古岩溶岩的形成过程极其复杂,是多期叠加的结果;在地质历史演化过程中,古岩溶岩先后经历了裸露期的风化壳岩溶、深埋藏期的热液岩溶和压释水岩溶。     

靖边气田下古储层岩溶作用差异性分析

储层发育受沉积、成岩、构造运动等诸多因素影响。靖边气田下古气藏属古风化壳气藏,储集层主要受控于古岩溶作用。靖边气田主力气层马五段主要经历了早表生期、裸露风化期、半裸露浅埋藏期,中深埋藏器、深埋藏器五期岩溶作用,这些作用互相叠加,形成了古风化壳岩溶孔洞储集体。在这五期岩溶过程中,裸露风化期属全开放的环境,马五段地层与生物圈、大气圈二氧化碳环境直接联系,作用最为强烈,影响作用也最大。本文重点针对裸露风化期的岩溶作用特点及岩溶差异性对储层发育的影响做以阐述,旨在寻找不同小层可能的储层发育有利区。     

和田河气田碳酸盐岩储集层的岩溶作用

和田河气田是塔里木盆地最近探明的大型碳酸盐岩气田，主要储集层为奥陶系潜山灰岩和石炭系生屑灰岩，岩溶作用十分发育，根据各类岩溶发生的时间，机理和部位的研究认为，岩溶作用主要发育有三种：层间岩溶，风化壳岩溶和埋藏岩溶，层间岩溶和风化壳岩溶由大气淡水作用形成，奥陶系潜山灰岩藏岩溶由有机酸作用而成，而炭系生屑灰岩埋藏岩溶由硫酸溶蚀形成，岩溶作用主要受控于岩性，构造，古地貌和古气侯，岩溶作用可提高储集层孔隙度和渗透率。     

岩溶背景下的优质天然气储层形成机理及主控因素——以鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组马五41储层为例

根据野外地质剖面、岩心和铸体薄片观察,结合阴极发光、X-射线衍射、扫描电镜等分析,认为鄂尔多斯盆地奥陶系岩溶古地貌自西向东依次发育岩溶高地、岩溶斜坡和岩溶盆地,为优质储层的形成奠定了基础。研究区内经历了同生期层间岩溶、表生期风化岩溶和埋藏期埋藏岩溶3类古岩溶,形成了大量原生孔隙和次生孔隙,为后期成岩作用的改造提供了条件。马五₄¹储层主要发育泥粉晶白云岩、（含）硬石膏结核泥粉晶白云岩、含膏白云岩/膏质云岩、膏岩及岩溶角砾岩,主要发育溶蚀膏模孔、晶间孔、晶间溶孔与微裂缝4种储集空间,溶蚀膏模孔是最主要的储集空间。研究区优质储层发育主要受2个方面因素控制,其中:岩溶古地貌影响储层分布、物性差异、气水分布,是优质储层形成的基础;在岩溶改造后形成的孔隙系统基础上又经历了3期溶蚀作用,2种作用相互叠合是形成优质储层的关键。     

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。     

靖边潜台南部地区马家沟组储集岩的成岩作用及成岩相

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组为重要的含气层系,该文深入研究了靖边潜台南部地区马家沟组碳酸盐岩的成岩作用类型及其成岩条件,其中对储集条件最具影响的为白云石化作用、古岩溶作用和胶结交代作用;根据各成岩作用的特征及其共生序列关系,认为这套碳酸盐岩主要经历了准同生成岩、表生成岩、早成岩和中成岩4 个成岩阶段,目前已达中成岩阶段的晚期;在成岩作用及其序列组合研究的基础上,开展了成岩相组合研究,粗略划分出3 个成岩相,即表生古岩溶－早期充填胶结成岩相、表生古岩溶－埋藏古岩溶成岩相和埋藏胶结成岩相,其中表生古岩溶－埋藏古岩溶相具有最好的储集性。根据影响各成岩相分布因素的初步研究,确定了重点研究层段成岩相的平面展布,为该区的储层评价及预测提供了依据。     

四川盆地开江——梁平海槽两侧长兴组储层溶蚀分类及模式分析

四川盆地上二叠统长兴组储层明显受控于礁、滩发育程度,并非所有礁、滩均能成为有效储层。储层质量及分布是沉积、成岩作用共同控制的结果。勘探表明,白云石化及溶蚀作用是长兴组礁、滩储层发育最主要的控制因素。以往研究认为埋藏溶蚀作用是形成优质储层的关键,主要围绕与埋藏溶蚀有关的有机酸水和热液的分布及溶解能力开展研究。本次通过对开江—梁平海槽两侧21口井的岩心精细描述及岩矿分析,分析不同时期溶蚀作用的识别标志和发育特征,研究结果表明:①长兴组礁、滩体普遍经历了准同生期、早成岩期与埋藏期三个阶段的溶蚀作用。三期溶蚀作用对储层的改造作用明显,并建立溶蚀作用发育模式图。②准同生期和早成岩期溶蚀明显受控于礁、滩体沉积微相,呈现"相控"特征。其中准同生期大气淡水溶蚀多发生在礁顶滩,台缘带早、晚期礁都存在,横向上呈透镜状分布。③早成岩期近地表岩溶发生在成岩早期,晚期礁比早期礁发育,说明在礁、滩体形成后曾经有较长时间的暴露地表的岩溶过程。④埋藏期岩溶作用主要对断层附近溶蚀带有利,该期岩溶相控特征不明显,与断裂带有关,具层控叠加效应,叠加前两期溶蚀作用,使优质储层更加发育。     

靖边气田古岩溶及其控藏机制探讨

靖边气田碳酸盐岩储层次生溶蚀孔洞缝成层连片发育,古岩溶对孔洞缝的形成至关重要.利用岩心观察、薄片鉴定及多种测试资料,研究了储层古岩溶特征及其控制因素,进而探讨了古岩溶对气藏的控制机制.①靖边气田储层经历过同沉积-间歇性暴露环境下的层间岩溶、表生-大气淡水淋滤环境下的风化岩溶和埋藏-压释酸性水环境下的缝洞系岩溶等3期岩溶...     

塔中地区礁滩体风化壳岩溶及其对储集层的影响

塔中地区上奥陶统碳酸盐岩未经中-深埋藏成岩环境就直接暴露,矿物未经过完全稳定转化,因此其风化壳岩溶兼具晚成岩近地表岩溶及准同生岩溶特点：发育非组构选择性溶蚀的溶缝、大型溶洞及组构选择性溶蚀的孔洞、铸模孔、粒内溶孔。风化壳岩溶垂向上可分为表层岩溶带、垂向渗滤溶蚀带、径流溶蚀带和潜流溶蚀带,作用厚度一般小于100 m,其发育程度受礁滩体微地貌和海平面变化的控制。风化壳岩溶作用进一步扩大了早期成岩作用形成的孔洞层规模,并在顶部形成了一系列新的缝洞体,使得良里塔格组礁滩型古地貌高点及距顶100 m 范围内为优质储集层发育层位。     

鄂尔多斯盆地中、南部古岩溶发育差异性分析

鄂尔多斯盆地加里东期古岩溶作用改造的碳酸盐岩是古岩溶型气田勘探开发的有利层位,盆地中部已取得成功,盆地南部虽有优裕的碳酸盐岩,但尚未取得突破性进展。分析比较盆地中部、南部古岩溶特征,它们之间存在差异：中部溶孔发育而南部溶缝见长,且中部较南部岩溶结构明显,保存相对完整。这种差异源于碳酸盐岩物质基础及加里东期古地貌的不同：岩溶机理表明盆地中部泥微晶灰质云岩和含膏泥微晶云岩有利于溶孔的发育而盆地南部岩性条件不利,其溶孔主要发育在成岩改造的粉细晶云岩层段;盆地中部位于岩溶斜坡,风化壳易于保存,而盆地南部由于处于岩溶高地,易于形成垂直溶缝,且保存不佳。物质基础受控于沉积微相和成岩作用,有利的微地貌有赖于古地貌准确详细的刻画,因此加强盆地南部沉积微相以及成岩作用的研究,准确详细地刻画盆地南部古岩溶微地貌形态,在沉积微相和古岩溶微地貌双重有利的区域寻找突破口是盆地南部勘探开发的关键。     

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通过岩心观察、薄片鉴定、阴极发光显微镜观察、岩心CT图像分析、测井解释等手段，以揭示山东埕岛油田埕北30区块潜山油气藏下古生界碳酸盐岩储层储集空间类型、裂缝发育特征、古岩溶等为目的开展工作，得到以下认识：储层具有裂缝—孔隙复合储集空间类型，发育溶孔、溶洞、晶簇孔洞、晶间孔隙、构造缝、风化破裂缝、缝合线等。下古生界发育5个裂缝频数高值带，风化壳以下150～250 m范围内为最有利的储集层段，地层总孔隙度可达15％以上，裂缝孔隙度一般大于0.5％。碳酸盐岩古岩溶作用是控制储层发育的主要因素，它分为加里东早期同生—近地表成岩早期溶蚀作用、加里东晚期—印支期风化壳溶蚀作用、燕山期浅埋藏溶蚀作用和喜山期深埋藏溶蚀作用等四期，受其影响储层具有强烈角砾化和非均质性严重等特点。应用该成果为油气田新增石油地质储量228×104 t、溶解气地质储量4.31×108 m3。     

鄂尔多斯盆地下古生界风化壳气藏差异性

对鄂尔多斯盆地伊陕斜坡下古生界风化壳成储、成烃、成藏地质特征及分布规律研究表明,该盆地风化壳储层经历了准同生期层间岩溶、表生期风化壳岩溶及埋藏期局部热液改造,风化壳气藏气源来自上古生界、下古生界2套烃源岩生烃,其中上古生界煤系烃源岩是其主力烃源岩,伊陕斜坡风化壳气藏具有差异聚集分布的特征。靖西地区发育(常规)低渗透风化壳气藏,圈闭类型主要为岩性圈闭,储层类型以裂缝—白云石晶间(溶)孔为主,天然气以油型气为主,气藏分布不连续,有边底水,局部高产富集。靖边地区发育低渗透风化壳气藏,圈闭类型主要为古地貌—地层圈闭,储层类型以裂缝—孔洞型为主,天然气成因具有以煤成气为主,油型气为辅的混源气特征,气藏不含边底水,大面积连续分布。靖东地区发育致密风化壳气藏,圈闭类型主要为古地貌—地层圈闭,储层类型以裂缝—微孔隙为主,孔洞局部发育,天然气以煤成气为主,大面积普遍含气,但单井产能较低。气藏差异聚集主要受控于以下4个方面:(1)沉积微相是多类型储层发育的基础;(2)岩溶古地貌为风化壳储层发育创造了条件;(3)多源烃类有序聚集是天然气差异聚集的关键;(4)燕山期构造反转奠定了下古生界风化壳气藏差异分布的格局。     

明月峡构造带石炭系储集层研究

本文探讨了不同沉积古构造、古地貌对明月峡构造带石炭系储层的控制，提出了黄龙期的沉积模式为“膏湖→咸化泻湖→正常海湾海平面升降蒸发岩－碳酸盐岩沉积模式”；明确了储集空间以沉积期和同生期孔隙为主，表生期风化孔洞为次，不能称为“风化壳储层”；利用不同空隙类型有孔渗关系多曲线的特点提出了储层有效下限确定及分类的新方法；提明月峡石炭系的成藏机制为“晚期多圈闭各自独立成藏机制”；首次计算了明月峡12口井的地下裂缝渗透率。     

塔里木盆地雅克拉断凸及周缘前中生界白云岩储层成因与勘探潜力

钻井岩心、薄片观察和物性资料分析表明,塔北雅克拉断凸及周缘地区前中生界白云岩至少发育3种类型的白云岩储层:风化壳岩溶型、暴露浅滩型和埋藏岩溶型。风化壳岩溶型储层主要受控于古潜山形态,是本区勘探最主要的储层类型;暴露浅滩型储层主要受沉积微相控制,台内滩环境、早期大气淡水淋滤及埋藏成岩环境有机酸的溶蚀是这类储层形成的关键因素;埋藏岩溶型储层主要受埋藏期流体和成岩环境控制。本区白云岩储层形成具有多期次、多类型地质作用的特征,有利的古构造位置和原始沉积相带、建设性成岩作用(白云化作用、溶蚀作用)和断裂及裂缝的发育是白云岩储层形成的关键要素,上覆盖层特别是舒善河组的发育程度是本区白云岩储层油气成藏的关键因素。     

裂缝对塔中奥陶系碳酸盐岩储集层岩溶发育的控制

碳酸盐岩储集层主要受沉积、成岩、构造及岩溶的控制,非均质性极强,其中裂缝对碳酸盐岩储集层的改造至关重要。通过对岩心、成像测井溶蚀孔洞识别和裂缝统计,对比不同裂缝发育强度、不同产状裂缝与岩溶发育之间的关系,发现溶蚀孔洞与裂缝密切共生,不整合面下的高角度裂缝对风化壳岩溶的发育具有重要的促进作用,而低角度裂缝与埋藏期岩溶作用有很好的对应关系。这为利用不同产状的裂缝发育特征进行岩溶-裂缝型储集层的评价与预测提供了新途径。