柴北缘九龙山地区侏罗系砂岩中碳酸盐胶结物特征及意义

综合运用岩石学、矿物学和地球化学等方法,对柴达木盆地北缘中段九龙山地区侏罗系砂岩中碳酸盐胶结物的成岩温度、形成环境和物质来源等进行了系统研究。结果表明,九龙山地区侏罗系砂岩中存在4种自生的碳酸盐胶结物类型:方解石、含铁方解石、白云石和铁白云石。测定其碳同位素(δ¹³C)值分布范围在-15.1‰～-1.3‰之间,平均值为-6.01‰;氧同位素(δ¹⁸O)值分布范围在-17.8‰～-11.2‰之间,平均值为-15.06‰,推算古盐度(Z)值分布范围为87.71～117.77,平均值为107.5。说明九龙山地区侏罗系砂岩在成岩阶段早期有少量有机碳的加入,且成岩流体主要是来自碎屑析水和大气中的淋滤淡水。碳酸盐胶结物的形成温度在78.5～126.55℃之间,平均值为105.86℃。根据成岩特征及形成温度说明侏罗系砂岩的埋藏深度应该大于2 500m,结合目前侏罗系的埋藏深度在1 600m左右,说明九龙山地区侏罗系砂岩在成岩过程中早期被深埋藏后,又经历了后期构造运动的强烈改造,被抬升1 000m左右。      

柴达木盆地北缘马北地区碳酸盐胶结物特征及意义

综合运用岩石学、矿物学和地球化学等方法,对柴达木盆地北缘西段马海凸起北部下干柴沟组下段砂岩储层中碳酸盐胶结物的形成环境和物质来源进行了系统研究.结果表明,该区下干柴沟组下段砂岩储层中存在2种方解石胶结物类型,即它形泥晶方解石胶结物和半自形微晶方解石胶结物;其碳同位素值分布范围在-7.1‰～-3.3‰,平均为-4.9‰;氧同位素值分布范围在-11.3‰～-9.6‰,平均为-10.3‰;古盐度Z值分布范围为107.0～115.6,平均为112.1.说明研究区储层砂岩中方解石胶结物的形成与早成岩阶段的有机质脱羧基作用有关,有少量有机碳的加入,成岩流体主要是来自碎屑和大气中的淋滤淡水.     

鄂尔多斯盆地西南部上古生界致密砂岩中碳酸盐胶结物特征及成因

在盆地内部钻井岩心与盆地西南缘野外露头观察基础上,综合运用薄片鉴定、扫描电镜、电子探针、微区碳氧同位素、流体包裹体均一温度与激光拉曼成分分析,开展了鄂尔多斯盆地西南部上古生界盒8段致密砂岩储层中碳酸盐胶结的成因机制研究。结果显示,盒8段致密砂岩储层中存在4期碳酸盐胶结：①同生成岩阶段碳酸盐胶结物形成于烃类充注之前,直接从碳酸盐过饱和的沉积水中析出;②早成岩阶段B期和中成岩阶段A期的碳酸盐胶结物与烃源岩中生烃、排烃提供的有机碳源有关;③盆地抬升阶段形成的碳酸盐胶结物受到大气降水等无机碳源的影响。盆地西南缘盒8段储层中的烃类充注始于烃源岩演化早期（80 ℃左右）,在早成岩阶段B期就形成了规模较大的有机碳源成因的碳酸盐胶结物;盆地内部规模较大的烃类充注发生在烃源岩成熟之后（120 ℃左右）,有机碳源成因的碳酸盐胶结物主要形成于中成岩阶段A期。     

冷湖地区上干柴沟组储层碳酸盐胶结物特征及地质意义

综合运用岩石学、矿物学及碳氧同位素等理论,对冷湖地区上干柴沟组储层的碳酸盐胶结类型、形成机理及其对储层物性的影响进行了研究。结果表明:上干柴沟组发育两期碳酸盐胶结物,成岩早期碳酸盐胶结物大多是孔隙流体中碳酸钙达到过饱和形成的,沉淀时温度较低,δ13C、δ18O值大,自形程度较好,多以微晶或泥晶团块似"连晶式"胶结于粒间孔隙中,该胶结物在一定程度上增强了岩石骨架颗粒固结和抗压实能力,且是后期有机酸的主要溶蚀对象,对储层物性起到促进作用;成岩中—晚期碳酸盐胶结物主要来自有机酸脱酸作用相关的碳酸盐,δ13C值、δ18O值小,沉淀时温度较高,多以分散式形态出现在粒间孔隙中,该胶结物形成时间较晚,往往位于粒间孔隙和部分溶蚀孔隙中,对储层物性起到破坏作用。     

渤中坳陷古近系中、深部碎屑岩储层碳酸盐胶结物分布特征及成因机制

碳酸盐胶结物是渤中坳陷古近系砂岩储层中最重要的胶结物.薄片分析表明,中、深部储层中碳酸盐胶结物主要为菱铁矿、白云石、方解石、铁白云石、铁方解石.统计显示,随着层位和深度加深,碳酸盐含量逐渐增加,含量突增段主要发生在东营组;碳酸盐含量超过10%,对储层物性影响较大.由薄片分析及碳、氧同位素分析可知,菱铁矿多以孔隙充填和颗粒环边方式产出,主要形成于同生到早成岩早期;方解石主要以粒状或呈连生胶结方式产出,方解石相对含量与δ¹⁸O值呈明显的负相关关系,说明大部分方解石形成较晚;铁方解石主要以粒状产出,以铁方解石为主的样品对应着较低的δ¹⁸O值,且沉淀温度高;白云石主要以斑块状充填粒间孔隙,其相对含量与δ¹⁸O值呈明显正相关性,且沉淀温度较低、形成较早;铁白云石主要以分散的粒状产出,其相对含量与δ¹⁸O值呈明显的正相关关系,且沉淀温度相对较低.     

延长组砂岩中碳酸盐胶结物氧碳同位素组成特征

碳酸盐胶结物中氧碳同位素组成研究有助于阐明成岩过程中流体-岩石相互作用的机理。为此，综合运用岩石学、矿物学和地球化学方法，对鄂尔多斯盆地三叠系延长组砂岩中普遍存在的不同期次碳酸盐胶结物的成因机理和物质来源进行了系统研究。结果表明，研究区早期碳酸盐胶结物主要为方解石，其碳同位素值相对较重，为-0.3‰～-0.1‰，氧同位素值较轻，分布范围为-22.1‰～-19.5‰，与碱性湖水中碳酸钙发生过饱和沉淀有关。铁方解石的碳同位素值相对较轻，为-8.02‰～-3.23‰，氧同位素值也较轻，分布范围为-22.9‰～-19.7‰，它的形成明显与早成岩阶段晚期-晚成岩阶段早期的有机质脱羧基作用有关，属于成岩阶段中晚期产物，可以作为指示烃类在油气储层中正在发生显著运移的标型自生矿物。晚期铁白云石的碳同位素值相对较重，为-1.92‰～-0.84‰，氧同位素值变化较大，分布范围为-20.5‰～-12.6‰，它的形成与晚成岩阶段中晚期形成的碱性成岩环境及古代海相碳酸盐岩岩屑提供的碳有关。     

准噶尔盆地南缘安集海河组砂岩碳酸盐胶结物特征

准噶尔盆地南缘古近系安集海河组砂岩普遍存在碳酸盐胶结作用,是导致储层物性变差的重要因素.利用镜下观察、碳氧同位素分析等方法,在分析碳酸盐胶结物岩石学特征的基础上,探讨了碳酸盐胶结物形成环境、时期及其对储层物性的影响.安集海河组砂岩碳酸盐胶结物主要为含铁方解石,形成于成岩晚期.受有机质演化及其流体运移的影响,δ13 CPDB值大多为-10‰～-3‰,δ18OPDB值多为-15‰～-10‰.古盐度计算结果表明碳酸盐胶结物形成于淡水环境;大部分方解石为晚期较高温度下形成的.有机酸溶蚀形成的次生孔隙发育带对应于δ13 CPDB值负偏移的井段.碳酸盐胶结物充填粒间孔隙,使储层的有效孔隙度大大降低.     

塔里木油气区砂岩储集层碳酸盐胶结物的同位素组成与成因分析

塔里木油气区的砂岩储集层中,以胶结物形式存在的方解石相当普遍,并直接影响砂岩储集性能。应用同位素示踪原理探讨砂岩储集层中碳酸盐胶结物的来源及形成机理十分必要。根据碎屑岩油气藏在塔里木盆地分布特点,选择了７个主要含油气区块及含油层系的砂岩样品,进行了碳酸盐胶结物碳、氧稳定同位素分析。认为：部分志留系、石炭系以及二叠系、泥盆系的砂岩碳酸盐胶结物为“成岩碳酸盐”,其形成与油气无关。侏罗系、三叠系和石炭系的大部分砂岩碳酸盐胶结物同位素组成显示其成因为与有机质有关的碳酸盐,即有机质在热催化作用下产生了烃类与ＣＯ２,这时的ＣＯ２与油气一道进入储集层,并与Ｃａ２＋结合,以碳酸盐胶结物的形式沉淀。由此可以判断与油气有关的砂岩储集层及分布地区。东河塘石炭系砂岩中碳酸盐胶结物的同位素特征显示出,该套砂岩经过了抬升－浅埋受大气淡水淋滤,又再次埋深的埋藏历程,这是该区形成优质储集层的一个主要因素。图２参５（邹冬平摘     

砂岩储集层中碳酸盐胶结物特征——以鄂尔多斯盆地中南部延长组为例

自生碳酸盐矿物是鄂尔多斯盆地中南部延长组砂岩储集层中最重要的胶结物,其主要类型有方解石、铁方解石、白云石和铁白云石,在不同层位上分布类型有较大差别,总体含量随地层深度增加而递减。偏光显微镜及SEM研究表明,该区碳酸盐胶结物主要呈充填粒间孔隙、交代矿物以及泥微晶环边赋存。碳、氧同位素分析揭示各种类型自生碳酸盐胶结物具有多期次、长时间的沉淀过程,其沉淀温度范围也存在较大差异。该区碳酸盐胶结物的物质来源主要有海洋碳酸盐岩岩屑的后期溶解、蒙脱石的伊利石化、相邻泥岩的压释流体以及长石和暗色亚稳定矿物的溶解等。由于碳酸盐胶结物较大规模地堵塞了孔隙,在个别部位形成了分割储集层的致密钙质层,且缺乏后期溶解作用,使其成为延长组储集层致密超低渗的一个重要因素。图7表2参36     

东营凹陷超压顶封层及其附近砂岩中碳酸盐胶结物的成因

东营凹陷超压顶界面埋深2.200～2.800 m,在深部超压流体影响下,超压顶封层及其附近砂岩中碳酸盐矿化作用发育,碳酸盐含量一般在15%～40%。对53块砂岩样品共101个碳酸盐胶结物原位微区电子探针成分数据进行数理统计后发现,碳酸盐矿物主要可分为准同生白云石、方解石与铁白云石3种类型,综合X-衍射、阴极发光等判断其成岩序列为准同生白云石→方解石→铁白云石。根据碳酸盐胶结物成岩流体包裹体观测结果,超压顶封层及其附近砂岩中碳酸盐胶结物的沉淀伴随着超压流体环境,最小古压力系数为1.29～1.62,且沉淀温度明显高于背景温度值,指示与超压热流体侵入有关。结合前人研究成果认为,方解石、铁白云石胶结物的沉淀可能分别与东营组沉积末期、明化镇组沉积以来的超压流体活动有关;同时利用氧同位素地质温度计对上述认识进行了检验,其结果与实际观测值也较为吻合。方解石胶结物的沉淀温度90～120℃,其超压流体的δ¹⁸O_SMOW 值为零,方解石胶结物的δ¹⁸O_PDB 值为-16.86‰～-12.29‰;铁白云石胶结物的沉淀温度约110～135℃,其超压流体的δ¹⁸O_SMOW 值为0.25‰,铁白云石胶结物的δ¹⁸O_PDB 值介于−12.20‰～−10.20‰。晚成岩阶段碳酸盐胶结物的碳同位素值具有正漂移现象,δ¹³C_PDB 值介于−0.9‰～+3.58‰,说明其主要来源于沙四段湖相碳酸盐岩的溶解-再沉淀作用,有机酸的参与显得相对次要,或者是由于羧酸分子内碳同位素分馏作用的影响。     

酒西盆地砂岩储层碳酸盐胶结物分布及碳、氧稳定同位素富集特征

碳酸盐胶结物是酒西盆地石油沟油田古近系白杨河群间泉子组（N₁b₁）M油组砂岩储层中最重要的自生矿物,其含量及分布是储层定量评价的主要参数。通过矿物学、岩石学和地球化学测试分析认为,该区碳酸盐胶结物主要以方解石为主,少量白云石胶结物,胶结物分布范围为2.11%~56.39%,平均为12.93%。碳酸盐胶结物以基底式、孔隙式结构为主,部分斑点状、环边状。研究表明,不同微相砂体中碳酸盐胶结物相对含量明显不同,其中沙坝微相含量最高,平均为14.6%,河心滩微相含量最低,平均为8.09％,而滞留沉积微相含量居中,平均为7.73％。碳、氧稳定同位素分析表明,δ¹⁸O（PDB）值为-11.14‰~-3.25‰,δ¹³C（PDB）值为-7.32‰~-0.42‰,显示了该区碳酸盐胶结物来自淡水—微咸水环境,与溶解—沉积作用相关。δ¹³C、δ¹⁸O 值呈现由深部到浅部逐渐变小、变轻的趋势,说明由深到浅大气淡水影响逐渐增强,水体盐度减小,成岩温度逐渐增高。研究还发现,碳酸盐胶结物δ¹⁸O、δ¹³C值的分异与油气富集程度具较好的分区性,油浸—含油级砂岩碳酸盐胶结物富集δ¹³C,油斑—油迹级砂岩缺少δ¹⁸O同位素,荧光级砂岩胶结物同时缺少δ¹⁸O和δ¹³C同位素。     

柴达木盆地北缘西段古近纪以来沉积模式研究

通过对柴达木盆地北缘（简称“柴北缘”）西段古近系和新近系的沉积序列、岩心特征、薄片特征、测 井资料及录井资料的分析,结合野外露头考察,对该区的沉积模式进行了系统研究。结果表明：古近系和 新近系发育以砾岩、砂岩和泥岩为主的碎屑岩沉积,且沉积体系以辫状河-辫状河三角洲平原-辫状河 三角洲前缘-滨浅湖沉积为主;古近系的岩性变化较大,主要为砾岩,具有正旋回特征,说明古近纪时期 为一水进过程;新近系地层发育以粗碎屑岩和细碎屑岩不等厚为主的交互沉积,水动力条件变化频繁。通 过进一步的研究认为,古近纪以后的柴北缘由于降水量（或气候）的周期性变化,形成了湖盆周缘粗碎屑 岩和细碎屑岩不等厚交互沉积,即在盆地边缘有泥岩发育,并且在靠近盆地的沉积中心也有中-细砂岩 的发育,这种粗碎屑岩和细碎屑岩的交互沉积层容易形成较好的储盖组合,有利于构造-岩性油气藏的形 成。沉积模式研究清楚地展示了柴北缘地区古近纪以来的沉积演化规律,为该区下一步的油气勘探提供 了可靠的地质依据。     

柴达木盆地北缘富氦天然气分布与成藏模式

近年来柴达木盆地北缘(柴北缘)发现了较好的氦气资源前景,其中马北、东坪气田、团鱼山、全吉山及尖北等地区发现较高氦含量的富氦天然气(氦气含量为0.013%～1.14%,平均含量为0.33%)。综合前人研究资料系统梳理了柴北缘地区富氦天然气的组分特征、分布特征、成因特征及成藏条件,提出了柴北缘地区的氦气成藏模式。研究该地区富氦天然气的横向及纵向分布特征得出：在横向上,柴北缘地区全吉山煤田平均氦气含量最高(1.074%),其次是团鱼山煤田(0.678%),之后依次是东坪(0.28%)、马北(0.261%)、尖北(0.24%)、牛东(0.015%)气田;在纵向上,古近系路乐河组(E1+2)和侏罗系(J)2套层位平均氦含量最高,分别为0.61%和0.43%,能够作为主要的氦气勘探开发层系。此外,柴北缘地区天然气中的氦气主要富集在埋深3 000 m以内的中浅层。根据同位素研究得到柴北缘地区氦气主要为壳源氦成因,是基底的元古宇—奥陶系花岗岩、变质岩系及铀矿等放射性矿物通过U、Th放射性衰变产生,以断裂为运移通道伴随着地下水和天然气在自生自储型和连续运移型2种成藏模式下聚集成藏,其中自生自储型运移成藏...     

柴北缘冷湖—马仙地区古近系—新近系成岩作用特征

运用岩心、铸体薄片、扫描电镜和化验资料等,系统研究了柴达木盆地北缘冷湖—马仙地区古近系—新近系成岩作用特征及其对储层物性的影响。研究表明,柴北缘冷湖—马仙地区古近系—新近系储集砂岩主要为岩屑长石砂岩、长石砂岩和长石岩屑砂岩。主要成岩作用为压实作用、胶结作用和溶蚀作用。压实作用以机械压实为主;胶结作用主要为碳酸盐胶结、硫酸盐胶结、石英次生加大和黏土矿物胶结;溶蚀作用主要为碳酸盐岩和碎屑颗粒的溶蚀。压实作用和胶结作用是原生孔隙减少以及储层物性变差的主要原因。碎屑颗粒和胶结物的溶蚀是次生孔隙形成的主要原因。     

柴达木盆地北缘马西气藏储集层研究

柴达木盆地北缘马西气藏古近系渐新统下干柴沟组下段储集层,形成于辫状河三角洲沉积环境,储集层岩石类型主要为细粒砂岩、中粒砂岩和粉砂岩。砂岩以岩屑长石砂岩为主,其次为长石岩屑砂岩。碎屑岩颗粒分选性中等—好,胶结类型以接触—孔隙式为主,接触关系以点接触为主。砂岩储集孔隙类型以原生粒间孔为主,属于大孔隙,以粗喉道为主。储集层孔隙度平均为25.21%,渗透率平均为963.52×10^-3 μm²,综合评价为高孔高渗的好储集层。     

柴达木盆地北缘构造运动学解析

以地质—地球物理资料和柴达木盆地北缘构造几何学特征为基础,采用盆地反演模拟与宏观分析相结合的方法,系统解析了柴达木盆地北缘的构造运动学特征。研究表明,柴达木盆地北缘在中、新生代时期经历了水平伸展、水平挤压和垂直差异升降等几种运动型式。水平伸展运动主要集中在J1-J2,其NE-SW伸展强度西强东弱,最大伸展率和伸展速率分别达1.9%和19.48m/Ma·km。水平挤压运动可以划分为E3、N2和Q三个主要"挤压事件"并控制着新生代盆地形成和演化,盆地NE-SW的压缩强度具有由西向东递减的特点。垂直差异升降运动具有"幕式"渐进特点,J1、E3、N2和Q为主要沉降期,其中尤以N2的沉降速率最大(182m/Ma),E3的沉降速率次之(38m/Ma),J3-K和E1早期为抬升剥蚀期。柴达木盆地北缘的中、新生代沉降作用具有明显的自西向东迁移规律:J1期以西部坳陷沉降为主,E3期以中部坳陷沉降为主,N2期以东部坳陷沉降为主。     

柴达木盆地北缘侏罗系沉积环境演变及其石油地质意义

柴达木盆地北缘(柴北缘)东段大煤沟剖面侏罗系沉积层序发育完整。下侏罗统岩性以细砾岩、细—粉砂岩与炭质泥岩和页岩的不等厚互层为特征,其中大煤沟组一、二段与辫状河三角洲平原相关的湖沼相炭质泥页岩较发育,多含叶肢介、双壳类和植物等静水环境生物化石,沉积环境为辫状河三角洲—滨浅湖体系;由3个中期基准面升降旋回构成1个长期旋回。中侏罗统厚层河流—冲积相砂砾岩较发育,化石面貌以介形虫和植物为主,沉积环境为扇三角洲—滨浅湖体系,中上部发育较深湖相沉积;由9个中期基准面升降旋回构成1个长期旋回。不同时期和地区的化石与岩相分布特征反映侏罗纪沉积中心由西向东迁移。构造活动和气候是沉积环境的主要影响因素,但前者起重要的控制作用。早侏罗世潮湿气候下的辫状河三角洲平原为柴北缘提供了重要的生烃母质,但中侏罗世中晚期半干旱气候更有利于形成高品质的烃源岩。图5表1参18     

柴达木盆地北缘西段古近系路乐河组沉积相特征研究

对柴达木盆地北缘西段古近系路乐河组沉积相进行了分析,共识别出冲积扇、扇三角洲、辫状河、辫状河三角洲与湖泊等5种沉积相类型,并对其各自的沉积特征进行了详细研究。岩相古地理研究表明,柴北缘西段发育2种主要的沉积体系组合类型．西北的冷湖-潜西地区为冲积扇-扇三角洲-湖泊沉积体系组合,东南部马海-南八仙地区则为冲积扇-辫状河-辫状河三角洲-湖泊沉积体系组合。     

柴北缘鱼卡-九龙山地区侏罗系储层特征分析

运用岩心、铸体薄片、扫描电镜和分析化验等资料,系统研究了柴达木盆地北缘鱼卡-九龙山地区侏罗系储层孔隙结构特征,并对其储层发育的控制因素进行了分析。结果表明：研究区侏罗系储层储集空间为原生粒间孔、溶蚀孔和少量裂缝,其中,溶蚀孔占较大比重,对改善该区储层物性具有重要的作用;成岩作用对储层的储集性能影响较大,成岩作用强度,特别是胶结作用和溶蚀作用的发育程度对鱼卡-九龙山地区侏罗系储层物性影响较大。