碳酸盐岩深埋藏溶蚀成岩过程的实验模拟研究

选择乙酸溶液为介质，对白云岩、云灰岩和膏斑云岩进行了不同温压条件下 的溶蚀实验，，以获得的大量实验分析结果为基础，探讨了埋藏条件下碳酸盐岩的溶蚀机理，以及温压、岩石的组成和水介质性质等因素对碳酸盐岩溶蚀作用的影响。研究了膏斑云岩中ＣａＳＯ４的溶蚀习性，以及深埋藏条件下大量溶解状态ＣａＳＯ４的存在对白云溶解所产生的显著抑制作用，实验证实了深埋藏环境对白云溶蚀、孔隙的形成与保有利，因而提出在碳酸直 地     

塔里木盆地深层碳酸盐岩储层主控因素探讨

塔里木盆地碳酸盐岩储层具有时代老、埋藏深、类型多以及成因复杂的特点。通过分析岩溶型、礁滩型、白云岩型、裂缝型储层特征与成因机理,探讨储层非均质性的控制因素。认为有利沉积相是优质储层发育的物质基础,层序界面控制早期孔隙的形成,古隆起及构造运动控制岩溶型、礁滩型储层的发育及保存,埋藏溶蚀作用对储层的后期改造是形成优质储层的关键。在分析控制因素的基础上,进一步指出岩溶型储层主要受构造抬升、古地貌与古水文体系的控制,礁滩型储层受控于台地边缘高能相带,白云岩储层主要发育在不整合面之下,裂缝储层是多期构谴运动的产物。结合宏观地质背景,认为岩溶裂缝型储层、礁滩相储层、内幕白云岩储层是塔里木盆地有利勘探领域。     

深层-超深层碳酸盐岩储层精细地质建模技术进展与攻关方向

深层-超深层碳酸盐岩油气是业界普遍关注的热点和重点领域。如何精准刻画深层-超深层碳酸盐岩储集体空间展布及储集参数分布特征,是高效勘探开发面临的重大技术问题。在对储层地质分析、测井评价、地震预测、地质建模等相关技术发展现状分析的基础上,针对深层-超深层碳酸盐岩储层研究面临资料少、品质差、精度低,加之储层非均质性强等难题,深入开展了深层碳酸盐岩优质储层发育机理与分布规律研究,研发集成了深层碳酸盐岩储层描述与建模的关键技术系列,包括：(1)多尺度、多属性深层碳酸盐岩储层知识库构建技术;(2)地质分析新技术——从宏观到微观的储层地质观测分析技术,储层微区原位沉积、成岩环境定性-定量分析技术,储层发育机理与过程实验和数值模拟分析技术;(3)深层碳酸盐岩储层测井解释新技术——基于全域测井仿真的储层类型识别与参数定量评价技术,基于机器学习的沉积微相识别技术;(4)深层碳酸盐岩储层地震预测新技术——深层碳酸盐岩地震岩石物理建模技术,岩石物理引导的机器学习储层参数预测与不确定性评价技术;(5)深层碳酸盐岩地质建模新技术——多点地质统计学新算法,地质过程模拟技术,人工智能地质建模技术。分别建立了面控、断控...     

深层—超深层碳酸盐岩储层形成机理新进展

深层—超深层碳酸盐岩领域是否存在规模有效储层长期存在争议。随着一批规模大、产量高的深层—超深层碳酸盐岩油气藏的发现,结束了是否存在有效储层的争议,但深层—超深层优质规模性储层的形成、保持机理又成为新的关注焦点。通过对普光气田上二叠统长兴组和下三叠统飞仙关组深层优质碳酸盐岩储层进行研究,提出了沉积—成岩环境控制早期孔隙发育、构造—压力耦合控制裂缝与溶蚀、流体—岩石相互作用控制深部溶蚀与孔隙保存的"三元控储"成因模式。随着勘探的推进和研究的深入,相继在塔里木盆地和四川盆地又发现了一些新类型储层。研究结果表明,四川盆地雷口坡组微生物岩储层与早期沉积组构密切相关,与鲕滩、生物礁等高能环境控制的储层有一定差异;塔里木盆地顺北地区存在多期活动的走滑断裂,在其影响下形成了断控洞穴、裂缝及沿缝溶蚀的断控储集体,与裂缝-孔隙型储层差别明显;塔里木盆地顺南4井发现了一套以缝洞和石英晶间孔为主要储集空间的热液硅化碳酸盐岩储层,其成因与大气淡水、有机酸、TSR等已发现的成岩流体溶蚀作用无明显关系。这些新类型储层的成因机理与"三元控储"成因模式的核心思想契合,但其现象与经典实例存在一定差异。这些新发现拓展了"三元控储"成因模式的内涵。     

塔里木盆地顺南地区深层碳酸盐岩热液溶蚀及其油气勘探意义——以顺南蓬1井为例

为揭示深层碳酸盐岩储层的成因机理,对塔里木盆地顺南地区蓬1井进行了研究。顺南蓬1井取心段揭示,在埋深超过7 500 m的碳酸盐岩中发育有大量的裂缝和溶蚀孔洞,基于详细的岩心观察和描述发现这些溶蚀孔洞主要分布在取心段下部上寒武统白云岩中,而在取心段上部下奥陶统碳酸盐岩中很少。溶蚀孔洞的直径随埋藏深度的增加逐渐增大,表明这些孔洞是由来源于深部的热流体而非大气淡水下渗溶蚀形成的。各成岩矿物(白云岩、方解石)与宿主围岩具有相似的碳同位素值和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值,说明成岩流体与原始碳酸盐岩发生了强烈的水—岩反应,主要继承了原始封存的孔隙水的地球化学特征。但是,明显偏负的氧同位素值(平均-13.26‰)表明它们形成于较高温度的成岩流体中,这一推论也得到了流体包裹体显微测温的证实,表明白云岩的重结晶和随后方解石的沉淀都与断裂相关的深部热流体密切相关。此外,全直径CT扫描揭示,裂缝可以明显改善热液白云石化作用形成的白云岩的储集性能,尤其是渗透率,至少提高一个数量级,即从0.02×10^-3 μm²提高至0.39×10^-3 μm²。鉴于塔深1井及古城地区具有相似的情况,塔里木盆地深层—超深层碳酸盐岩可能广泛发育热液相关的白云岩储层。因此,在塔里木盆地及其他地区未来的油气勘探中,热液改造型相关的白云岩储层值得重点关注。     

海相碳酸盐岩优质储层形成机理与分布预测

针对碳酸盐岩储层具有易溶蚀、易充填和成因、演化复杂的特点,以塔里木盆地寒武系-奥陶系、川东北二叠系-三叠系为主要对象,开展了环境描述、形成机理、发育模式和分布预测的研究,取得了以下三方面的认识。①不同条件下碳酸盐岩溶蚀能力对比实验表明,不同岩性、岩石结构、流体介质、添加物加入在开放与封闭状态下,碳酸盐岩溶蚀行为差异很大,但基本上遵循碳酸盐岩溶解—沉淀的"溶蚀窗"规律。②碳酸盐岩储层总体上受控于环境与地质作用过程两大条件。通过对不同类型储集体"五因素"(构造、地层、岩相、流体、时间)的剖析,表明不同地区和层系的储层分别具有各自特有的成因特点、主控因素和分布规律。③海相碳酸盐岩储层预测面临复杂地表—构造、埋深大、形态复杂、非均质性强等不利条件,通过"以岩石物理分析为基础,提高地震资料处理技术水平,利用井—震结合,厘清不同类型碳酸盐岩储层地质特征和地球物理响应特征,建立碳酸盐岩储层的地球物理响应模式,分析其非线性特征,揭示储层内部的不连续性、不规则性,定量计算储层物性和含油气性"技术路线的实施,可以有效预测优质碳酸盐岩储层的空间分布。     

含泥碳酸盐岩埋藏条件下溶蚀作用的实验模拟

通过实验模拟埋藏条件下含泥碳酸盐岩的溶蚀过程,分析了粘土矿物的富集程度和赋存状态。实验结果显示,随着压力和温度的增加,粘土矿物含量是一个先增加后降低的过程,在80~160℃时达到极值。而粘土矿物的赋存状态从主要分布于裂缝中到包裹状再到残余于裂缝之中。溶蚀率大致随着温度和压力的增加而增加,实验中在160℃、48MPa条件下获得了最高的溶蚀率。碳酸盐岩泥质含量的差异对溶蚀率影响并不是十分明显,粘土矿物的赋存状态似乎更为重要。随着溶蚀作用的继续,粘土矿物对溶蚀作用有一定的影响,在80~120℃时,粘土矿物减缓了溶蚀率增加的速度,但是温压继续增加时,这种影响又有所减弱。     

川西北部泥盆系观雾山组超深层碳酸盐岩储层特征及形成机制

近期川西北部泥盆系ST3、ST10井相继获气,展示出区内泥盆系观雾山组具有较大的勘探潜力.但目前对观雾山组储层特征和成因认识不清,为进一步推动川西北部泥盆系观雾山组超深层海相碳酸盐岩勘探进程,以野外露头和岩心为研究对象,通过开展岩心观察、薄片鉴定、微量元素测试及同位素研究等方法对储层特征及形成机制进行研究.结果 表明,...     

深层-超深层优质碳酸盐岩储层形成控制因素

基于对前期工作的总结与前人研究工作的调研,提出了构造、层序、岩相、流体、时间五因素控储的概念模型。①构造对深层优质储层的影响可分为原型和变形两个方面,原型体现在构造对沉积格局的控制,构造变形如古隆起的形成演化、褶皱断裂的发育、裂缝组合等为后期的成岩改造提供了新的宏观背景,热体制以及新的流体的介入会建立全新的地质流体-岩石相互作用环境;②地层层序的结构与样式提供了储层发育与分布的宏观环境,较高级次的层序界面主要控制了规模性的岩溶型储层的形成,较低级次的层序界面与台缘、台内礁滩相储层发育分布关系密切,也是层间岩溶流体运移的通道;③岩相包括沉积相和成岩相,是后期流体改造的基础,也是储层最终赋存的场所,原始岩石矿物和结构可改造性的差异影响着储层的发育;④流体作用始终贯穿在碳酸盐岩建造与改造过程中,开放的地质流体环境形成储集空间,封闭的地质流体环境保持储集空间;⑤时间是指碳酸盐岩地层从沉积到成岩改造并最终定型的全过程,涉及上述4种要素各种地质作用的持续过程和相互之间的配置关系。构造-层序-岩相-流体-时间五种因素息息相关、相互制约,五要素在碳酸盐岩储层形成和保持过程中分别发挥着不同的、同时又是不可分割的作用。一般来说,优质的规模性碳酸盐岩储层是多种因素联合和多期复合作用的结果。     

南堡凹陷下古生界碳酸盐岩储层溶解动力学的试验模拟

为了比较南堡凹陷下古生界碳酸盐岩地层的溶蚀差异,寻找良好的储集空间,通过高温高压下碳酸盐岩与乙酸介质反应的溶解动力学试验,揭示碳酸盐岩储层的埋藏溶蚀特征。结果表明,溶解速率较快的为冶里组竹叶状灰岩、马家沟组生屑灰岩,其次为凤山组细晶白云岩和张夏组砂屑灰岩,溶解速率最慢的为马家沟组泥粒灰岩。张夏组鲕粒灰岩、俯君山组白云岩随温度变化比较为显著,特别是在高温高压下,其溶解速率快速增大。引起溶蚀差异的原因,除温压外,主要为岩石结构和化学成分,特别是MgCO3和硅铝酸盐杂质含量。由此推测,南堡凹陷冶里组、张夏组、凤山组以及马家沟组生屑灰岩段可能具有良好的储集性能;俯君山组经过深埋溶蚀改造作用后,储集空间可能比较发育。     

碳酸盐岩埋藏溶蚀研究进展

流体活动对储层的影响包括建设性作用和破坏性作用。近地表岩溶形成的溶洞和裂缝型碳酸盐岩已经是公认的有效储集层,而埋藏成岩阶段的流体活动对碳酸盐岩储集层次生溶蚀空间的贡献大小以及规模问题,学术界仍存在2种不同认识。在调研国内外文献资料的基础上,文中综述了埋藏成岩阶段溶蚀性流体类型,总结了埋藏溶蚀作用的岩相学和地球化学标志,评述了2种观点和主控因素,强调了碳酸盐岩埋藏溶蚀作用的地区差异性和对先存疏导体系的依赖性,并完善了碳酸盐岩埋藏岩溶模式。建议从寻找区域埋藏溶蚀演化的主控因素入手,同时考虑埋藏成岩阶段流体对储集层的溶蚀作用和阻塞作用。指出埋藏溶蚀定量计算是碳酸盐岩埋藏溶蚀次生孔隙领域亟待解决的问题。     

碳酸盐岩溶蚀规律与孔隙演化实验研究

通过流体在岩石内部孔隙中运移与反应的实验方式,开展0.2%乙酸与4种类型碳酸盐岩的溶蚀实验,对溶蚀作用的控制因素及溶蚀效应进行研究。结果显示碳酸盐岩溶蚀量与温度呈反比、与压力成正比,且温度效应大于压力效应,因此浅埋藏低温环境是碳酸盐岩规模溶孔形成的有利条件。定量对比溶蚀前后孔隙体积和渗透率的变化,以及岩石内部孔隙演化,指出孔隙结构明显控制碳酸盐岩溶蚀效应和溶孔演化。孔隙型白云岩的孔隙分布具均质性,经历溶蚀后,孔隙体积和渗透率相应增加,且增加的是基质孔隙,储集空间类型保持为孔隙型;孔隙型灰岩由于初始孔隙和组构非均质性强,溶蚀导致孔隙体积和渗透率增加均较显著,但增加的是裂缝型孔隙,储集空间类型演化为缝洞型;溶蚀对裂缝-孔隙型白云岩和裂缝型灰岩的渗透率改善显著,渗透率增加2~3个数量级,且主要增加沿溶缝发育的孔(洞),储集空间类型演化为缝洞型。     

济阳坳陷湖相碳酸盐岩沉积主控因素

随着济阳坳陷勘探成熟度的提高,尤其页岩油气勘探热潮的兴起,作为页岩油气“甜点”的湖相碳酸盐岩已受到勘探家关注.为了准确地预测湖相碳酸盐岩储层,利用4 000多口探井的地质录井、分析化验以及测井、地震等资料,分析了影响济阳坳陷湖相碳酸盐岩沉积的控制因素.研究结果表明,研究区湖相碳酸盐岩沉积主要受古气候、古碳酸盐岩、古构造活动和大型砂砾岩扇体4个因素控制.干旱气候是盆地演化历史上碳酸盐岩阶段性发育的首要条件;盆缘周缘古碳酸盐岩提供物质基础,是湖相碳酸盐岩沉积的重要控制因素;古构造活动是影响碳酸盐岩沉积的主要控制因素,不同级别的断层对碳酸盐岩控制作用不同;大型砂砾岩扇体的形成抑制了碳酸盐岩沉积.     

中国碳酸盐岩大气田硫化氢分布特征及成因

具有工业价值的硫化氢气藏可为硫磺产品提供重要资源。对中国目前发现的8个碳酸盐岩大气田中硫化氢气体的含量特征分析表明,含硫化氢气藏主要分布在三叠系,在二叠系、石炭系、奥陶系、寒武系和震旦系也有不同程度的分布。硫化氢含量较高的气田和层位普遍发育硫酸盐岩,这是控制天然气藏硫化氢含量的关键因素,温度和时间也是重要的影响因素。中国碳酸盐岩大气田中的硫化氢是由硫酸盐还原和烃类裂解生成的。     

塔河油田奥陶系碳酸盐岩储层测井识别与评价

塔河油田奥陶系油藏属于多期构造和岩溶作用形成的岩溶缝洞型碳酸盐岩油藏,主要的储集空间是溶蚀的孔、洞、缝,具低孔、各向异性强、非均质性强三大特点,储层的测井识别与评价与砂岩油藏有很大的差别.以岩心标定为基础,总结了成像测井可识别的主要储层类型.在此基础上,研究了各种类型储层的常规测井响应特征及储层的测井识别方法,分析了影响储层判别的各种假储层现象及识别方法.在岩心、成像测井资料标定的基础上,建立了裂缝综合概率模型、双孔介质模型,实现了缝洞型碳酸盐岩储层的常规测井资料定量评价,在塔河油田奥陶系储层测井评价中取得了较好的效果.     

川东南地区飞仙关组碳酸盐岩储层特征

在野外剖面、钻井岩心详细观察的基础上,通过对染色薄片、岩石薄片、扫描电镜和物性等资料的综合分析,对川东南地区下三叠统飞仙关组碳酸盐岩储层特征的研究结果表明,储集层岩石类型主要为鲕粒灰岩、泥晶灰岩和少量的白云岩,其中最佳储集体鲕粒灰岩主要发育于飞仙关组三段;储集层储集空间以次生孔隙为主,主要发育晶间孔、晶间溶孔、粒间溶孔和粒内溶孔4种类型;储集层物性较差,为低孔隙度、低渗透率的储集层。研究认为沉积相、成岩作用和构造运动对储集层具有明显的影响,其中沉积相类型控制了储集层发育位置,而成岩作用和构造运动则对储集层物性具有控制性的影响。白云石化作用和压溶作用较好的改善了储层的孔渗情况,胶结作用和压实作用则对储层孔渗起到破坏性作用,导致了储层的孔渗能力变差;构造运动则总体上体现为改良研究区飞仙关组储层的孔渗能力。     

下刚果盆地北部碳酸盐岩层序地层分析

以层序地层学理论为基础,利用地震及钻井资料,对西非刚果(布)海上下刚果盆地北部海域白垩系Lower Sendji组海相碳酸盐岩层系进行层序地层与沉积储层精细研究。研究认为,Lower Sendji组时期,研究区发育浅海碳酸盐岩缓坡台地混合沉积体系,该体系以颗粒灰岩的颗粒滩微相沉积为主。自下向上将Lower Sendji组划分为SQ1～SQ4共4个三级层序。下伏盐岩与碳酸盐岩盐筏块体发生重力滑动,造成局部地势微弱起伏,同时控制其上碳酸盐岩储层的发育和展布。     

碳酸盐岩自转向酸酸岩反应动力学实验研究

酸岩反应动力学参数为正确分析酸岩反应速率规律、指导基质酸化/酸压施工设计提供了基础。利用旋转岩盘实验仪进行碳酸盐岩自转向酸酸岩反应动力学参数的测定,建立了酸岩反应动力学方程,并分析其影响因素。结果表明,自转向酸具有较低的反应速率及传质速率,其在80℃、500r/min、7.5MPa条件下,酸岩反应级数m=1.144,反应速率常数K=4.34×10-(7mol·L)-m·mol(/cm2·s),反应速率方程为J=4.34×10-7Ct1.144;其活化能Ea=34991J·mol-1,频率因子K0=6.53×10-2(mol·L)-m·mol(/cm2·s),酸岩反应动力学方程为J=6.53×10-2e-34991/RTC1.144;并通过转速～De及Re～De分析可知,影响H+有效传质系数的因素包括转速和酸液浓度。