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。     

白云石化作用及黔桂地区泥盆系——石炭系层（块）状白云岩的成因

介绍了20世纪60年代以来国际上提出的9种主要的白云石化作用模式及机理，在此基础上对黔桂地区泥盆系—石炭系层（块）状白云岩的成因进行研究，建立了研究区研究层位中的层状白云岩储层概念模式，包括同生成岩环境中的潮坪潮汐泵汲白云石化模式，潮下海水泵汲白云石化模式，调整白云石化模式，埋藏成岩环境中的调整-压实排挤流白云石化模式，有机质参与的压实排挤流白云石化模式，以埋藏热水为主的混合白云石化模式，以埋藏热盐水为主的混合白云石化模式．以及与区域构造断裂有关的构造热液白云石化模式。     

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。     

川东北元坝地区长兴组生物礁白云岩成因机理

上二叠统长兴组白云岩为川东北元坝气田生物礁气藏主要储层岩石类型。长兴组生物礁白云岩储层形成主要由白云石化作用和溶蚀作用影响控制。为了揭示生物礁白云岩成因机理,通过长兴组岩心观察、白云岩岩相学特征分析与地球化学特征分析多方法结合,对白云岩的不同白云石类型及特征进行了深入研究,明确了白云岩储层的白云石化作用类型和期次。长兴组生物礁白云岩储层白云石化类型可划分为4类,主要为同生期高盐度条件蒸发白云石化作用及回流渗透白云石化作用、浅埋藏白云石化作用、早成岩期热液白云石化作用,这3期白云化作用控制了元坝地区长兴组生物礁白云岩储层质量和分布。     

塔北东段下奥陶统白云石化作用

塔北隆起东段下奥陶统中的白云石化岩石类型可划分为四类:(1)层状藻纹层白云岩,(2)条带状白云质灰岩,(3)残余内碎屑角砾状含灰质白云岩-白云岩及(4)班块状含白云质灰岩-灰质白云岩.组成以上四种岩石类型的白云石,主要为半自形-它形粒状白云石、自形菱面体细晶白云石及自形菱面体细粉晶白云石.通过对白云石的矿物学、阴极发光及地球化学特征的研究,认为区内白云石化作用均是在有淡水参与的作用下进行的,划分出两期白云石化作用,并相应地提出两个白云石化模式:(1)近地表浅埋藏淡水稀释白云石化及(2)深埋藏压实淡水-孔隙卤水混合白云石化.     

塔东寒武系白云岩成因及储集层演化特征

通过岩心观察、薄片鉴定、地球化学分析.研究塔里木盆地东部地区寒武系白云岩岩石学特征和地球化学特征,综合分析白云岩成因及白云石化模式,揭示白云岩储集层演化特征及有利储集层发育机制.寒武系白云岩主要发育于上寒武统突尔沙克塔格组,主要分布在塔东西部的台地边缘带和东部的中缓坡.碳、氧、锶同位素分析和微量元素测试、流体包裹体测温等研究结果显示,研究区泥晶-粉晶白云岩与细晶-粗晶白云岩具有不同的地球化学特征,形成干超盐度、埋藏和高温热液3种白云石化环境,经历了渗透回流白云石化、埋藏白云石化和高温热液白云石化3种白云石化模式的叠加作用.研究区有利于优质储集层形成的白云石化作用叠加方式主要有准同生期渗透回流白云石化+埋藏自云石化、渗透回流白云石化+高温热液白云石化、埋藏白云石化+高温热液白云石化;不利的自云石化作用有单-白云石化和渗透回流白云石化+埋藏白云石化+高温热液白云石化.图14表3参39     

从准同生到埋藏环境的白云石化路径及其成储效应

以塔里木、四川和鄂尔多斯盆地多层系白云岩为研究对象,应用矿物岩石学分析、团簇同位素测温及U-Pb同位素测年等技术手段,开展白云石化路径及其成储效应研究。识别出保留原岩结构白云岩（微生物结构和泥晶结构）、埋藏交代白云岩Ⅰ（半自形—自形细、中、粗晶结构）、埋藏交代白云岩Ⅱ（他形—半自形细、中、粗晶结构）、埋藏沉淀白云石、粗晶鞍状白云石5种结构组分。前3者以岩石的形式存在,后两者以充填孔洞和裂缝的白云石矿物形式存在,并建立了5种白云岩结构矿物岩石学和地球化学特征识别图版。基于5种白云石结构组分的识别,建立了白云岩保持型、白云岩改造型和灰岩埋藏白云石化型等3类储集层的6种白云石化路径。白云石化前的原岩初始孔隙和白云石化路径是控制白云岩储集层发育的关键因素,白云岩保持型和白云岩改造型白云石化路径的成储效应最佳,且发育分布具有相控性和规模性特征,是深层碳酸盐岩油气勘探的首选对象。     

热液白云岩发育模式——以扎格罗斯盆地白垩系A油田为例

针对扎格罗斯盆地白垩系A油田Kometan组异常白云岩分布特征,利用岩心岩石学特征描述、裂缝统计、地震、测井资料综合解释及与其他实例对比等方法,分析了研究区热液白云岩化作用的识别标志、发育时间与范围,探讨了其成因模式及对储层的改造。热液白云化作用主要改造Kometan组和Shiranish组底部,基质灰岩被热液改造为连晶、半自形、粗晶白云石,早期张性裂缝中充填鞍形白云石和硬石膏,天青石-鞍形白云石-硬石膏为主要热液矿物组合。热液白云岩化作用主要发生在张性或扭张性断裂系统的上盘（地堑内）,具有成层性,在断裂破碎带附近的灰岩地层也被热液改造,热液活动的主要时期是生长断层活动期。热液白云岩化作用对储层的改造具有复杂性,在主断层附近由于发生过度白云岩化作用,储层质量无明显改善,而热液改造适中的层段基质孔隙度可提高。同时由于白云岩化作用提高了裂缝发育密度,进而改善了储层的渗流能力。基于对热液白云岩的这些认识,有利于研究区油藏储层建模与生产部署。     

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。     

川东北地区下三叠统飞仙关组鲕滩白云岩成因

基于前人大量的研究成果,结合薄片观察和地球化学分析,研究了川东北地区下三叠统飞仙关组鲕滩白云岩的成因。结果认为：①该区主要有混合水白云石化和埋藏白云石化两种白云岩成因类型,并建立了研究区鲕滩白云石化模式;②混合水白云石化从地表一直延续到浅埋藏期,是本区主要的白云石化成因类型;③埋藏白云石化主要是在早期混合水白云石化的基础上,对白云石化程度的调整和加强,多期白云石化作用的叠加形成了现今厚度较大、分布面积较广的鲕滩白云岩;④海平面的变化直接影响鲕滩所经历的成岩环境及后期的成岩流体性质,是控制鲕滩白云石化最主要的因素;⑤差异压实作用是埋藏期白云石化流体运移的主要驱动力,开江-梁平海槽中泥页岩和滩后蒸发环境沉积物中高Mg²⁺/Ca²⁺比值的压实水,正是通过这种差异压实作用进入鲕滩储集体,为埋藏期白云石化提供了物质来源。     

桩海潜山下古生界碳酸盐岩储层形成作用研究

通过地质、地球化学、地球物理等学科的综合研究, 认为原始沉积作用、岩溶作用、白云岩化作用和构造破裂作用是形成济阳坳陷桩海地区下古生界古潜山碳酸盐岩储层的主要作用。其中原始沉积作用控制了石灰岩储集物性的特征；岩溶作用使储层物性进一步改善，形成优质的碳酸盐岩岩溶储层；白云岩化作用形成了优质的白云岩岩性储层；岩石的原生孔隙度是成岩白云岩储层形成的必要条件；白云石化过程中粒屑的收缩作用是白云岩储层孔隙的形成机制；破裂作用形成的裂缝是发生强烈岩溶作用的基础, 并形成了裂缝性或缝洞性储层。进而认识到，平面上桩海地区下古生界碳酸盐岩储层缝洞分布呈条带状。     

碳酸盐岩中白云石有序度的控制因素——来自塔河下古生界和川东北三叠系的研究

作为矿物学特征的白云石有序度是白云岩形成机制和碳酸盐储层研究的重要手段之一。通过对塔河地区寒武系—奥陶系碳酸盐岩和川东北地区三叠系碳酸盐岩的X射线衍射分析,讨论了白云石有序度的主要控制因素。研究结果表明：①白云石的有序度与其结晶程度有关,自形程度好、晶体相对较大（如细—中晶）的白云石有序度好于泥晶或微晶白云石;②白云石的有序度与其CaCO3摩尔分数有关,CaCO3摩尔分数越低,白云石越接近理想组成,白云石有序度越好;③白云石有序度与碳酸盐岩白云石化程度有关,白云石化越彻底,白云石的有序度越高;④在控制白云石有序度（包括其它相应的矿物学因素）的各种因素中,结晶温度最为重要,相对较高温度条件下形成的白云石有序度好于相对低温条件下形成的白云石。因此认为,从白云石化的机理而论,与渗透回流、蒸发泵等准同生白云石化有关的白云石有序度较差,而与埋藏白云石化作用有关的白云石有序度较好,与大气水/海水的混合水白云石化作用有关的白云石的有序度可能在这二者之间。     

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。     

渤海海域曹妃甸A构造带混积岩储层白云岩化成因机理分析

渤海海域曹妃甸A构造带混积岩储层主要是以生物成因碳酸盐组分为主的混积岩,多发生白云岩化。目前对该区白云岩化的成因机理研究不够,限制了对白云岩储层沉积和成岩过程的理解。通过对岩心与薄片的精细观察及描述,结合多项地球化学测试手段,对该区古近系沙河街组一、二段混积岩储层中白云岩化特征及成因机理进行研究,共识别出4种主要白云岩类型:泥晶白云岩、含生屑泥晶白云岩、生物碎屑白云岩和含砂屑生物碎屑白云岩。进一步分析发现,白云岩中碳、氧同位素均发生负偏,呈正相关关系,且氧同位素分布分散,变化大;微观照片显示只有生物碎屑及其环边胶结物发生了白云岩化,后期发育的连晶胶结和碎屑内部充填物没有被白云岩化。Mn/Fe、Sr/Ba等元素指标指示,研究区湖平面发生多次变动,导致构造带暴露遭受淡水淋滤。综合分析认为,混合水白云岩化为该区白云岩的主要成因。      

川东北二叠系长兴组碳酸盐岩云化成储机制

四川盆地是我国重要的含油气盆地,其中川东北二叠系长兴组碳酸盐岩是重要的产气地层。近年来发现的普光、龙岗、元坝等天然气田是重要的西气东输基地,对国家油气战略安全具有重要贡献作用。通过野外露头样品及钻井岩心分析,对川东北二叠系长兴组碳酸盐岩云化成储机制及主控因素进行了系统梳理。研究结果表明：①川东北二叠系长兴组气藏主要是一种白云岩气藏,生物礁灰岩储集能力较差与沥青充填有关,为气源层。野外露头考察发现礁盖白云岩具有更优的储集性能,但普光长兴组顶部的白云岩为一种非礁盖白云岩,揭示了长兴顶部的纯白云岩本身就是含气储层,与生物礁关系不大。②川东北长兴组白云岩储层的储集空间包括溶洞、晶间孔、晶内溶孔和晶间缝,为成岩过程中彻底云化而成。③川东北长兴组白云岩化存在5种成因机理：暴露淡水淋滤与蒸发泵流作用、渗透回流或盐水回流台地交代作用、埋藏成岩白云岩化、热液白云岩化、风化交代白云岩化,以前两种为主。表生和早期成岩的白云岩受沉积微相控制,不同区域具有不同的成因模式。川东北生物礁常常发生白云岩化作用,尤其是生物礁顶部,白云岩化后储集性能得到较大改善。④研究区长兴组中上部白云岩气藏的发现具有重要的理论意义和工业价值,尤其是长兴组顶部的白云岩自身具有良好的天然气储集能力,在封盖条件较好的广大区域均可形成工业气藏,川东北开江—梁平海槽台缘外（包括平昌海槽）长兴组也存在发育工业大气田的潜力。     

川东二叠纪生物礁的再认识

通过川东8口二叠纪长兴期钻井岩芯剖面的详细研究,铁山5井、天东10井代表典型的礁相剖面;板东4井、双15井既有礁相沉积,且有棘屑滩沉积;卧117井、黄龙1井以及云安 14井基本上由碳酸盐台地沉积组成;池24井出现两种类型的礁相 :海绵骨架礁和海绵障积礁。川东礁相剖面中的白云岩以海水与淡水混合作用而成的白云石化为主导因素,但它们在深埋阶段以后,又遭受后期白云石化的叠加,因此表现出许多深埋白云石化的地化特征。白云岩的原始沉积既可能是礁骨架岩,也可能是棘屑滩,甚至是碳酸盐台地沉积。因此在寻找礁型白云岩储层时,还应注意滩相白云岩储层以及一般的碳酸盐台地白云岩储层。     

湖相白云岩成因模式及研究方法探讨

随着油气勘探程度的深入,发育于临近湖盆沉积中心的致密碳酸盐岩领域越来越受到关注。 通过 调研前人研究成果可以看出,近年来湖相碳酸盐岩的成岩作用（特别是形成优质储层的白云石化作用） 研究取得了丰硕成果。 主要包括以下几个方面：①我国湖相碳酸盐沉积具有“时间跨度大和分布范围广” 的特征,时间上包括二叠纪、侏罗纪、白垩纪和古近纪等,平面上包括准噶尔、三塘湖、四川和柴达木等盆 地的凹陷和斜坡区;②从我国湖相碳酸盐岩的岩性和物性来看,咸化湖盆的白云岩或云质岩类均较为有 利,常与泥页岩共生,多为“中孔-特低渗”型储层,孔隙类型以白云石晶间孔为主;③湖相碳酸盐岩的白 云石化模式主要包括原生生物成因模式、准同生交代成因模式、热液交代成因模式以及热液喷流型原生 成因模式等;④在湖相白云岩研究中,主、微量元素分析,碳、氧同位素分析以及锶同位素分析等地球化 学分析技术均得到了广泛应用并取得了丰硕成果。     

四川盆地白云岩成因的研究现状及存在问题

四川盆地上震旦统到中三叠统主要是海相碳酸盐岩沉积, 勘探已发现震旦系、寒武系等15个碳酸盐岩含气层系。其中, 上震旦统与寒武系碳酸盐岩基本上完全白云石化, 其余层位也具有不同程度白云石化。对四川盆地海相碳酸盐岩储层白云岩成因机理或模式, 不同学者具有不同的解释, 主要有原生、准同生、渗透回流、混合水、埋藏成因、热液成因、淋滤玄武岩成因及生物成因等8 种模式。白云岩储层是现今四川盆地碳酸盐岩最为重要的油气储集层之一, 白云石化是四川盆地碳酸盐岩优质储层发育的必要条件。 四川盆地海相碳酸盐岩白云石化埋藏成因模式与混合水模式受到广泛质疑, 可能为热液成因。 四川盆地海相碳酸盐岩中2 次地裂运动及其导致的广泛的流体活动背景, 致使热液白云石化可能比我们想象的更为普遍。