碳酸盐岩沉积环境及岩相古地理的研究

在五十年代以前,人们对碳酸盐岩沉积环境的认识是相当肤浅的,几乎全是“浅海”二字。最早把碳酸盐岩的主要沉积环境“浅海”进行基本类型划分的是伊迪(Edie,1958)和肖(Shaw,1964),他们把浅海区分为“陆表海”和“陆缘海”两个基本类型。      

我国陆上海相碳酸盐岩油气地质条件探讨

以碳酸盐岩为主的油气田多分布在生物繁茂的浅海台地上。台地类型可概括为陆表海台地、陆缘海台地、孤立台地、局限海台地四大类。如华北台地,其中东部为早古生代局限海台地,西部为古生代陆表海台地;四川陆表海台地;塔里木、江南和西藏陆缘海台地。孤立台地只在贵州板块见到,但面积仅一个多平方千米。碳酸盐岩本身含有一定量的吸附氢和烃气,是除泥页岩、泥质灰岩等生油岩外的一种特殊烃源;碳酸盐岩与流体接触容易产生溶解、交代、充填和重结晶作用,其孔隙和岩石结构会不断发生变化,所以储层孔隙有80%为次生孔隙。台地上有正向单元台隆、台阶、台丘和负向台坳、台沟、台凹分布,前者对油气聚集有利,后者多为油源区。在我国碳酸盐台地中,华北(包括鄂尔多斯)、四川塔里木、江南等均见到了油气流,面积大,远景好,是重要的勘探领域。     

十万大山盆地北缘早三叠世碳酸盐重力流及其地质意义

广西十万大山盆地北缘下三叠统中广泛发育有碳酸盐重力流沉积,既有浊流,又有碎屑流及颗粒流。岩性以粗大的砾屑灰岩为主,少量砂屑灰岩。砾屑灰岩共数十层,累积厚百余米。已知分布范围:东自扶绥柳桥,西至宁明梅湾,东西延伸达50公里以上。研究这种碳酸盐重力流沉积,不仅对沉积环境的研究、岩相古地理图的编制有直接关系,而且在寻找石油、天然气和一些金属矿产方面均有重要意义。碳酸盐浊积岩也象碎屑浊积岩一样广泛发育。国外已多有报道^[1、2],国内的研究也逐渐开展起来^1)、[3]。     

琉球列岛伊良部岛第四纪灰岩的沉积相和海平面变化

<正> 1 序 全世界的一半油气产生在碳酸盐岩中,研究古代和现代碳酸盐沉积物的学者提出的许多沉积模式(James, 1984; Tucker, 1990),对油气勘探开发有很大的贡献。近年来,在规模较小的构造和地震勘探难以识别的构造中寻找油气资源吋,寄希望于浅海相碳酸盐岩作为储集油气的潜在区。以往浅海相碳酸盐岩沉积模式大都是根据对加勒比海、大堡礁、波斯湾     

南京地区金子运动与黄马青群底部石灰岩质角砾岩的成因

1935年朱森^[1]等研究宁镇山脉地质时,首先提出中三叠世末期这里发生过重要的地壳运动,称金子运动,上三叠统黄马青群底部有石灰岩质角砾岩不整合在下中三叠统青龙群之上。1945年喻德渊^[2]研究了安庆地区的同一地壳运动,黄马青群底部角砾岩同样不整合在青龙群之上,称淮阳运动,并强调淮阳运动结束了古生代以来下扬子地区长期海侵的历史,在地质发展中具有重要的变革作用。李四光^[3]从区域的角度肯定了金子运动(淮阳运动)在华南和东南亚地区的地质意义。1962年以来,不少单位和个人^[4,5,6]对此期运动作了研究,并肯定了它的存在。     

华北断块区中生代大型沉积盆地的发育特征

华北断块区^[1、2]的中生界有较好的含油气远景。因此,对它的研究,不但有重要的理论意义,而且富有实际价值。 前人对华北区中生代的地层和构造作了相当多的研究工作,积累了丰富的资料。一般认为,从三叠纪起,华北区的沉积呈"东西分异",即在华北区西部形成鄂尔多斯盆地,而中部和东部则为隆起区,其上仅有孤立的小型盆地。这一认识,在地质界有着深远的影响^[3、4]。     

鄂尔多斯盆地石炭二叠系沉积特征与储集条件

鄂尔多斯盆地石炭-二叠系形成于陆缘障壁海^→三角洲^→河流^→湖沼的沉积环境,自下而上构成一个由石英砂岩^→岩屑石英砂岩^→岩屑砂岩的沉积序列。本溪组、太原组、山西组、下石盒子组又各自由三个次一级的沉积序列组成。河道砂体和三角洲前缘砂体是有利于天然气富集的储集体,储集空间可归纳为:大孔粗喉型(Ⅰ)、大孔细喉型(Ⅱ)、小孔细喉型(Ⅲ)和细孔微喉型(Ⅳ)四类。Ⅰ类占11.91%,Ⅱ类占50.53%,Ⅲ类占28.06%,Ⅳ类占9.5%,工业气流一般都形成在前三类储层孔隙中。     

正牵引构造及其找油意义

多年来,国内外广泛地开展同生(同沉积)断层和逆牵引构造(Reverse dragstructre)的研究,从理论和实践上都证实这种构造是一种较好的含油气同生构造^[1]。由于上述研究工作主要集中于板块拉张区或重力—张力构造环境,如中国东部第三纪断陷盆地、北美的墨西哥湾和西非的尼日利亚等地,这样就很容易把以正断层形式出现的同生正断层与同生断层等同看待,如啥定(F.R.Hardin)等人在1961年就认为“同生断层都是正断层”^[2]。国内外发表的许多论文,也普遍把同生正断层和同生断层(Synsedimentary fault)等同^[3、5]。作者在中国西部柴达木盆地工作时,调查过大量以逆断层形式出现的同生断层,并在中国西部其它压性或压扭性盆地(如酒泉、塔里木和准噶尔等)中也都见到,从而认为同生断层应当分为同生正断层和同生逆断层二种。在此基础上提出一种与同生逆断层密切有关的同生构造——正牵引构造。     

深水碳酸盐岩成岩作用的稳定同位素特征

稳定同位素方法可以有效地应用于深水碳酸盐岩的成岩作用研究。根据早古生代中扬子台地东南缘斜坡带上碳酸盐岩的氧、碳稳定同位素特征,对几种成岩作用的环境因素和成岩机制进行了研究和探讨:(1)下奥陶统瘤状灰岩瘤体的δ¹⁸O值均重于基质,证实了瘤状灰岩的早期雏形是灰泥沉积物经海底溶解 胶结的反复交替作用而形成的;(2)下寒武统厚层状白云岩具有δ¹⁸O和δ¹³C值相对集中,且δ¹⁸O略偏负的特点,而下奥陶统层状白云岩的δ¹⁸O具有很高的负值,反映了二者分别是高盐度卤水流交代白云岩化和埋藏白云岩化的产物;(3)下奥陶统碳酸盐岩的不同岩石类型或不同结构组分均呈现¹⁸O明显亏损,而¹³C无明显变化的特征,说明受到了较强的埋藏重结晶作用的影响。     

硅-铝催化剂酸中心形成及其结构

 含 Si、Al 元素的固体酸催化剂,其活性与其酸性质密切相关。催化剂酸性来源于不同氧配位数的 Al 原子,而与 Si 原子无关。催化剂的酸类型、酸强弱取决于 Al 原子的氧配位数,即与 Al 原子形成配位的氧原子的个数。Al 原子的氧配位数与其外层轨道的杂化方式有关。¹³Al 外层电子排布是3s²3p¹d⁰,其外层轨道有 sp³、sp³d 和 sp³d²杂化3种杂化方式。Al 原子外层轨道经 sp³杂化形成4个sp³杂化轨道,其中有3个未成键的 sp³杂化轨道和1个空的sp³杂化轨道。如果1个Al 原子与2个O原子（sp³杂化）形成共价键,其结构为[AlO₂]. 这种 Al 原子外层还有1个价电子和1个空轨道,空轨道可吸引孤对电子,[AlO₂]是二配位L酸中心;如果1个Al 原子与3个O原子形成共价键,其结构为[AlO₃],则 Al 原子外层有1个空轨道,[AlO₃]是三配位L酸中心。如果1个Al 原子与4个O原子和1个H原子形成共价键,其结构为四配位的 H[AlO₄]正四面体;Al 原子外层轨道经sp³d 杂化,可形成5个sp³d杂化轨道,有3个未成键的 sp³d杂化轨道和2个空的sp³d杂化轨道,1个Al 原子可与5个O原子和2个H原子形成共价键,其结构为五配位的 H₂[AlO₅]正四方锥或三角双锥;Al 原子外层轨道经 sp³d²杂化,可形成6个sp³d²杂化轨道,有3个未成键的 sp³d²轨道和3个空的 sp³d²杂化轨道,1个 Al 原子可与6个O原子和3个H原子形成共价键,其结构为六配位的 H₃[AlO₆]正八面体。H[AlO₄]有提供1个H⁺的可能,是四配位B酸中心,H₂[AlO₅]有提供2个H⁺的可能,是五配位B酸中心,H₃[AlO₆]有提供3个H⁺的可能,是六配位B酸中心。     

细粒沉积岩研究中几个值得关注的问题

细粒沉积岩中蕴含着丰富的油气资源,但其研究程度远低于粗碎屑岩,尤其在岩石分类、岩相划分 和脆性评价等方面的研究相对薄弱。 以 X 射线衍射数据为基础,以碳酸盐矿物、黏土矿物和长英质矿物 为三端元,将细粒沉积岩划分为 4 类 12 种岩石类型,再根据特殊矿物含量进行具体命名。 细粒沉积岩 岩相学侧重于研究不同岩相的物质组成、结构构造、储层物性、烃源岩特征及含油性等,以便优选优势岩 相,并寻找油气“甜点”。 脆性影响细粒沉积岩压裂改造的效果,目前常用岩石组分法和力学参数法对其 进行评价,二者在准确性、经济性及便捷性上各有优缺点,应尝试建立一种能够准确而合理地表征岩石 脆性的新方法。     

喀什坳陷侏罗纪沉积环境及其对油气成藏的意义

喀什坳陷的下-中侏罗统分别形成于两个沉积体系,即库孜贡苏-克孜勒陶走滑拉分断陷体系和山前断陷沉积体系,二者在岩性、岩相、沉积厚度和空间分布等方面均具有不同的特征。走滑拉分断陷体系的侏罗系厚度巨大,其中的含煤岩系和深湖-半深湖相泥岩构成良好的烃源岩,其分布受到塔拉斯-费尔干纳断裂的控制。山前断陷体系的侏罗系厚度相对较小,其中的含煤岩系在南天山山前和西昆仑山前局部构成比较好的烃源岩,源自下-中侏罗统烃源岩的油气分别在古近纪末和上新世初达到油气成藏的关键时刻。针对侏罗系含油气系统的油气勘探应致力于后期改造相对较弱的构造部位,或者致力于寻找次生油气藏。     

东营凹陷沙河街组四段上亚段细粒沉积岩岩相特征及与沉积环境的关系

细粒沉积岩的岩相特征影响泥页岩的生烃能力与储集性能,与沉积环境的相互关系分析亦可丰富细粒沉积的研究。然而目前针对陆相细粒沉积岩岩相的研究较为薄弱,基于岩相成因,与沉积环境相结合的岩相特征分析较少。基于大量岩心、薄片、X射线衍射及地球化学数据,以成分为第一要素,以东营凹陷沙河街组四段上亚段细粒沉积岩为例,划分出4大类、12种岩相类型,分析每一种岩相的宏观、微观、成分及成因特征。通过矿物成分、地球化学等多参数的分析发现,沙河街组四段上亚段沉积环境分为4个阶段。沉积环境通过控制岩相主要成分而控制了岩相的类别与发育;沉积环境的旋回性与阶段性变化导致岩相的旋回性与阶段性变化;沉积环境控制岩相发育,岩相亦能反应沉积环境的变化。在细粒沉积分析中,不能排除突发事件(海侵、浊流等)对岩相及沉积环境的影响。     

徐深气田火山岩岩性岩相序列

火山岩岩相变化快、物性变化大、储层非均质性强,因而弄清其岩性岩相序列是高效开发火山岩气藏的前提。通过野外露头精细勘测以及徐深1、升深2 1等开发区密井网解剖,在对露头与钻井取心资料分析的基础上,提出了松辽盆地徐深气田火山岩综合命名方法。通过火山岩露头岩性岩相序列特征研究,井震结合,建立了徐深气田下白垩统营城组火山岩岩性、岩相序列,揭示了徐深气田营城组火山岩的分布特征。其中,岩性序列自下而上为中基性岩、火山碎屑岩、酸性岩→沉积岩→火山碎屑岩、基性岩、酸性岩→沉积岩4大套旋回序列;徐深气田火山岩岩相主要为溢流相的上、下部亚相和爆发相的热碎屑流亚相。该方法对类似的火山岩气藏岩性岩相序列特征研究具有借鉴作用。     

银根盆地查干凹陷火成岩岩相特征及其识别标志

对银根盆地查 干凹陷中广泛分布着的火成岩相和它们在地震剖面上的识别标志进行了研究,探讨了该区火成岩与油气藏的关系,指出了火成岩油气藏的有利区带。该区火成岩岩相类型有爆发相、溢流相、火山颈相及火山沉积相,尤以溢流相最为发育;依据火山岩类通常以地震波速较高、密度大、磁化率高、电阻率大和地震波吸收能量大的特征,建立了4种火山岩岩相和4种侵入岩岩相的地震识别标志。深大断裂控制着火成岩的分布,同时控制着火成岩圈闭的分布。断裂发育带附近是火成岩油气藏勘探的最有利地区。     

四川盆地二叠系火山岩岩相与储层特征

为了给四川盆地火山岩气藏下一步的勘探部署提供依据,综合利用钻井录井、分析化验、测井及地震等资料,在对该盆地二叠系火山岩分类的基础上,研究了不同类型火山岩的岩性特征、岩相特征与岩相分布、储层特征,并确定了控制火山岩储层发育的主要因素。研究结果表明:①该盆地火山岩可综合划分为火山熔岩、火山碎屑熔岩、火山碎屑岩及沉火山碎屑岩4大类,主要发育玄武岩、角砾熔岩、含凝灰角砾熔岩、凝灰岩和沉凝灰岩等岩石类型;②该盆地内大面积分布溢流相、喷溢相和火山沉积相等3种火山岩相类型,其中溢流相主要发育玄武岩,喷溢相主要发育火山碎屑熔岩,火山沉积相主要发育凝灰岩及沉凝灰岩等;③火山岩储层岩性主要为火山碎屑熔岩和玄武岩,其中火山碎屑熔岩主要发育脱玻化微孔、溶蚀孔,为中孔、低渗的孔隙型储层,玄武岩主要发育裂缝及溶孔,为基质孔隙度较低的孔隙—裂缝型储层;④火山岩储层控制因素主要为岩性、岩相、后期流体改造作用和构造作用,其中火山碎屑熔岩在快速冷凝的过程中脱玻化形成大量弥散状微孔,为后期进一步溶蚀增孔提供了有利条件,溶蚀等成岩作用及裂缝发育使储层物性变好。结论认为,四川盆地二叠系火山岩储层的平面展布主要受岩相控制,川西南部雅安—乐山—屏山地区主要发育孔隙—裂缝型玄武岩储层,成都—简阳—三台地区主要发育孔隙型火山碎屑熔岩储层。     

渤海湾盆地沧东凹陷孔店组二段细粒沉积岩形成机理与环境演化

非常规油气的兴起引发了细粒沉积岩研究的热潮,然而对湖相细粒沉积岩形成机理与环境演化的研究尚处于探索阶段。基于岩心、薄片、全岩X射线衍射、AMICS矿物分析和地球化学等资料,以岩石类型和沉积构造为依据,将渤海湾盆地沧东凹陷孔(孔店组)二段细粒沉积岩划分为层状细粒长英沉积岩相、块状细粒混积岩相、纹层状细粒混积岩相、纹层状白云岩相和块状白云岩相等5种岩相类型,详细分析每种岩相的沉积环境和形成机理。不同岩相按照一定次序叠置构成4类典型岩相组合,在气候干湿度、水体性质和物源供给强度等方面差异显著,分别对应强陆源输入沉积模式、季节性气候沉积模式、半干旱季节性气候沉积模式和持续干旱沉积模式。通过岩相组合划分和地球化学特征分析,孔二段沉积时期沧东凹陷沉积环境自下而上可划分为Ek⁽2(4))～Ek⁽2(3))季节性气候阶段、Ek⁽2(2))潮湿气候阶段与Ek⁽2(1))干旱-潮湿转换阶段。研究成果可以为沧东凹陷页岩油的勘探和开发提供理论依据。     

柴达木盆地英雄岭构造带古近系湖相碳酸盐岩沉积模式、演化与分布

基于野外露头、钻井、岩心、岩石薄片及实验数据,对柴达木盆地英雄岭构造带古近系下干柴沟组上段湖相碳酸盐岩的类型、演化规律和沉积模式进行了系统研究,并结合井-震资料分析和古地貌恢复,对其岩相古地理的平面分布特征进行了刻画,指出了下一步的有利勘探方向。研究表明:英雄岭构造带下干柴沟组上段主要发育藻灰岩、颗粒灰质白云岩、泥晶灰质白云岩3类碳酸盐岩,多具有混积特征,从早至晚经历了半咸化、咸化和盐湖3个沉积演化阶段;由于矿物组分及岩石结构的差异,湖相碳酸盐岩的储集性能呈现较强的非均质性,其中,藻灰岩的储集性能相对最好;储层的岩相组合在垂向上主要存在3种类型,分别发育于湖盆的不同位置。研究建立了凹隆型和缓坡型2种沉积发育模式,指出湖平面的升降频率及陆源碎屑输入量控制不同岩相的单层厚度,微古地貌控制不同岩相组合的平面分布。恢复的下干柴沟组上段沉积早、晚期的岩相古地理特征显示,泥晶灰质白云岩+颗粒灰质白云岩组合主要分布在英西—干柴沟—游园沟缓坡沿岸区和隆起区,其平面叠合面积约为600 km²,是下一步寻找常规油气藏的有利勘探方向;纹层泥晶灰质白云岩主要分布在游园沟及其以东地区的半深湖相凹陷区,其平面叠合面积可达2 500 km²,是下一步寻找非常规源内油气藏的有利勘探方向。     

地震反演、地质协同约束储层精细建模研究

针对强非均质油藏,需要综合运用多尺度信息来进行精细描述,以提高井间及外围预测模型的精度和确定性。以红柳泉地区E13油藏为例,分别探讨了单纯变差函数、相控、地震属性体约束建模的优、缺点,确定了多信息协同约束综合建模的研究思路。以测井相为井点数据,以反演砂体厚度图为平面约束,刻画沉积微相的平面展布|同时以测井解释数据为硬数据,采用沉积微相控制、地震反演协同体约束建立储层的泥质含量模型,进一步利用阈值离散化得到岩相模型。多信息协同约束综合建模利用了地震资料横向连续性好,测井资料纵向分辨率高,沉积微相反映地质沉积规律等优点,弥补了变差函数多解性强、地震数据纵向分辨率低、井间预测对数据密度要求苛刻、相控模拟沉积模式化严重等缺陷,在实际应用中取得了较好的预测效果,可作为解决储层表征难题的重要策略。     

陆相湖盆细粒混积岩的沉积特征与成因机理——以东营凹陷南坡陈官庄地区沙河街组四段上亚段为例

以东营凹陷南坡陈官庄地区沙河街组四段上亚段为例,结合大量基础地质资料,通过岩心观察、岩石薄片鉴定、扫描电镜分析、X射线衍射分析、元素地球化学分析和储层物性测试等技术手段,探讨了湖相细粒混积岩的沉积特征、成因机理、沉积主控因素和储集性,建立了适用于湖相细粒混积岩的岩性定名方案。研究表明,陈官庄地区主要发育含有机质块状灰质粉砂岩、含有机质块状含粉砂砾屑泥晶灰岩、含有机质块状粉砂质泥晶灰岩、富有机质块状含粉砂生屑泥晶灰岩、含有机质条带状粉砂质粉屑泥晶灰岩、含有机质交错层理灰质粉砂岩、富有机质纹层状黏土质泥晶灰岩和富有机质滑塌构造含粉砂黏土质泥晶灰岩8种主要的细粒混积岩岩相。明确了不同岩相的环境指示意义及空间展布特征,认为研究区共存在风暴流和重力流主导的事件性混合沉积、相缘混合沉积、原地混合沉积和生物-化学混合沉积4种混积模式。沉积组分的混合离不开地质营力的驱动;频繁的断层活动为混合沉积提供了动力基础和湖盆底形斜坡条件;气候通过降雨量、温度、生物等因素的变化控制着细粒混积岩的物质条件和混积方式;物源输入提供了陆源碎屑组分;湖平面的升降和水介质条件不仅决定了碳酸盐组分的形成条件和微观结构,对有机质的保存也具有关键作用。湖相细粒混积岩储层的非均质性较强,储集空间类型多样,是十分具有勘探潜力的储层类型。