纽约上奥陶统特伦顿-黑河热液白云岩储层的来源与特征

据美国AAPG2006年第11期报道：在过去10年中，在纽约中南部上奥陶统黑河组横向上不连续的白云岩中发现20多个新的天然气田。白云岩沿着由地震资料可探测出的基底扭断层周围生成。大部分气田位于狭长的断层相连的构造低处，为负向花状构造。在这些断层之外的地层为不渗透灰岩，形成储层的侧向封闭层。在大多数情况下，断层在上覆的特伦顿灰岩和Utica页岩中消失。在鞍状白云岩晶簇、角砾岩和裂缝带中孔隙度发育好。所研究的黑河岩中，基岩孔隙度不常见。基岩中断层周围碎片的分布和地球化学和流体杂质分析都表明，鞍状和基质白云岩都起源于断层有关的热液。由于其不一般的构造背景，     

构造控制热液白云岩储集相综述（一）

受构造控制的热液白云岩（HTD）储集相和伴生的产油淋滤石灰岩在北美是主要的油气产层，并且在全球范围内受到的勘探关注正在不断增加。在密执安盆地、阿帕拉契亚盆地以及加拿大东部和美国其他盆地的奥陶系中（局部为志留系和泥盆系）以及在加拿大西部沉积盆地的泥盆系和密西西比系中，它们具有多种走向。它们还存在于沿大西洋裂陷边缘方向的侏罗系宿主岩层中、阿拉伯海湾地区的侏罗系-白垩系地层中以及其他地区。 热液白云岩化是指发生在埋藏（通常埋深较浅）条件下由温度和压力高于宿主地层周围温度和压力的液体（一般非常成）所引起的白云岩化。后者通常为石灰岩。要证明HTD储集相是热液成因需要将埋藏-热史图、流体包裹体温度数据和侵位时间控制因素结合起来。热液白云岩储集相是热液矿床系列的一部分，该矿床系列包括沉积喷气铅锌矿体和HTD寄生的密西西比纪河谷型硫化矿床。三种热液矿床都表现为受张性断层和／或走滑（扭）断层的强烈构造控制，流体流典型地集中在扭张和膨胀构造位置以及上盘。扭断层上的负向花朵状构造之上的扭张凹陷是HTD储集相的有利钻井位置。 置换式和填隙式鞍状白云岩是HTD相的显著特征。对于很多储集层来说，置换基质的白云岩和鞍状白云岩表现为几乎同时代形成并且出自同样的液体温度条件。原始的宿主岩相对白云岩化的横向范围、最后的纹理、孔隙类型和孔隙体积产生了重要影响。角砾岩、条带结构、剪切微裂缝和其他岩石特征显示了短期剪切应力和孔隙-流体-压力过渡现象，特别是在活动断层近端。高温热液脉动可以改变宿主石灰岩中的干酪根，该过程被称为“强化成熟”。基底隆起、下伏砂岩（和／或碳酸盐岩？）含水层（可能为超高压）以及上伏的和内部的页岩封盖层和半隔水层也可以限制或影响HTD侵位。 尽管依然存在很多的问题和不确定性，特别是在№、盐水源岩和物质平衡方面，但是对HTD成藏组合的认识和积极勘探仍在不断扩大。三维地震成像和地震异常图的大量使用再结合水平钻井技术将有助于减少风险。     

构造控制热液白云岩储层相的综述

构造控制的热液白云岩（HTD）储层相和相关的淋滤灰岩都是北美洲重要的油气产层，而在全球范围的勘探中也日益得到重视。这些储层分布在密歇根盆地、阿巴拉契亚盆地以及加拿大东部和美国其他盆地奥陶系（局部为志留系和泥盆系）的多个构造带、西加拿大沉积盆地的泥盆系和密西西比系地层、大西洋裂谷边缘的侏罗系以及阿拉伯湾和其他地区的侏罗系-白垩系层位。 热液白云石化系指埋藏条件下的白云石化，通常深度不大，作用流体（一般都是真正的盐水）的温度和压力均高于附近主岩地层的环境条件。主岩地层通常为灰岩。热液白云岩储层相成因证据的获得，需要综合使用埋藏-热作用史图、流体包裹体温度数据和就位时间的制约因素。热液白云岩储层相是热液矿床系列的组成部分，这一系列还包括了沉积-喷发型铅锌矿和以热液白云岩为主岩的密西西比河谷型硫化物矿床。以上三类矿床都明显受控于扭张和／或走滑（扭）断层，而流体流动一般均集中在扭张和膨胀的构造部位以及上盘。扭断层负花状构造上方的扭张凹陷是热液白云岩储层相的有利布井位置。 交代型和孔隙充填型的鞍状白云岩都是热液白云岩储层相的典型特征。在许多储层中，基质交代白云岩和鞍状白云岩差不多是在同期形成的，而且具有相同的流体和相同的温度条件。对于白云石化的横向延伸范围、所形成白云岩的结构、孔隙类型和孔隙体积而言，原始主岩相均有重大影响。角砾岩、条带状组构、剪切微裂缝和其他岩石特征均记录了此类储层的短期剪切应力和孔隙流体压力瞬时变化，在活动断层附近更是如此。高温热液的间歇性作用（脉动）可能使主灰岩的干酪根发生蚀变，这一过程可称为“强制成熟作用”。基底高地、下伏砂岩（和／或碳酸盐岩？）含水层（很可能超压）以及上覆和内部的页岩封闭层和弱透水层，也都可以限制或影响HTD的就位。 虽然仍存在许多问题和不确定性，尤其是在镁和盐水的来源以及质量平衡等方面，但对HTD成藏层带的认识和积极探索仍在继续发展。三维地震成像和地震异常成图技术的频繁使用，再加上对构造凹陷线性走向带的斜向水平钻井，都有助于降低这种储层的勘探开发风险。     

加拿大不列颠哥伦比亚省克拉克湖气田中泥盆统奴角组具有后续热液蚀变的弥漫型白云石化

加拿大不列颠哥伦比亚省的克拉克湖气田位于已发生弥漫型白云石化的中泥盆统奴角组中。克拉克湖气田储层主要由弥漫型白云岩构成，同时也有一些鞍状白云岩。在鞍状白云岩任-10米长的取心层段，岩性的体积变化范围为灰岩为零到白云岩为20％～40％（局部高达80％）。有些鞍状白云岩是交代成因，另有一些则是胶结物，而且这两种鞍状白云岩都伴生了溶蚀孔隙度和重结晶的基质白云石。 本次研究的主要目的是要确定基质白云石和鞍状白云石的成因和形成时间，特别是要确定这些白云石是否属于热液成因。岩相和地化的综合研究发现，弥漫型基质白云石化是晚泥盆世到密西西比纪期间盐饱和卤水长距离运移的结果。流体包裹体的均质化温度显示，基质白云石化的温度大约在150℃（未校正）到190℃（已校正）之间。这些温度明显不同于皮斯河穹隆以南艾伯塔盆地白云石化泥盆系礁的已发表研究成果。那里的弥漫型白云岩化是由性质略有改变的海水在大约为60-80℃的温度下发生平流的结果，而且那里也从未出现过热液作用。克拉克湖的鞍状白云石与基质白云石不属于同一成因，而且也不是热液白云石化的产物（从严格意义上说）。相反，它们是在晚泥盆世到密西西比纪极高温度流体流动和板块边缘构造运动期间，因石膏饱和卤水的侵入而使基质白云石发生热液蚀变的产物。流体包裹体的均一化温度表明，热液蚀变的温度介于230℃（未校正）和267℃（已校正）之间，明显高于奴角组埋藏期间所获得的190℃温度。石盐和石膏饱和卤水的来源是中泥盆世的蒸发岩形成环境，大约在克拉克湖以南和／或以东200公里处，也就是在皮斯河穹隆附近。     

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。     

四川盆地高石梯-磨溪地区震旦系灯影组热液白云岩证据

川中高石梯-磨溪地区震旦系灯影组为当前四川盆地天然气勘探热点层系之一,因其早期沉积组构遭受成岩作用影响严重,白云岩化成因机理不明确,结合已钻井取心的岩石学、地球化学特征等开展系统研究。岩石学特征分析表明,川中高石梯-磨溪地区灯影组见构造角砾岩及晶洞、裂缝中充填的鞍状白云石,含少量闪锌矿、方铅矿、硬石膏、黄铁矿、方解石、萤石、石英及长石等热液矿物。流体包裹体测温结果显示鞍状白云石胶结物均一化温度为132.6~218.7℃,平均为175.6℃,显著高于基质白云石包裹体温度(平均125℃)及地层正常埋深所经历的最高温度。鞍状白云石δ¹³C值为-2.16‰~2.94‰,平均值为0.63‰;δ¹⁸O值为-12.43‰~-6.8‰,平均值为-9.63‰,碳、氧同位素的负异常明显指示受热液作用影响。微量元素分析表明鞍状白云石及粗晶白云岩相对基质白云岩更富集Fe、Mn元素。在拉张性区域构造背景及上覆筇竹寺组泥页岩封闭层条件下,底部热流体沿基底断裂向上运移至灯影组,并在高石梯-磨溪地区断层附近产生热液交代作用形成热液白云岩。     

受构造控制的热液白云岩储集层

受构造控制的热液白云岩（HTD）储集岩相及其伴生的淋滤石灰岩相是北美的主要产油岩层，也是目前全球日益增长的勘探热点。在美国的密歇根、阿巴拉契亚、加拿大东部和美国其它盆地的奥陶系（局部区域的志留系和泥盆系）以及加拿大西部沉积盆地中的泥盆纪和密西西比纪的热液白云岩和淋滤石灰岩层系中有多套含油层系。在沿裂开的大西洋边缘分布的侏罗系主岩和阿拉伯海湾地区以及其它地区的侏罗系-白垩系中也存在热液白云岩和淋滤石灰岩含油层系。 热液白云岩化作用的定义为：在埋藏条件下（通常埋藏较浅），由于流体（典型的极咸流体）作用形成的白云岩化作用，其温度（T）和压力（P）高于围岩。HTD储集岩相热液源的求证需要综合分析热埋藏史图和流体包体温度数据等。热液白云岩储集岩相是热液矿床范畴的一种，热液矿床还包括沉积-蒸发型铅-锌矿矿体和以HTD为主岩的密西西比河谷型硫化物沉积。这三种热液矿反映出明显受伸展断层和（或）走向滑移（扭性）断层控制的特征，流体的流动一般集中在构造转换拉张和扩散的位置，以及断层的上盘。扭性断层负向花状构造之上的转换拉张塌陷是有利于钻探HTD储集岩相的位置。 在交代模型与孔隙填充模型中的鞍状白云石以HTD相为特征。对于许多储集岩来说，基质交代白云石和鞍状白云石似乎基本上为同期成形，而且具有相同的流体和温度条件。原始主岩的岩相对白云石化作用的横向延展、生成物结构、孔隙类型以及孔隙体积有着较大的影响。角砾岩、条带结构、剪切微裂缝以及其它岩石特征反映了紧临活动断层处的短期剪切应力和孔隙流体压力的瞬变现象。高温热液脉动现象（指“强制熟化作用”）可能会改变主体石灰岩中干酪根的特性。基底隆起、下伏砂岩（和／或碳酸盐岩）蓄水层（可能为超压条件）、上覆及层内的页岩封闭层和弱透水层也可能限制或影响HTD的定位。 由于还存在许多疑问和不确定性难以解释，尤其是有关镁和盐水的来源及质量平衡等方面的问题，所以HTD远景带的识别和有效勘探还有待于进一步加深认识。随着三维地震成像和地震异常体的勘测技术的应用，结合水平钻探倾斜一线型远景带（通过构造塌陷确定），将有助于降低勘探风险。     

构造控制热液白云岩储集相综述（三）

6鞍状白云岩：特征和含意 鞍状白云岩（Dana，1955；Radke和MathiS，1980；Gregg，1983；Barber等，1985；Searl，19891Kreta，1992）是热液白云岩（HTD）组合的关键指标。它不一定标志着热液环境，也未必在所有的HTD见矿点都存在。鞍状白云岩以填隙和置换两种模式存在。在鞍状白云岩衬砌或者填充于铸膜、晶洞和裂缝的地方，它的特点是粗粒结构的白色晶群，这通常揭示了弯曲的晶面。这种类型的鞍状白云岩最能表明是热液环境。但是，从储集层角度看，基质置换相是最富集、最重要的，因为烃储集能力最可能出现在基质白云岩的空隙中；然而这种置换白云岩的成因通常是最有争议的问题。     

构造控制热液白云岩储集相综述（四）

7普遍的共生次序 对来自大范围地质年代和地理、盆地位置的MVT矿床和HTD储集相的岩芯、露头和发表的数据进行研究，揭示了主要矿相和组构的一个共同的共生次序：石灰岩宿主→基质白云岩化和交代鞍状白云岩→填隙鞍状白云岩沉淀→硫化物矿化作用（与鞍状白云岩不同程度混合）。这种广泛分布的共性本身就在强调：在以碳酸盐为主体的沉积盆地的早期拉张阶段，热液流体流和它的产物是常见的并且几乎是可预见的。     

川西南地区中二叠统热液白云岩特征及勘探思路

热液白云石化可形成优质白云岩储层。通过岩石矿物学观察、地球化学分析以及地震资料解释,四川盆地西南地区中二叠统栖霞组-茅口组广泛发育的砂糖状白云岩为热液白云石化成因,具有如下特征:①白云岩出现频率较高,单层厚度较大,宿主灰岩主要为生屑灰岩和生屑泥晶灰岩;②中-粗晶白云岩发育残余生屑结构,生屑溶蚀后部分被自生石英和鞍形白云石充填,孔隙类型主要为晶间孔和溶蚀孔,平均孔隙度为6 % ~10 % ;③基质白云岩包裹体均一温度明显高于白云石化作用时的地层温度,具有偏负的δ¹⁸O值、高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值以及明显的正Eu异常;④白云岩产出井附近发育基底断裂,且在对应的地震剖面上见"下凹"反射特征。在紧邻基底断裂带,热液白云石化作用强,白云岩储层厚度大,横向连续性好,适合构造圈闭勘探;在远离基底断裂带,热液白云石化作用弱,白云岩储层厚度较小,横向连续性较差,适合岩性-构造圈闭勘探。     

川中地区中二叠统构造热液白云岩的发现及其勘探意义

综合地震资料解释、岩石矿物学观察以及地球化学分析结果,认为四川盆地中部中二叠统栖霞组、茅口组白云岩为构造热液白云石化成因,具有以下典型特征：①白云岩单层厚度较大,多呈透镜状产出,横向连续性差,钻遇井附近多伴有走滑断裂发育,白云岩层段在对应的地震剖面上见“下凹”反射特征;②基质白云岩多呈中 粗晶,其缝洞中见具有波状消光特征的填隙鞍状白云石,并发育大量的角砾岩,角砾岩间充填白色的白云石,形成斑马构造;③基质白云岩与填隙鞍状白云石的均一温度较白云石化作用时地层的温度要高5℃以上,分别为105.8～159.6℃及113.2～138.6℃,同时二者还具有偏负的氧同位素特征（−7.64‰～−7.95‰）以及高 ⁸⁷ Sr/ ⁸⁶ Sr 值（0.708 369～0.709 684）。构造热液白云岩的发育和分布受走滑断裂控制,若与上覆致密灰岩地层有机配置,可以形成良好的岩性圈闭。     

四川盆地东部中二叠统茅口组热液白云岩发育模式及对储层的改造

针对四川盆地东部中二叠统茅口组异常白云岩分布，利用岩心岩石学特征描述、地化测试、地震和测井资料综合解释等方法，分析了热液白云岩化作用的识别标志和发育时间，探讨了其成因模式及对储层改造。研究结果表明：不规则白云岩分布、中-粗晶基质白云岩、早期张性裂缝和溶洞中以充填鞍形白云石和石英-鞍形白云石是主要识别标志，白云石流体包裹体均一温度（115~145℃）高于地层温度，偏负的氧同位素值[δ¹⁸O（VPDB）为-5.4‰~-7.1‰]，高锶同位素比值（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr为0.707 947~0.708 458），是识别热液的主要地化指标。热液白云岩化作用主要发生在张性或扭张性断裂系统附近，其成层性受原始沉积相控制，在断裂破碎带附近灰岩地层也被热液改造。热液改造主要时期是在茅口组经历浅埋藏、抬升暴露岩溶作用和吴家坪组沉积之后的晚二叠世-中三叠世。峨眉山玄武岩喷发为热液提供了热源，断裂、沉积相和热液侵入时间等因素在时间和空间上组合，造就了热液白云岩形成的条件和不同的分布形式。热液白云岩化作用对储层的改造具有复杂性，低渗透性灰岩层热液云化后新增孔隙空间不明显，具有初始空隙的高能滩体受热液云化适度改造后可能存在一定孔渗性。     

基于主成分分析技术计算蚀变地层孔隙度的新方法

根据岩石薄片和测井响应特征发现准噶尔盆地X1、X2等井区夏子街组存在热液成因的蚀变地层。提出基于主成分分析技术提取岩石骨架参数计算地层孔隙度的新方法。通过薄片分析资料,基本掌握热液蚀变地层矿物学总体特征,将白云岩、石灰岩、砂岩、典型泥岩段和连续热液蚀变地层的等效弹性模量、中子-密度视石灰岩孔隙度差异值和骨架中子值经主成分分析技术可有效提取岩石骨架参数。在此基础上,应用补偿岩性和流体的孔隙度计算方程能提高计算精度,避免了区分岩性后再分别建立孔隙度模型的繁琐步骤。     

用于微裂缝储层描述的一项新技术（二）

4 研究区域（Wudayhi气田） 4．1位置和普通地质学 Wudayhi气田（发现于1998年）是一个东一北东走向的背斜构造，长30公里，宽10公里。它位于沙特阿拉伯的东部油区（图5A），拥有构造圈闭和潜在地层圈闭。Wudayhi背斜是由覆盖在断层边界基底断块上的古生界一新生界沉积披盖形成的强迫基底卷入褶皱。     

逆冲断褶带大断层下盘层间褶皱特征及油气成藏——以库车克拉苏构造带和龙门山构造带北段油气勘探为例

层间褶皱是指在两套塑性地层之间的脆性地层,在强大挤压力作用下,脆性地层发生连续褶曲,并伴有断层发生.层间褶皱形成机理与压扁作用、剪切作用及重力作用三种构造运动模式有关.库车克拉苏构造带陆相白垩系砂岩气田群和龙门山构造带北段海相栖霞组白云岩大气区石油地质特征有所差异,但构造圈闭特征具有共性,都属于逆冲大断层下盘层间褶皱....     

纽约州特伦顿和黑河群热液型白云岩储层是构造、地层、成岩作用的综合产物

据AAPG东部地区会议报道：纽约州过去几年中，在奥陶系特伦顿群和黑河群受断层控制的白云岩中发现了14个气藏。气藏位于构造洼地的微晶白云岩和角砾岩带中。构造洼地在地震剖面上清晰可见，形成于奥陶纪塔康造山运动期间发育的一些走滑断层的扩张部位。此构造运动后不久，沉积了黑河群和特伦顿群。     

构造控制热液白云岩储集相综述（六）

页岩（和致密石灰岩，泥质含量有变化）在巨厚的台地（礁）石灰岩层系之上作为顶部盖层或绝水层，这些层系是许多MVT（密西西比河谷型）矿床和HTD（热液白云岩）结合的主体（表4，图20）。在石灰岩母体中地震可以辨认的断层，     

四川盆地中部中二叠统热液白云岩储渗空间类型及成因

近年来,四川盆地川西北地区有多口井在中二叠统栖霞组、茅口组钻获高产气流,展现出该层系巨大的天然气勘探潜力,但有关该盆地中二叠统白云岩储层的成因机理则众说纷纭,一直未达成共识。为此,基于川中地区栖霞组、茅口组岩心及薄片等岩相学特征,以及碳、氧、锶同位素和包裹体均一化温度等地球化学特征,开展了中二叠统热液白云岩储渗空间类型及储渗相特征研究,分析了白云岩储层的成因及其控制因素。结果认为:(1)茅口组、栖霞组石灰岩地层经历了构造控制热液活动,发育萤石、鞍状白云石、天青石的热液矿物组合和膨胀角砾结构;(2)较之于宿主石灰岩,细—中晶云岩和鞍状白云石均呈现出δ18O负偏移、87Sr/86Sr正偏移;(3)中二叠统形成由热液溶孔、热液白云岩晶间孔、热液溶洞、热液扩溶缝等4种储渗空间构成的热液白云岩储渗体。结论认为:(1)热液白云岩储集相发育和分布受深大断裂的控制,呈"透镜状"分布在具"下凹"地震反射特征的区域;(2)中二叠统热液白云岩储集相与下伏烃源岩和上覆封堵层的有机组合可构成有利的天然气勘探目标。     

也门1 区块白云岩成因及其对油气成藏的影响

通过对也门1区块白云岩分布、岩性特点、颜色以及白云岩矿物电镜扫描特征的分析,研究白云岩化过程对油气成藏的影响。也门1区块白云岩具有厚度大、分布范围狭窄的特点,主要分布在Imad-1井附近。白云石晶体多呈白糖状,具有鞍状白云岩的主要特征,虽见介壳化石,但仅保留了原来的痕迹,且在岩心和薄片中未见生物成因白云岩的球状、不规则针刺状或菱形晶体特征。也门1区块白云岩颜色较深,呈灰—深灰色,表明其富含铁、锰元素。上述特征均指向也门1区块白云岩为热液成因,推测热液主要源自深部富含镁离子的液体,沿不整合面或者断层渗入到相关地层中,与地层中富含钙离子的灰岩、石膏等进行交换,最终形成了分布局限、厚度较大的白云岩。白云岩在形成了有利储集空间的同时,也对盖层和保存条件造成了破坏,加上断层的影响,研究区东南部区域形成规模油气藏的潜力不大,建议未来也门1区块的勘探应集中在西北部的玛格拉夫劳达构造带。     

再论鄂西地区见天坝生物礁白云岩的成因

川东—鄂西地区上二叠统长兴组发育碳酸盐台地沉积体系,对该区生物礁白云岩的成因认识还存在争议。为此,以该区见天坝生物礁白云岩为例,采用岩石学、地球化学等综合分析方法,探讨了生物礁白云岩的成因。岩石学特征研究结果表明,在白云岩与石灰岩的过渡带上,一些白云石晶体沿缝合线分布或覆盖在缝合线上。通过测定礁白云岩、溶孔中鞍状白云石、石灰岩的微量元素与稳定同位素含量、包裹体温度,发现白云岩的稳定同位素氧比海水的稳定同位素氧数值明显地偏负,白云岩中的Mn和Fe含量比被交代石灰岩中的Mn和Fe含量要高,而Sr和Na含量则相对更低。结论认为:1该区礁灰岩的白云石化作用是在埋藏条件下发生的,具有埋藏白云石化的特征;2鞍状白云石两相流体包裹体的均一化温度(Th)介于190~210℃,高于长兴组的地层温度,这一异常现象说明白云石化作用与下伏深盆地低温热液有关,见天坝生物礁白云岩可能是热液白云岩。