川东北长兴组埋藏白云石化流体来源与油气倒灌式成藏

埋藏白云石化作用是白云岩成因的主导模式,亦是控制川东北地区上二叠统长兴组海相优质礁滩相白云岩储集层形成演化的核心因素,围绕埋藏白云石化热卤水来源与交代通道、后期溶蚀路径、油气充注过程等一系列密切相关的流体成藏机理性问题,已成为当今碳酸盐岩领域研究的前沿热点和困扰勘探实践的瓶颈难点。运用流体-岩石相互作用和流体成藏动力学研究新进展与新方法,通过岩心观察、地球化学指标对比、温压场环境恢复、流体非均质性反演与运移路径模拟追踪分析,认为川东北地区长兴组与飞仙关组流体同源,多期的埋藏白云石化交代作用、溶蚀作用及油气充注过程时空耦合关系密切,热卤水来源于飞仙关组海源地层水,长兴组礁滩相白云岩储集层中的油气存在着源于飞仙关组流体以不整合、断裂、优质白云岩输导层为通道的“倒灌型”成藏模式。     

川东地区长兴组白云岩储层成因与成岩系统

对于川东地区上二叠统长兴组礁滩相白云岩储层的成因一直存在争议,为此,对该区白云岩成因类型、地球化学特征
（铁、锰、锶微量元素,碳、氧、锶稳定同位素）及流体包裹体特征进行了综合研究。从成岩流体性质和产物的组合特征出发,按“水文体制”将长兴组白云岩划分为准同生阶段海源同生卤水、早成岩阶段源于飞仙关组地层封存热卤水、中-晚成岩阶段复合源混合热卤水、构造隆升阶段有深部热液参与的混合热液4个成岩系统。各系统成岩流体性质虽有不同,但对多期次的埋藏白云岩化作用和白云岩储层的形成、演化与分布都有重要的继承性控制作用：准同生阶段一般不具备储集意义;早成岩阶段是储层发育的基础阶段;中-晚成岩阶段扩大了储层分布范围和发育规模;构造隆升阶段是提高储层质量的关键时期,也是控制优质白云岩储层在区域上沿构造活动带分布的主要因素,可作为预测优质白云岩储层的重要依据。     

川东北地区飞仙关组优质白云岩储层的成因

以岩石结构分析为基础,根据锶微量元素和锶同位素地球化学特征,对川东北普光气田下三叠统飞仙关组白云岩储层成因进行了研究。结果表明:埋藏白云岩的结构明显有别于准同生白云岩;飞仙关组各类碳酸盐岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值变化范围覆盖了全球早三叠世海水锶同位素范围,其平均值与全球早三叠世平均值基本一致,具有早三叠世海水锶同位素组成特征;埋藏白云岩⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值变化范围和平均值与川东北地区飞仙关期海水锶同位素组成特征非常接近,说明白云岩化流体具有强烈的飞仙关期海水锶同位素组成特征;飞仙关组白云岩为成岩期多期次埋藏交代作用的产物,白云岩化流体来自于地层中高镁、高锶和高盐度的同期经萨勃哈环境浓缩的海源地层水。     

普光气田埋藏溶孔特征及识别标志

普光气田上二叠统长兴组和下三叠统飞仙关组储层的储集空间以次生溶孔为主,主要为晶间溶孔、粒内溶孔和粒间溶孔。埋藏溶孔是储层主要或重要的储集空间,识别埋藏溶孔是研究埋藏环境溶蚀作用机制及其对储层贡献大小的关键。基于岩心样品的岩矿测试资料,从典型井分析入手,对普光气田长兴组和飞仙关组礁、滩相碳酸盐岩储层进行了成岩作用研究,确定埋藏溶蚀作用在成岩序列中的位置,借助其他成岩作用判断埋藏溶蚀作用特征及识别标志。结果表明:这些溶蚀孔隙都形成于埋藏环境,溶孔大致分为两期,早期溶孔中有沥青呈衬边状或球状产出,晚期溶孔中无沥青充填,孔隙中异常干净;两期溶孔中充填矿物的流体包裹体均一温度也截然不同,分别为111～155℃和超过176℃。这些埋藏溶孔可以根据成岩序列进行识别,进而总结出6条识别标志,用于研究埋藏溶蚀作用对普光气田长兴组—飞仙关组储层的影响和贡献。     

碳酸盐岩成岩史及其对储层的控制作用——以普光气田为例

碳酸盐岩成岩作用贯穿沉积物从堆积到埋藏直至抬升的整个历史,碳酸盐矿物对成岩环境的高度敏感性使得岩石原始组构及其物性在长期的成岩作用过程中不断被改造,川东北普光大气田长兴组礁滩云岩和飞仙关组鲕滩云岩储层复杂的成岩史即是例证。综合运用高精度三维地震和岩心资料对储层的准同生成岩环境进行分析,利用普光气田重点探井薄片资料对埋藏成岩进行研究。上二叠统长兴组至下三叠统飞仙关组沉积时期,普光气田主体位于（镶边）台地,长兴组台地镶边礁、飞仙关组台缘滩和台内滩构成该气田的储层相,礁滩后和鲕滩间的局限环境提供了渗透一回流准同生白云石化条件。薄片研究表明普光气田长兴组和飞仙关组经历了大范围白云石化、多期胶结作用、压实、多期溶解、裂缝等成岩作用。白云石化作用产生了晶间孔并提高储层渗透率,早期方解石胶结物可使岩石原始孔隙度免遭压实作用破坏,鲕粒的选择性溶解形成溶模孔,埋藏期非组构选择性溶解产生溶蚀扩大孔或溶洞,构造裂缝不仅大大提高了储层渗透率而且作为埋藏溶蚀性流体运移通道形成溶蚀扩大缝。尽管多种成岩事件的叠加以及沉积组构的复杂性决定了礁滩储层物性的非均质性,但鲕滩和礁滩岩相的原始沉积组构控制着潜在储层分布。     

川西坳陷中段下三叠统碳酸盐岩储层成岩作用与机理

通过川西坳陷中段野外露头资料、岩心样品微观资料,结合部分样品的物性、微量元素、碳氧同位素分析测试结果,对川西坳陷下三叠统飞仙关组、嘉陵江组碳酸盐岩储层特征、成岩作用及形成机理进行了研究。结果表明,在川西坳陷中段的下三叠统中,局部层段发育颗粒滩型储层,但总体以中、低孔—低渗储层为主,鲕粒白云岩、鲕粒灰岩及残余鲕粒砂屑结构的粉细晶白云岩为主要的储集岩。自东北向西南,飞仙关组颗粒碳酸盐岩成岩作用差异明显,由海底成岩环境胶结作用向埋藏成岩环境的溶蚀、胶结作用变化;嘉陵江组成岩作用以埋藏成岩环境为主。综合研究认为,溶蚀作用和白云岩化作用是控制颗粒滩相储层发育的关键因素。岩石学特征以及地球化学特征显示,川西坳陷中段飞仙关组、嘉陵江组部分鲕粒、砂屑白云岩化特征,主要与埋藏白云岩化有关;埋藏溶蚀应为盆地卤水的混合、冷却作用的结果。     

川东北元坝地区长兴组与飞仙关组天然气成藏差异性成因

四川盆地川东北元坝气田的气藏类型为我国埋藏最深、以台地边缘礁滩相储层为主的大型礁滩岩性气藏,勘探形势整体较好,然而其海相主要产气层上二叠统长兴组与下三叠统飞仙关组的气藏规模差异较大。为找出二者产能差异性的成因,对其储层、输导体系、压力系统及储源关系等特征进行了地质与成像测井相结合的综合分析。结论认为：该区下三叠统嘉陵江组上部-中三叠统雷口坡组膏盐岩盖层分布稳定,长兴组与飞仙关组气藏气源均主要来自上三叠统吴家坪组（P₂w）和龙潭组（P₂l）烃源岩;储层特征上的差异导致长兴组主要为中高产气藏,飞仙关组主要为低产气藏;而输导体系、压力系统、储源关系的不同,也对富集程度产生了一定影响。     

川东北飞仙关组优质储层形成研究

四川盆地东北部飞仙关组经历了3个成岩演化阶段：准同生-早期成岩阶段、浅埋-中埋成岩阶段、深埋成岩阶段。主要成岩作用有：泥晶化、胶结、压实压溶、重结晶、白云石化、溶蚀和破裂等。其中，溶蚀作用和白云石化作用是改善储集性能的主要有利因素。溶蚀作用发生在成岩作用的各个阶段，以早期大气淡水渗滤作用形成选择性溶蚀和深埋藏阶段含CO₂和H₂S流体对全岩的溶蚀作用为主。白云石化作用，以早成岩阶段混合水白云石化作用为主，埋藏白云石化作用次之。与复杂的成岩作用对应，飞仙关组鲕滩储层的孔隙大体也经历了4次重要的演变：沉积时原始孔隙度为35%、准同生-早期成岩阶段后的25%、浅埋-中埋成岩阶段后的5.5%、深埋成岩阶段的10%。由此认为，川东北飞仙关组鲕滩相储层储集性能的改善主要依赖于白云石化作用和深埋成岩阶段的非选择性溶蚀作用。     

交代白云石成因综述

交代白云岩是重要的碳酸盐岩储层，对其成因和分布规律的研究，迄今已总结出8种主要模式。根据薄片的岩相学特征，四川盆地普光气田普光6井长兴组白云石至少有两种即准同生白云石和较晚的交代白云石。普光2井飞仙关组砂糖状白云岩在经历交代白云石化后还在溶蚀孔洞内发生过次生加大，其中准同生白云岩镁离子主要来自地层原生水，而交代和次生加大白云岩的镁离子来源需在微量元素追踪对比的基础上才能准确确定，且其分布受高能沉积环境控制。     

川东北普光气田下三叠统飞仙关组储层成岩作用研究

川东北普光气田下三叠统飞仙关组储层主要为台地边缘鲕滩沉积,岩性以白云岩为主,主要成岩作用有:泥晶化、压实压溶、胶结充填、白云化、新生变形和重结晶、溶蚀、构造破裂。对储层形成有重要贡献的成岩作用有:白云化、溶蚀作用和构造挤压。根据白云石标型特征、有序度及碳氧同位素分析,储层白云岩形成于高盐度流体、快速结晶环境,是准同生期渗透回流白云化的产物。储层发育3期溶蚀作用,其中早期大气淡水溶蚀形成的孔隙与原生粒间孔一起在早成岩期—中成岩早期多为胶结物填塞,现今有效孔隙为埋藏溶孔。埋藏溶蚀有2期,Ⅰ期发生在构造挤压作用之后、大量石油充注之前;Ⅱ期发生在充注石油热演化为沥青之后。构造挤压作用是飞仙关组储层形成的另一重要控制因素,一方面构造挤压作用有利于重结晶;另一方面构造挤压产生裂缝,使晶体破碎,为埋藏溶蚀酸性流体提供通道,并极大地增加了水—岩反应的接触面积,促使埋藏溶蚀广泛发育。     

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。     

Geochemical characteristics and diagenetic systems of dolomite reservoirs of the Changxing Formation in the eastern Sichuan Basin, China

In order to discuss the relationship between dolomite reservoirs and diagenetic systems of the Changxing Formation, we studied carbon, oxygen and strontium stable isotopes, iron, manganese and strontium trace elements and the Mg/Ca (mol%) ratio, dolomite order degree, and determined that burial dolomitization is the key to controlling the distribution of high quality dolomite reservoir in the Changxing Formation in the eastern Sichuan Basin. The dolomite of the Changxing Formation is divided into four diagenetic systems: (1) penecontemporaneous stage syngenetic brine diagenetic system, (2) early diagenetic stage strata seal brine diagenetic system, (3) middle-late diagenetic stage mixed hot brine diagenetic system and (4) tectonic uplift stage mixed hydrothermal fluid diagenetic system. New understanding of the controlling factors and distribution of dolomite reservoir development is discussed. Reef shoal facies belts controlled regional reservoir distribution and the scale of development. Burial dolomitization of a strata seal brine diagenetic system is the foundation of reservoir development, mainly developing pore reservoir. Burial dolomitization of mixed hot brine diagenetic system expanded the reservoir distribution and improved the reservoir quality, mainly developing pore-vug reservoir. Fracturing and dissolution of a mixed hydrothermal fluid diagenetic system is the key to improving the reservoir quality, mainly developing pore-vug-crack complex reservoirs.     

塔里木盆地顺北地区奥陶系一间房组碳酸盐岩成岩相研究

通过钻井岩心描述、薄片鉴定及测井分析等手段,对塔里木盆地顺北地区奥陶系一间房组成岩相进行了综合分析,共划分出溶蚀相、白云石化相、裂缝相、胶结相和热液相,以及8类成岩亚相:大气淡水溶蚀亚相、埋藏溶蚀亚相、断裂溶蚀亚相、准同生云化亚相、埋藏云化亚相、海水胶结亚相、淡水胶结亚相和埋藏胶结亚相;5种复合成岩相:胶结-热液相、裂缝-溶蚀相、裂缝-胶结相、裂缝-热液相和云化-胶结-热液相。该区海侵体系域发育海底胶结成岩亚相;高位域时为构造热液相、胶结相等;台内滩沉积亚相多发育大气淡水溶蚀亚相、大气淡水胶结亚相及少量的构造-热液相;滩间海沉积亚相发育埋藏云化亚相、溶蚀相和胶结相;台内礁沉积亚相发育大气淡水溶蚀和大气淡水胶结亚相。在构造、沉积相和层序的控制下,利用单井、成岩相连井及均方根振幅属性,对成岩相演化进行了点线面识别,顺北地区有利成岩相的分布是从南西方向逐渐向北东方向过渡。      

四川盆地海相天然气富集成藏特征与勘探潜力

四川盆地是一个高度富气的盆地,在四川盆地已发现的海相大中型气田多以孔隙型储层为主,普遍含有硫化氢(一般占天然气体积的0.2%~17%),烃类主要以原油裂解气为主.充足的气源是四川盆地海相油气富集的重要条件,古隆起为海相油气的聚集提供了圈闭条件,富含膏盐的白云岩储层为硫化氢的形成提供了硫源和催化条件.海相层系大多经历过较大的埋深,这为硫酸盐热化学还原反应的发生提供了热动力条件,而硫酸盐热化学还原反应过程更为原油裂解提供了催化条件,导致气藏中既富含硫化氢又富含甲烷气.研究表明,川东北地区飞仙关组和长兴组成藏条件优越,是最现实的勘探目的层系;四川盆地邻近膏盐层上下的大量薄层席状分布的孔隙型白云岩储层为潜在的勘探目的层;川东地区是四川盆地勘探潜力最大的地区.     

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。     

元坝气田长兴组—飞仙关组礁滩相储层特征和形成机理

借鉴普光气田勘探发现的成功经验,2006年中国石油化工股份有限公司在川东北巴中地区钻探以长兴组—飞仙关组生物礁、滩岩性圈闭为目标的元坝1井,获得50.3×104 m3/d高产工业气流,发现了元坝气田。元坝气田为常压高含硫化氢岩性气藏,具有构造变形弱、整体埋藏深的特点,气藏中部平均埋深6 600 m,是四川盆地埋藏最深的海相气田。元坝气田以长兴组礁滩储层为主,其规模大、储集性良好,储层的形成主要受早期大气淡水溶蚀、白云石化作用控制,深埋溶蚀、构造作用影响相对较弱。对元坝、普光等气田深层礁滩相储层特征进行对比,探讨其储层形成机理,认为早期沉积-成岩环境控制了储层的规模与早期孔隙发育,构造-流体耦合控制了裂缝与溶蚀,流体-岩石相互作用控制了孔隙的保存与改造。     

受力状态下白云岩溶蚀实验及其地质意义

白云岩储层发育在很大程度上取决于成岩作用改造,溶蚀作用是其中最重要的一环。基于对川东北地区长兴组、飞仙关组白云岩储层的研究,针对储层中裂缝、微裂缝等构造形迹与溶蚀孔隙之间的密切关系,在前人相关研究和实验基础上,通过受力状态下白云岩溶蚀实验,探讨了裂缝(微裂缝)对于白云岩溶蚀作用的影响,表明裂缝发育能促进溶蚀作用的进行,构造形变(裂缝)影响下的埋藏溶蚀可能是白云岩储层主要的改造机制。      

川西中二叠统栖霞组白云岩特征与成因

近期在川西地区中二叠统栖霞组斩获的多个白云岩油气发现彰显了白云岩储层的油气潜力,但该组白云岩储层非均质性极强,白云岩化机制不明确,优质白云岩储层分布预测困难。研究综合分析了该组不同类型白云岩的岩石学和地球化学特征,结合沉积相背景和峨眉山大火成岩省热事件,系统总结了不同类型白云岩化作用的期次和成因。结果显示：川西地区栖霞组白云岩多为斑状或层状分布,白云石晶体以细晶为主,中-粗晶、泥-粉晶次之,伴少量鞍状白云石胶结物。泥-粉晶白云岩主要发育在栖霞组底部,白云石晶体多为半自形-他形晶,常与草莓状黄铁矿伴生,部分泥晶白云石呈球粒状、哑铃状和花椰菜状;泥-粉晶白云岩的δ¹³C(VPDB)为负值,δ¹⁸O(VPDB)处于正常海水数值范围内,这些特征表明泥-粉晶白云岩可能为微生物介导作用的产物。细晶白云岩在栖一段和栖二段都有发育,其白云石晶体主要为自形-半自形晶,多具有雾心亮边结构,在阴极发光下晶体内部呈棕色-暗红色,向外过渡为亮红色后再变暗;细晶白云岩具有明显的残余粒屑结构,表明前驱岩岩性为颗粒灰岩;细晶白云岩的δ¹⁸O(VPDB)...