CF油田火山热液流体活动及其对碳酸盐岩储层的改造作用

为探讨CF油田热液活动对古生界碳酸盐岩储层的影响,对岩心、薄片、扫描电镜、阴极发光、碳氧锶同位素、流体包裹体等进行了综合分析。研究认为:碳酸盐岩储层中存在典型的热褪色、细密不规则诱导缝,发育鞍形白云石、硅质结核、自生石英等典型热液矿物;受热液影响的方解石阴极发光下发亮橘黄色光、δ18O值异常低、87Sr/86Sr值异常高,盐水包裹体均一温度明显高于地层温度;富含Mg~(2+)的酸性岩浆热液流体沿断裂涌入地层,促使围岩发生白云石化作用,产生大量的晶间孔,同时溶蚀碳酸盐岩,形成大量的溶蚀孔隙;受热液流体作用影响形成的诱导缝可进一步沟通储集空间,改善了储层的渗透性,提升了碳酸盐岩储层储集性能。     

渤海海域莱州湾凹陷沙河街组硅化碎屑岩地质特征及其储层意义

渤海海域莱州湾凹陷硅化碎屑岩以粒间石英晶体孔隙式充填、强烈石英次生加大为特征,局部地区甚至发生低变质作用,表现为变余砂状结构,这在国内外含油气盆地中是极为少见的。运用地震、测井、岩石学和单颗粒锆石U-Pb测年等技术手段,揭示了硅质碎屑岩的地质特征,首次通过锆石测年证实了莱州湾凹陷沙河街组沉积时期存在火山活动。硅质热流体活动证据主要体现在硅质脉体发育,呈多期充注特征,石英颗粒次生加大强烈,岩石甚至出现变余砂状结构;粒间粘土几乎全部热蚀变为黑云母和白云母,并可见“帚状”正在生长的云母类矿物;岩石中发育大量集块状和集簇无序状黄铁矿,不同产状的黄铁矿为多期次热液成因;热场发射扫描电镜下识别出黄铁矿-重晶石-独居石-方铅矿-金红石-硬石膏热液矿物组合。深部硅质热流体进入储层,碎屑石英颗粒产生强烈次生加大,加大石英和硅质沉淀完全充填粒间孔隙,对储层起破坏性作用,但硅化作用大大增强了地层的脆性,在后期构造运动作用下产生大量断裂和微裂缝网络。另外,热液流体溶蚀了储层中的长石类矿物,产生大量长石粒内溶蚀孔和铸模孔,在裂缝沟通下形成了孔隙-裂缝型优质储层。     

四川盆地简阳地区二叠系火山碎屑岩储层特征与成岩演化

火山碎屑岩油气藏作为重要的非常规油气藏,对油气增储上产具有重要的意义。通过岩心观察,综合薄片鉴定、QEMSCAN扫描、X射线衍射、物性分析、包裹体测温及碳氧同位素分析等资料,系统分析了四川盆地简阳地区二叠系火山碎屑岩储层特征及其成岩演化过程。研究结果表明：(1)简阳地区二叠系火山碎屑岩储层岩石类型主要包括火山角砾熔岩、凝灰熔岩和熔结火山角砾岩,整体物性都较好,孔隙度为0.78%～32.00%,平均为16.67%,渗透率为0.001～2.680 mD,平均为0.125 mD,属于高孔低渗储层,储集空间以次生孔隙和裂缝为主,包括脱玻化孔、基质溶蚀孔及溶蚀缝等类型。(2)研究区发育多种成岩作用,主要有熔结、压实、脱玻化、胶结及溶蚀作用等。(3)研究区经历了同生成岩、表生成岩与埋藏成岩3个阶段,成岩演化受深部热液、大气淡水及有机酸流体的共同影响,一方面流体活动造成热液矿物或碳酸盐胶结物的沉淀对储层物性起破坏性作用;另一方面热液流体促进油气运移,酸性流体的溶蚀改造作用对储层孔隙发育起建设性作用。     

鄂尔多斯盆地靖边气田奥陶系马家沟组热液活动特征及油气地质意义

含油气盆地中热液流体对油气成藏的影响已经成为油气地质研究的热点。基于钻井岩心观察、岩石薄片鉴定、流体包裹体测温、碳氧同位素、元素地球化学及地层水分析等实验技术方法,分析鄂尔多斯盆地靖边气田马家沟组五段(马五段)碳酸盐岩储层中热液活动特征,探讨热液活动对油气的地质意义。结果表明：靖边气田马家沟组热液活动特征主要体现在热液黄铁矿充填溶孔、流体包裹体的均一温度异常增高、脉体方解石的碳氧同位素和天然气中H₂S硫同位素均指示了高温热液异常、白云岩稀土元素显示明显的δEu正异常和δCe负异常,且样品全部分布在Ya/La—Yb/Ca交会图的热液成因区域,部分主量元素和微量元素因热液作用显著增加。地层水特征显示出多种地质因素综合作用的结果。因此推断深部热液流体通过基底断裂和古断裂上升,沿着马五段顶部不整合面和古断裂进入马家沟组。前期可对岩石中的不稳定组分进行溶蚀,形成大量的次生溶蚀孔洞,对储层起建设性作用。后期随着热液流体温度的降低及压力系统的改变,热液流体形成的黄铁矿、石英和方解石开始大量沉淀,充填溶蚀孔洞和裂缝,对储层起破坏性作用。     

玉北地区深部热液活动的发现及其储层改造意义

深部热液对碳酸盐岩储层的改造作用正逐渐受到人们的关注,并成为深部碳酸盐岩油气勘探的新方向。 通过岩心观察、薄片鉴定、阴极发光实验、扫描电镜分析、地球化学分析及包裹体测温等方法,对塔里木盆地玉北地区奥陶系的热液活动进行了研究。 结果表明,该区奥陶系白云岩具有明显硅化且发育溶蚀孔、洞的特征,溶蚀孔、洞中见石英晶簇与白云石等,岩石薄片和扫描电镜下可见具波状消光的白云石、鞍形白云石以及白云石晶间孔中充填的重晶石与黄铁矿等热液矿物。 与普通白云岩相比,研究区硅质白云岩的 Ce 与 Eu 含量相对较富集,Ba 与 Zn 含量相对较高,而 Sr 含量相对较低;从碳、氧同位素上看,硅质白云岩 δ¹⁸O_PDB 明显偏负和具有较高的 n（⁸⁷Sr）/n（⁸⁶Sr）值;流体包裹体具有较高的均一温度和盐度。 结合研究区区域上发育基底深大断裂构造,认为该区奥陶系深部存在热液活动,并且碳酸盐岩经过热液改造后形成了良好的储集空间,这种改造对奥陶系深部白云岩勘探具有一定的指示意义。     

川西北地区中二叠统栖霞组热液作用及其对储层的影响

深部热液流体对川西北地区碳酸盐岩的储集性具有一定的改善作用。为研究川西北地区中二叠统栖霞组热液作用及其对储层的影响,开展了岩心观察、薄片鉴定、微量元素测试和锶同位素研究。结果表明：①川西北地区中二叠统栖霞组储层受到了深部热液流体改造,岩石中发育溶蚀孔洞,部分孔洞中充填鞍状白云岩、黄铁矿、绿泥石、石英等热液矿物,常可见热液角砾碳酸盐岩,为热液活动证据之一;②研究区栖霞组热液改造后形成的中晶白云岩、缝洞中的鞍状白云岩与未受热液改造的泥晶灰岩相比,具有"δ¹⁸O偏负、⁸⁷Sr/⁸⁶Sr偏正和高Mn-低Sr"的特征;③研究区晚二叠世-三叠纪曾发生过多期岩浆-构造作用,大量深部热液流体通过深大断裂进入沉积地层,对裂缝围岩产生了显著的溶蚀作用,形成了良好的储集空间。该研究成果对深层寻找优质白云岩储层具有重要意义。     

塔里木盆地下古生界碳酸盐岩中硅化作用成因

塔里木盆地下古生界碳酸盐岩局部发生了显著的硅化作用。塔北的沙15井、沙5井、沙13井、塔深1井,塔中的中3井、塔中1井等的下古生界岩心上可以看到晶簇状石英充填或半充填于碳酸盐岩溶蚀孔洞中。石英中的流体包裹体具有较高的均一温度,其主峰区间为150~190℃。石英氧同位素δ18OV-SMOW值位于18.6‰和24.14‰之间,流体包裹体水氢同位素δDV-SMOW值位于-118.36‰和-83.39‰之间。石英在稀土元素组成上具有轻稀土富集和显著的Eu负异常的特征。流体包裹体均一温度、氢氧同位素和稀土元素组成表明下古生界碳酸盐岩中的石英形成于岩浆热液流体。岩浆热液在沉淀石英的同时会对碳酸盐岩储层产生显著的溶蚀改造作用,在实际油气勘探中应该给予足够的重视。     

塔里木盆地塔河油田东南斜坡海西晚期奥陶系热液作用

塔里木盆地塔河地区在早二叠世末存在2种性质的岩浆活动,基性及中酸性岩浆,分别源自地幔和地壳,岩浆热液流体作为一种化学活动性物质在其运移过程中对奥陶系碳酸盐岩储层产生溶蚀改造。塔河东南斜坡奥陶系缝孔洞方解石包裹体均一温度达到247℃,盐度远大于奥陶纪同期海水,δ~(18) O值为-15.38‰~-8.04‰,异常偏低,溶蚀区微量元素测定也反映了高Fe、高Mn、低Na的特征,指示了深部高温热液流体作用的存在。~(87)Sr/~(86)Sr值为0.705 368~0.715 889,表现为高于和低于微晶灰岩背景值2种类型,分别代表了壳源锶和幔源锶的特征。稀土元素配分曲线也表现为2种不同特征,一类右倾,正Eu异常,一类较平缓,负Eu异常,LREE/HREE值和(La/Yb)_N值也同时显示为较高值和高值2个部分,与基性和中酸性岩浆岩的稀土特征相似。反映了海西晚期塔河东南斜坡奥陶系受到了2种性质岩浆来源热液流体的影响,该热液流体沿疏导层运移对碳酸盐岩储层进行溶蚀产生孔洞、孔隙,同时伴随热液矿物的沉淀,但显著改善了储集物性,仍具有一定的储集意义,对深部碳酸盐岩储层的形成具有重要意义。     

塔中地区深部流体对碳酸盐岩储层的改造作用

塔中地区岩石及原油的稀土元素分析、二氧化碳碳同位素分析以及储层流体包裹体测温证实了深部流体的存在。盆地基底以下的深部流体通过深大断裂及火山活动进入盆地内,通过物质和能量交换对碳酸盐岩储层进行溶蚀和交代,使碳酸盐岩储集层的孔、渗结构发生改变,从而形成深埋改造型的优质碳酸盐岩储层。塔中西部地区沿大断裂及火山活动区发现的萤石矿带是深部流体作用的产物,是塔中45油田的主要储集层类型。深部流体的来源及活动范围与深大断裂以及火山活动密切相关,深大断裂以及火山岩发育区可以作为寻找深部流体改造型储层的标志。     

幕式热液作用对川西南部中二叠统碳酸盐岩储集层复合改造效应及地质意义

基于岩石学、地球化学、流体包裹体及同位素定年等研究,就热液对四川盆地西南部中二叠统碳酸盐岩储集层幕式改造进行分析。四川盆地西南部中二叠统栖霞组—茅口组白云岩缝洞中充填多期中—粗晶鞍状白云石及其他热液伴生矿物,主要属印支期构造挤压及推覆作用下规模性高温、深部富镁卤水沿基底断裂/伴生裂缝等渗滤通道对早期灰岩/白云岩幕式改造的结果。富镁热液作用时间主要为中—晚三叠世,其次为燕山运动中晚期及喜马拉雅期,热液改造导致了硅质及方解石充填。热液白云石化作用受断层、热液性质、流动路径及围岩岩性等因素复合控制,作用效果以物性“平均化”为主,热液对早期厚层块状颗粒灰岩/白云岩以热液白云石化/热液重结晶作用、破碎角砾化及缝洞充填等改造作用为主;对早期薄—中层泥粒灰岩以压裂、顺层白云石化、溶蚀及伴生矿物充填等产生的溶蚀-充填复合改造为主。热液作用下的破裂缝及溶蚀孔/洞为主要储集空间类型,溶蚀孔洞与网状裂缝的有效连通可形成优质白云岩储集层;典型热液白云岩储集层发育于断裂附近1 km范围内,厚30～60 m,部分孔/洞-缝连通体系发育的热液白云岩储集层具备勘探潜力。     

歧口凹陷滨海断裂带热流体活动及其对油气成藏的影响

热流体能够影响沉积盆地内物质组分的重新分配,如矿物的溶解和油气相态的变化,以及输导系统的热异常,通常沿断裂分布。滨海断裂带为控制烃源岩展布的断裂之一,同时也是流体热异常活动的场所。利用有机地球化学、流体包裹体、气体地球化学、成岩矿物及地层水化学特征等对研究区内流体的热活动进行了研究,为油气沿断裂发生运移和聚集提供了证据,进一步指明了油气勘探的有利方向。热流体沿断裂上涌发生热对流对局部温度场的改变体现在以下几个方面：1镜质体反射率异常反映局部烃源岩受局部温度场的变化发生热演化异常;2成岩期形成的流体包裹体均一温度大于其最大埋深时的温度;3黏土矿物出现同一深度段多类型和同一类型多层段的演化异常;4储层碎屑矿物颗粒的热蚀变。热流体对物质场的改变主要体现在以下几个方面：1热流体带来了深部幔源的无机CO₂于浅层富集成藏;2大量高于卤水矿化度的深部流体渗入发生流体-岩石相互作用,导致储层中存在高矿化度的地层水;3储层早成岩期胶结于孔隙的碳酸盐类等矿物溶蚀形成多个次生孔隙带,进一步证实了水-岩相互作用,次生孔隙的发育来源于碳酸盐类矿物的溶解和重新分布,在一定程度上控制储层的物性;4热流体携带的大量物质发生流体-岩石相互作用导致靠近断裂带的岩石中所含微量元素异常。上述证据均指示了烃类流体能够沿断裂和渗透性砂岩储层发生运移,并可能聚集成藏形成大油气田。     

麦盖提斜坡奥陶系热液溶蚀流体对内幕白云岩储层的改造作用

塔里木盆地麦盖提斜坡奥陶系深部白云岩发育优质热液溶蚀储层,主要特征有：①岩溶孔洞、缝充填鞍状白云石以及石英、黄铁矿、天青石、硅质充填等热液矿物;②热液溶蚀作用形成的溶蚀孔洞明显改善了白云岩储层物性。通过研究区断裂性质分析,结合钻井热液溶蚀特征,对与深部热流体相匹配的断裂活动特征及对白云岩储层的改造作用进行研究,探讨了热液流体在剖面上的活动特征。研究认为,多期活动的深大断裂带有利于埋藏热液流体活动,研究区群苦恰克断裂带、玛扎塔格断裂带以及玛东冲断带均是热液白云岩储层发育有利区;远离断裂带的广大区域,二叠纪小型张性走滑断裂同样可以作为热液流体活动的运移通道,形成的白云岩储层在地震剖面上表现为“串珠”状,平面上呈星点状大面积分布。结合研究区油气成藏条件分析,认为群苦恰克断裂带的热液白云岩储层是斜坡区较为现实的勘探领域;受控于小型张扭断裂的白云岩储层分布面积广,资源潜力大,具有较好的勘探前景。     

塔里木盆地热液特点及其对碳酸盐岩储层的改造作用

塔里木盆地热液活动普遍,为弄清其对该区下古生界碳酸盐岩储层的影响,分析了该盆地碳酸盐岩中热液活动产物的岩石学、地球化学特征,发现该区热液普遍具有贫镁离子、富含CO_2的特点。进一步探讨了该区热液活动对储层的改造作用,发现热液流体成分是这一改造作用的决定性因素。研究结果表明:①热液流体富含CO_2,沿断裂带通道附近溶蚀作用强烈,发育大小不等的溶蚀孔洞,形成规模较小但孔渗性很好的优质储层;②热液流体自身镁离子含量很少,虽然通过溶蚀寒武系白云岩能获得部分镁离子,但热液白云石化作用规模较小;③富含CO_2的热液流体溶蚀围岩形成优质的溶蚀孔洞型储层,其分布明显受到断裂的控制;④热液白云石化作用主要表现为鞍形白云石充填溶蚀孔洞,以及在断裂附近热液活动导致白云石晶体重结晶或过度生长,堵塞已有的孔隙,总体而言是一种破坏性成岩作用。该成果可以为该盆地深部碳酸盐岩储层预测提供帮助。     

火山作用与油气田的形成和分布

火山活动对油气生成、运移、储集、封盖、聚集和保存这六个形成油气田的重要因素有着重要影响。火山活动形成的火山岩,在岩浆迅速冷凝过程中会产生孔洞和缝隙,成为容留油气的空间;火山活动形成的火山灰沉积,具有遇水膨胀和分散的特点,地层孔隙被其它充填后而成为良好的封存盖层并能抗御新构造运动的破坏而有利于油气田的保.存;火山活动提供1 020~1 200C的岩浆和300~400C的热液流体携带的热能,为油气运移提供热动力条件,促进油气运移;火山活动在沉积盆地内形成的火山岩体与侵入岩体,为含油气盆地增加了一种非构造圈闭--火山岩岩性圈闭。火山活动与油气的储集、封盖、运移、聚集和保存有着十分密切的关系,构成一个完整的含油气系统。渤海湾盆地的济阳坳陷和黄骅坳陷就很好地反映了这种关系。     

塔里木盆地顺南4井中硅化热液的地质与地球化学特征

塔里木盆地顺南4井奥陶系鹰山组灰岩取心段中发现有明显的热液蚀变现象和交代硅化特征,溶蚀缝洞、疏松硅质灰岩/硅质岩、热液脉体以及粗大石英晶簇异常发育。通过对取心岩样的地质特征观察,针对热液脉体(方解石脉和石英脉)以及硅质岩样品进行了系统采样,用来进行包裹体测温与测盐、稀土元素和微量元素分析。结果表明,热液流体具有混合性质,由岩浆活动提供热源,地层水提供主要的流体来源,岩浆热液与地层卤水混合后形成了中-低温、高盐度的硅化热液。稀土元素(REE)分析显示,铕异常δEu值为0.040~0.118,平均值为0.069,呈强烈负异常,指示了还原的成岩环境。Sm/Nd值为0.169~0.256,平均值只有0.194,可见成岩流体应该属于壳源流体。样品REE平均值配分曲线与地壳REE配分曲线趋势高度相似,表明热源来自壳源岩浆,且从其贫Mg²⁺的特征来看属于上地壳(硅铝层)。微量元素特征中Ba/Sr值为0.43~19.76,平均值为6.70,变化范围较大,亦反应出流体的相对复杂性,U/Th值为0.35~4.76,平均值为2.14,Th/U值为0.21~2.88,平均值为1.03,Th/U-Y/Ho的相关性均显示硅化热液属于低温型热液。     

自生绿泥石对砂岩储集层影响的新认识

通过对鄂尔多斯盆地西部姬塬地区三叠系延长组的岩石铸体薄片分析和扫描电镜的观察认为,早期自生绿泥石胶结对原生孔隙的转化、保存和改造起重要作用,主要表现为占据原生孔,并将其转化为黏土矿物晶间孔的形式,从空间上阻碍硅质胶结、碳酸盐胶结对孔隙的破坏,为后期流体改造储集层提供了通道;其亲油的黏土矿物属性,为后期油气在低孔、低渗储集层中成藏提供了条件。另外,因绿泥石化学性质较活泼,易发生水解,在开发具有绿泥石胶结的油藏时,应考虑到黏土矿物的敏感性。研究认为,绿泥石环边形成后储集层仍有较强的压实现象,前人认为的抗压能力可能被夸大。