塔中地区上奥陶统热液流体与热化学硫酸盐还原作用

对塔中地区奥陶系裂缝充填矿物(方解石、萤石、重晶石等)进行稀土元素、⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值以及流体包裹体测定.结果显示,所有裂缝充填矿物的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值(0.708 89～0.710 36)和地层水的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值都高于碳酸盐岩全岩及同期海水,裂缝充填物流体包裹体的均一化温度较上奥陶统所经历的最高温度高约20℃,反映该区存在热液流体,且具有富⁸⁷Sr的特征.高⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值的热液流体可能来源于寒武系或前寒武碎屑岩地层;而且该热液流体中Eu²⁺与Sr²⁺具有相似的成因,导致沉淀矿物具有正铕异常,且铕与锶呈良好的线性关系.该热液促使发生热化学硫酸盐还原作用(TSR),导致H2S气体和黄铁矿的产生.另一方面,富⁸⁷Sr、相对低温低盐度裂缝充填萤石矿物的存在,反映了本区除受热液流体影响外还受到大气淡水或低温盆地流体的影响.     

中国南方地区灯影组白云岩储层流体溶蚀改造机制

对南方地区震旦系灯影组未遭受溶蚀改造作用的泥粉晶白云岩、遭受溶蚀改造的富含溶蚀孔隙白云岩储层(包括粗晶砂糖状白云岩)以及孔洞中充填的粗晶白云石开展了碳、氧和锶同位素以及稀土元素分析,以判别白云岩储层发育经历的流体改造作用类型、过程和机制。未溶蚀白云岩的δ¹³C、δ¹⁸O和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值平均分别为3.0‰、-3.5‰ 和0.708 779;稀土元素组成上无显著的Ce和Eu异常,属于正常的海水成因白云岩。溶蚀改造后的砂糖状白云岩的δ¹³C、δ¹⁸O和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值平均分别为1.7‰、-7.7‰ 和0.709 579,与未溶蚀改造白云岩相比具有略偏轻的碳、氧同位素组成和较高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值;稀土元素组成上,具有较高的REE含量和显著的Ce负异常,δCe平均值为0.5,表明多孔的砂糖状白云岩储层是大气降水和含油气流体溶蚀改造的产物。孔洞中充填的粗晶白云石的δ¹³C、δ¹⁸O和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值平均分别为0.3‰、-11.3‰ 和0.710 334,具有显著偏轻的碳、氧同位素组成和显著高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值;稀土元素组成上,具有显著的Eu正异常,δEu平均值为3.0,最大达到9.8,表明孔隙充填白云石是从热液流体中沉淀出来的,并受地层中有机成因流体的影响。根据所确定流体作用类型并结合构造地质演化背景,探讨了灯影组白云岩储层流体改造过程和机制。南方地区在震旦纪灯影组沉积时期发育海水台地相泥粉晶白云岩沉积,局部见藻纹层结构。震旦纪末期遭受大气降水溶蚀改造,下渗至地下深处,促使白云岩溶蚀和重结晶作用;在此后的埋藏过程中,进一步遭受含油气流体的溶蚀改造作用,最终形成富含溶蚀孔隙和沥青的中粗晶白云岩储层。埋藏过程中,受盆地深部热液的改造作用,在孔隙中形成白云石充填,使白云岩储层发生了一定程度的致密化作用。     

塔中地区热液改造型白云岩储层

塔里木盆地寒武系-下奥陶统以深灰色的粉-细晶白云岩发育为特征,在塔中等地区局部可见浅灰色-白色的中-粗晶白云岩.中-粗晶白云岩中的流体包裹体均一温度主峰区间为160~200℃,盐度为6.88%~14.15%;氧同位素δ¹⁸O_PDB值为-10.91‰~-7.65‰,平均为-8.98‰,与粉-细晶白云岩δ¹⁸O_PDB值相比,具有明显偏轻的特征.根据白云石与水之间的氧同位素分馏系数计算出形成中-粗晶白云岩流体的δ¹⁸O_SMOW值为+4.2‰~+10.2‰,据此判断该流体为岩浆热液流体.中-粗晶白云岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值为0.709 098~0.709 236,平均为0.709 171,高于粉-细晶白云岩和下古生界正常海相碳酸盐岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值.锶同位素组成特征也表明了中-粗晶白云岩的形成与热液流体作用有关.再结合其产状特征,可以推测塔中地区中-粗晶白云岩是粉-细晶白云岩在热液作用下发生重结晶作用的结果.重结晶形成的中-粗晶白云岩不但有丰富的晶间孔隙,而且还发育有大量的因热液溶蚀作用而形成的溶蚀孔隙,是良好的油气储集层,在塔里木盆地下古生界深层油气勘探中应该给予足够的重视.     

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。     

白云岩化过程中锶含量变化及锶同位素分馏特征与意义

白云岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值是判识其形成流体性质及来源的重要指标,也被广泛用于古海水⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值演化和地层学研究。因此,白云岩化作用对⁸⁷Sr/⁸⁶Sr有无影响及其影响程度直接关系到对⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值地质意义的解释,但目前尚未见到对这一问题的系统研究。下扬子地区宜兴葛山剖面发育灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩及白云岩的系列层序,为研究白云岩化过程中锶的地球化学行为提供了良好素材。通过对该剖面锶元素含量及锶同位素组成系统分析,发现随白云岩化程度的增强,锶含量显著降低,从1358μg/g一直下降到94μg/g,而⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值却不断升高,由0.708019升高到0.708182。分析前人发表的数据,发现这种演化特征具有一定的普遍性,因此这很可能与锶在白云岩化过程中的地球化学行为有关。进一步分析认为,在白云岩化过程中,随着Ca被Mg的大量交代,以类质同像形式存在的Sr也随之流失,导致Sr含量降低。另一方面,受质量效应的制约,在上述过程中,质量偏轻的⁸⁶Sr更易迁出,从而造成⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值相对增大。因此,在应用白云岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值判断白云岩化流体来源、建立古海水⁸⁷Sr/⁸⁶Sr演化曲线和分析白云岩地层年代时,必须考虑白云岩化作用对碳酸盐岩⁸⁷Sr/⁸⁶Sr的影响,才能得到符合客观实际的认识。     

锶同位素在沉积环境分析方面的应用

利用锶同位素地球化学行为、地球化学特征及这些特征在沉积环境方面的指示意义,分析了东濮凹陷下第三系盐湖沉积的锶同位素特征。结果表明,东濮盐湖下第三系⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值普遍偏高,且大于海水⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值,因此推断东濮盐湖属于一个内陆盐湖,其湖水锶同位素的主要控制因素为高⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(0720±0005)的壳源硅铝质岩石。锶同位素曲线变化反映了气候的变化,运用这一特征对东濮凹陷下第三系的古气候进行了分析,初步认为该区在沙河街组四段上亚段到沙河街组三段上亚段沉积时期为半干旱半湿润的气候,而从沙河街组三段上亚段到沙河街组一段沉积时期气候变得更加干旱。     

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。     

断裂-层序双控机制下的热液活动及成储效应——以塔里木盆地塔河、玉北地区下奥陶统为例

塔里木盆地下古生界碳酸盐岩广泛发育,是油气勘探的重要领域。以塔里木盆地塔河、玉北地区下奥陶统为例,通过岩心观察、薄片鉴定、电子探针、C、O、Sr同位素以及REE元素分析,结合测井及地震资料,探讨了断裂系统和层序地层格架中的热液活动及成储效应。研究认为：中-细晶白云岩遭受富硅质热液流体改造强烈,表现为热褪色现象、鞍状白云石充填和充填白云石、方解石、玉髓、黄铁矿等多种矿物组合沉淀,以及较高的SiO₂、FeO、MnO、BaO含量、较低的SrO含量和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值、偏负的δ¹⁸O值、较低的∑REE含量、明显的Eu正异常和Ce负异常。热液流体对白云岩储层的改造主要表现为溶蚀作用、重结晶作用和充填作用三个方面,溶蚀作用形成的次生溶蚀孔隙成为最重要的储集空间。不同尺度断裂和三级层序甚至更短周期层序界面共同构成深部热液流体运移的输导体系,对热液活动及储层发育起到强烈的控制作用,并建立了塔里木盆地塔河、玉北地区下奥陶统蓬莱坝组断裂-层序双控机制下的热液活动及成储效应的概念模型。     

塔里木盆地奥陶系鹰山组多类型白云岩储层成因机制

塔里木盆地奥陶系鹰山组是油气勘探重要领域之一,发育多类型白云岩储层,其成因机制是较为关注的问题之一。基于构造-沉积背景分析、薄片鉴定、阴极发光与扫描电镜等分析手段,结合原位微区碳氧同位素、全岩碳-氧-锶同位素和流体包裹体等数据,分别解剖了浅埋藏型、岩溶型与热液改造型白云岩储层的显微岩石学与地球化学特征。浅埋藏白云石化相关储层的白云石自形程度好,不同产状白云石具有较一致的碳氧同位素组成,反应了相似的白云石化流体来源特点。岩溶型白云岩储层表现为去白云石化作用与大气淡水成因方解石的胶结,具有贫¹⁸O和富放射性⁸⁷Sr特征。热液改造型白云岩储层通常以萤石和石英等热液矿物为典型标志。热液流体通常具有高温高盐度特点,形成储集空间的过程中相关白云石与方解石胶结物以贫¹⁸O和Eu正异常为特征。白云岩储层的多成因特点决定其发育分布受岩相、局部构造位置和流体性质等多因素的控制。     

塔里木盆地顺南—古城地区方解石脉流体来源及其对油气成藏的启示

钻井揭示塔里木盆地顺南—古城地区奥陶系碳酸盐岩方解石脉发育,为探讨该区断裂带流体属性及油气成藏事件提供了重要素材。在详细的岩心观察基础上,开展了方解石脉的流体包裹体以及灰岩基质与方解石脉的地球化学特征对比研究。方解石脉具有多类型的烃类包裹体,包括沥青包裹体、三相烃包裹体、油水液相包裹体以及富气包裹体。方解石脉中与烃类包裹体共生的盐水包裹体具有较高的均一温度（130~160 ℃）。贫¹⁸O（δ¹⁸O =-13.1‰~-8.7‰）、富⁸⁷Sr（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.708 879~0.710 432）、偏高稀土元素总量和正铕异常表明构造成因方解石脉主要来源于围岩的溶解以及成岩—成烃流体,未发现大气淡水参与的迹象。方解石脉中富含烃类包裹体可能表明研究区北东向走滑断裂带是油气运移与聚集的重要通道。     

塔中东部奥陶系烃包裹体特征及成藏意义

在塔中东部局部地区奥陶系碳酸盐岩储集层中发现一期（第Ⅲ期）发强棕红色荧光的烃包裹体,在荧光特征、组分特征上都有其独特性,预示塔中东部成藏的独特性。将这3 期对区域成藏有意义的烃包裹体分期进行组分提取、组分分析、相图分析、温度压力分析,分析认为,第Ⅱ期形成于海西运动晚期源于中上奥陶统的正常油得以保存;第Ⅳ期形成于喜马拉雅运动晚期由寒武系原油分解的凝析油气大量充注,使整个塔中地区奥陶系的原油具有中上奥陶统源油和寒武系原油混源特征;第Ⅳ期凝析油气的大规模充注,是塔中地区油气藏普遍存在25-降藿烷系列的原因,也是塔中地区凝析油气藏的重要贡献者;第Ⅲ期形成于燕山-喜马拉雅运动早期源于寒武系高成熟油只在塔中东部地区的中下奥陶统及寒武系充注,这就是只在塔中地区东部发现油藏,而在其他地区主要为凝析油气藏的原因。     

塔西北地区寒武系肖尔布拉克组储层发育主控因素及成岩演化过程——以柯坪南1 井为例#br#

塔里木盆地柯坪地区寒武系盐下白云岩作为重要的储量增长点和战略接替区已显示出巨大的勘探潜力和良好的勘探前景,但是优质储层形成机理认识不清制约了该区的油气勘探。通过对柯坪南1井井下样品的镜下观察、地球化学分析以及测井资料的解释,详细刻画了肖尔布拉克组岩石类型及其特征,并将其划分为4段,从下至上分别为肖一段、肖二段、肖三段、肖四段。肖尔布拉克组结晶白云岩较高的Mn含量［（87~137.7）×10^-6］、高于同期海水的δ¹⁸O值（平均值为-6.37‰）和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值（平均值为0.710 9）,说明肖尔布拉克组白云岩沉积于准同生—浅埋藏期,早期白云石化作用形成的增孔效应和抗压实能力是储层形成的基础。δ¹³C值在肖一段、肖二段呈现频繁变化的锯齿状,说明可能存在频繁的海进/海退过程,形成颗粒滩沉积是肖二段储层形成的关键,而肖三段发育裂缝和顺层溶蚀孔洞,储层发育主要受构造破裂作用和准同生岩溶作用控制。同时分析了成岩演化模式,认识了成岩改造过程对储层的制约机制。柯坪南1井井下数据的系统分析既为该地区其他钻井对比研究提供了基础数据,也能够为塔西北地区下一步勘探部署提供指导。     

塔里木盆地顺北地区克拉通内走滑断裂带中-下奥陶统储集体方解石脉形成及其与油气充注耦合关系

塔里木盆地顺北油气田为克拉通内走滑断裂多期活动控制下形成的碳酸盐岩超深层油气田,不同断裂带及同一走滑断裂带不同分段的油气性质和油气丰度等均存在显著差异。基于岩心和岩石薄片观察以及阴极发光、微区原位微量元素-稀土元素、流体包裹体的系统分析,对塔里木盆地顺北1号和顺北5号走滑断裂带中-下奥陶统储集体中的裂缝脉体序次、成脉流体来源及其与油气充注耦合关系进行研究,并结合走滑断裂演化过程和油气分布特征,探讨了顺北地区油气差异聚集的控制因素。结果表明：顺北1号和顺北5号走滑断裂带中-下奥陶统至少发育4期方解石脉体（Cal-1,Cal-2,Cal-3,Cal-4）。Cal-1成脉流体主要为海源性流体,Cal-2,Cal-3和Cal-4成脉流体来源于同地层成岩流体。Cal-2,Cal-3和Cal-4脉体的形成分别与加里东晚期—海西早期、海西晚期—印支期、燕山期—喜马拉雅期构造活动和油气充注相伴生。不同断裂带油气充注过程存在差异,顺北5号断裂带主充注期为海西晚期—印支期,顺北1号断裂带主充注期为海西晚期—印支期及燕山期—喜马拉雅期。走滑断裂构造样式及演化历史控制下的油气差异充注过程是顺北地区油气差异聚集...     

塔中地区北坡志留系晚期油气充注证据及控制因素

塔中北斜坡志留系近几年在油气勘探上取得重大突破,但由于受多期构造运动影响,油气成藏过程复杂。通过对塔中北斜坡志留系23块样品的流体包裹体系统分析以及断裂活动特征研究,识别出研究区存在3期油充注和1期天然气充注,以海西晚期（318~245 Ma）寒武系-下奥陶统油充注和燕山期-喜马拉雅中晚期（124~25 Ma）寒武系-下奥陶统以及中-上奥陶统油气充注为主。研究区志留系在北东向张扭性走滑断裂的控制下,海西晚期虽然油充注活跃但油藏基本遭受破坏形成残留沥青,而燕山期-喜马拉雅中晚期的油气再充注决定了现今油气藏面貌。因此,塔中北斜坡应以寻找燕山期-喜马拉雅中晚期油气藏为主要勘探目标。