川西北中二叠统栖霞组白云岩储层特征及控制因素

本文以四川盆地西北部钻井岩心及露头剖面样品的镜下岩石学特征为基础,以微区多参数实验分析数据为依据,对四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩储层进行了研究。认为栖霞组白云岩储层类型主要为结晶型白云岩及残余颗粒型白云岩。储集空间主要为晶间孔、晶间溶孔、粒间孔、溶蚀孔洞以及裂缝。白云岩储层的发育主要受到沉积微相、早期白云石化作用、晚期白云石化作用、溶蚀作用以及构造作用等因素控制。其中浅滩沉积微相是储层形成的环境基础;早期白云石化作用是储层保存的重要条件;溶蚀作用及构造裂缝是储层改善的关键因素;而晚期白云石的生成则对储集空间有一定的破坏作用。     

川西地区中二叠统栖霞组中—粗晶白云岩成因

通过野外剖面、岩心、薄片的观察及地球化学分析等手段,对川西地区栖霞组中—粗晶白云岩成因进行了研究。结果表明,中—粗晶白云石晶形呈自形、半自形及他形,可见残余生物(碎屑)幻影,裂缝发育,白云石被缝合线切割,储集空间以溶蚀孔洞和晶间孔为主,孔洞内充填有自形白云石及鞍状白云石。中—粗晶白云岩的碳同位素值处于二叠系海相碳酸盐岩的范围;川西的南部地区中—粗晶白云岩氧同位素相对于川西的北部地区更偏负;川西的北部中—粗晶白云岩锶同位素比值处于二叠系海相碳酸盐岩的范围,而川西的南部则高于此范围;稀土元素配分模式显示白云岩基本继承了石灰岩特点;白云岩Ce显示正异常,Eu无明显正异常,川西的南部地区具有较明显的La负异常。综合研究得出:颗粒滩相是白云石化作用发生的有利相带,浅埋藏阶段的海水白云石化作用是中—粗晶白云岩的主要成因,后期局部遭受热液改造作用,孔洞内充填的自形白云石也为浅埋藏阶段的海水白云石化作用所形成,而鞍状白云石为后期热液成因。     

四川盆地中二叠统栖霞组滩相白云岩多重成因机理及叠加效应

本文以四川盆地二叠系栖霞组滩相白云岩为研究对象,充分利用野外剖面资料、钻井资料、测试分析资料,对栖霞组滩相白云岩成因机理及其叠加效应进行了深入研究。结果表明,四川盆地栖霞组白云岩的规模变化较大,从不到1米至几十米不等,区域上主要分布于盆地西部,盆内其它地区零星发育。白云岩的发育与沉积背景关系密切,其中分布于盆地西部的白云岩为台地边缘滩相沉积背景,而盆地内零星分布主要为台内滩沉积背景。栖霞组白云岩成因包括三种类型:(1)高能滩混合水白云岩化形成的白云岩;(2)埋藏白云岩化形成的白云岩;(3)热液白云岩化形成的白云岩。其中,高能滩混合水白云岩化形和热液白云岩化为主要的白云岩化作用。现今无论是在野外剖面还是钻井岩心中所看到的白云岩为多种白云岩化作用的叠加结果,叠加效应体现在白云石晶体形态上、碳氧同位素和包裹体温度上。在白云岩形成过程中,滩相沉积是白云岩化的基础;不同类型的白云岩化作用是关键;裂缝的发育为白云岩化创造了条件。     

川西地区中二叠统栖霞组白云岩成因分析

川西地区栖霞组白云岩成因及其与峨眉山玄武岩喷发热事件关系颇有争论。在野外剖面、岩心观察基础上,通过岩石学、全岩及矿物微区地球化学分析方法对其研究,结果表明川西地区栖霞组白云岩（石）可分为残余砂屑白云岩、晶粒白云岩以及鞍状白云石、脉体充填白云石四类。残余砂屑白云岩与晶粒白云岩均呈块状,阴极发光较暗,稀土配分模式与泥微晶灰岩相似,δ13C、87Sr/86Sr多处于同期海水范围内,δ18O略偏负,Ce负异常,残余砂屑白云岩Eu呈负异常,而晶粒白云岩Eu多为正异常。微区δ13C、δ18O分析显示,残余砂屑白云岩的白云石雾心与亮边内δ13C均处于同期海水范围内,δ18O亮边较雾心偏负;晶粒白云岩中不同大小的晶粒白云石微区δ13C、δ18O显示相近特征,表明这两类白云岩均为海水浅埋藏成因,但受到后期热流体叠加改造。曲面他形粗晶鞍状白云石充填于裂隙与溶蚀孔洞内,镜下具波状消光特征,发亮红色光,δ13C与二叠纪海水相近,δ18O明显负偏,Eu呈正异常,指示鞍状白云石为热液成因。脉体白云石岩石学与地球化学特征表明其为晚期埋藏成因。川西地区栖霞组白云岩主体为浅埋藏成因,峨眉山玄武岩喷发期热液对其叠加改造,仅西南地区充填裂隙与溶洞的鞍形白云石为热液成因。     

川西地区中三叠统雷口坡组古岩溶储层特征及发育主控因素

受中三叠世末印支运动早期的影响,川西地区中三叠统碳酸盐岩普遍受到剥蚀和岩溶作用。通过多口井和多个露头剖面的岩心、岩屑观察分析和地球化学分析表明,该区中三叠统雷口坡组顶,古表生岩溶特征明显。古岩溶作用为雷口坡组顶储层的发育创造了条件,雷口坡组上部发育了一套岩溶孔隙型储层,主要分布于四段上亚段,在新场地区储层段累计厚度达38～75m,岩性主要为微—粉晶白云岩、灰质白云岩、白云质灰岩、(藻)砂屑白云岩及(藻)砂屑灰岩等,以Ⅱ—Ⅲ类储层为主。认为该套储层的发育主要受岩性组合、微古地貌及埋藏期岩溶作用控制。     

四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩特征及成因探讨

白云岩特征及其形成机制的研究对白云岩化理论与白云岩储集层勘探具有重要意义。本文以四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩为研究对象,通过野外剖面及岩心观察并采用铸体薄片、阴极发光、地球化学分析等方法对该段白云岩特征及成因进行研究。结果表明川西北地区栖霞组白云岩主要表现为块状晶粒白云岩、角砾状白云岩及斑状白云岩3种类型;碳同位素为正低值,氧同位素为负值,反映出其成岩过程中伴有早期淡水参与。结合工区构造沉积背景,对比以往经典白云岩化模式,发现四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩化成因模式具有一定自身特点。通过对Folk “镁笼效应”理论进行延伸,认为栖霞组白云岩化模式在纵向上分为淡水渗流带、混合渗流带、混合潜流带及海水潜流带4个区带,其中混合渗流带和混合潜流带是白云岩发育的主要位置。在混合渗流带中,淡水与海水交替进入,未完全成岩的海洋沉积物质在成岩过程中受到淡水冲洗导致大量镁离子随淡水流入下部地层,而后又有海水携带镁离子进行补给,这为白云石形成提供了有利条件;混合潜流带内不断进入的混合流体携大量镁离子使得该带具有较高Mg/Ca值;而地幔上涌造成的地温升高克服了白云石形成的动力学屏障,有效促进了白云岩的形成。     

鄂尔多斯盆地奥陶系颗粒滩白云岩储层特征及主控因素

基于岩心观察、薄片鉴定、物性分析和地球化学分析,结合岩相古地理研究,认为鄂尔多斯盆地中东部奥陶系盐下发育三套颗粒滩白云岩储层,分别为下奥陶统马家沟组马二段、马四段和马五_(7+9)亚段。马二段颗粒滩环台内洼地分布,马四段和马五_(7+9)亚段颗粒滩环台内洼地以及滩间次级洼地两侧的相对隆起带分布。白云岩储集空间类型主要为粒间孔、晶间(溶)孔、溶蚀孔洞和裂缝。三维CT分析表明,白云岩储层具有优良的储渗性能。颗粒滩白云岩主要为浅埋藏蒸发海水渗透回流交代成因。白云岩储层的发育主要受控于三个因素:层序格架控制的颗粒滩分布,表生岩溶作用,构造裂缝系统。     

川中南部地区下二叠统栖霞组白云岩储层成因研究

川中南部地区下二叠统栖霞组在钻探中发现栖二段细—中晶白云岩是良好的储层,并且多口井获得工业气流,展示出一定勘探潜力。为进一步预测川中南部地区白云岩的储层分布特征,加快研究区下一步勘探开发,应用储层岩性特征识别、碳氧同位素、包裹体测温、阴极发光以及稀土元素分析研究白云岩储层成因,结果表明栖霞组白云岩无石膏或其他蒸发盐岩伴生,储集岩以细—中晶白云岩和灰质白云岩为主,主要分布于栖二段;栖霞组白云岩C、O同位素测试δ13C为4.03‰~4.77‰、古盐度为131.74~133.39,包裹体均一温度为110~180℃,阴极发光较弱,基质白云岩发紫红色光,溶洞充填马鞍状白云岩不发光;稀土元素的轻稀土和重稀土分布趋势一致,保持了原岩的稀土配分趋势;综合分析认为栖二段白云岩为埋藏成因,其中裂缝和溶洞充填的马鞍状白云岩为热液成因。      

川中磨溪—高石梯地区栖霞组白云岩特征及成因机制

川中磨溪—高石梯地区栖霞组发育滩相白云岩,目前对滩相中差异白云石化机理不明确,导致难以预测优质白云岩储层的分布。在岩石学和地层特征研究基础上,通过分析不同类型白云岩的微量元素及碳、氧、锶同位素特征,结合颗粒滩类型和构造背景,系统研究了该区不同类型白云岩的成因机理及模式。结果显示:研究区栖霞组白云岩中白云石以细晶为主,中晶和粗晶次之,晶形多为半自形—自形。白云岩具有明显的残余颗粒结构,表明原始岩性为颗粒灰岩。细晶、细—中晶白云岩的阴极发光整体较暗,呈暗红色至红色,稀土元素配分模式与同期灰岩相似,白云岩的87Sr/86Sr比值大部分落于二叠纪海水的87Sr/86Sr比值范围之内,表明白云岩的成岩流体与海水沉积的灰岩具有同源性。白云岩的δ13C值（3.73‰~4.19‰）与同期灰岩δ13C值（3.61‰~4.93‰）相近,表明白云岩与灰岩具有一致的碳源。从灰岩到白云岩,Sr含量明显减少且Mn含量有所增加,说明灰岩经过一定的成岩作用被交代形成白云岩,该类白云岩为埋藏条件下地层中富Mg2+的流体交代孔隙型颗粒灰岩而成;中—粗晶白云岩的阴极发光呈红色,具明显环带特征,且具有高的Mn含量、低Sr/Ba比值及铕的正异常,87Sr/86Sr比值高于同期海水值,δ18O值在-8.06‰~-8.52‰,为颗粒灰岩在埋藏期受持续、充足的云化流体供给而成,较高的包裹体均一温度和δ18O值明显偏负均指示埋藏白云化作用过程还受到局部高温的影响。总体而言,埋藏白云岩化是该区白云岩的主要成因,地层中富镁的流体在压力和热对流的双重影响下进行迁移,促进白云岩化流体的运移,但局部地区鞍形白云石的形成遭受了后期不同程度的热液改造作用。     

四川盆地西南部雷口坡组储层特征及控制因素

四川盆地西南部中三叠统雷口坡组气藏主要的储层类型为碳酸盐颗粒滩储层。其主要发育两种储渗形式：砂屑云岩储层以残余粒间孔和粒间溶孔为储集空间,喉道以缩颈喉道和管束状喉道为主,孔喉配置关系较好,储层多表现为中孔中渗的特征;鲕粒灰岩储层和残余生屑云岩储层以粒内溶孔、铸模孔和生物体腔孔为储集空间,喉道欠发育,储层多表现为中孔、渗透率偏低的特征。进一步对储层的控制因素分析表明,颗粒滩为储层提供了早期的物质来源;单滩体的厚薄控制着储层的储渗形式;原生粒间孔的保存和同生期大气淡水淋溶作用分别是形成这两种储渗形式的颗粒滩储层的关键。     

川南地区中二叠统茅口组颗粒滩对早成岩期岩溶储层的控制

川南地区中二叠统茅口组颗粒滩控制了早成岩期岩溶储层的发育,但不同沉积环境中碳酸盐岩的沉积和成岩作用特征,尤其是浅埋藏之后的孔隙差异演化对岩溶作用的影响还不够深入。基于野外露头、岩心、薄片和阴极发光等资料,在研究区茅口组识别出8种岩石类型,分别发育于颗粒滩(包括高能滩和低能滩)、滩间海和开阔潮下3种沉积环境,其中亮晶生屑灰岩发育于高能滩,在浅埋藏后孔隙保存最好,有助于岩溶作用改造形成大规模层状溶洞和斑点状溶蚀带;泥晶生屑灰岩发育于低能滩,浅埋藏后孔隙保存较高能滩稍差,因此形成的溶洞和溶缝规模较高能滩小;泥质生屑泥晶灰岩发育于滩间海和开阔潮下,在抬升暴露前已压实致密,不发育岩溶。垂向上颗粒滩分布受控于海平面变化,发育在三级层序的高位体系域即茅二段和茅三段;平面上颗粒滩分布受控于隐伏基底隆起形成的沉积古地貌变化,在泸州古隆起一带厚度大。溶洞钻井响应层位和高产井位的分布与颗粒滩的分布相一致,说明颗粒滩对早成岩期岩溶储层的形成具有控制作用。     

环开江—梁平海槽长兴组台缘礁滩相储层特征及成岩作用

通过岩心观察、薄片鉴定、电镜扫描、阴极发光、物性分析,对四川盆地东部环开江—梁平海槽上二叠统长兴组礁滩相储层特征、储层成岩作用进行研究,并初步建立成岩演化序列。储层特征研究发现,长兴组储层发育良好,储集岩以"花斑状"生屑云岩和生物礁云岩为主,粒间孔、粒间溶孔和粒内溶孔较为发育,孔隙度总体介于2%~6%,渗透率集中在0.1~1 m D,结合孔渗相关关系将其划分为4种储层类型:"低孔高渗"型、"中孔中渗"型、过渡型、"高孔低渗"型。储层成岩作用研究发现,储层在成岩阶段经历了多期胶结、压实、白云岩化、溶蚀、构造破裂等成岩作用。由于成岩作用对孔隙结构的改造,孔隙演化整体上呈减小趋势。胶结作用及压实作用使得原生孔隙大幅度减少,对储层的形成具有破坏性作用,溶蚀及白云岩化作用对储层的形成具有建设性作用,构造破裂对储层进一步优化改造。研究表明原生粒间孔和早成岩期岩溶及热液白云岩化作用形成的早期次生孔隙不仅是现今储层储集空间的雏形,也基本决定了储层的最终面貌。     

四川盆地西部中二叠统栖霞组晶洞充填物特征与热液活动记录

热液环境在碳酸盐岩成岩作用中十分重要,MVT铅锌矿床和热液白云岩储层都与之有关。四川盆地西部中二叠统栖霞组普遍发育厘米级大小的晶洞,其充填物主要为晶体粗大的非平直晶面鞍形白云石,这些鞍形白云石经历了广泛的溶解作用,次生方解石充填于鞍形白云石溶解空间及其晶间孔隙中。本文在碳酸盐岩岩石学特征研究的基础上,测试了晶洞充填物的碳氧同位素组成、元素构成和包裹体均一化温度,结合川西中二叠统埋藏历史和二叠纪以来的非地热增温热事件,研究了晶洞充填物中鞍形白云石的沉淀与溶解流体,以及充填于鞍形白云石溶解空间和晶间孔隙中次生方解石的沉淀流体。研究表明:在作为晶洞充填物的碳酸盐矿物中,鞍形白云石和沉淀于白云石晶间、晶内的次生方解石具有显著不同的氧同位素组成和包裹体均一化温度,前者δ18O值-5.94‰～-4.35‰,包裹体均一化温度主要为110～210℃,后者δ18O值-10.34‰～-8.75‰,包裹体均一化温度主要为70～110℃,据此反演的鞍形白云石沉淀流体的δ18O值为+4‰～+14‰(SMOW),方解石相应值为-4‰～+5‰(SMOW),显示白云石是在高盐度和高温流体中沉淀的,方解石是在相对低盐度和低温流体中沉淀的;晶洞充填物的碳同位素分析表明,鞍形白云石和沉淀于白云石晶间和晶内的次生方解石的δ13C值大致分布在0.7‰～2.6‰的范围内,显著低于同期海水的δ13C值,两种碳酸盐矿物中的碳具有同期海水和深部CO2混合碳源的特征;中二叠世末东吴运动期间峨眉山玄武岩喷发时岩浆活动的热效应导致了当时处于浅埋藏环境的栖霞组地层中鞍形白云石的沉淀,而热事件后流体温度和盐度的同时降低则使得鞍形白云石溶解,同时伴随方解石沉淀在鞍形白云石溶解后的孔隙和晶间孔隙中。     

四川盆地东部下三叠统飞仙关组白云岩化作用及其与储集层发育的关系*

四川盆地东部下三叠统飞仙关组鲕滩相储集层多为白云岩,主要分布于环开江—梁平盆地的台地边缘相带。岩石学和地球化学特征表明,飞仙关组鲕滩相储集层经历了多期白云岩化作用,其中最重要的一期发生于成岩早期近地表环境,由蒸发海水回流引起,形成的粉晶交代白云石构成了现今白云岩的主体。飞仙关组早期白云岩经历了不同程度的埋藏重结晶作用,形成了不同的岩石结构类型。飞仙关组白云岩的孔隙多为原岩中继承而来,白云岩化作用对储集层发育的意义并非创造孔隙,而是保存已有的孔隙。由于白云岩化作用发生的时间早以及白云岩的抗压溶性质,原生（鲕）粒间孔以及早期大气淡水溶蚀作用形成的鲕模孔/粒内溶孔可以在很大程度上保存下来,构成了现今鲕滩相储集层的主要储集空间。     

A Model of Hydrothermal Dolomite Reservoir Facies in Precambrian Dolomite,Central Sichuan Basin,SW China and its Geochemical Characteristics

Hydrothermal mineral assemblages and related hydrothermally enhanced fracturing are common in the Precambrian Dengying Formation of Central Sichuan Basin. Petrographic and geochemical analyses of core samples show that the hydrothermal dolomite reservoirs of Dengying Formation consist of four main types of pores in the reservoir facies. These include: 1) hydrothermal dissolution vug(or pore), 2) intercrystalline pore, 3) residual inter-breccia vug(or pore), and 4) enlarged dissolved-fracture. There are three different fabrics dolomite in hydrothermal dolomite reservoirs, namely, saddle dolomite, fine-medium dolomite and micritic dolomite. Micritic dolomite is the original lithology of host rock. Saddle dolomite with curved or irregular crystal faces was directly crystallized from hydrothermal fluids(average temperature 192°C). Fine-medium dolomites are the products of recrystallization of micritic dolomite, resulting in abnormal geochemical characteristics, such as slight depletion of δ¹⁸O, significant enrichment of Mn-Fe and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, and positive Eu anomaly. A model for the distribution of various hydrothermal dolomite reservoir facies is proposed here, which incorporates three fundamental geological controls: 1) extensional tectonics and tectono-hydrothermal events(i.e., the Xingkai Taphrogenesis of Late Sinian-Early Cambrian, and Emei Taphrogenesis of Late Permian), 2) hydrothermal fluid storage in clastic rocks with large thickness(e.g., Nanhua System of Chengjiang Formation and part of Doushantuo Formation), and 3) confining bed for hydrothermal fluids(such as, the shale in Qiongzhusi Formation). The supply of hydrothermal fluid is critical. Large basement-rooted faults and associated grid-like fracture system may function as the channels for upward migration of hydrothermal fluid flow. The intersection of the above-mentioned faults(including the conversion fault), especially transtensional sags above negative flower structures on wrench faults can serve as a key target for future hydrocarbon exploration.     

川中地区栖霞–茅口组地热资源评价探讨

含油气盆地在勘探和开发中,拥有大量的地质、地球物理和地球化学数据,对地质构造和地热储层有着全面的认识,在地热能开发利用中具有得天独厚的优势。四川盆地作为中国重要的含油气盆地,同样富含水热型地热资,该文在收集相关资料、总结以往油气勘探成果的基础上,确定了川中地区地温梯度大部均在24℃/km以上,大地热流大部均在60 mW/m²以上,为四川盆地相对高值异常区。考虑到热储温度及埋深是地热开发是否具有经济效益的重要因素,重点选择埋深相对较浅（3000～6000 m）、热储温度相对较高（65～155℃）和热储相对较厚（280～380 m）的川中地区栖霞-茅口组热储进行地热资源潜力评价。研究中,基于盆地地层参数建立三维地质模型,结合现今地温场、岩石热物性参数,利用一维稳态热传导方程计算得到栖霞-茅口组内部温度分布,最后利用体积法计算得到栖霞-茅口组的地热资源强度和资源量。研究表明,川中地区栖霞-茅口组热储温度为65～155℃,地热资源总量为3.01×10²¹J,折合标准煤1030.25亿吨;可开采地热资源量2.03×10²⁰J,折合标准煤206.5亿吨。且根据川中地区地热资源特征,提出了优先以研究区中东部为中心开展中低温地热发电、地热干燥、地热农业等综合开发利用和地热梯级利用示范工程的建议,为未来的油气废弃井的二次利用及油田地热开发打下基础。