碳酸盐岩中不同赋存状态有机质地球化学特征对比及对成烃的贡献

碳酸盐沉积物特殊的成岩机理和过程决定了有机质的复杂赋存状态,在碳酸盐岩中,除分散有机质外,还存在包裹体有机质。在包裹体有机质的提取过程中,当用6%(质量分数)的盐酸酸解碳酸盐矿物时,又将包裹体中的一部分有机质分离出(部分呈悬浮状态),本文定义为酸溶有机质I。对这三部分可溶有机质的含量、红外光谱、GC、GC-MS等分析表明它们的特征是不同的,并且分散有机质和包裹有机质在不同演化阶段对成烃的贡献不同。这为评价碳酸盐岩生烃潜力以及研究碳酸盐岩生烃机制和过程奠定了基础。     

塔里木盆地塔北隆起碳酸盐岩油气成藏特点

塔北隆起自早古生代以来经历了长期的挤压隆升剥蚀过程,结合寒武系膏盐的塑性上拱,形成了两种基本的碳酸盐岩圈闭类型,即风化壳潜山和内幕背斜圈闭。塔北隆起南临古生代满加尔凹陷、北临中新生代库车坳陷,具有捕获南北两侧海陆两相油气来源的条件,经历了海西期、燕山期和喜马拉雅山期3期成藏。储集空间主要靠溶蚀孔洞和裂缝。石炭系中—上泥岩段和白垩系卡普沙良群泥岩两套区域性盖层对碳酸盐岩风化壳潜山油气聚集起着至关重要的作用。不整合面和断裂是控制塔北隆起油气成藏的两个最关键的因素,不整合面既控制着岩溶储层的发育分布又是油气侧向运移的优势通道;断裂活动形成破碎带、裂缝带进而改善储层性能,同时断裂也是油气垂向运移的优势通道。     

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩中黄铁矿的成因

塔里木盆地下古生界(特别是奥陶系)碳酸盐岩地层中常见大量自生黄铁矿存在于碳酸盐岩、裂缝和溶蚀孔洞以及岩溶角砾和岩溶孔洞充填砂泥碎屑物质中。根据产状和硫同位素值,黄铁矿可分为两组,一组的δ34S值范围为-25.7‰～-4.7‰,平均为-17.6‰,为细菌硫酸盐还原作用(BSR)成因,发生在碳酸盐岩被抬升至地表接受岩溶改造的时期;另一组的δ34S值范围为+11.2‰～+31.3‰,平均为21.8‰,是受岩浆作用的影响,在热化学硫酸盐还原作用(TSR)下形成的。通过分析认为塔里木盆地下古生界地层天然气中较高含量的H2S主要是TSR作用的产物。     

塔里木盆地北部深层风化壳储层的形成与分布

塔北地区碳酸盐岩风化壳岩溶储层发育,储层具有质量好、分布面积广、埋藏深等特点,并已在轮南、塔河和英买力等地区发现数个亿吨级规模以上的大型油气田.本文通过对塔北地区200多口重要井的钻井、录井、测井、试油等第一手资料的系统分析,结合大量的分析化验资料与岩心及镜下观察,精细研究了风化壳储层的成因特点、分布规律与评价预测等.研究认为,寒武系发育白云岩型风化壳储层,以孔洞型储层为主;奥陶系主要为灰岩型风化壳储层,储层的基质孔隙度较低,溶蚀孔洞、溶蚀扩大缝和构造缝是其主要的储集空间,储层以洞穴型储层和网状裂缝型储层为主.台地相发育的纯净碳酸盐岩、海西期构造运动导致地层的长期暴露剥蚀、断裂裂隙作用和晚期大气淡水淋溶等是控制塔北风化壳储层形成的的重要因素;并发现塔北地区风化侵蚀能够作用到的深度主要在140m以内.虽然风化壳储层基质孔隙较差,但是储层物性受埋深影响不大;在有利的古岩溶地貌和断裂发育区,即使在更大的埋藏深度,也可能发育规模较大、性能较好的储集体.     

塔里木盆地下寒武统底部高熟海相烃源岩中有机质的赋存状态

近年来的研究证明,中新生代未熟—低熟海相富有机质泥质烃源岩中有机质是通过溶解在水中的分子规模的碳有机质以化学吸附的形式被吸附到矿物表面上和蒙脱石结构层内。然而,对于高熟海相泥质烃源岩中有机质的赋存状态却少有报道。通过对塔里木盆地下寒统底部高熟海相泥质烃源岩的有机碳含量、矿物表面积、扫描电镜和透射电镜的综合分析,得到了其有机质以细小的颗粒状保存于沉积物颗粒之间的结论。同时,通过高熟海相烃源岩与现代未熟海相烃源岩有机质赋存状态的对比,提出了值得进一步研究的有关科学问题。     

不同赋存环境下碳酸盐岩溶蚀过程试验模拟研究

目前,有关碳酸盐岩溶蚀过程的研究多集中在单一环境平衡状态下,不同赋存环境、微观尺度上的研究较少。鉴于此,为探讨不同赋存环境下碳酸盐岩溶蚀过程及微观变化特征,借助研制的岩溶水系统不同赋存环境下水岩相互作用模拟装置,选取典型岩溶水系统开放环境、半封闭环境与封闭环境的岩样,以CO2溶液为酸性流体介质,开展室内溶蚀模拟试验,研究岩溶水中特征组分的变化规律进行模拟实验,并从宏观和微观尺度,研究岩溶水系统不同赋存环境下的碳酸盐岩溶蚀变化特征。结果显示：不同赋存环境下Ca2+、${\rm{HCO}}_3^- $含量、饱和指数及pH值空间变化特征不同,各特征组分均呈现出随径流方向、溶蚀时间逐渐增大的趋势。不同赋存环境下,碳酸盐岩受水溶液中CO2含量的影响,在补给区的开放环境下溶蚀性最强,形成连通性较高的溶孔、溶隙。碳酸盐岩总溶蚀率均值是半开放环境的1.43倍,是封闭环境的2.70倍,半封闭与封闭环境下碳酸盐岩溶蚀后的微观结构介于孤立微孔与完全连通性溶隙之间。此外随深度的变化溶蚀量呈逐渐减弱的趋势,且浅部的变化更为明显。碳酸盐岩的溶蚀作用还受岩性控制,其随岩石中CaO/MgO比值的增大而增强。     

中国陆上最深钻井--塔参1井的地层剖面及讨论

塔参1井是塔里木盆地腹地的一口探井,井深7 200m,是目前我国陆上最深的钻井.其揭露的地层包括(自上而下):第四系、第三系(未分)、白垩系、三叠系、二叠系、石炭系、泥盆系、志留系、奥陶系、寒武系和前寒武纪花岗闪长岩及其中的闪长岩捕虏体.该井钻遇的地层较齐全,取心系统,是地质研究中不可多得的珍贵资料.本文较系统地介绍了塔参1井所揭露的地层剖面,并就有关问题作了简单讨论.     

塔里木盆地中部志留-泥盆系沉积构造背景

我国陆上最深的钻井塔参1井位于塔里木盆地中央隆起,井深7200m,在井深3742～4001m钻遇志留泥盆系碎屑岩259m,包括下志留统125m,上泥盆统134m。在该段岩心采样23块(下志留统15块,上泥盆统8块),其全岩和微量元素地球化学分析表明,塔参1井的志留泥盆系碎屑岩均为稳定大陆克拉通内部的沉积,物源可能来自其底部以前震旦纪花岗岩为代表的古老陆壳基底。     

塔里木盆地台盆区超深层热演化及对储层的影响

温度场是制约有效储层发育的关键因素之一,然而关于塔里木盆地超深层储层热演化及其对储层有效性的影响研究还很少。本文选取塔里木盆地台盆区近几年新钻井作为研究对象,通过实测等效镜质体反射率参数热史模拟揭示了台盆区显生宙时期以来的古热流演化史。台盆区大地热流从早古生代的45～65 mW/m²逐渐降至现今的32～45 mW/m²,仅局部地区在早二叠世受岩浆活动影响出现短暂的热流高峰,为46～62 mW/m²。在此基础上,结合沉积埋藏史明确了超深层碳酸盐岩储层古温度史和关键变革时期古温度平面分布特征,并对比分析了不同构造单元碳酸盐岩储层温度场差异演化特征及主控因素。奥陶系储层受控于大地热流和地层埋深影响,经历了早期缓慢升温和晚期快速升温的过程,除局部地区在早二叠世存在高异常外,塔里木盆地奥陶系储层在关键构造时期均表现出由中部向南北两侧降温的平面展布特征,与现今油气相态特征匹配。通过建立温度场与储层孔隙演化模式,深入讨论了台盆区有效储层发育的温度场条件。超深层碳酸盐岩储层的溶蚀-沉淀作用和油气相态与温压密切相关,温度不仅可以通过改善储...     

Hydrocarbon Accumulation Conditions of Ordovician Carbonate in Tarim Basin

<正>Based on comprehensive analysis of reservoir-forming conditions,the diversity of reservoir and the difference of multistage hydrocarbon charge are the key factors for the carbonate hydrocarbon accumulation of the Ordovician in the Tarim Basin.Undergone four major deposition-tectonic cycles, the Ordovician carbonate formed a stable structural framework with huge uplifts,in which are developed reservoirs of the reef-bank type and unconformity type,and resulted in multistage hydrocarbon charge and accumulation during the Caledonian,Late Hercynian and Late Himalayan. With low matrix porosity and permeability of the Ordovician carbonate,the secondary solution pores and caverns serve as the main reservoir space.The polyphase tectonic movements formed unconformity reservoirs widely distributed around the paleo-uplifts;and the reef-bank reservoir is controlled by two kinds of sedimentary facies belts,namely the steep slope and gentle slope.The unconventional carbonate pool is characterized by extensive distribution,no obvious edge water or bottom water,complicated oil/gas/water relations and severe heterogeneity controlled by reservoirs. The low porosity and low permeability reservoir together with multi-period hydrocarbon accumulation resulted in the difference and complex of the distribution and production of oil/gas/water.The distribution of hydrocarbon is controlled by the temporal-spatial relation between revolution of source rocks and paleo-uplifts.The heterogenetic carbonate reservoir and late-stage gas charge are the main factors making the oil/ gas phase complicated.The slope areas of the paleo-uplifts formed in the Paleozoic are the main carbonate exploration directions based on comprehensive evaluation.The Ordovician of the northern slope of the Tazhong uplift,Lunnan and its periphery areas are practical exploration fields.The Yengimahalla-Hanikatam and Markit slopes are the important replacement targets for carbonate exploration.Gucheng,Tadong,the deep layers of Cambrian dolomite in the Lunnan and Tazhong-Bachu areas are favorable directions for research and risk exploration.     

塔里木盆地深层烃源岩可溶有机组分的碳同位素组成特征

塔里木盆地深层烃源岩主要是指埋深大于4000 m的寒武—奥陶系海相碳酸盐岩和三叠—侏罗系陆相泥岩、碳质泥岩和煤。研究表明,塔里木盆地深层烃源岩可溶有机组分的碳同位素组成具有母质继承效应,寒武—奥陶系海相腐泥型烃源岩可溶有机组分的碳同位素组成一般小于-28‰,而三叠—侏罗系陆相腐殖型烃源岩可溶有机组分的碳同位素组成一般大于-28‰。对于高演化的寒武—奥陶系海相深层烃源岩而言,在热力作用下,其可溶有机组分的碳同位素组成普遍发生强烈逆转,并出现饱和烃>芳烃>非烃>沥青质的完全反序分布现象,显示出深层环境下高演化烃源岩可溶有机组分的碳同位素组成特征。      

塔里木盆地碳酸盐岩油气聚集带

海相碳酸盐岩储层多类型及非均质性强的特点,决定了其油气聚集带与以往陆相盆地碎屑岩油气聚集带的控制因素有显著差异,碳酸盐岩的油气聚集并不是简单地受二级构造带的控制。通过分析塔里木盆地已发现碳酸盐岩油气藏,其储层发育受大气淡水风化淋滤作用、沉积作用及各种成岩作用、深部流体改造作用等因素的控制。据储层成因类型及其横向分布特征,将塔里木盆地碳酸盐岩油气聚集带划分为:不整合与古风化壳型、生物建造礁-滩型、白云岩内幕型及深部流体改造型。不同类型的碳酸盐岩油气聚集带主要分布于塔北隆起、塔中隆起及巴楚断隆等古隆起的不同部位。由于不同碳酸盐岩油气聚集带上储集层成因机制不同,导致其储集空间、储集性能、油气藏类型及分布等均有所不同。     

塔里木盆地东部古城地区奥陶系碳酸盐岩微相特征和沉积环境

对塔里木盆地东部的勘探程度较低,是塔里木盆地未来油气勘探的新远景区,对其沉积微相类型及沉积演化认识较薄弱.采用碳酸盐岩微相分析的方法,以沉积学理论为指导,充分利用岩心、录井、测井、地震及岩石薄片等资料,分析了塔里木盆地东部古城地区中-下奥陶统碳酸盐岩微相类型、沉积特征及分布规律.研究表明,塔里木盆地东部古城地区中—下奥陶统碳酸盐岩发育8种微相类型,根据微相类型组合特征,尝试建立了研究区碳酸盐岩微相的空间展布模式,同时将研究区划分出局限台地、开阔台地、台地边缘和台缘斜坡等4个沉积相带;探讨了古城地区早-中奥陶纪沉积环境的演化,认为广泛发育的台地边缘浅滩形成了奥陶系碳酸盐岩是最为有利的储集相带.     

塔里木盆地海相碳酸盐岩沥青"A"的地球化学特征

塔里木盆地采集的海相碳酸盐岩样品经粉碎后在索氏抽提器中用氯仿溶液抽提,正己烷沉淀沥青质后,可溶有机质进行柱色层族组成分离,获得饱和烃、芳烃、非烃,饱和烃和芳烃直接进行气相色谱-质谱分析,非烃经三氟化硼-甲醇混合液酯化后进行气相色谱-质谱分析。结果显示,样品有机质的演化程度高,母质类型以水生生物为主,台地相成烃古环境为富含单质硫的微生物发育的咸化深水还原环境。样品有机质经历过强烈的环化-芳构化过程和去甲基化过程有利于以甲烷为主的天然气的生成。样品的芳烃馏分中检测到C31-16-one、C33-16-one和C35-18-one长链中位酮化合物,推断这些长链中位酮可能是有机酸盐存在的特征生物标识化合物。     

塔北、塔中地区碳酸盐岩及其原油中的二苯并噻吩类化合物

塔里木盆地塔北、塔中地区四口井(库南1井,轮南46井,塔中12井和塔参1井)寒武-奥陶系12个碳酸盐岩烃源岩(泥灰岩,泥质灰岩和云岩)岩芯样品抽提物芳烃组分中的二苯并噻吩类化合物组成和丰度变化特征可分为三种类型:Ⅰ二苯并噻吩、甲基二苯并噻吩型;Ⅱ二苯并噻吩、甲基二苯并噻吩、二甲基二苯并噻吩+三甲基芴混合物型;Ⅲ二苯并噻吩、甲基二苯并噻吩、二甲基二苯并噻吩和三甲基二苯并噻吩型。研究的塔北、塔中隆起11个海相油二苯并噻吩类化合物分布类型均为二苯并噻吩、甲基二苯并噻吩、二甲基二苯并噻吩和三甲基二苯并噻吩型,和海相烃源岩二苯并噻吩类化合物第Ⅲ种分布类型完全相同。据此推断:塔北隆起8个海相油可能主要来源于塔北轮南地区下奥陶统;塔中隆起3个海相油可能来源于塔中地区中-上奥陶统。     

塔里木盆地寒武系-奥陶系泥质烃源岩发育的构造和沉积背景控制

塔里木盆地寒武系-奥陶系是主力烃源岩发育层段,而泥质岩烃源岩则是此时满加尔坳陷及其周边地区的主要烃源岩类型。通过露头和钻井资料,结合盆地区域构造演化分析可知,塔里木盆地寒武系-奥陶系泥质烃源岩主要沉积在具上升洋流的陆棚、滞流的海湾陆棚、正常陆棚、深海盆地以及淹没台地陆棚等不同的环境中。它们分别属于伸展的被动大陆边缘、伸展的裂陷槽盆和稳定的克拉通构造背景。这些沉积在不同构造和沉积背景中的泥质烃源岩,其有机质含量具有较大的差异,具上升洋流的陆棚环境中形成的泥质烃源岩中有机质含量最高,其次是滞流的海湾陆棚环境中形成的泥质烃源岩,正常陆棚环境中形成的泥质烃源岩的有机质含量相对较低,而真正深海洋盆环境中沉积的泥质沉积物中的有机质含量远不如陆棚环境中的泥质沉积物。淹没台地陆棚环境中沉积的泥质岩中有机质含量最低。这说明塔里木盆地构造和沉积背景对海相泥质烃源岩发育具有重要的控制作用。     

塔里木盆地麦盖提斜坡皮山北新1井白云质角砾岩地层时代厘定

本文结合岩石薄片、古生物孢粉、同位素、铂族元素、野外露头剖面等资料,对塔里木盆地麦盖提斜坡皮山北新1井钻遇的一套白云质角砾岩地层时代进行了厘定。结果认为：6 884~7 068 m段归属古近系吐依洛克组,化石含量较少;7 068~7 150 m段归属白垩系依格孜牙组,孢粉化石丰富。该井古近纪与白垩纪地层界线深度7 068 m,该位置碳同位素的突变指示海洋环境的剧烈变化,这可以与全球K/E界线处对比。同时,铂族元素在该深度见到明显的异常,其含量明显增大,尤其以Rh、Ru、Ir、Os等最为明显。通过此次厘定,丰富了对麦盖提斜坡晚白垩世—古近纪早期沉积格局的认识。     

塔里木盆地深部流体对碳酸盐岩储层影响

塔里木盆地地质历史上发生了强烈的岩浆—火山作用,喷出岩和侵入岩在多条野外剖面上可以见到,并被大量的钻井所揭示。伴随岩浆—火山作用会有大量的深部流体活动。盆地内部众多的深大断裂,包括隐伏基底断裂和盖层基底断裂,以及与之相连的小的断裂和裂缝构成了深部流体活动的必要通道。在深部流体作用下,下古生界碳酸盐岩产生了显著的溶蚀作用,溶蚀形成密集的针状孔隙或几毫米大小的小型溶孔,这些溶蚀孔隙对碳酸盐岩储层储集空间改善有着积极的意义。除溶蚀作用外,深部流体还在碳酸盐岩的裂缝或孔隙中沉淀形成多种典型的矿物,如方解石、石英、白云石、萤石、闪锌矿、黄铁矿等;这些矿物通常以几种类型矿物组成的矿物组合出现,如在塔北的沙15井可以见到石英、白云石和萤石组合产出,在塔中的塔中45井可以见到方解石、萤石、石英组合产出,在塔中12井可以见到闪锌矿、黄铁矿和绿泥石的组合产出。深部流体作用还使断裂附近的白云岩发生重结晶作用成为浅灰色/白色的中粗晶白云岩,以塔北的沙15井和巴楚三岔口剖面的重结晶白云岩最为典型。重结晶后的白云岩产生大量的晶间孔隙;并且重结晶过程中深部流体还对白云岩产生溶蚀形成大量的溶蚀孔隙,对白云岩储层改善起着重要的作用。