塔北奥陶系露头古溶洞充填特征及其油气储层意义

塔河油田是中国储量规模最大的碳酸盐岩岩溶缝洞型油藏,是1种极为特殊且复杂的油藏类型。塔北柯坪—巴楚地区与塔河油区具有相似的地质演化过程,奥陶系露头广泛发育古岩溶,溶洞被不同程度充填,充填物包括洞穴沉积物、垮塌角砾岩和化学充填物3种类型,同一溶洞中可以出现2种或3种充填物组合,形成复合充填物。文中对该区溶洞砂泥质沉积充填、垮塌角砾充填及化学充填特征进行分析,探讨溶洞的成因模式,从而指导塔河油田缝洞型储层的充填物识别和充填过程研究,有助于查明该类储层的形成机制。

古溶洞控矿构造在青藏高原中部的发现及意义——以茶曲帕查铅锌矿床为例

青藏高原中部茶曲帕查矿区铅锌矿化与张性碳酸盐岩角砾伴生。钻孔资料揭示,该套角砾岩在平面上、垂向上分布无规律,露头表现为杂乱堆垛,角砾空隙间常充填泥质物,与泥质物接触部位发育同沉积变形,说明角砾为古溶洞内坍塌形成。茶曲帕查矿区古溶洞内含有坍塌灰岩角砾和泥质充填物,分别发育不同形式的铅锌矿化。溶洞的形成很可能与地下水对碳酸盐岩的溶蚀有关,坍塌发生在早中新世,与五道梁组沉积同时发生。古溶洞成矿作用在青藏高原中部的提出,对认识该区矿床成因、区域铅锌找矿模式等方面均具有重要意义。

缝洞型碳酸盐岩油藏古溶洞系统与油气开发——以塔河碳酸盐岩溶洞型油藏为例

以塔河奥陶系碳酸盐岩缝洞型油藏为原型,厘定了古溶洞系统的概念与特征,探讨了其形成、演化、改造以及对油藏的分隔作用,提出了古溶洞系统的垮塌充填-断裂体系是造成油藏分隔化作用的主要因素。针对该类油藏由于喀斯特作用与构造作用所造成的缝洞储集体非均质性特征,认为其油藏描述应按照系统性、层次性思路,分岩溶体系(古溶洞系统)与油藏体系(缝洞单元)两个级次来进行。与此同时,按照对喀斯特油藏描述调整后的思路与技术方法对研究区古溶洞系统与开发井位部署之间关系进行了描述,取得了良好效果。

以古溶洞主导的白云岩岩溶储渗体分布模式

文中通过综合研究岩心观察和成像测井、常规测井、钻井、录井等各种基础资料,结合古构造恢复分析,提出了研究区厚层藻云岩中以古溶洞充填型储层为主导的碳酸盐岩溶储渗体形成机制及分布模式。通过对储渗体内部储层解析,在成像测井和常规测井剖面上识别出了单井钻遇的古溶洞充填型储层和埋藏岩溶储层。根据单井厚度统计,绘制了古溶洞充填型储层分布和相对应的储渗体平面分布图,该结果与气藏实际开发情况一致。

塔里木盆地西北缘露头区奥陶系古溶洞地质建模

塔里木盆地西北缘奥陶系大型古溶洞广泛出露，为古溶洞露头地质建模提供了优越的条件。综合野外资料和 Google Earth 影像分析，将大型古溶洞以形态结构特征为依据划分成管道—厅堂连通型溶洞、单一管道孤立型溶洞、流线型溶洞3种类型；以存在形式划分成单一溶洞和溶洞群。其中，管道—厅堂连通型溶洞以潜流带型为主，在平面上沿主方位通过岩溶管道连接厅堂分布，厅堂大小不等，在50～50000m 3之间变化；单一管道孤立型溶洞以渗流带型为主，平面上呈现单一管道线条状；流线型溶洞分布在潜流带中，从剖面上看呈近圆形、椭圆形和豆荚状等多种形状，包括顺层和斜交地层2种类型。结合各露头剖面中构造、地层条件及发育溶洞类型，明确管道—厅堂联通型溶洞受不整合面控制，分布在三间房、五道班和西克尔剖面中；单一管道孤立型溶洞受断裂系统控制，分布在一间房和硫磺沟剖面中；流线型溶洞主要分布在西克尔剖面，沿溶蚀沟道两侧分布；多种不同因素的耦合控制了溶洞群的分布。以此建立了综合大型古溶洞特征及其控制因素的古溶洞发育概念地质模型，以溶洞群为主要体积计算单元，通过与塔北奥陶系串珠进行体积对比，明确了地质模型的油气勘探意义。

塔河油田奥陶系古溶洞充填砂岩发育特征及成因——以塔河七区T615井为例

塔河油田奥陶系古岩溶洞穴中分布有大量的充填砂岩,它们是极好的油气储集体。通过对塔河油田七区奥陶系古溶洞充填砂岩(以T615井岩心为主要剖析对象)的岩矿分析与对比、铸体薄片观察和测井资料分析,结合对盆地西北野外相似的奥陶系露头区的对比考察,查明了塔河油田奥陶系充填砂岩的成因与发育特征。认为该充填砂岩属于晚泥盆世东河塘期无障壁海岸砂充填奥陶系地下暗河溶洞所形成。充填砂岩的成分主要是亚岩屑砂岩和石英砂岩,砂岩物性好,原生粒间孔隙和溶蚀孔隙发育,表现出极佳的油气储集特性。在未来勘探开发中,应注重充填砂岩的沉积分布、溶洞的空间展布和前石炭纪古微地貌等方面的研究,为油田高效开发提供依据。

塔中古溶洞见证晚奥陶世抬升幅度

塔中隆起区上奥陶统良里塔格组灰岩与桑塔木组砂—粉砂岩之间为不整合接触,昭示着这两个组沉积期之间存在一次历时约百万年的区域性构造抬升事件。中古31井良里塔格组三段的4 125.6～4 133.9 m井段为垮塌型溶洞沉积,洞顶距良里塔格组二段顶部190.6 m,溶洞中角砾状充填物主要来自良里塔格组洞壁本身的礁相灰岩,且见数厘米厚的暗河流水沉积纹层,未发现源于其它时代的颗粒混杂其间。这一事实指证了溶洞的形成和充填时代均为良里塔格组沉积之后、桑塔木组覆盖之前的晚奥陶世凯迪中期。具溶蚀力的淡水潜流带的深度一般不低于周围的海平面,由此可推断出该井区这次抬升出海平面之上的高度,即使忽略良里塔格组顶部可能经地表剥蚀的良里塔格组一段,抬升出水面部分至少也应该有190 m,藉生态地层学恢复洞壁礁灰岩沉积时的海水深度约为30 m±,因此总抬升幅度至少能达到220 m。

塔里木盆地柯坪塔格构造带南缘古溶洞特征及主控因素分析

中加里东运动时期,塔里木盆地柯坪地区遭受广泛的水平挤压和构造抬升,奥陶系一间房组和鹰山组顶部地层3次暴露并发生岩溶化,形成多种类型古溶洞,并在喜马拉雅运动中抬升出露地表,现今成为形态各异的露头。通过大量露头观察,依据古溶洞发育形态和空间结构,划分了古溶洞类型,研究了不同类型古溶洞特征及主控因素,以期对岩溶型储层勘探开发提供借鉴意义。研究表明:古溶洞可划分为4种类型,其中管状分支型溶洞为细长管道,可发育多个分支,横剖面近于圆形或椭圆形,受地下暗河控制;单一孤立型溶洞受断层、裂缝、顺层溶蚀等因素控制,横剖面上可出现漏斗形、倒漏斗形、板形和复合型等形态;溶洞群型溶洞受古潜水面和地下暗河的共同控制,纵向上具有分层性,平面上呈片状集中发育,且溶洞之间通过断层、裂缝、小型溶蚀通道相互连通;厅堂型溶洞由宽阔的厅和多个规模较小的堂组成,主控因素是顺层溶蚀。

碳酸盐岩古溶洞层级约束地质建模方法探讨:以塔河油田奥陶系某缝洞单元为例

碳酸盐岩地下古溶洞及其内部充填结构一直以来是地质建模的难点。综合地震、地质、测井等资料,提出了溶洞复合体、单一溶洞及溶洞内部充填结构3个层次逐级约束建模的思路,探索了基于多点地质统计学的溶洞内部充填结构建模方法。其中溶洞复合体属于较大尺度地质体单元,地震分辨率基本可识别,井震联合反演约束下采用截断高斯模拟方法建立溶洞复合体模型;单一溶洞是溶洞复合体的重要组成单元,属于中等尺度地质体单元,地震分辨率难以直接识别,基于大量露头实测数据,在溶洞复合体约束下采用基于目标的方法建立单一溶洞分布模型;溶洞内部充填结构属于小尺度地质体单元,地震分辨率很难识别,在单一溶洞约束下,尝试采用多点地质统计学方法建立溶洞内部充填结构模型。以上层级约束建模思路有助于提升地下古溶洞及其内部储集体地质建模的准确度,在塔河油田某缝洞单元测试中取得了初步效果,同时讨论了存在问题及攻关方向。该研究对于精细表征缝洞型碳酸盐岩油气藏具有指导和启示作用。

耳泽古溶洞中的菱铁矿—铁帽型金矿床的地质特征

四川木里耳泽金矿分布于上二叠统岗达概组大理岩中,矿带受此唤背斜轴部的破碎带控制。矿床面积约1.1km^2,矿体形态复杂,与围岩呈不规则接触。矿石分为原生含金黄铁矿—菱铁矿型和铁帽型两大类。主要金矿物是自然金,次为银金矿。金来源于岗达概组大理岩和下伏火山岩。成矿地下热水主要为大气降水与变质水混合而成。成矿环境稳定,经间歇性的抬升运动、岩溶作用形成溶洞。先在溶洞中形成含金黄铁矿—菱铁矿石,再表生氧化形成铁帽型金矿。

塔里木盆地西克尔地区古溶洞特征及主控因素

塔里木盆地西克尔地区碳酸盐岩古岩溶现象十分发育,经研究将西克尔背斜区分布的古溶洞细分为管状分支型、溶洞群型、板型和单一孤立型。管状分支型溶洞受控于地下暗河,为细长管道,可发育多个细长的分支,平面上多呈线性分布于西克尔背斜西北部地貌高部位,距离灰岩顶面常小于3 m;溶洞群型溶洞受潜水面和地下暗河双重控制,主要呈片状集中发育于背斜西北部和中北部高地貌区域,易被方解石、萤石充填;板型溶洞受层间水顺层溶蚀控制,主要分布在背斜中南部,或呈线性顺岩层分布于沟谷两侧岩壁中,地貌位置相对较低,距离灰岩顶面多大于10 m,被铁红色和浅绿色粉砂岩等碎屑岩充填;单一孤立型受断层和裂缝控制,横剖面可出现倒漏斗形和漏斗形,分布分散,处于西克尔背斜地貌较低位置。

得克萨斯州中部下奥陶统Ellenburger群合并坍塌古溶洞系统的三维结构

通过对测地雷达（GPR）、浅层岩心样品和露头资料的综合分析，建立了一个下奥陶统Ellenburger群合并坍塌古溶洞系统的井问三雏结构。这些数据采集于得克萨斯州中部Marble Falls附近的一个研究区，数据采集区面积约为800×1000m（-2600×3300ft），可覆盖象西得克萨斯州这类地区典型井网（0．65km^2）中的多口油井。通过对岩心的岩相描述和GPR反射响应的综合分析，识别出了几个仅靠GPR数据就可以成图的古溶洞相：①连续反射的是未扰动地层；②具有断裂和褶皱特征的相对连续反射的（几十米以上）是扰动地层；③不连续或连续性很差的杂乱反射反映的可以在岩心中识别出的、而在GPR数据中则无法分辨的非均质溶洞角砾岩相。它们包括强扰动地层相、粗碎屑杂乱角砾岩相、细碎屑杂乱角砾岩相和沉积充填相。基于岩心和GPR数据描述的合并坍塌古溶洞系统的三维结构表明，角砾岩体走向带存在350m（1100ft）宽、1000（3300ft）多米长、数十米厚。这些角砾岩体是合并坍塌古溶洞。角砾岩体之间是200m（660ft）宽的扰动和未扰动围岩。当一个溶洞系统被埋藏之后，机械压实作用会形成多种构造。这些构造包括褶皱、下陷和断层。褶皱和下陷的规膜从几米到几百米不等。与坍塌有关的断层数目很大，断距可达数米，其中多数为正断层，逆断层也有可能出现。

塔北硫磺沟奥陶系含油古溶洞的发现及意义

溶洞是一个受到多方关注的课题,但是到目前为止人们对古溶洞的认识还非常有限.塔北硫磺沟下奥陶统一间房组中发育一个典型的古溶洞.该溶洞呈近直立长条状,主体部分宽近4.8m,可见部分高6～10m,可测高20m左右,延伸方向135°～315°.该溶洞已被充填,按成因和性质分为三种:碎屑充填,化学充填和混合充填.其中主要充填了古钙华和砾石,古钙华呈黄褐色或黑色,薄层状.层状古钙华中普遍含油,含油的古钙华新鲜面呈黄褐色或黑色,呈黑色者石油呈饱和状态.在显微镜下观察,石油主要保存在方解石晶体之间的缝隙中.该溶洞是经过三期充填完成的.溶洞的一侧裂缝非常发育,最大宽度可达40余厘米,最大可见延伸长度数十米,向外最远可以延伸40余米.多期多尺度的裂缝交织成网络,均被方解石脉充填.方解石脉均含油.化学充填中含硫磺.硫磺的存在说明了溶洞受到了岩浆热液的影响,也说明了塔北硫磺沟溶洞是一个古溶洞,而不是现代或近现代形成的新溶洞.碳氧同位素揭示硫磺沟溶洞古钙华具有强烈的同位素分馏,重碳重氧强烈亏损,与一般的碳酸盐岩明显不同.该溶洞的形成受北西-南东近直立的走滑剪切断层控制,本质上是一个直立的受溶蚀的断层带.

南京汤山“白垩纪古溶洞岩层”的年代和成因新认识

一些研究者将南京汤山葫芦洞的形成时代上溯到了白垩纪 ,认为洞内所见的红色、黄色岩层可与宁镇地区白垩纪的地层单元 ,如赤山组、葛村组或浦口组对比 ,是与赤山组同期异相的洞穴沉积物。通过对这套岩层在洞内外的产出状况、与围岩接触关系的进一步观察 ,并结合岩石学微相、重矿物、硼当量以及碳同位素的分析结果 ,它们的时代应是奥陶纪 ,由于受燕山期的构造和岩浆活动的影响 ,因而与汤山一带常见的奥陶纪地层在产状和岩性上有所差别 ,蚀变的程度也有所不同 。

塔河油田奥陶系古洞穴垮塌体地震反射结构与识别

塔里木盆地北部塔河奥陶系碳酸盐岩油藏以大型古岩溶洞穴为主要储集空间,由于岩溶、构造和上覆地层负载等作用,发育大量与古洞穴塌陷有关的独特储集体。本文在碳酸盐岩古洞穴联合垮塌体理论基础上,建立古洞穴塌陷单体地质和地震参数模型,地震物理参数以塔河油田石炭系和奥陶系钻井岩心岩石样品的波速和密度测试数据为基础。利用波动方程理论,对塌陷地质体进行地震正演模拟。通过不同子波主频的地震反射结构分析,认为该类储集体呈顶部"下凹"地震结构,随着主频增加,塌陷体具明显"串珠"状和"杂乱"地震反射特征。通过与实际三维高分辨率地震资料对比,认为岩溶塌陷储集体识别依据为:上覆地层下凹、地震杂乱强反射结构、与断裂与古暗河伴生等。

湖北某公路隧道大型溶洞成因研究

湖北某高速公路隧道施工中揭露了一大型溶洞,溶洞沿隧道走向长139 m,横向最大宽度78 m,给隧道变更设计及施工带来很大的困难。通过分析隧道所处的地质构造环境、岩溶水系统、岩溶发育垂直分带、堆积物特征等综合判断该溶洞为“古溶洞”,不会受洪水位影响。由于洞顶可见钟乳石,部分堆积体已被钙化固结,因此推断该溶洞目前处于稳定状态。

古岩溶系统训练图像制作

训练图像的制作是多点地质统计学方法用于储层建模的必要步骤。目前,古岩溶系统建模研究中训练图像的制作方法相对较为缺乏。为此,提出了一种以Google Earth影像数据为基础的古岩溶系统训练图像制作方法。综合Google Earth影像和野外露头资料对比研究,可得到溶洞、溶蚀沟道分布位置及大小,溶蚀洼地分布、断裂—裂缝系统的位置及规模等,将采集到的定量化Google Earth影像原始数据,用相关算法分析处理;其中,趋势面分析得到地貌面,椭球体方程得到溶洞特征,从而可得到用于多点地质统计学建模的古岩溶系统训练图像。

塔里木盆地巴楚隆起奥陶系岩溶缝洞化学充填物成因分析

考察塔北巴楚岩溶露头,描述并列出巴楚露头区溶洞化学充填的充填物类型,通过常量、同位素和包裹体等地化分析测试手段的分析,探讨充填物的形成环境。结果表明:巴楚五道班和硫磺沟溶洞化学充填类型多且具有很好的代表性和对比性;五道班主要为钙华、方解石、萤石,硫磺沟主要为垮塌的钙华角砾岩、钙华、包壳砾岩、硫磺和石膏;硫磺沟古溶洞受热液影响明显,硫同位素测试结果显示硫磺和石膏不是蒸发沉积形成,而是热液成岩的产物,硫磺沟钙华表面多附着硫磺,说明钙华形成环境与深部热水有密切关系;五道班古溶洞为地下河沉积充填和热液化学充填的混合,方解石和萤石受热液影响,五道班钙华常与陆源碎屑物质伴生主要是富含碳酸氢钙的岩溶水过饱和析出沉淀而成;受热液影响充填的溶洞,化学充填物可形成大型矿床。

趣说本溪水洞

1998年5月26日发行的FP6《辽宁风光》邮资明信片2组中的第6图为“本溪水洞”。本溪水洞位于本溪市东南的太子河畔。据测定,本溪水洞生成至今已有数百万年之久,它不仅是我国特大岩洞之一,也是亚洲罕见的古溶洞。 本溪水洞内分水洞和旱洞,东西并列。东洞有地下暗河,称为水洞,尽头尚未查明。