永城市寒武奥陶系地热资源赋存特征

地热资源是一种可以再生的绿色能源,其凭借储量大、分布广、低碳环保、利用价值大等优势,近年来受到人们的广泛关注。当前,地热资源的开发利用是全球可再生能源发展的优先方向之一。永城市位于河南省最东部,受区域构造影响,地热资源丰富,尤其是寒武奥陶系地层。本文以永城市为例,结合区域地质背景,分析地热地质特征,采用热储法计算地热资源储量,从而明确寒武奥陶系地热资源赋存特征,推进地热资源可持续开发利用。

邯郸西部山前平原寒武奥陶系碳酸盐岩热储主控因素研究

地热能是一种绿色低碳、可循环利用的可再生能源,具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点,是一种现实可行且具有竞争力的清洁能源。邯郸地区地热资源丰富,近年来,地热资源广泛应用于多个领域,产生了较好好的生态和环境效益。邯郸市西部地区地热研究程度较低,为了查明邯郸市西部碳酸盐岩热地热开发的主要为邯郸西部山前平原区内断裂构造发育,有利于地球深部热源向上运移;部分地区上部覆盖有较厚的新生界和煤系地层,成为寒武奥陶系碳酸盐岩热储的良好盖层,因此具备形成基岩热储的良好地质条件。本文收集了邯郸地区区域地质资料及以往研究成果,通过重力测量、大地电磁测深,降压实验等手段,综合研究寒武奥陶系碳酸盐岩热储的主控因素。

塔里木盆地寒武-奥陶系白云岩结构构造类型及其形成机理

塔里木盆地寒武—奥陶系白云岩厚度大、分布广,是重要的油气储集层。根据岩石学研究并结合地球化学特征将其分为4类,其特点如下:(1)泥晶一粉晶白云岩,白云石晶体小、晶形差,有序度在4类中最低(0.73);Na、K、Sr 含量在4类中最高;δ^(13)C 值及 Z 值较高,分别为-0.94‰、122.3;Fe、Mn 含量较低;阴极发光为亮桔红色;常呈纹层状,具暴露及成化标志。这些特征表明其结晶较快,形成环境蒸发强烈、盐度较高、氧化性较强,是在萨布哈环境中由浓缩海水发生白云石化所形成。(2)藻纹层白云岩,白云石晶体小,晶形较好,有序度较高(0.85);藻纹层基本保留了其原始微细结构;Na、K、Sr 含量较低;δ^(13)C 值在4类中最高,平均为-0.50‰;含有较多黄铁矿。这些特征说明其可能形成于成岩作用的稍早期阶段且其成因与藻类活动密切相关,成岩环境盐度较低,可能是在藻类作用下,由富藻层浓集的镁与残留海水在浅埋藏环境中共同作用所形成。(3)雾心亮边白云岩,白云石普遍具雾心亮边结构,雾心含少量包裹体及灰质残余,亮边则少见或无;阴极发光下,雾心发亮桔黄色光,亮边发光暗或不发光;局部见此类白云石呈星散状分布于亮晶颗粒灰岩或泥晶灰岩中;白云石晶体较大,晶形较好。此类白云岩的δ^(13)C 及 Z 值在4类中最低,K、Na、Sr、Fe 含量相对较低,Mn 含量最高;有序度较高,均值为0.83。这些特征表明此类白云岩中白云石的雾心可能是在早期浅埋藏环境中,由富镁孔隙水交代周围灰质所形成;亮边则形成于埋藏较深的环境,其所需镁可能来源于粘土矿物的转化。(4)重结晶白云岩:白云石晶体粗大且污浊,接触紧密;局部见白云石晶体具环带结构,局部见颗粒幻影结构;阴极发光较暗;Fe 含量在4类中最高,Mn 含量较高;有序度最高,平均为0.95;包裹体均一温度平均为110.2℃。这些特征表明其可能是在还原性较强的深埋藏环境中,由早期形成的白云岩经较强的重结晶作用所形成。

塔里木盆地寒武—奥陶系碳酸盐岩台地样式及其沉积响应特征

从寒武纪到奥陶纪,塔里木盆地经历了早、中寒武世缓坡型碳酸盐岩台地,晚寒武世—早中奥陶世弱镶边斜坡型碳酸盐岩台地,晚奥陶世早期孤立型碳酸盐岩台地和晚奥陶世中晚期淹没型碳酸盐岩台地四种不同台地结构型式的演变。不同类型的碳酸盐岩台地在其剖面结构、台地边缘特征、沉积相构成等方面有着显著差异,它控制了不同区域沉积相类型和特征,并决定了烃源岩、储集岩和区域盖层的发育条件和展布规律。通过地震、钻井层序地层分析,总结出了不同类型的碳酸盐岩台地结构的层序—沉积相模式。在碳酸盐岩台地演变过程中,塔里木盆地发育二期坡折带:寒武纪—早中奥陶世形成第一期坡折带,沿着库南1井—满参1井—塔东2井一线分布,呈向西凸伸的弧形带;晚奥陶世发育第二期坡折带,由库南1井—满参1井—塔中1井—塘参1井延伸,呈向东凸伸的弧形带。坡折带的迁移变化,反映着台地样式的转变。

塔里木盆地寒武-奥陶系主要白云岩类型及孔隙发育特征

塔里木盆地寒武系和下奥陶统白云岩广泛发育,岩石类型复杂多样。按照结构和特殊构造两大分类依据,文中将研究区白云岩归为6大类,即泥-粉晶白云岩(又按含膏与否进一步分为含膏泥-粉晶白云岩和不含膏泥-粉晶白云岩)、粉-细晶白云岩、中-粗晶白云岩、斑状白云岩、藻纹层白云岩和膏溶角砾白云岩。每类白云岩都可以其独具特色的晶体结构和/或沉积构造与其他类型相区分。在这些白云岩中发育的孔隙类型主要有6种,即窗格孔、铸模孔、晶间孔、溶孔、角砾孔及砾间溶孔和缝合线孔,其中除窗格孔为原生孔隙外,其余均属次生孔隙。就其储集意义而言,以溶孔和晶间孔最为重要,次为角砾孔及砾间溶孔,而铸模孔和窗格孔的储集意义相对次要。缝合线孔的意义主要有二:一是可改善储集岩的渗透性,二是与斑状白云岩配合还可能构成有效储集岩。

塔东地区寒武—奥陶系碳酸盐岩沉积特征及演化规律

随着勘探程度的提高,塔东地区寒武—奥陶系碳酸盐岩地层展现出良好油气勘探前景.根据碳酸盐岩沉积模式,通过岩石学特征、地震相、沉积古地貌解剖等研究,在塔东地区识别出盆地、广海陆棚、台缘斜坡、台缘礁滩、台缘浅滩、开阔台地、局限台地相等7种碳酸盐岩沉积相类型,指出塔东地区寒武—奥陶系碳酸盐岩沉积相具有三分结构特征：中部发育盆地相区,东部和西部发育台地相区及台缘相区.确定了下寒武统深水盆地——开阔台地,中—上寒武统（较）深水、浅水盆地——局限台地,中—下奥陶统浅水、深水盆地——开阔/局限台地沉积相组合序列及沉积体系展布特征,并结合相对海平面升降分析建立了塔东地区碳酸盐岩缓坡台盆体系—镶边台盆体系—远端变陡型台盆体系的沉积演化模式.指出台地边缘相发育礁滩储层、台缘斜坡相发育重力流沉积储层及局限台地内发育膏溶储层,是油气聚集的有利相带。

塔东地区寒武-奥陶系沉积相与沉积演化模式

在地震地层学和海相碳酸盐岩沉积模式的指导下,以单井沉积相分析和地震资料为基础,结合钻井、地表露头资料分析,对塔里木盆地塔东地区寒武-奥陶系沉积相进行了详细的研究,识别出塔东地区寒武-奥陶系沉积相具有西部碳酸盐岩台地相区、东部盆地相区和中间过渡带斜坡相区的典型三分结构。在对沉积相平面展布、沉积演化等沉积体系分析的基础上,综合考虑了古地理沉积环境、沉积相平面组合规律及控制因素,建立了塔东地区寒武-奥陶系沉积演化模式。

塔中地区寒武—奥陶系层序地层格架与沉积演化特征

通过层序地层学的划分与对比,将塔中地区寒武—奥陶系划分出8个超层序.其中寒武系包含3个超层序,奥陶系包含5个超层序,下奥陶统2个,中上奥陶统3个.塔中地区寒武—奥陶系沉积相具有典型的分层结构,沉积相在纵向演化上,由下部的蒸发台地、局限台地相、开阔台地相,向上变为台地边缘相、浅水陆棚相、混积陆棚相及斜坡相,代表了海水向上持续增深过程.

塔里木盆地中央隆起区寒武—奥陶系白云岩结构特征及成因探讨

白云岩研究的关键在于对白云石化作用的理解,而岩石结构作为白云石化作用分析的基础,不仅对白云岩的成因具有指示意义还深刻地影响着白云岩储层的质量。通过岩芯、薄片、扫描电镜、阴极发光以及碳、氧、锶同位素等测试手段,结合国际上常用的分类术语,对塔里木盆地中央隆起区寒武—奥陶系白云岩按结构进行了分类,并探讨了不同结构类型与其成因之间的关系。研究表明,白云岩结构与其形成环境和形成过程密切相关,其中保留原始结构的白云岩(包括泥—粉晶白云岩和颗粒白云岩)属于同生或准同生阶段、与蒸发海水有关的拟晶白云石化作用的产物,大量过饱和白云石化流体的通过有利于原始结构的保存;晶粒白云岩中,具有平直晶面结构的细晶、自形白云岩和细晶、半自形白云岩与浅埋藏成岩阶段的低温白云石化作用有关,云化流体以轻微蒸发的海源流体为主,浅埋藏晚期的过度白云石化作用导致晶体由平面—自形向平面—半自形转化;中—粗晶、他形白云岩是中或深埋藏成岩阶段的高温/热液白云石化或重结晶作用的结果,较高的形成温度导致晶体发生曲面化。

塔里木盆地寒武—奥陶系碳酸盐岩层序地层在油气勘探中的应用

塔里木盆地是中国重要的油气资源战略接替区之一,其海相碳酸盐岩油气勘探难度大,地层划分与对比的准确性与精度直接影响油气勘探各个环节工作的开展。本文对寒武—奥陶系碳酸盐岩层序地层学理论体系的应用、层序界面类型与识别标志及具代表性的层序划分方案等基础问题进行了论述,重点探讨了层序地层格架中烃源岩与岩溶型储层的预测及层序界面对于流体的输导作用,提出了塔里木盆地碳酸盐岩层序地层学研究中存在的一些关键问题,并对今后的发展趋势提出了初步设想。

塔中寒武—奥陶系白云岩储层特征及主控因素

综合岩心、镜下、结构组分及宏观地质背景等各种特征,将塔中地区寒武—奥陶系白云岩储层划分为5种类型：潮缘带白云岩储层、与蒸发潮坪/泻湖有关的潮上白云岩储层、与盆地蒸发盐有关的潮下白云岩储层、台缘高能相带白云岩储层及深部混合水成因白云岩储层。结合地球化学和岩石物性分析结果,对塔中地区白云岩储层特征、成因及分布进行了探讨,认为该区深层白云岩储层发育具有以下特点：深埋藏白云岩化作用在有热液影响的局部构造地带尤其明显;白云岩化程度与地层深度成正比;白云岩化过程中受到了海水和淡水的共同作用等。

塔里木盆地孔雀河地区东南部寒武—奥陶系稀土元素特征及其地质意义

采集了塔里木盆地孔雀河斜坡地区东南部寒武—奥陶系砂岩、泥岩及泥灰岩等沉积岩样品,对其稀土元素地球化学特征进行了系统研究,结果表明:研究区样品稀土含量总体表现正常.稀土元素配分模式轻稀土段曲线明显"右倾",重稀土段则较为"平坦",总体为轻稀土富集、重稀土亏损型,且受成岩作用影响不明显.根据稀土元素组合及其比值特征,结合研究区构造运动的影响,综合分析了孔雀河斜坡东南部寒武—奥陶系沉积岩源岩,源岩以北部沉积岩为主,少部分来自构造活动导致的花岗岩侵入体.与不同构造环境杂砂岩的稀土元素特征的对比结果及δCe的特征表明,孔雀河斜坡地区东南部寒武—奥陶系源区属性为大陆边缘背景.

新疆库鲁克塔格地区寒武—奥陶系硅质岩的岩石学特征及其成因分析

新疆塔里木盆地东北缘库鲁克塔格地区硅质岩主要出现在下寒武统和下、中奥陶统海相沉积层序.从下寒武统到中奥陶统硅质岩岩性自下而上由黑色致密块状非晶质硅质岩到灰黑色非晶质含泥质(碳质)放射虫硅质岩再到含外碎屑放射虫硅质岩;岩石中放射虫化石的含量逐渐增多,个体逐渐变大;放射虫化石外表呈现的搬运磨蚀特征显示具逐渐增强的趋势;岩石的成层性变好,粒度也表现出明显的正韵律性.据硅质岩的岩性、生物、层序和构造背景分析认为:硅质岩沉积所需的SiO2有海底火山气射和生物作用两个来源;自下而上生物作用提供的硅质逐渐占主导,形成水深逐渐变浅,从寒武纪深海硅质岩变为中奥陶统次深海硅质岩.

中国大阳岔寒武-奥陶系界线地层碳酸盐岩碳、氧同位素及其与牙形类演化序列相关性

采自吉林省太阳岔小羊桥寒武－奥陶系界线层型剖面１０１块泥晶灰岩的碳、氧稳定同位素分析数据表明：寒武－奥陶纪转换期间，δ１３Ｃ值曾发生了５次涨落现象，这些现象与牙形类演化序列具密切的相关性。它们被命名如下：１）ＰＣＭ低谷；２）ＴＣＭ低谷；３）ＨＳＳ峰；４）ＣＰＦ涨落，５）ＣＬＦ涨落。相同的涨落在澳大利亚黑山同期地层得到确认。碳同位素跨洲性同步涨落显然与全球环境变化有关，因此它是寒武－奥陶系界线地层洲际对比的一种有用工具。沉积岩石学和古生物学研究表明，δ１３Ｃ谷区与海平面低位和生物生产量下降有重要相关性。氧同位素值的分布区间为－９．８４％０—－６．６９‰，呈明显亏损现象，这种亏损现象表明样品均受到成岩作用影响。与碳同位素值对比研究发现，氧同位素值涨落与碳同位素涨落成正相关，或成负相关现象，这种相关性表明氧同位素原始信息并没有因成岩作用而全部丢失。

塔里木盆地西部寒武——奥陶系储层分布特征

塔里木盆地西部在寒武—奥陶纪大体经历了两次一定规模的海侵-海退沉积,并相应形成了由4个三级旋回层序和2个二级旋回层序构成的层序地层格架.它不仅控制着不同沉积相的平面展布特征,而且控制着生储盖组合的时空分布规律.下寒武统肖尔布拉克组与吾松格尔组的高水位体系域局限台地相沉积,早期普遍经历了白云岩化作用,及后期大气淡水淋溶的综合改造,形成了平面上展布非常稳定的优质针孔状碳酸盐岩储集层段.奥陶系储层主要形成于高水位体系域开阔台地相、台地边缘相和藻滩相中,由于受海水成岩和埋藏成岩环境影响,胶结作用发育,致使储层整体面貌呈Ⅳ类差储集层.

河北唐山—卢龙地区寒武－奥陶系界线地层的牙形刺及其重要属种的演化

本文对唐山和卢龙地区寒武－奥陶系界线地层中的牙形刺再次进行研究，厘定了过去报道的一些重要属种，并对最具地层意义的Ｃｏｒｄｙｌｏｄｕｓ的几个种的演化进行了分析。指出了该属的两个进化系列，第一支进化系列是Ｅｏｃｏｎｏｄｏｎｔｕｓｎｏｔｃｈｐｅａｋｅｎｓｉｓ－Ｃｏｒｄｙｌｏｄｕｓｐｒｉｍｉｔｉｖｕｓ－Ｃ．ｐｒｏａｖｕｓ－Ｃ．ｃａｂｏｔｉ－Ｃ．ｉｎｔｅｒｍｅｄｉｕｓ－Ｃ．ａｎｇｕｌａｔｕｓ；而另一支则是Ｅｏｃｏｎｏｄｏｎｔｕｓｎｏｔｃｈｐｅａｋｅｎｓｉｓ－Ｃ．ｃａｂｏｔｉ－Ｃ．ｐｒｏｌｉｎｄｓｔｒｏｍｉ－Ｃ．ｌｉｎｄｓｔｒｏｍｉ－Ｃ．ｐｒｉｏｎ。

塔里木盆地寒武—奥陶系沉积相沉积体系及其组合序列

塔里木寒武、奥陶纪盆地具有典型的三分结构,即碳酸盐台地相区、斜坡—陆棚相区和盆地相区。不同的盆地结构型式和沉积背景,控制着不同相区的沉积相类型和特征。在不同台地结构型式下,台地相区、斜坡—陆棚相区以及盆地相区都有着不同的沉积响应,从而构成不同的沉积相纵向组合序列。根据中国古代海域沉积环境综合模式,结合塔里木盆地沉积相发育特点,将寒武—奥陶系沉积相划分为10个相和若干亚相;并根据海域地理和地貌特征组合为三类沉积体系,即台地沉积体系、浅海陆棚沉积体系和盆地沉积体系;其纵向上可以组合成两种沉积序列,即海进沉积序列和海退沉积序列。

塔里木盆地中东部地区寒武系-奥陶系地震相分析与解释

塔东地区寒武、奥陶系为有效的烃源岩及储层,为研究目的层系。经塔东2井等VSP测井资料标定Tg3、Tg5、Tg5′及Tg6标注层,对地震层序进行地震相的识别和划分。对塔东寒武、奥陶系海相碳酸盐盆地沉积划分8种地震相:开阔台地相(KT)、台地边缘相(TY)、礁滩相(JT)、台缘斜坡相(QX)、陆棚相(LP)、盆底扇相(SH)、盆地相(PN)和浊积扇相(ZS)。在建立地震相带的基础上,编绘了地震相平面图,结合钻井地质及周边地质露头作了沉积相转换,可以看到塔东地区寒武-奥陶系有完整的海相碳酸盐盆地沉积序列,沉积中心位于满加尔凹陷西部。盆地东西部的台缘斜坡带特征有所差异。

塔里木盆地寒武-奥陶系白云岩储层类型与分布特征

塔里木盆地寒武-奥陶系白云岩是台盆区最重要的储层之一,发育4种类型:①潮坪白云岩。以含膏泥晶白云岩为主,石膏溶孔及白云岩砾间孔发育,发育于潮间-潮上坪蒸发环境。白云石表现为MgO-CaO呈线性正相关、低Mg/Ca值及高∑REE值、锶同位素值分布在0.7085～0.7100之间,略高于同期海水值0.7090、阴极发光不发光或暗色光。储层分布主要受沉积相控制,发育于中下寒武统地层;②蒸发台地白云岩。以藻丘及颗粒灰岩选择性白云石化为特征,发育铸模孔、膏溶孔和残留粒间孔,白云石Mg/Ca值变化范围大、δ13C、δ18O值相对偏正、分别大于2‰和-4‰、阴极发光发较亮红光。储层主要发育于台内靠近台缘一侧;③埋藏白云岩。发育细晶、中晶及粗晶白云岩,以晶间孔及晶间溶孔为主,δ18O值偏负在-5‰～-10‰(PDB)之间,87Sr/86Sr值相对较大,为0.7090～0.7110,阴极发光以发暗棕褐色、紫色光为主。埋藏白云岩储层发育主要受成岩相控制,但也表现出与沉积相具有相关性,这是因为物性好的台缘、台内礁滩体及有裂缝沟通构成的开放体系更有利于埋藏白云石化作用发生;④热液白云岩。以受热液改造的结晶白云岩为特征,往往伴生热液矿物,白云石δ18O值异常偏负、一般小于-9‰(PDB)、阴极发光多发明亮红光、稀土元素标准化配分曲线中Eu出现正异常、出现高于地层背景值的异常高温包裹体;主要发育在具有上覆隔挡层的不整合面之下地层及大断裂发育带附近。上述四类白云岩在规模与分布上有不同,但都可预测。埋藏和热液白云岩规模较大,受原始沉积相带和成岩流体来源双重约束。潮坪和蒸发台地白云岩规模可变性较大,可由沉积环境重建,结合成岩相研究预测评价。