川东南地区寒武系洗象池组碳、氧同位素特征及其意义——以贵州吼滩剖面为例

川东南地区寒武系洗象池组碳酸盐岩普遍发生白云石化,且缺乏生物化石,长期以来在地层对比与划分方面未形成统一认识。本研究在野外剖面和岩石学特征观察分析的基础上,对川东南地区中—上寒武统洗象池组41个碳酸盐岩样品进行了碳、氧同位素分析。结果显示,研究区洗象池组以泥晶—细粉晶白云岩为主,含少量残余砂屑白云岩、粗粉—细晶白云岩;样品的δ18 O值分布在-11.05‰~-8.29‰范围,平均为-9.67‰,δ13 C值介于-2.29‰~1.36‰之间,平均为-0.73‰,且δ18 O值和δ13 C值无明显正相关性,基本保留了同期海水的原生碳、氧同位素组成。分析表明,中—晚寒武世洗象池期川东南地区整体处于海相环境,其中中—晚期盐度相对早期盐度整体略微升高,海水温度分布在15.2℃~27.5℃,属于温暖或炎热的亚热带气候。SPICE(steptoean positive carbon isotope excursion)事件在吼滩剖面有很好的可对比性,可与全球其他地区进行对比,反映一次全球范围的海退事件。此外,通过对比川东南地区吼滩剖面与太和1井和渝东北地区利1井的碳同位素特征,认为渝东北地区盐度相对川东南地区较高,洗象池期盐盆地由川东南向渝东北演化,对于寻找盐类矿床和油气地质具有重要意义。

四川盆地寒武系洗象池组滩相白云岩规模储层发育特征及勘探意义

寒武系洗象池组是四川盆地下古生界天然气勘探重要接替层系,规模储层控制了低勘探程度区的勘探发现。采用岩心、测井和地震资料分析,结合区域构造演化,通过对该区洗象池组滩相白云岩原岩结构恢复,开展了储层特征、控制因素及发育模式等研究。(1)滩相白云岩储层岩石类型包括砂屑白云岩、含砾屑砂屑白云岩、砂砾屑白云岩、鲕粒白云岩、残余颗粒白云岩以及晶粒白云岩等,主要发育在滩—滩多期叠置、坪—滩—坪、潟湖—滩—潟湖和坪—滩—潟湖等多种沉积微相组合序列。储集空间类型以晶间(溶蚀)孔、粒间(溶蚀)孔和溶洞为主,少量(溶蚀)裂缝发育。储层段孔隙度在3%~6%之间,最高可达10%以上。(2)在同沉积古隆起影响下,洗象池组滩相白云岩受同生—准同生期高频次暴露形成了大量溶蚀孔洞,后期叠加了加里东期多幕次构造作用的影响,形成了规模发育的滩相白云岩储层。其中,洗象池组沉积末期的郁南运动影响范围大,全盆地广泛发生暴露,对洗象池组中—上部储层有进一步改造作用;都匀运动和广西运动可能对川中古隆起及周缘储层有改造作用。(3)全盆地洗象池组以Ⅱ类储层和Ⅲ类储层为主,其中,古隆起周缘斜坡带(合川—营山)规模储层分布面积过万平方千米,有望成为目前最有利勘探区带。

扬子地台北缘城口地区上寒武统洗象池组风暴沉积特征及其地质意义

上寒武统洗象池组是四川盆地的一个潜在勘探层位,但对其沉积相带展布及储层主控因素的认识还十分薄弱。在扬子地台北缘洗象池组发现的风暴沉积可以为此提供一些重要的约束。通过野外剖面实测和室内薄片鉴定,对扬子地台北缘城口地区洗象池组风暴沉积特征进行了深入分析,并探讨了其古地理含义及其对川东北地区洗象池组储层发育的指示意义。研究区洗象池组风暴沉积的典型识别标志包括底冲刷—充填构造、风暴撕裂构造、粒序层理和丘状交错层理等。根据风暴沉积标志组合的不同,划分出5种风暴沉积序列:序列1、序列2、序列3、序列4及序列5,且风暴段自下而上整体表现为由序列1向序列5逐渐过渡。根据沉积构造、岩性组合及风暴序列变化,结合经典浅水碳酸盐岩风暴沉积的发育模式,认为风暴段沉积环境整体以中缓坡为主,且自下而上由内缓坡、中缓坡向外缓坡变化,构成向上变深序列。结合区域地质背景,推测扬子地台北缘洗象池组在城口以北东地区处于中—外缓坡地带,而城口以南西地区则为内缓坡地带,从而认为洗象池组在城口南西方向的川东北地区具备发育大规模优质颗粒滩储层的地质条件,值得进一步勘探。

四川盆地及周缘寒武系洗象池组层序-岩相古地理演化与天然气有利勘探区带

综合利用钻井、测井、露头剖面、岩心和地震等资料,对四川盆地及周缘地区寒武系洗象池组层序岩相古地理开展综合研究。研究结果表明:①研究区洗象池组主要为碳酸盐岩台地沉积环境,自西向东依次发育混积潮坪、局限台地、开阔台地、台地边缘、斜坡—盆地相沉积。应用层序地层学方法可将洗象池组自下而上划分为5个三级层序(SQ1—SQ5)。②局限台地相是四川盆地主要发育的沉积相类型,并可细分为台坪、台内滩、半局限瀉湖3个沉积亚相;台内滩亚相早期呈点状分布,后期随着滩体规模增大,表现为连片分布的特征。③洗象池组发育台内滩颗粒白云岩和台内晶粒白云岩储集体,整体物性呈“低—特低孔渗”的特征;优质储层发育同时受滩相沉积、溶蚀改造和裂缝作用的控制。洗象池组储层虽然单层厚度普遍较薄,但垂向累计厚度可达5~40 m;储层平面展布连续性较差,集中分布在蜀南、川东和川东北部地区。④四川盆地洗象池组发育5个天然气有利勘探区,分别位于川中古隆起、威远古隆起、川东—川东南地区以及川东北地区,勘探面积超过2×10^(4) km^(2),为四川盆地潜在的后备勘探领域。

川中地区洗象池组有利沉积相带分布预测

近年来,四川盆地川中地区下寒武统龙王庙组油气勘探取得了重大突破,中上寒武统洗象池组也获得了工业气井和见到了良好的钻井显示。但是对洗象池组油气地质条件和油气富集规律的认识程度较低,尤其有利沉积相带的分布规律有待进一步明晰。通过岩心观察和微观特征研究,确定了川中地区洗象池组的沉积相标志,结合测井相分析,对多口典型井进行了沉积相划分与对比。结果表明:(1)徐庄—凤山期为局限海台地环境,具备台内滩、局限台坪和滩间海3种沉积相类型;(2)颗粒滩具有厚度总体较薄、多期叠置的特征,纵向上主要发育在洗象池组洗二段和洗三段,横向上,在现今乐山—龙女寺古隆起背景下,上斜坡带较古隆起顶部更发育,表现为发育期次多、厚度大;(3)利用井—震结合分析,发现中—上寒武统由斜坡向古隆起方向具有明显上超现象,广探2井区在中晚寒武世处于坡折带,有利于滩体发育。结论认为:乐山—龙女寺古隆起控制了坡折带的分布,进而控制了颗粒滩的分布位于坡折带的上斜坡为颗粒滩最有利发育区。

川中地区洗象池组小层划分及沉积演化特征

四川盆地寒武系洗象池组在盆地内广泛分布,其厚度大,岩性较为单一(主要为浅灰—深灰色薄层状白云岩,夹砂质、泥质白云岩)。长期以来厚达数百米的洗象池组作为一个地质单元进行研究,给科研和生产工作带来了诸多不便。为了深化洗象池组的研究,对川中地区数十口探井洗象池组岩石类型、岩性组合进行了分析,并对洗象池组进行了小层划分,在此基础上开展沉积相研究。区内洗一、洗三期主要为台坪沉积、洗二期主要为澙湖沉积。古隆起区斜坡带洗二、洗三期颗粒滩面积广厚度大,是有利的勘探区块。

川东南地区洗象池组碳氧同位素特征、古海洋环境及其与储集层的关系

本文在野外剖面调查的基础上,结合薄片观察,对川东南地区三汇剖面寒武系洗象池组237块碳酸盐岩样品进行了系统的碳氧同位素组成研究,结果表明,δ^(18)O值主要分布在-8‰～-6‰,平均为-7.63‰;δ^(13)C值介于-5.53‰～3.44‰之间。利用碳氧同位素数值计算古盐度及古温度结果表明,绝大多数Z值高于120‰,且δ^(13)C值大于-2‰,古海水温度主要集中在19～25℃,说明整体为海水-咸化海水沉积环境与温暖或炎热的亚热带气候。认为洗象池组沉积期海平面变化有五个阶段:早期缓慢上升与下降,中期快速海侵,中后期缓慢海退,后期动荡,末期海退。三汇剖面洗象池组储集层岩性主要为颗粒云岩及晶粒云岩,储集空间以溶蚀孔洞、粒间孔与晶间孔为主。多期的海平面的下降,对应碳同位素多旋回负漂,从而发育向上变浅的多旋回韵律性地层,形成纵向上的多套储集层,洗象池组储集层的形成与演化受海平面变化控制,主要发育在古地貌较高处与滩体向上变浅旋回的上部。另外,依据δ^(13)C值显著的正漂移,明确了芙蓉统地层的底界,为四川盆地寒武系地层的划分提供了证据。

四川盆地东部寒武系洗象池组白云岩成因研究

白云岩地层对成岩环境具有较高的敏感性,使得其在长期沉积和埋藏的地质历史时期极易受到各种成岩作用的改造,进而能形成良好的储层。但是,白云岩问题至今都是困扰国内外学者的重要科学问题,其成因尚未有明确定论。以四川盆地东部寒武系洗象池组为研究对象,通过钻井、野外露头、岩心、薄片以及地球化学分析等资料和手段,探讨白云岩的成因。通过研究区白云岩的稀土元素可以看出,其成岩流体来源主要为海水。研究区洗象池沉积期,受蒸发作用以及海平面频繁变化的影响,孔隙水不断向空中散发,同时海水又通过毛细管作用不断补充到沉积物的颗粒之间,导致孔隙水盐度增高,沉淀出石膏。石膏的沉淀使孔隙水或者表层积水Mg/Ca比率大大增加,形成高镁粒间水,进而交代其他碳酸盐岩矿物,形成白云岩。

川中南部地区上寒武统洗象池组沉积相及优质储层台内滩分布特征

为深化川中南部洗象池组的勘探开发,以川中南部地区为研究区,以上寒武统洗象池组为目的层,利用岩心观察、薄片鉴定、测井、地震和孔渗实验测试等方法,分析上寒武统洗象池组优质储层台内滩亚相的分布特征。结果表明:洗象池组为局限台地沉积环境,发育台内滩、台坪和潟湖亚相。风化壳岩溶的改造及后期的埋藏溶蚀和构造裂缝优化使台内滩亚相成为相对优质储层。洗象池组洗二段和洗三段是台内滩主要发育层段;东部地区发育大面积分布的台内滩,西部地区滩体发育面积小且零星分布。台内滩亚相为潜在优质储层相,东部地区为有利勘探区。

四川盆地寒武系洗象池组岩相古地理及储层特征

在典型野外露头、岩心以及岩石薄片观察的基础上,结合实验分析数据,对四川盆地寒武系洗象池组岩相古地理、储层特征及其主控因素进行了研究。结果表明:①洗象池组沉积期为镶边碳酸盐台地沉积环境,盆地整体位于局限台地内部,在梁平-重庆台洼两侧发育高能滩相;②储层多发育在洗象池组中上段,岩性以颗粒白云岩、晶粒白云岩、藻白云岩为主,主要储集空间为溶蚀孔洞、粒间孔、晶间孔与裂缝,孔隙度集中分布在2%~5%之间,平均为3.46%;③储层的形成与分布受沉积相、准同生溶蚀作用与表生岩溶作用共同控制,储层主要发育在古地貌较高部位、海水向上变浅旋回的上部及奥陶系尖灭线附近。预测位于台洼两侧的合川-广安与南川-石柱一带古地貌高部位为有利滩相储层发育区,西充-广安-潼南地区为有利岩溶储层发育区;指出西充-广安一带为有利勘探靶区。

四川盆地寒武系洗象池组储层基本特征及主控因素研究

四川盆地寒武系天然气资源量大,上寒武统洗象池组作为一个极具潜力的含气层系,目前勘探程度整体较低,其储层特征及主控因素尚不明确,有待深入研究。利用岩心、薄片及分析化验资料对洗象池组储层岩石类型、储集空间、物性及发育控制因素进行综合研究,认为洗象池组储集岩主要为颗粒白云岩,其次为细(粉)晶白云岩;储集空间包括孔隙、溶洞和裂缝,储层类型为裂缝—孔隙(洞)型;物性总体表现为"低孔低渗"的特征,局部含高孔渗层段,储层非均质性较强。从分布特征上来看,洗象池组储层纵向叠置,横向连续性较差,川中地区往东到GT2井开始出现厚层储层,再向川东五百梯地区储层有所减薄。盆地边缘的习水、奉节一带储层成带分布,厚度较川中地区薄。储层发育受沉积相控制作用明显,颗粒滩发育区内储层发育程度较高,此外,建设性成岩作用及构造破裂作用也对储层发育有积极影响。

川中地区中上寒武统洗象池组颗粒滩储集层特征及主控因素

川中地区中上寒武统洗象池组油气勘探一直未取得大规模突破,仅在威远—资阳地区获得了少量产能,研究其储集层形成过程和主控因素可以为勘探提供更可靠的地质依据。本研究基于川中地区的野外露头、岩心、薄片和钻测井等地质资料,对川中地区洗象池组储集层特征进行了详细的研究,在此基础上分析了不同类型颗粒滩沉积组合、准同生溶蚀作用和表生岩溶作用对储集层的影响。结果表明:(1)研究区洗象池组储集岩主要为颗粒白云岩,根据原始结构保存程度,可将颗粒白云岩划分为残余颗粒白云岩和粉晶—细晶白云岩,储集空间以粒间溶孔、晶间溶孔及小型溶洞为主,整体表现为低孔低渗的特征;(2)研究区洗象池组发育潟湖—颗粒滩(—台坪)、颗粒滩—台坪(混积潮坪)、多期颗粒滩垂向叠置3种颗粒滩沉积组合类型,其中多期颗粒滩垂向叠置可形成厚度较大的颗粒岩段,其储集层物性最好;(3)准同生溶蚀作用是川中洗象池组储集层形成的关键,加里东期表生溶蚀作用改善了储集层质量。

川中地区寒武系洗象池组白云岩储层成岩作用及孔隙演化

四川盆地中部寒武系洗象池组是盆地内油气勘探重要的接替领域。通过对川中地区及邻区典型钻井岩心和薄片进行详细观察,结合物性分析,系统研究了该区洗象池组白云岩的储层特征与成岩演化,进一步探讨了储层孔隙演化模式与成岩作用之间的关系。研究结果表明:(1)川中地区寒武系洗象池组有利储集岩性主要为(残余)颗粒白云岩,其次为粗粉—细晶白云岩;储集空间主要为溶蚀孔洞,包括粒间溶孔、晶间溶孔以及溶洞等类型,主要发育裂缝-孔隙型储层。(2)洗象池组碳酸盐岩成岩演化经历了海水、大气淡水和埋藏等成岩作用,包括同生—准同生阶段、早成岩阶段、表生成岩阶段和晚成岩阶段。(3)成岩作用控制了洗象池组储层的孔隙演化,其中白云化作用和溶蚀作用是主要的建设性成岩作用,尤其表生溶蚀(岩溶)和埋藏溶蚀作用促进了孔隙的发育,而多期胶结充填作用充填了部分储集空间。

四川盆地洗象池组层序地层及沉积相研究现状

自1966年四川盆地寒武系洗象池组在威远地区的威12井勘探获得突破,之后是2003至2004年的数口老井优选上试发现突破。近年来,安岳气田的发现使得四川盆地龙王庙组勘探获得重大突破,而洗象池组作为龙王庙组的上覆层系已成为后备勘探层系且日益受到重视。然而关于四川盆地寒武系洗象池组的研究不多,故本文结合前人宝贵的研究成果,从层序地层、储层和沉积相三方面充分揭示四川盆地洗象池组研究现状,希冀能为今后的勘探进程提供指导意义。

四川盆地洗象池组颗粒滩沉积组合特征及沉积控储机理

上寒武统洗象池组作为四川盆地油气勘探主要接替层系,具有良好的油气勘探前景。基于前人的研究成果,结合四川盆地洗象池组钻井、测井、岩心及薄片资料的分析,对洗象池组沉积特征进行研究,探讨了四川盆地洗象池组颗粒滩沉积组合规律及其控储机理。结果表明:四川盆地洗象池组颗粒滩主要由颗粒白云岩、晶粒白云岩及泥晶白云岩组成,其中颗粒白云岩以砂屑白云岩为主;垂向上,可见3种向上变浅的颗粒滩沉积组合,分别为颗粒滩-颗粒滩的多期叠置组合、颗粒滩-潮坪组合及潟湖-颗粒滩沉积组合;通过对不同颗粒滩沉积组合的物性特征进行对比分析,发现颗粒滩-颗粒滩的多期叠置组合物性最好,为四川盆地洗象池组最有利的储层发育组合类型,而颗粒滩-潮坪次之,潟湖-颗粒滩组合最差;颗粒滩垂向沉积组合、层序演化及海平面升降等沉积因素共同控制着颗粒滩相的发育。颗粒滩垂向沉积组合构成储层的物质基础,层序演化控制着储层的纵向分布,而海平面升降活动影响着沉积及成岩环境,为储层的形成提供保障。

川中地区古隆起寒武系洗象池组气藏成藏控制因素

探讨川中地区上寒武统洗象池组气藏成藏地质条件,指导勘探选区。对洗象池组的生储盖条件、气藏类型及特征、成藏主控因素等方面开展了系统的研究,认为川中地区主力烃源岩为下寒武统筇竹寺组泥页岩,洗象池组的颗粒白云岩为有利的储集层段,奥陶系湄潭组的泥岩、页岩及致密碳酸盐岩可以作为直接盖层,二叠系、三叠系的泥岩、页岩和致密碳酸盐岩及石膏为间接盖层。筇竹寺组烃源岩在二叠纪-三叠纪进入生烃高峰阶段,活动的烃源断裂为油气运移提供了重要通道。川中地区洗象池组气藏成藏主控因素包括烃源断裂、继承性古隆起、继承性古圈闭三方面,下一步的勘探目标为位于古隆起轴部斜坡带的构造-岩性圈闭发育区。

四川盆地寒武系洗象池组储层特征及天然气勘探潜力

统计四川盆地寒武系钻井中膏盐岩含量,结合测井和地震资料刻画了全盆地膏盐岩分布。为此,将四川盆地寒武系分成以乐山-龙女寺古隆起及斜坡区为主的膏盐岩不发育区和以川东-蜀南地区为主的膏盐岩发育区。在此基础上,通过岩心和薄片观察描述揭示洗象池组储层岩石类型以颗粒白云岩和晶粒白云岩为主。储集空间包括孔隙型、溶洞型和裂缝型3大类9小类,且溶洞型是主体。物性测试结果显示膏盐岩不发育区岩心孔隙度多数在2%以下,储层段在3%以上;膏盐岩发育区岩心孔隙度平均为3.5%,最高可达5%。沉积微相是洗象池组储层发育基础,颗粒滩是主要微相类型。大气淡水岩溶作用的叠加改造是膏盐岩不发育区规模优质储层形成的主控因素。构造活动相对强烈的膏盐岩发育区,埋藏溶蚀作用的叠加改造是优质储层形成的关键。展望了洗象池组油气勘探潜力,寒武系膏盐岩不发育的古隆起及斜坡区应以寻找叠加了大气淡水岩溶作用为主的优质滩相储层,优选老井试油,勘探突破值得期待;寒武系膏盐岩发育的川东-蜀南地区以寻找叠加了埋藏溶蚀作用的改造型储层为主,优选成藏条件好的目标进行钻探,是未来勘探突破的重要领域。

川中地区寒武系洗象池组白云岩Mg同位素特征与成因机制

明确成岩流体性质、沉积环境演化、富Mg流体来源、流体迁移路径等因素对揭示白云岩成因、理解白云石化过程具有重要意义。以川中地区中—上寒武统洗象池组为例,基于岩石学与沉积旋回分析及微量元素和碳、氧、镁同位素特征,系统分析了沉积-成岩环境的变迁和富Mg流体的迁移规律,探讨了洗象池组白云岩的成因。洗象池组白云石化流体主要为寒武纪的同期海水,白云石化作用发生于准同生—浅埋藏阶段。川中地区洗象池组整体为温暖、干旱亚热带气候背景下的浅水、半咸水—咸水海相沉积,白云石化类型以萨布哈白云石化和渗透回流白云石化为主。洗象池组白云岩δ^(26)Mg值变化趋势与沉积旋回存在耦合关系。当富Mg海水进行垂向迁移时,发生近源渗透回流白云石化作用,白云岩δ^(26)Mg向下逐渐增大;当富Mg海水进行侧向迁移时,发生远源渗透回流白云石化作用,白云岩δ^(26)Mg垂向上无明显变化;在蒸发局限环境中,主要发生萨布哈白云石化作用,白云岩δ^(26)Mg向下逐渐减小。洗象池组白云岩的形成主要受海平面变迁控制,低海平面时期形成薄层状白云岩,高海平面时期多种白云石化作用逐层叠加可形成大规模厚层状白云岩储层。

螺观1井寒武系洗象池群沉积相与储层特征研究

位于蜀南地区的洗象池群是已经证实的一个主力含气层,为了更好地研究该区域洗象池群的沉积及储层情况,本文选择了该区域很具代表性的螺观1井进行研究,通过对螺观1井沉积相和储层的研究发现,螺观1井洗象池群可以识别出局限泻湖、滩间海、台内滩三个亚相,以及云质泻湖、滩间海、台内滩等微相。研究得出洗象池群储层的岩石类型主要包括砂屑白云岩、鲕粒白云岩、砾屑白云岩,储层孔隙较发育,以低孔低渗储层为主,具有强烈的非均质性。对研究区洗象池群沉积相和储层的研究,可以为螺观1井所在及周边区域的下一步勘探开发提供地质依据。