靖边潜台奥陶系马五_4亚段白云化作用研究

从靖边潜台奥陶系马五段主要岩石类型出发，综合分析沉积特征和地球化学特征，认为靖边潜台奥陶系存在三种白云化作用：（1）泥粉晶云岩与硬石膏共生，形成于盐度较高的局限蒸发潮坪，为准同生白云化所形成；（2）粗粉品厶岩分伽较局限，夹于与硬石膏共生的泥粉晶云岩层之间，不与硬石膏共生，但低有序度和略富钙的特征表明其为回流渗透白云化成因；（3）岩溶风化壳较发育区的孔洞缝中大量次生方解石的残余组构表明，去白云化之前的白云石以细砂晶为主，多为自形、半自形菱面体，部分具有环带构造和“亮边雾心”，形成温度为52．30℃～78．05℃，碳氧同化素特征与典型的埋藏白云石较接近，说明其为浅-中埋藏环境下形成的白云石。这三种白云化作用中，准同生白厶化是最主要最普遍的白云化类型，其次是浅-中埋藏白云石，回流渗透白云化分布较局限。明确马五。亚段的白云化类型，对于重建岩相古地理、研究储层的形成机理、提高勘探的成功率有重要意义。

海相碎屑岩油藏白云化隔夹层识别、形成机理及展布特征

海相碎屑岩油藏内部常发育不同程度的白云化隔夹层,影响油气水系统的识别及开发策略的制定,同时也严重影响后期进一步提高采收率。综合识别白云化隔夹层的特征,阐明不同程度白云化砂岩机理,刻画白云化砂岩展布特征,对海相碎屑岩油藏的高效开发具有重要的现实意义,同时对于丰富白云化成因机理具有一定的理论意义。选取中东地区典型海相碎屑岩油藏UK,综合应用测井、岩心分析及生产动态资料,系统开展不同程度白云化隔夹层岩石分类、识别、形成机理及展布特征研究。结果表明:①海相碎屑岩油藏岩性除纯砂岩和泥岩外,不同程度白云化隔夹层岩性主要为含云质砂岩、白云质砂岩、砂质白云岩和含砂白云岩,其中白云质砂岩和含砂白云岩是常见的两种类型;②建立了不同程度白云化隔夹层岩性的定性及测井定量识别模板,随着白云化程度的不断增强,岩心在常光下表现为逐渐变亮,同时自然伽马、密度及电阻率呈逐渐增大的特征;③原始地下富镁卤水及泥岩压实水为主要的离子来源,物性较好的砂体及不整合面为主要的流体运移通道,储层物性差异导致孔隙流体与颗粒接触(水岩接触反应)时间的差异最终导致不同程度的白云化作用;④刻画了不同级次白云化隔夹层的展布,宏观层次白云化隔夹层易于发生在海平面上升半旋回及下降半旋回的中期,中观层次易于发生在河道顶部、侧翼及河口坝底部物性较差的部位,微观层次易于发生在孔喉连通不畅的区域。

四川盆地西部中二叠统栖霞组中鞍形白云石的去白云化作用

对四川盆地西部的中二叠统栖霞组白云岩进行岩石学观察,发现遭受了去白云化作用的白云石尤其是鞍形白云石中的去白云化作用。栖霞组白云岩中发生去白云化作用的岩石学证据包括:(1)破损的白云石晶体边界;(2)方解石胶结物中呈"漂浮状"的白云石晶体的碎片;(3)白云石晶体中的不规则方解石斑块;(4)大部分或完全被方解石所交代的白云石晶体假象。去白云化作用由方解石对白云石的等摩尔交代过程和白云石先溶解后由方解石就地沉淀的过程综合作用,可以跨组构或不跨组构发生。促进去白云化作用发生的流体通道可以分为孔、洞等先存的流体通道以及后生的裂缝。裂缝可以由不同机制产生,还会对先存流体通道进行改造。去白云化作用发生在埋藏环境。

川东北地区三叠系飞仙关组白云化流体的Ca/Mg值估算

作为川东北地区三叠系飞仙关组天然气气藏最重要储集岩的粒屑白云岩和结晶白云岩的成因始终是沉积和石油地质学家高度关注的研究热点之一。在总结川东北地区三叠系飞仙关组不同类型白云岩形成温度的基础上,通过已有的白云化流体Ca/Mg值和温度之间关系式获得了川东北地区三叠系飞仙关组白云化流体的Ca/Mg值的主要分布范围。结果表明:不同类型白云岩对应的白云化流体具有不同的Ca/Mg值,同时证实了三叠纪海水或与之有关的海源流体、三叠纪海水与大气淡水混合流体的Ca/Mg值都符合在40～130℃区间、甚至更高温度下白云化(白云石沉淀)作用的要求,微晶白云岩和具原始结构的粒屑白云岩可能与地表—近地表的低温、小Ca/Mg值混合流体中相对快速的白云石沉淀作用有关,并形成了相对细的他形白云石;结晶白云岩(包括结构类似的过渡岩石类型、白云石胶结物)可能与埋藏的高温、大Ca/Mg值三叠纪海水或与之有关的海源流体中相对缓慢的白云石沉淀作用有关,并形成了相对粗的自形白云石。白云化流体的Ca/Mg值估算,可望为川东北地区三叠系飞仙关组优质储层白云岩的成因研究提供一些有价值的基础资料。

准北缘哈山地区风城组白云化地层地球化学特征

准噶尔盆地北缘哈山山前带下二叠统风城组发育一套富含油云化主力储层,岩性包括云化泥岩、云化砂岩和云化沉凝灰岩。为了认识白云化地层的岩石学特征及成因,根据岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜、元素及碳氧同位素分析,研究不同岩性的岩石学、地球化学特征和云化成因。结果表明:云化泥岩、云化凝灰岩基质中的白云石为准同生成因,形成于较高盐度、高镁钙比、强还原的沉积环境,富有机质泥岩、大量的火山灰沉积是准同生云化作用的重要条件。云化砂岩和云化凝灰岩裂缝中的白云石为埋藏成因,由山前带逆冲断层活动,流体在层间、裂缝中快速渗透、流动,交代早中期水解形成的方解石而形成。该结果为研究区白云化储层预测提供依据。

北京下苇甸剖面张夏组鲕粒特征及其白云化机制

北京下苇甸剖面张夏组作为华北寒武系的标准剖面之一,鲜有人对其中的鲕粒类型及其成岩作用进行细致研究。在充分调研前人研究的基础上,通过野外观察、实测,并结合室内薄片鉴定、XRD测试等技术,对下苇甸剖面张夏组的鲕粒类型进行总结,并对鲕粒白云化机制进行分析。结果显示:(1)下苇甸张夏组鲕粒类型主要为放射鲕、同心放射鲕及单晶鲕/多晶鲕,还有少量同心鲕、复鲕及藻鲕;(2)鲕粒发生白云化,填隙物未见白云化,且放射圈层白云化程度高于同心圈层,并且放射圈层白云石颗粒围绕核心呈放射状分布,同心圈层围绕核心呈同心状分布;(3)鲕粒内部白云石颗粒多为中细晶,自形-半自形,回流渗透白云化是造成鲕粒白云化的主要成因,因此造成亮晶鲕粒石灰岩白云化程度高于灰泥鲕粒石灰岩。

川东北飞仙关组储层结晶白云岩的形成机制与白云化模式

根据作为川东北三叠系飞仙关组作为重要储层的结晶白云岩（包括用以对比的原始结构保存的粒屑白云岩）的结构、元素构成、包裹体均一化温度和碳、氧、锶同位素特征,以及结晶白云岩在时间上和空间上的分布,讨论了这类白云岩形成的流体、温度和白云化机制,解释了结晶白云岩具有较好物性的原因。川东北飞仙关组结晶白云岩主要由细—中晶的平直晶面半自形—自形晶白云石构成,缺乏可进行均一化温度分析的气-液两相包裹体,具有低的锰、铁含量和较高的锶含量,显示较低温条件下海水或海源流体在白云化过程中的控制作用。结晶白云岩的碳、氧、锶同位素组成说明先驱鲕粒灰岩的碳是其主要碳源,白云化流体主要是早三叠世印度阶晚期海水,其次是奥伦尼克阶海水,白云化作用发生时鲕粒灰岩处于埋藏深度〈1km的埋藏阶段,40-60℃的温度主要由地热增温提供,台地内部埋藏环境的热对流模式可以解释川东北飞仙关组结晶白云岩的形成机制。开江—梁平台棚以东的孤立（或半孤立）碳酸盐台地具有陡峻的边缘,两侧同时对海水开放,鲕粒岩分布层位较低（飞1—飞2段）都有利于热对流作用,台地内较为发育的蒸发盐造成纵向热传导率的差异并加强台内热对流。在白云岩分布样式的控制机理上,由于高渗透率鲕粒岩仅分布在台地边缘,使得海水进入台地后的垂向对流大于水平对流,白云化作用发生在台地边缘,飞3段鲕粒岩没有足够时间完成白云化,台地边缘结晶白云岩的体积向上减少。另外,川东北还存在回流白云化作用和塞卜哈白云化作用,由此形成的白云岩主要分布在台地上部或顶部,保留有很好的原始粒屑灰岩与泥微晶灰岩的结构,具有与同期海水类似的锶同位素组成,稍低的δ13 C值和偏正的δ18 O值以及稍高的锰、铁含量,显示白云化流体是同期海水,白云化系统对大气环境相对开放,白云化流体盐度高于同期海水。由于结晶白云岩是在不对大气水环境开放、但对非同期海水开放的条件下进行的,白云化反应的外来CO2-3较少,白云化过程岩石孔隙相对增加,储层质量较好。原始结构保存的粒屑白云岩是在对大气水环境相对开放的条件下进行的,白云化反应的外来CO2-3较多,白云化过程岩石孔隙增加有限甚至减少,白云岩为差储层或致密层。开江—梁平台棚以西的镶边陆棚飞仙关组虽然也发育高能环境的鲕粒灰岩或其他高能环境的粒屑灰岩,但形成优质储层结晶白云岩的条件差于台棚以东的孤立（或半孤立）碳酸盐台地。

黔中下二叠统碳酸盐岩中的构造-埋藏热液白云化作用

上扬子地区下二叠统碳酸盐岩中,不同程度地发育一种中—粗晶白云岩或云灰岩,人们俗称为“糖粒状”白云岩。80年代以来,其成因多被解释为淡水透镜体模式形成的混合水白云化。笔者1987—1988年对黔中织金、清镇、黔西等地十余个剖面详细观察和室内薄片、扫描电镜、碳、氧同位素、有序度、包体均一温度的综合研究,结合该区地质演化分析,认为这类白云岩的成因当属埋藏过程中受构造活动影响的热液作用所致。一、“糖粒状”白云岩的产状与分布规律黔中地区下二叠统中—粗晶白云岩或云灰岩,多以似层状、巨厚块状(可达40m)。

白云质岩石的孔结构与去白云化反应

采用压汞法(MIP)和N 2吸附法表征14种白云质岩石的孔结构,采用偏光显微镜和扫描电子显微镜(SEM)分析岩相特征。结果表明:白云质岩石的孔主要是介孔,含有少量的大孔。白云岩和白云质灰岩的最可几孔径为2~4 nm,而泥质白云质岩石无最可几孔径;白云岩中白云石晶粒越小,BET模型计算的孔隙率(2~200 nm)越大;白云质灰岩中方解石晶粒越小,孔隙率(2~200 nm)越大,小孔的孔隙占比越大;泥质白云质岩石中酸不溶物(AIR)的含量越多,孔隙率(2~200 nm)越大;小孔的孔隙占比越大。去白云化反应增加了岩石的孔隙率(2~200 nm)和平均孔直径,而孔结构对去白云化反应没有明显影响。

对豹斑灰岩属于不完全白云化成因的质疑

一般认为，豹斑灰岩是沉积期后经不均匀白云石化形成的具有斑状构造的含云质或云质石灰岩。本文认为，大部分云斑白云质可能属于灰岩中的白云质粒屑，是由异地搬运来，并非在灰岩沉积期后由富Ｍ２＋水介质交代形成。

基于元素录井技术的大牛地气田马五5亚段白云化特征分析

白云化作用是影响大牛地气田马五5亚段储集物性的关键因素。元素录井技术可以直接、连续地测定岩屑中的元素含量,反推矿物类型和含量,进而实现岩性准确定名和白云化程度评价。共选择大牛地气田28口关键井进行了元素录井解释处理和白云化特征分析,得出以下认识:气田区内大多数井(约68%)在马五5亚段都发生了不同程度的白云化作用,且纵向上云质岩类集中发育在顶部;马五5亚段云质岩类主要发育在气田的西北、东北部,基本呈环带状分布。因此,马五5亚段顶部以及气田的西北、东北部应是今后大牛地气田井位部署的重点区域。

关于白云岩、白云石、白云岩化、白云石化和白云化等术语的辨析

白云岩是指以白云石为主要组分的碳酸盐岩,其中白云石矿物的含量应超过50%。在白云岩中常含有方解石、石膏等化学沉淀矿物,也可含有黏土、陆源砂、粉砂等。白云岩与石灰岩有相似的外貌,但白云岩与盐酸反应较石灰岩弱。

滇东北地区下寒武统龙王庙组白云石化模式研究:来自钙同位素模拟结果

滇东北地区桧溪剖面位于四川盆地南缘外侧,剖面龙王庙组地层白云石化活动强烈,广泛发育泥晶灰岩、砂屑灰岩、泥晶白云岩、云质灰岩和灰质云岩等岩性。剖面3个灰岩过渡岩性白云岩旋回中具有混积特征,石英颗粒大量发育。阴极发光下,3个岩性旋回主要呈暗红色,可见石膏。地球化学测试显示:旋回1中灰岩白云岩碳同位素为-0.78‰~-0.49‰,氧同位素为-9.28‰~-8.96‰,锶同位素为0.70979554~0.71218318,钙同位素为0.54‰~1.12‰;旋回2中灰岩白云岩碳同位素为0.37‰~0.41‰,氧同位素为-9.76‰~-9.64‰,锶同位素为0.71008711~0.71374167,钙同位素为0.63‰~0.81‰;旋回3中灰岩白云岩碳同位素为-0.03‰~0.23‰,氧同位素为-9.90‰~-9.24‰,锶同位素为0.70990934~0.71237617,钙同位素为0.56‰~0.94‰;3个旋回中灰岩锶、钙同位素测试结果明显偏低,白云岩锶、钙结果明显偏高。钙同位素对流、缓冲模型模拟结果显示,旋回1白云石化流体Mg^(2+)浓度为2倍海水当量(105.64 mmol/kg,Mg^(2+)/Ca^(2+)=1.99),旋回2白云石化流体Mg^(2+)浓度为7倍海水当量(369.74 mmol/kg,Mg^(2+)/Ca^(2+)=6.79),旋回3白云石化流体Mg^(2+)浓度为2.3倍海水当量(121.48 mmol/kg,Mg^(2+)/Ca^(2+)=2.29)。温度模拟显示,白云石化流体温度主要为30℃。综合岩石学、常规地球化学及钙同位素模拟结果,滇东北地区龙王庙组白云岩为渗透回流模式成因。

白云岩化作用与白云岩孔隙的形成——来自实验模拟交代反应的启示

【意义】白云岩是一种常见的碳酸盐岩和重要的油气储集层,四川盆地海相碳酸盐岩层系中96%的探明地质储量来自于白云岩储层。因此,白云岩化作用和白云岩孔隙成因的研究引起了极大的关注,并取得了显著进展,然而有关白云岩化作用对孔隙的影响仍存在较大争议。【方法】通过归纳总结白云岩孔隙成因的主要理论观点,结合多种类型交代反应的实验模拟结果,阐明白云岩化过程中孔隙的形成与演化,并对白云岩孔隙成因的研究提出了展望。【进展】已有理论表明,白云岩的孔隙可以继承于原岩,也可形成于等摩尔交代、白云岩化过程中的方解石溶解或者白云岩形成之后的溶蚀作用;白云岩化作用可以增加、保持或者降低储层孔隙,取决于交代反应的环境、时间和流体性质。【结论与展望】综合实验模拟结果的共性特征发现,交代反应是一个溶解—运移—沉淀的微过程;新孔隙的形成贯穿交代反应的整个过程,并提供了流体、离子交换的通道,以保持交代反应的持续进行;新孔隙的形成并非受矿物摩尔体积控制,而是受控于相对溶解度,即反应物的溶解量大于生成物的沉淀量。交代过程中产生的新孔隙以微孔隙为主,对储层有效孔隙度的贡献仍待进一步评价。

白云岩-蒸发岩共生体系白云石化过程研究:以鄂尔多斯盆地马家沟组为例

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组典型的白云岩-蒸发岩共生体系中白云岩储集层发育,前人围绕该白云岩储集层特征及形成机制开展了大量研究,但缺乏从白云岩-蒸发岩共生体系角度来探索白云石化过程及演化特征的研究。文中选取鄂尔多斯盆地东南缘西磑口剖面发育的2段白云岩-蒸发岩沉积序列(S1、S2)进行高精度连续采样,以沉积学、岩石学分析为基础,结合碳氧同位素、稀土元素及微量元素地球化学分析,识别出2类白云岩-蒸发岩共生组合,并对其白云石化流体性质、来源、演化及白云石化过程进行了详细研究。结果表明:(1)S1采样段发育Ⅰ型共生组合,主要由内碎屑颗粒白云岩—膏溶角砾白云岩—泥晶白云岩(含石膏假晶)—泥岩组成,代表强蒸发潮上带环境;S2采样段发育Ⅱ型共生组合,主要由薄-中厚层细晶白云岩—中层(颗粒)白云岩—泥质白云岩(含石膏假晶)—泥岩构成,代表潮间带—潮下带环境。(2)2种共生组合类型中白云岩的稀土配分模式与孔隙水的配分模式相似,均表现为中稀土(MREE)富集、Ce弱负异常—正常、Eu弱负异常—正常、δ^(13)C和δ^(18)O值无明显差别、Fe_(carb)和Mn_(carb)含量较高,推测其白云石化流体来源相同,为海水衍生的弱还原性孔隙水。(3)研究剖面由下至上从Ⅰ型共生组合到Ⅱ型共生组合沉积序列的垂向演化,反映了蒸发潮坪环境中共生体系的典型白云石化过程,即随着海平面上升,从S1段至S2段由潮上带准同生萨布哈白云石化演化为潮间带—潮下带渗透回流白云石化,Ⅰ型共生组合中白云岩的MREE和Fe_(carb)含量高于Ⅱ型共生组合白云岩,反映白云石化流体性质从富Fe^(2+)-Mn^(2+)、MREE向贫Fe^(2+)-Mn^(2+)、MREE的演化。研究认识丰富了共生体系下白云岩成因的基础理论,可为马家沟组油气勘探提供理论指导。

镁同位素示踪白云石化流体迁移路径——以四川盆地石炭系黄龙组为例

镁(Mg)是组成白云石的核心元素,直接参与了白云石化过程,因此白云岩Mg同位素能够用于示踪白云岩成因和白云石化流体迁移路径。四川盆地东部上石炭统黄龙组白云岩发育,也是重要储集层。通过对黄龙组连续取芯的七里53井开展详细的沉积学研究,系统选取样品开展元素地球化学和Mg同位素分析,发现Mg同位素波动变化与沉积旋回存在密切关联,旋回边界为白云石化流体迁移界面,即白云石化流体迁移通道;依据Mg同位素值垂向演化规律,识别出黄龙组白云岩5个流体交换界面通道,逐层白云石化。因此,厚层白云岩是由若干个薄层灰岩层逐层白云石化叠加而成。这一发现为预测白云岩成因及储层分布提供了重要理论依据。

模糊层次分析法在白云岩砂化等级划分中的应用

砂化白云岩地层在滇中引水工程玉溪段输水隧洞中广泛分布,该地层中修建的小扑、扯纳苴等隧洞常出现塌方、突水涌砂等地质灾害,严重影响施工安全。科学合理地划分白云岩砂化等级,对施工过程中的灾害防控具有重要意义。从3个方面选取12个能够准确描述白云岩砂化程度的指标,建立白云岩砂化等级划分层次结构模型,将白云岩划分为微砂化、弱砂化(下段和上段)、强烈砂化(下段和上段)、剧烈砂化4个等级,运用模糊层次分析法进行白云岩砂化等级划分。选取小扑2#主洞上游部分洞段建立模型并划分砂化等级。结果表明,该方法通过定性与定量相结合的方式实现了白云岩砂化等级划分,其划分结果与工程实际情况基本相符。

用于砂化白云岩防渗处理的高致密灌浆材料研究

研究了一种用于砂化白云岩防渗处理的高致密灌浆材料,该材料具有价格成本低、可灌性好、固结后固结体力学性能优良等特点。通过对高致密灌浆材料中固化剂(酸酯)、乳化剂、偶联剂等组分对材料性能的影响,得到最优配比下高致密灌浆材料的浆液初始黏度为20~35 mPa·s,胶凝时间控制在32~48 min,固结2 h压缩强度为1.4 MPa,固结体抗压强度为2.0~3.0 MPa。通过提取砂化白云岩试样在室内开展的一维模拟试验表明,高致密灌浆材料有较好的可灌性,灌后固结体渗透系数较低,固结体的7 d抗压强度大于3.0 MPa。

砂化白云岩隧道突泥涌水处治技术

我国西南地区广泛分布着以白云岩为代表的碳酸盐岩,这种岩体在有水的情况下易出现砂化现象。营盘山隧道工程D2K169+023~+195施工段,白云岩岩溶强烈发育,局部存在砂化现象。施工过程中在岩溶水作用下先后发生初支变形、左侧边墙溜坍和掌子面突泥涌水问题,危害施工安全。论文针对掌子面突涌问题,为超前泄水降压和探测溶洞发育规模,于路线右侧增设了迂回导坑,确定按“泄水降压、注浆加固、管棚超前”的原则,同时为防止地下水软化,隧底采用钢管桩进行加固,最终隧道安全通过该大型充填溶洞,为后续相关问题的解决提供了经验。

川东地区茅口组白云石化滩相储层特征及分布

四川盆地中二叠统茅口组自20世纪50年代获得天然气发现以来,一直是油气勘探的热点层系。川中地区白云石化滩相储层无疑是近年来四川盆地茅口组勘探效果最好的领域,目前已逐步进入开发阶段。为了寻找茅口组下一个白云石化滩储层发育区,针对目前该层系勘探程度相对低的四川盆地东部地区进行了大量的老井复查以及地震资料解释,初步研究成果表明:①川东地区茅口组碳酸盐岩多相变为中二叠统孤峰段硅质岩,而在宣汉—万州一带硅质岩之下茅口组新发现白云石化滩相储层。②白云石化滩相储层镜下白云石以粉细晶结构为主,整体白云石化程度较高,纵向上主要发育在茅二段底部,测井孔隙度3.5%~4.3%,厚度普遍介于3~12 m,具备较好的储集性能。③储层平面分布预测结果显示,开江以东五百梯地区的储层厚度最大,局部超过15 m;川东硅质岩下茅口组白云石化滩相储层厚度大于6 m的勘探有利区域面积约3900 km2,有望开辟川东老区增储上产的新战场,成为潜在的接替领域。