碳酸盐岩-膏盐岩共生体系白云岩成因及储盖组合

针对碳酸盐岩-膏盐岩共生体系中储集层发育规律和储盖组合类型不清的问题,开展该体系岩性组合特征、白云岩与储集层成因和储盖组合类型研究。在全球碳酸盐岩油气藏调研的基础上,解剖分析国内外4个碳酸盐岩-膏盐岩组合剖面,综合应用地质和实验分析工作,取得以下3个方面的地质认识:①潮湿气候到干旱气候的变迁决定了碳酸盐岩-膏盐岩共生体系岩性组合序列,正常情况下形成微生物灰岩/生屑灰岩→微生物白云岩→膏云岩→膏盐岩系列,反之亦然,气候的突变会导致某种岩性的缺失。②碳酸盐岩-膏盐岩共生体系中主要发育3类储集层,包括微生物灰岩/生屑灰岩、微生物白云岩和膏云岩储集层,存在沉淀和交代2种成因的白云岩。微生物早期降解和微生物岩晚期热解释放的CO2气体和有机酸,以及早期白云石化作用是微生物白云岩能够成为优质储集层的主控因素。③碳酸盐岩-膏盐岩共生体系理论上存在6类14种储盖组合类型,目前的油气发现主要集中在4种组合中,包括微生物灰岩/生屑灰岩→微生物白云岩→膏云岩→膏盐岩组合、微生物灰岩/生屑灰岩→膏盐岩组合、微生物白云岩→膏云岩→膏盐岩组合和膏云岩→微生物白云岩→致密碳酸盐岩或碎屑岩组合,这显然与地质历史时期古气候变迁的内在规律有关。通过解剖已发现的油气藏,揭示在碳酸盐岩-膏盐岩体系中以上4种储盖组合最为现实,勘探前景较好。

四川盆地寒武系碳酸盐岩-膏盐岩共生体系沉积模式及储层分布

四川盆地寒武系碳酸盐岩—膏盐岩共生体系包括龙王庙组、高台组和洗象池组,其中龙王庙组已在川中地区发现安岳气田,但后两者目前仍未获得重大突破。为此,综合应用各类地质、测井和地震资料,分析了该盆地寒武系碳酸盐岩—膏盐岩共生体系的构造—沉积背景,研究了层序地层格架、沉积相和膏盐岩的分布特征,建立了沉积相地质模式,并预测了有利储层的分布规律。研究结果表明:1古构造沉积格局呈东南倾大斜坡背景之上叠加"两隆夹一凹"特征,地层充填具有西薄东厚的"底超顶削"结构;2地层层序自下而上发育3个总体向上变浅的三级层序旋回,膏盐岩主要位于三级层序高位域,聚集于万州—宜宾凹陷;3沉积相地质模式自下而上包括三大沉积结构层,即蒸发—碳酸盐岩缓坡、蒸发混积局限台地和蒸发局限台地,沉积环境演化由开放—长期闭塞和蒸发盐化—开放,颗粒滩分布由大面积"双滩"演变为零星滩和带状滩,蒸发潟湖和蒸发潮坪规模总体缩小;4储层分布复杂,主要受古构造沉积格局、颗粒滩和不同级次层序暴露面控制,古隆起之上及其周缘、台内坡折带和台缘带附近是有利储层的发育部位。

膏盐岩-碳酸盐岩共生层系岩石微相及储层特征——以阿布扎比B油田侏罗系Arab组为例

为探究膏盐岩–碳酸盐岩共生层系强非均质性问题,基于岩芯及测井资料,探究阿布扎比B油田Arab组岩石微相类型,分析各类微相的储层特征及优质储层主控因素。Arab组可识别出12种微相类型(MF1~MF12),微相类型及组合指示其为局限–蒸发背景下萨布哈潮坪–潟湖–障壁滩沉积体系。微相类型控制储层品质,其中MF2及MF9~MF12孔喉较粗,连通性好,孔隙度和渗透率较高,是储层发育有利微相类型。MF2和MF10发育白云岩储层,储集空间以晶间孔、残余粒间孔及粒内溶孔为主;MF9,MF11和MF12发育颗粒灰岩储层,储集空间以粒间(溶)孔、铸模孔及粒内溶孔为主。相对海平面的震荡性变化导致各沉积相带在纵向上的有序叠置,不同沉积相带之间或同一沉积相带内微相类型及成岩作用的差异性是Arab组储层强非均质性的根本原因。障壁滩和潮上带是优质储层发育的有利相带,其中障壁滩相优质储层原生粒间孔保持较好,并叠加显著的早期暴露溶蚀,导致次生孔隙的产生和孔隙结构的改善;潮上带优质储层的发育受控于早期白云石化和准同生溶蚀作用,白云石化改善孔隙结构,有利于早期孔隙保存,分散状硬石膏的早期溶蚀产生大量次生孔隙,显著地改善了储层物性。

深层古老碳酸盐岩-膏盐岩组合油气成藏特征

通过分析塔里木、四川和鄂尔多斯三大海相盆地埃迪卡拉系—奥陶系,并对比参考东西伯利亚、阿曼和澳大利亚Officer三大国外盆地新元古界—寒武系的地层特征,将碳酸盐岩-膏盐岩组合划分成碳酸盐岩类和膏盐岩类互为夹层型、碳酸盐岩类和膏盐岩类互层型以及碳酸盐岩类、膏盐岩类和碎屑岩类共生型3种类型,明确了碳酸盐岩-膏盐岩组合的概念及内涵。结果表明:(1)碳酸盐岩-膏盐岩组合的油气通常来源于泥页岩和泥质碳酸盐岩两类烃源岩,咸化环境膏盐岩可促进烃源岩生烃。(2)主要发育膏云坪型、颗粒滩和微生物丘型两大类白云岩储集层,准同生期或表生期的大气淡水淋滤是储集层规模发育的主要控制因素,后期埋藏溶蚀作用对储集层有调整和改造作用。(3)碳酸盐岩-膏盐岩组合油气成藏模式可划分为盐下成藏模式、盐上成藏模式和盐间成藏模式3大类8小类模式。塔里木盆地塔中隆起北坡、麦盖提斜坡和玛扎塔格前缘隆起带寒武系、四川盆地东部—南部地区寒武系和鄂尔多斯盆地奥陶系盐间马家沟组四段等为未来的有利勘探领域。

古地理格局对膏盐岩-碳酸盐岩共生体系沉积分异的控制--以鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组五段6亚段为例

以鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组五段6亚段(简称马五6亚段)为例,基于测井、录井、岩心和薄片等资料,研究古地理格局与膏盐岩-碳酸盐岩共生体系沉积分异的关系。结果表明:①在研究区内识别、细化出桃利庙西洼、桃利庙水下高地、桃利庙东洼、横山高地、东部盐洼、北部斜坡和西南部斜坡等7个次级地貌单元。②由西向东古地貌为“三洼两高”,“三洼”依次发育白云质局限潟湖、膏质蒸发潟湖、盐质蒸发潟湖,“两高”依次发育高能颗粒滩和微生物丘,南北两侧斜坡则发育环陆云坪。③古地貌格局造成来自西北侧祁连海补给海水的自然分异,控制白云岩、膏岩、盐岩共生体系由西向东的偏心式沉积分异,有别于经典的“牛眼式”和“泪滴式”干化收缩分布模式。④中祁连地块向华北板块碰撞俯冲,远端挤压应力传递形成马五6亚段沉积期的近南北向凹凸地貌格局。⑤桃利庙水下高地和横山高地马五6亚段发育南北向展布的丘滩有利相带,是勘探有利区,未来具有较大勘探潜力。

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系碳酸盐岩-膏盐岩体系沉积特征与天然气成藏潜力

鄂尔多斯中东部地区奥陶系马家沟组发育巨厚的碳酸盐岩与膏盐岩交互的沉积体系,但对其沉积发育的规律性及其内部天然气成藏聚集的基本地质特征尚未形成明确的认识。通过对奥陶系碳酸盐岩-膏盐岩体系形成时的构造与古地理背景、沉积特征、储层发育、烃源供给及圈闭聚集等方面的分析,形成新的观点与地质认识:(1)受盐洼周边古隆起影响,奥陶系碳酸盐岩-膏盐岩共生体系形成于与外部广海周期性隔绝的局限海蒸发环境,导致其岩性“相控”与“层控”分布特征极为显著;(2)首次提出“非层状沉积分异”的概念,并认为它是控制奥陶系内幕“溶孔型”储层发育的决定性因素;(3)受区域岩性相变及后期构造反转的控制,奥陶系盐下层系具有形成大区域分布的岩性圈闭体系的有利条件;(4)盐下层系虽自身的海相烃源岩生烃潜力有限,但由于燕山期东部构造抬升与西侧上古生界煤系烃源“供烃窗口”及膏盐封盖层区域性连续分布等要素密切配合,仍具有规模供烃、大区带成藏的潜力。

鄂尔多斯马家沟组膏盐岩-碳酸盐岩共生组合表生岩溶效果及意义

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组(Om)发育典型膏盐岩-碳酸盐岩共生体系,其一、三、五段主要发育蒸发岩,二、四、六段多为碳酸盐岩,表生溶蚀作用影响了盐上马家沟组五段(Om_5)1~4亚段风化壳储层的形成与分布,成为靖边大气田主力产层。区内对于膏盐岩-碳酸盐岩共生体系储层岩溶效果定量评价较少,溶蚀模拟试验也多为温度、岩石成份、岩石结构、流体性质等单因素对白云岩溶蚀机理的定性模拟。因此,以基于地质条件下的溶蚀模拟试验为基础,定量评价岩溶作用对膏盐岩-碳酸盐岩储层孔隙结构的影响,指出在常压、饱和CO_2水(3%~15%)、气温30℃的封闭体系下膏盐岩-碳酸盐岩共生组合溶蚀量与膏盐含量呈正相关关系,含盐白云岩、含白云质膏岩、白云质膏岩、膏质白云岩、含膏白云岩溶蚀率依次降低,溶蚀前后孔隙度至少增加6%。含盐白云岩溶蚀率最高,达19.8%,含膏白云岩溶蚀率最低,仅为6.3%。据此提出含盐白云岩、含白云质膏岩等膏盐岩-碳酸盐岩共生体系是Om有利储集岩,经岩溶作用后孔隙度最高可提高6%~20%,从而较好地解释了Om_5含膏云坪相带存在规模优质储层的原因,并为阐明膏盐岩-碳酸盐岩共生体系岩溶储层形成机理及分布预测提供了试验依据。

碳酸盐岩-膏盐岩高频沉积旋回组合生-储特征——以鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组中-下组合为例

针对碳酸盐岩-膏盐岩沉积组合内是否发育烃源岩,能否提供充足烃源,源、储是否匹配等制约鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组中-下组合勘探领域评价的问题,通过陕473和桃112两口马家沟组全取心井的岩心观察和高频沉积旋回分析,取得了3项认识。①碳酸盐岩-膏盐岩沉积组合包括由未云化灰岩段、白云岩段、白云岩-膏盐岩薄互层段和膏盐岩段构成的2类8种气候逐渐变干旱的沉积旋回;白云岩段和白云岩-膏盐岩薄互层段共发育10类111个高频沉积旋回,具有旋回频繁、单层厚度薄的特点。②基于高频沉积旋回分析,识别出马家沟组中-下组合发育两类烃源岩:一类为优质烃源岩,即毫米级高TOC(有机碳含量)(>2.50%)黑色泥质白云岩;另一类为中等烃源岩,即低TOC(1.21%)灰黑色白云岩。优质烃源岩发育具有相控性和层控性特征,分布于膏盐湖周缘的白云岩-膏盐岩薄互层段中,计算天然气资源量为8504.94×10^(8) m^(3)。③识别出马家沟组中-下组合两类相控白云岩储层,分别为古隆起及周缘的颗粒滩白云岩储层和膏盐湖周缘的微生物白云岩储层,源-储匹配良好。上述认识为鄂尔多斯盆地马家沟组中-下组合的持续勘探提供重要信息,指明了方向。

微生物碳酸盐岩“三因素”控储地质认识和分布规律

微生物碳酸盐岩是非常重要的油气储层,针对叠层石和凝块石碳酸盐岩比其他类型微生物碳酸盐岩和非微生物碳酸盐岩具有优质储层发育潜力这一科学问题,通过现代微生物碳酸盐沉积特征和现代盐湖碳酸盐沉积特征研究、微生物有机质早期低温降解和晚期热解生酸模拟实验、早期沉淀和交代白云石成因模拟实验,揭示了微生物碳酸盐岩因沉积物和沉积环境的特殊性,储层成因也有其特殊性,提出了“三因素”控储地质认识。①与其他类型微生物碳酸盐岩和非微生物碳酸盐岩相比,叠层石和凝块石碳酸盐岩具有更高的初始孔隙度和微生物有机质丰度,为储层发育奠定了物质基础;②微生物有机质早期低温降解和晚期热解生酸使初始孔隙在沉积后得以保存和进一步扩溶,这是叠层石和凝块石碳酸盐岩储层发育的关键;③早期白云石化有利于孔隙的保存,碳酸盐岩-膏盐岩体系微生物碳酸盐沉积易于发育早期沉淀和交代两类低温白云石,这是叠层石和凝块石白云岩储层主要发育于碳酸盐岩-膏盐岩沉积体系中的原因。这些认识为微生物碳酸盐岩储层分布预测提供了依据,也揭示了微生物碳酸盐岩储层比非微生物碳酸盐岩储层具有更佳的储层发育潜力。碳酸盐岩-膏盐岩沉积体系叠层石和凝块石发育相带是微生物碳酸盐岩储层有利分布区。