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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

延安地区奥陶系马家沟组上组合膏盐岩成盐沉积演化模式研究

延安地区经过十余年油气勘探,在奥陶系马家沟组获得了一系列的突破,其中马家沟组上组合是天然气勘探的重要层位,该区是奥陶系碳酸盐岩-膏盐岩共生体系的主要沉积区,其中马家沟组上组合马五4^3-马五3^2膏盐沉积是海退蒸发环境的典型代表。本文基于延安气田奥陶系天然气勘探的最新进展,利用现场岩心观察、实验分析、钻井及测井资料,根据沉积构造、膏盐岩发育规模、岩性组合方式等,对研究区奥陶系马家沟组上组合膏盐岩的地质特征进行了详细的阐述,系统地总结了研究区马家沟组上组合膏盐岩的沉积背景及沉积相、建立了沉积演化模式,为延安气田膏盐岩研究提供基础资料。研究表明,在西高东低的沉积格局背景下,地层充填呈西薄东厚,南薄北厚的特点;自西南向东北依次为膏质白云岩-膏岩-盐岩沉积区;垂向发育三种岩石类型组合:Ⅰ型膏质白云岩-硬石膏结核白云岩-膏质白云岩-泥云岩组合,Ⅱ型膏岩-硬石膏结核白云岩-膏质白云岩-泥云岩组合,Ⅲ型盐岩-膏岩-硬石膏结核白云岩-膏质白云岩组合;沉积环境为相对安静且低能的潟湖沉积模式。沉积环境演化为极强蒸发盐化→蒸发膏化→相对开放。研究成果为鄂尔多斯盆地其他地区奥陶系膏盐岩地质研究提供借鉴,对延安气田油气勘探具有重要指导意义。

膏盐沉积环境浅成烃类的有机地球化学特征

80年代以来,世界各地普遍发现了未成熟油。一些学者认为未成熟油是油气演化早期阶段的产物,并大多与碳酸盐岩一蒸发岩沉积环境、煤系地层有一定的联系。如死海未成熟沥青来自于萨克逊含沥青碳酸盐岩。江汉油田广33原油的产出则与膏盐沉积环境有关。TanneubamOrr 等进一步认为死海未成熟沥青、蒙脱雷尔高硫原油来自于高硫干酪根的热降解,即 C-S和 S-S 键的断裂。由于研究未成熟油具有重要的经济与理论意义。

东濮凹陷古近系沙河街组沙三段沉积期湖岸线的变化及岩相古地理特征

东濮凹陷沙三段地层为深水相暗色泥岩与砂岩频繁互层及深水相暗色泥岩与盐膏岩频繁互层,这种砂体是东濮凹陷很重要的含油气储层。过去这种砂体往往按照静态的模式被解释为重力流成因,随着勘探的不断深入,越来越多的证据表明这些砂体中存在着牵引流和暴露地表的标志,其成因和沉积模式需要重新认识。东濮凹陷沙三段沉积时期,湖平面变化频繁,有长周期,也有短周期。根据录井、电性及岩心等资料识别出湖平面变化的5级周期,其变化频率约为10 0 0次/Ma。根据计算,东濮凹陷沙三段沉积时期湖水最大深度为30m。高水位沉积期,湖岸线距盆地中心较远,盆地沉积中心发育暗色泥岩夹薄层碳酸盐岩,盆地边缘发育粗碎屑岩沉积;水位下降期,边缘相砂体不断向盆地中心进积;低水位沉积期湖岸线向盆地中心退缩了10～30km ,盆地沉积中心发育盐膏岩沉积,盐膏岩的周围发育低位域三角洲、扇三角洲和滨湖滩坝相的粗碎屑岩体。正是由于湖平面变化引起的湖岸线迁移,导致高水位和低水位沉积期湖盆的岩相古地理面貌发生了很大的变化,根据这种动态的模式来预测砂体的分布,在指导油气勘探中产生了明显的效果。

东濮凹陷濮卫环洼带层序划分与沉积体系

根据地层基准面原理 ,通过对岩心、测井、录井资料的综合分析 ,将研究区Es33—Es32层段的地层划分出 4个中期地层旋回 (层序 ) :MSC1,MSC2 ,MSC3,MSC4。其中大致发育 2种类型的层序 ,即陆源碎屑岩层序和膏盐岩层序。陆源碎屑岩层序多形成于基准面上升期 ,以发育泥质岩夹浊积砂体、三角洲前缘砂质沉积为主 ;膏盐岩层序多形成于基准面下降期 ,以发育厚层的盐岩、膏盐岩、膏岩、泥膏岩、膏泥岩夹浊积席状砂为特征。识别出 3种类型的沉积体系 :较深水湖 -浊积扇、较深水盐湖、浅湖 -三角洲体系 ,并在层序格架内分析了各旋回的沉积体系构成和储层砂体的发育情况。综合分析生、储、盖条件后认为 ,在垂向上 ,MSC2上升半旋回为本区最有利的储集层段 ;在平面上 ,本区的油气勘探应主要寻找洼陷东、西两侧断层下降盘的浊积砂体 ,主要储层砂体类型为浊积水道及浊积席状砂。

安哥拉海域宽扎盆地盐下地层与沉积体系

宽扎盆地盐下的下白垩统发育优质的油气系统，由“同生裂谷”沉积地层（巴列姆阶fBarremianl）、其上覆的“凹陷”沉积地层（阿普蒂阶[Aptianl）以及盖层Loeme盐体构成。同生裂谷沉积地层上段总体上由在淡水到中等含盐度（碱性）湖水中沉积的灰岩构成，夹广泛分布的软体动物泥粒状灰岩（molluskpackstones）和颗粒灰岩（贝壳灰岩）。凹陷沉积地层的一个突出特征是，在强烈蒸发且高度碱性的湖水中发育了碳酸盐岩台地和富含二氧化硅的孤立碳酸盐岩建造。在台地顶部的浅水中发育了受微生物影响的灌木状（Shrubby）[树枝状（dendritic）1粘结灰岩和内碎屑-球粒（spherulite）颗粒灰岩。在台地的向盆地侧（西侧），在大规模孤立构造高点上沉积了微生物燧石，它们显然是在低温高度碱性湖水中发育的。树枝状粘结灰岩和微生物燧石发育孔洞孔隙（vuggypores），这类孔洞孔隙具有原生孔隙的性质，而且使这套地层具有很高的渗透率。在深度稍大、能量较低的凹陷环境中沉积了粒泥灰岩（Wackestones）和泥粒灰岩（packstones），在白云石或泥质白云岩中可见方解石颗粒（主要是球粒）。此外，在富含二氧化硅的高度碱性湖水中沉淀了粘土（尤其是硅镁石fstevensitel）。在凹陷沉积期内，在浅水湖底沉淀了方解石，其形态从球粒状到树枝状都有，而且包括了一连串的中间形态。球粒可能就是在紧邻沉积物-水界面之下沉积的。球粒状和树枝状方解石通常都重结晶。硅镁石中以飘浮形态存在的球粒可能是在较深湖水环境中形成的。同生裂谷和凹陷沉积地层内的富有机质泥岩是在更深的湖泊环境中发育的，而且它们可能是这个油气系统中大多数烃类的来源。这些解释结果得到了地震、岩心、岩相及稳定同位素资料的证实。

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组沉积环境恢复与源储配置关系

碳酸盐岩-膏盐岩组合蕴含了全球46%的碳酸盐岩油气储量,是重要的油气富集层位.鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组发育大套厚层碳酸盐岩-膏盐岩混合沉积,目前在盐上已发现了近万亿方探明储量.盐下和盐间有无勘探潜力?对该沉积体系的古环境恢复是关键.通过对盆内T112井400 m系统取芯进行描述,结合薄片鉴定、微量元素、稀土元素、碳、氧、锶同位素、岩石组分等分析,对马家沟组碳酸盐岩-膏盐岩沉积体系的沉积环境进行了恢复.根据海平面升降和水体氧化程度的变化,该体系可以划分为4个亚环境,分别是缺氧段、次氧化段、氧化段和硫化段.随着氧化程度加剧,U、Mo等微量元素含量降低,碳氧锶同位素逐渐正偏,但由于硫化段导致含氧量急剧降低,U、Mo和碳氧锶同位素急剧升高,并呈现随海平面频繁振荡分布.基于古环境与TOC和孔隙度的对比分析,硫化段和缺氧段是最有利的烃源岩发育层段,强烈蒸发作用导致水体分层及硫化,使有机质得到有效保存.氧化段和次氧化段是储层发育的有利层段,台内局部隆起沉积的丘滩体频繁暴露遭遇准同生溶蚀作用,发育大量溶蚀孔隙,经白云石化以后得到有效保存.硫化段的烃源岩与氧化段的白云岩储层纵向上呈层状频繁交互,平面上呈指状交叉,构成良好的源储配置关系.乌审旗隆起带上发育的立体型储集层网络是鄂尔多斯盆地奥陶系盐下勘探的有利区带.