四川盆地东部上石炭统黄龙组规模储层形成主控因素与发育模式

石炭系黄龙组是四川盆地东部地区(以下简称川东地区)重要的天然气产层之一,石炭系储层是控制气藏发育的关键因素。为了深入评价川东地区黄龙组储层,拓展勘探新领域,寻找接替区,在前人研究的基础上,应用大量钻井、岩心、露头和分析化验等资料,系统研究了黄龙组储层发育的主控因素和发育模式,并预测规模储层的展布。研究结果表明:(1)黄龙组储集岩主要为颗粒白云岩、角砾白云岩和晶粒白云岩,储集空间主要为晶间孔/晶间溶孔、粒间溶孔/粒内溶孔、溶洞和裂缝,颗粒滩为有利储集体,裂缝-溶蚀孔洞型储层质量好;(2)储层发育主要受乐山—龙女寺古隆起和开江古隆起、沉积作用及成岩作用的共同控制,古隆起控制颗粒滩分布和准同生期成岩作用,是规模成储的基础,准同生期白云石化作用、层间岩溶和风化壳岩溶作用的叠加是形成规模储层的关键,喜马拉雅构造运动产生大量构造裂缝,提高了储层的渗滤性和规模性;(3)一定厚度和较大面积的Ⅰ—Ⅲ类储层可形成规模储层区,对5个规模储层发育区进行了评价,已发现气藏主要分布在这5个区域的背斜构造部位。结论认为,川东地区石炭系仍有较大的天然气勘探开发潜力,向斜区发育大面积的规模储层,是下一步天然气增储上产的重要方向。

四川盆地东部黄龙组古岩溶特征与储集层分布

综合地表地质、钻井资料和碳、氧、锶同位素地球化学特征,详细描述古岩溶的鉴别标志,并进一步分析古岩溶作用垂向分带性和平面分区性以及岩溶强度与储集层发育的关系。研究表明,岩溶角砾岩是识别古岩溶作用最直接的标志;不同成因类型和溶蚀强度的岩溶岩与胶结物的稳定同位素地球化学特征各异,其形成和演化规律明显受流体来源、性质及同位素分馏效应影响;小型针孔型储集层测井曲线与大型洞缝型储集层具有明显区别。古岩溶储集层的发育与分布规律主要受构造、古气候、岩性和岩相等因素控制,最有利于储集层发育的岩性是黄龙组二段的白云岩,最有利于储集层发育的层位是黄龙组二段的上部溶蚀段和下部溶蚀段,最有利于储集层发育的位置是岩溶高地和岩溶斜坡中残丘及坡地等微地貌单元。

川东邻水-渝北地区石炭系黄龙组白云岩成因

以岩石结构分析为基础,结合 Sr 同位素和 Sr 含量等资料,对川东邻水—渝北地区石炭系黄龙组广泛发育的白云岩成因进行了研究,从中识别出准同生期白云岩、成岩期埋藏白云岩、表生期淡水白云石和晚成岩期热液白云石等成因类型,其中具备储集意义的仅为成岩期交代成因的埋藏白云岩,其岩性主要为颗粒白云岩和晶粒白云岩。综合不同成因类型的白云岩 Sr 同位素和 Sr 含量地球化学特征,将白云石化过程划分为准同生期,早成岩期、中成岩期,古表生期和再埋藏晚成岩期五个成岩阶段。各阶段的白云岩(或白云石)在结构上有不同特征,其 Sr 同位素和 Sr 含量地球化学特征亦有显著差别,反映研究区白云化流体不仅来自同时期囚禁的海源地层水,而且受到古表生期岩溶过程中的淡水和再埋藏晚期热液的影响。根据岩石学特征和各种地化指标,结合研究区古地理背景,建立了黄龙组准同生、埋藏、淡水、热液白云岩(或白云石)化模式。

川东-渝北地区黄龙组白云岩储层稀土元素地球化学特征

石炭系黄龙组白云岩储层是川东—渝北地区天然气藏最重要的储集岩类型之一,依据岩石学特征和沉积相及地球化学特征,可将川东—渝北地区石炭系广泛发育的白云岩划分为准同生白云岩、成岩埋藏白云岩、古表生期淡水白云石和深埋藏热液异形白云石4种成因类型,其中具备储集意义的仅为成岩期交代成因的埋藏白云岩和古表生期形成的岩溶岩,岩性主要为颗粒和晶粒白云岩及白云质岩溶角砾岩。白云岩稀土元素地球化学分析结果为①弱溶蚀、强溶蚀准同生和成岩埋藏白云岩具有相似的ΣREE值、ΣLREE/ΣHREE比、REE配分模式和δCe、δEu负异常,但弱溶蚀白云岩各参数值相对较低;②淡水白云石具有很低的ΣREE值、弱Ce负异常和中等—较强的Eu负异常;③热液异形白云石ΣREE、REE配分模式和δCe特征与淡水白云石相似,而δEu最高。上述特征进一步表明各成因类型白云岩的稀土元素各项参数和配分模式差异明显,与较晚期次流体的物理化学性质密切相关,特点为准同生期和早—中成岩期埋藏白云岩受表生期岩溶作用影响较大,而深埋藏期热液异形白云石明显叠加有深部热液流体的影响。

川东—渝北黄龙组碳酸盐岩储层的成岩系统

通过对川东—渝北地区石炭系黄龙组储层的成岩作用方式、成岩演化序列和相对应的地质作用产物、组合及稀土元素和碳、氧、锶稳定同位素地球化学特征的综合研究,按"水文体制"将黄龙组划分为不同成岩阶段的孔隙水、压实卤水、大气水和温压水4个成岩系统。各成岩系统流体来源、性质、水-岩石相互作用过程及其对储层的影响各不相同,其中与储层发育密切相关的成岩体系和成岩方式主要为:早成岩阶段压实卤水成岩系统的埋藏白云岩化作用;古表生期大气水成岩系统的岩溶作用;再埋藏成岩阶段温压水成岩系统的深部溶蚀和构造破裂作用。根据成岩系统和水-岩石相互作用序列与储层演化在时间-空间上的耦合匹配关系,颗粒滩沉积微相控制了储层的区域分布位置;早成岩阶段埋藏白云岩化形成了储层发育基础;古表生期大气水溶蚀作用扩大了储层分布范围、发育规模和提高了储层质量;温压水条件下的深部溶蚀和构造破裂作用进一步改善了储层的孔渗性。

渝北-川东地区黄龙组古岩溶储层稳定同位素地球化学特征

石炭系黄龙组碳酸盐岩古岩溶储层是渝北—川东地区最重要的天然气储集类型之一。依据岩溶岩的结构特征,将黄龙组岩溶岩系划分为弱溶蚀岩溶岩、中等溶蚀多孔状岩溶岩、强溶蚀角砾状岩溶岩和强溶蚀交代的次生灰质岩溶岩等4种岩溶岩类型,和淡水方解石与白云石两种胶结物类型。以基质岩为对比参照物,对各类岩溶岩和胶结物的碳、氧、锶稳定同位素分析对比研究结果表明,不同成因类型、溶蚀强度、结构和成分的岩溶岩与胶结物的碳、氧、锶稳定同位素地球化学特征各异,其形成、演化和分布规律明显受古地理背景、流体性质、流体来源以及同位素分馏效应控制。依据岩溶岩系的结构和地球化学特征的差异性,可总结出4个主要特征:(1)伴随岩溶强度加大,δ13C表现向低值方向弱偏移,而δ18O负偏移较强烈;(2)87Sr/86Sr比值出现由渗流-活跃潜流带的正偏移,至静滞潜流带转化为强烈负偏移的演化趋势;(3)对应古岩溶系碳、氧、锶稳定同位素演化,古岩溶储层的物性出现由差变好至重新变差的对应变化关系;(4)淡水白云石结晶沉淀过程中可能具有对87Sr有很强"捕获"能力的锶同位素正偏移分馏效应。

四川盆地黄龙组烷烃气碳同位素倒转成因的探讨

20世纪80年代后期至21世纪初,黄龙组成为四川盆地勘探开发热点,也是其主力储量层和产层,2008年天然气产量为68.1×108m3,占四川盆地年总产量的45.8%。黄龙组天然气的地球化学特征主要表现为氦同位素是典型的壳源型,R/Ra多数为0.01;硫化氢含量低,平均值为0.27%;属于干气,甲烷平均含量为96.71%,重烃气含量低,平均为0.71%。总的看来,黄龙组天然气是低碳优质能源。该烷烃气碳同位素发生倒转,即δ13C1>δ13C2<δ13C3。通过综合分析有机成因烷烃气碳同位素倒转的4种成因,确定黄龙组烷烃气碳同位素倒转的原因是其志留系烃源岩先期形成的具有轻的δ13C2的伴生气和后期形成的具有重的δ13C2的裂解气混合。

四川盆地石炭系黄龙组储层特征及主控因素分析

石炭系黄龙组为四川盆地天然气藏的主力产层,经过多年的勘探开发工作,目前已进入地层-岩性油气藏勘探阶段,因此加强对该区储层发育特征及分布预测研究显得尤为重要。文中以精细岩心观察和薄片鉴定为基础,结合扫描电镜、物性和孔隙结构等资料分析,对该区储层发育特征及主控因素进行分析,预测了该区有利储层分布区域。研究表明,四川盆地石炭系黄龙组主要发育局限台地潮上坪-潮间坪-潮下坪沉积,其中潮间-潮下坪中浅滩微相沉积发育;储层岩石类型主要为(残余)颗粒白云岩、粉-细晶白云岩和云质岩溶角砾岩,储集空间以晶间孔、晶间溶孔为主,粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔和裂缝次之;储层孔隙度分布范围为0.03%~30.67%,平均值为2.59%,渗透率分布范围为0.001~290mD,平均值1.56mD,为低孔特低渗裂缝-孔隙型储层,孔渗相关性较好,孔喉组合以小孔-中、细喉为主。该区储层发育主要受岩性、沉积相、成岩作用及后期暴露岩溶作用等因素控制,其中浅滩相颗粒云岩和潮坪相晶粒云岩原始储层物性较好,控制了储层分布的范围及规模;后期白云化作用是储层形成的基础,具多期次、多成因的特点,其中以准同生期和早成岩期白云石化作用对优质储层形成最为有利;古岩溶作用扩大储层范围,其分带性及不同溶蚀带的岩溶流体水动力条件、岩性特征及古地貌环境对岩溶储层空间展布规律和发育规模具直接控制作用,是提高储层质量的关键。根据该区白云岩厚度分布图、云质岩溶角砾岩厚度分布图和储层孔隙度分布图,选择孔隙度大于3%的等值线作为约束边界,预测出研究区有利储层分布区域,其中Ⅰ类储层7个、Ⅱ类储层5个,上述研究成果对该区储层预测及天然气勘探具有重要指导意义。

四川盆地东部上石炭统黄龙组沉积体系及其演化

以川东上石炭统黄龙组碳酸盐岩岩性地层气藏为目标,开展新一轮系统基础地质研究。根据陆源碎屑沉积发育特点与悬浮且具有一定磨圆度砾石的发育位置推断海侵方向与潮汐沉积体系分布,认为上石炭统黄龙组发育云阳东南部与达州西北部两个海侵通道,并形成了重庆—万州与达州东南部两个潮坪沉积体系,发育了一套由低水位体系域(C2h1)—海进体系域(C2h2)—早期高水位体系域(C2h3)组成的较完整的I型层序。精细刻画黄龙组各段沉积微相分布特征,川东晚石炭世中期为海进体系域发育期,浅滩与藻云坪微相较发育,有利于碳酸盐岩岩性圈闭的形成;晚石炭世早期与晚期分别为低位体系域与高位体系域发育期,其浅滩沉积微相发育局限,不利于碳酸盐岩岩性圈闭的规模形成。

南大巴山前缘黄龙组古岩溶储层锶同位素地球化学特征

南大巴山前缘黄龙组古岩溶储层划分为弱溶蚀岩溶岩、中等溶蚀多孔状岩溶岩、强溶蚀角砾状岩溶岩和强溶蚀交代的次生灰质岩溶岩等4种类型,以非溶蚀岩为对比参照物,系统分析了各类岩溶岩的锶同位素组成。结果表明:岩溶过程中的87Sr/86Sr值,具有从渗流-活跃潜流带的正偏移,至静滞潜流带逐渐转化为强烈负偏移的演化趋势;在同一岩溶水流体的水-岩反应体系中,基质组分相比角砾对87Sr的富集作用更强,而次生灰质岩溶岩相比白云质岩溶岩缺乏富集87Sr的锶同位素分馏效应;不同成因类型和溶蚀强度的岩溶岩具有高87Sr/86Sr值特征,主要与参与古岩溶作用水-岩反应的古陆地下水富87Sr壳源锶的注入以及白云质基质岩对87Sr具有强富集作用有关。各类岩溶岩锶同位素特征,可为预测和评价研究区黄龙组古岩溶储层发育条件及时空展布规律提供地球化学信息。

川东五百梯气田黄龙组碳酸盐岩储层成岩相

成岩相研究为重要和有效的储层预测技术方法之一。通过钻井岩心描述、薄片鉴定、样品分析,对川东地区五百梯气田石炭系黄龙组碳酸盐岩储层的岩石学、成岩作用、裂缝和储集空间类型等特征进行了综合研究,划分出5种储层成岩相类型,确定以早-中成岩阶段埋藏白云化-晶间孔成岩相为基础,叠加古表生期大气水溶蚀改造的中等溶蚀-孔洞缝成岩相和强溶蚀-角砾成岩相为有利于储层发育的优势成岩相,储集空间主要为粒间和粒内溶孔、晶间溶孔、铸模孔和各种超大溶孔、溶洞和构造裂缝及溶裂缝,认为沉积环境控制了有利储层分布相带、早成岩阶段埋藏白云化奠定了储层发育基础,古表生期喀斯特作用扩大了储层分布范围和发育规模,而破裂作用是提高储层质量的关键。

渝东—鄂西地区黄龙组层序—岩相古地理研究

渝东—鄂西地区由于受海西早期强烈构造隆升和侵蚀作用影响,大部仅残存不完整的上石炭统黄龙组,为川东地区天然气藏主要产层,也是盆地周边地区寻找新气源最有利层位之一。根据岩心观察、野外剖面实测和室内镜下岩石薄片鉴定分析,并结合岩石学、古生物及测井等沉积相标志研究,确定该区黄龙组发育萨勃哈、有障壁海岸、海湾陆棚和开阔陆棚等沉积相带,连接川东—渝北海湾与鄂西广海海水通道的发现对区域沉积相带的认识具有重要意义。在层序地层学分析的基础上,以LST、TST和EHST三个体系域作为编图单元,编制了各体系域的岩相古地理图并对其演化特征进行了描述。结合各相带储集物性特征,认为障壁粒屑滩和滨外粒屑滩为最有利储集相带。

渝东黄龙组碳酸盐岩储层的古岩溶特征和岩溶旋回

通过近百口全取芯钻井岩芯的岩石学、矿物学、古生物学和地球化学特征的综合研究 ,认为渝东及相邻川东地区的上石炭统黄龙组碳酸盐岩储层主要为古岩溶作用产物。文中简要介绍了黄龙组古岩溶型储层的主要识别标志和岩溶角砾岩的结构 成分分类方案 ,重点对岩溶相、岩溶地貌分区和微地貌单元、岩溶旋回和溶蚀段划分进行了较为详细的描述。在此基础上 ,建立了渝东黄龙组岩溶相、古岩溶地貌和岩溶旋回与古岩溶储层特征和分布关系的综合模式 ,指出岩溶斜坡和岩溶盆地分区中的坡地与残丘微地貌单元为最有利储层发育的部位 ,发育于C2 h2

川西北江油马角坝地区黄龙组下部风暴沉积特征

川西北江油马角坝地区上石炭统黄龙组下部发育典型的风暴沉积,包括介壳灰岩、砾屑灰岩、瘤块状灰岩、砂屑灰岩和正常沉积灰岩或泥岩等沉积类型,以及冲刷沟槽、瘤块状构造、粒序层理、水平层理、波状层理和生物扰动等沉积构造。根据野外观察和室内显微分析,结合风暴沉积标志组合,在江油马角坝地区2个剖面的黄龙组下部各识别出4层风暴层,并划分出5套风暴沉积组合。组合Ⅰ以冲刷沟槽、介壳滞留层、粗砾滞留层、块状层理、水平层理、波状层理、泥灰岩层和生物富集层为特征,沉积于正常浪基面以上强风暴作用的开阔台地环境。组合Ⅱ以瘤块状构造、粒序层理和块状层理的生物碎屑灰岩为特征,沉积于正常浪基面之上受重力流影响的局限台地环境。组合Ⅲ以冲刷沟槽、粗砾滞留层、粒序层理、块状层理为特征,沉积于浪基面以上持续风暴流作用的开阔台地边缘浅滩环境。组合Ⅳ由冲刷沟槽、正粒序层理和块状层理的生物碎屑灰岩组成,产出于组合Ⅲ之上,表明该组合在前一期风暴未完全结束时又遭到后一期风暴的侵袭,接受浪基面之上的浅滩沉积。组合V由冲刷沟槽、粗砾滞留层和泥岩层组成,沉积于晴天浪基面以上缺少物源的极浅水开阔台地环境。以上5种组合风暴岩都发育于台地中上部,与一般的斜坡风暴岩有明显的差别,均属于近源极浅水风暴岩。风暴岩的研究对地层对比、古气候、岩相古地理、沉积盆地演化和油气勘探具有重要的理论和现实意义。

川东北地区黄龙组储层特征及主控因素

川东北地区石炭系黄龙组储层受到多种成岩作用影响,对储层发育的控制因素缺乏深入研究而成为制约勘探的难点。通过对川东北地区黄龙组岩石学、沉积相和储层特征的综合研究,认为黄龙组储层主要发育在其第二段的白云岩中,以中-低孔低渗的裂缝-孔隙型储层为主,储集空间主要为晶间孔和各类次生溶孔,裂缝有效地改善了储层的孔渗性,并提供了有效的运移通道。储层发育受到沉积相、白云岩化和喀斯特作用三方面因素控制,属于以沉积相和白云岩化为基础、叠加古喀斯特改造的复杂储层。

川东黄龙组天然气储层的层序地层学研究

通过６０余口钻井岩芯资料的研究，表明川东黄龙组为碳酸盐岩１类层序，由低水位、海侵和高水位早期沉积体系域组成，各体系域以不同性质的界面为边界，有不同的高频旋口组合特征。本文重点讨论了各类界面的识别标志，海平面升降变化与高频旋回的关系，以及由海平面变化、盆地沉积和沉降速率复合控制的３个沉积体系域的演化特征，在此基础上建立了以川东黄龙组为代表的内部克拉通盆地层序地层模式。

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。

四川盆地东部石炭系黄龙组白云岩成因

四川盆地东部石炭系黄龙组是重要的天然气产层,白云石化作用是优质储层发育的必要条件,白云石化成因类型研究对该区油气勘探具有重要意义。根据岩心和野外剖面观察与描述,结合薄片资料,认为区内黄龙组主要发育以下几种类型的白云岩:泥—微晶白云岩、粉—细晶白云岩和残余颗粒粉—细晶白云岩等,以及充填于孔、洞或缝中的白云石胶结物。结合X射线衍射分析数据和稳定同位素δ13C与δ18Ο资料,发现该区不同类型的白云岩以及白云石胶结物的形成条件和物性特征各异,分别用不同的成因模式来解释更为合理,在此基础上总结了黄龙组具有如下4种白云岩成因模式:泥—微晶白云岩的蒸发泵白云石化成岩模式、(残余颗粒)粉—细晶白云岩的埋藏压实白云石化成岩模式、淡水白云岩的调整白云石化成岩模式和异形白云岩的构造热液白云石化成岩模式。

川东华蓥黄龙组沥青有机地球化学及油源对比

华蓥溪口镇石炭系黄龙组白云岩孔洞中充填大量固体沥青,野外采集了沥青及不同烃源岩层系样品,进行了沥青有机地球化学特征研究及来源分析。结果表明,黄龙组沥青白云岩有机碳含量较高,R_o为1.45%~1.48%,碳同位素-28.90‰(PDB),饱和烃及芳烃含量较低,以非烃为主;正构烷烃主峰碳为C_(20),Pr/Ph为0.78~0.79,三环萜烷中C_(23)>C_(24)>C_(21),三环萜烷/五环萜烷为0.82~1.06,甾烷中C_(27)>C_(29)>C_(28),其中,C_(27)规则甾烷占优势,表明黄龙组沥青生烃母质以低等水生生物为主,为还原环境。萜烷参数及Ts/(Tm+Ts)均表明沥青成熟度较高。DBT/P为1.48~1.88,表明母岩可能为海相泥灰岩沉积。经生物标志物及沥青同位素综合对比,认为黄龙组固体沥青来自于龙马溪组页岩,氯仿沥青"A"抽提物具有混源特点,可能为龙马溪组页岩和栖霞组泥灰岩共同贡献的结果。

南大巴山前缘黄龙组储层特征

石炭统黄龙组为南大巴山前缘天然气主力产层。文中以岩心观察、铸体薄片鉴定、岩心物性、孔隙结构等资料分析为基础,综合前人的观点,对南大巴山前缘地区黄龙组储层特征进行了深入研究。进而确定该地区黄龙组储层岩石类型主要有微晶-粉晶灰岩、含生屑微晶灰岩、去云化粉-细晶次生灰岩、残余颗粒粉—细晶白云岩和岩溶角砾岩;对储层发育有利的成岩作用主要有白云石化作用、重结晶作用、破裂作用和该地区石炭系特有的古岩溶作用。并主要讨论了岩石类型、白云岩化以及岩溶作用对黄龙组储层发育的影响。