本书是作者长期从事白云岩与硫酸盐岩(石膏等)复合古岩溶研究的总结。本书以鄂尔多斯盆地中部气田区马家沟组为研究依托,采用详细的井下地质调查、典型岩溶剖面写实、系统取样和室内测试等手段,系统表征了白云岩与硫酸盐岩复合建造及成因演化,探索了复合古岩溶发育机理,查明了不同成岩期次复合古岩溶特征及结构,揭示了复合古岩溶型储层发育规律,对蒸发海相及古岩溶型碳酸盐岩储层发育的认识将提供有利的、全新的补充,并可反馈于所研究盆地,乃至其它盆地的油气勘探。
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目录
第1章 概述1
1.1 岩溶与古岩溶1
1.1.1 岩溶1
1.1.2 古岩溶2
1.2 古岩溶与油气储层4
1.2.1 古岩溶与油气储层研究历史4
1.2.2 古岩溶与油气储层主要研究进展6
1.3 白云岩与硫酸盐岩复合古岩溶与油气储层7
1.3.1 白云岩与硫酸盐岩复合古岩溶机理7
1.3.2 基于油气地质导向的白云岩与硫酸盐岩复合古岩溶8
1.4 白云岩与硫酸盐岩复合古岩溶及油气储层研究思路9
第2章 白云岩与硫酸盐岩复合古岩溶发育背景12
2.1 构造演化史13
2.1.1 中、晚元古代拗拉谷发育阶段13
2.1.2 早古生代海相台地发育阶段13
2.1.3 晚古生代滨海平原发展阶段16
2.1.4 中生代内陆盆地阶段17
2.1.5 新生代盆地上升解体及围缘断陷阶段18
2.2 地层发育特征18
2.2.1 鄂尔多斯盆地奥陶系地层划分对比18
2.2.2 鄂尔多斯盆地中部奥陶系地层特征20
2.3 沉积背景24
2.3.1 沉积环境模式24
2.3.2 沉积亚环境及沉积微环境的主要沉积微相28
2.3.3 岩相古地理31
第3章 白云岩与硫酸盐岩复合建造及成因演化35
3.1 白云岩与硫酸盐岩复合建造36
3.1.1 泥粉晶白云岩建造38
3.1.2 含(膏)白云岩与白云岩复合建造39
3.1.3 白云质硬石膏岩与白云岩复合建造44
3.2 白云岩与硫酸盐岩复合建造演化与成因44
3.2.1 白云岩与硫酸盐岩复合建造演化44
3.2.2 硬石膏柱状晶和小结核成因探讨50
3.2.3 硬石膏柱状晶和小结核演化规律53
第4章 白云岩与硫酸盐岩复合古岩溶体系56
4.1 古岩溶划分沿革56
4.2 复合古岩溶成因分类57
4.2.1 鄂尔多斯盆地马家沟组成岩环境演化58
4.2.2 鄂尔多斯盆地马家沟组成岩作用序列及成因分类60
4.3 复合岩溶岩划分及特征63
4.3.1 岩溶建造岩63
4.3.2 岩溶改造岩65
4.4 同生-准同生期复合古岩溶66
4.4.1 同生-准同生期复合古岩溶控制因素66
4.4.2 同生-准同生期复合古岩溶作用机理67
4.4.3 同生-准同生期复合古岩溶识别标志70
4.4.4 同生-准同生期复合古岩溶分布规律73
4.5 表生期复合古岩溶75
4.5.1 表生期复合古岩溶控制因素76
4.5.2 表生期复合岩溶作用机理78
4.5.3 表生期复合古岩溶识别标志82
4.5.4 表生期复合古岩溶地貌恢复87
4.5.5 表生期复合古岩溶垂向分带94
4.6 埋藏期压释水复合古岩溶102
4.6.1 埋藏期压释水复合古岩溶控制因素102
4.6.2 埋藏期压释水复合古岩溶作用机理110
4.6.3 埋藏期压释水复合古岩溶识别标志111
4.6.4 埋藏期压释水复合古岩溶分布规律116
4.7 埋藏期热水复合古岩溶118
4.7.1 埋藏期热水复合古岩溶控制因素118
4.7.2 埋藏期热水复合古岩溶作用机理121
4.7.3 埋藏期热水复合古岩溶识别标志122
4.7.4 埋藏期热水复合古岩溶分布规律127
第5章 白云岩与硫酸盐岩复合古岩溶型油气储层129
5.1 储层储集空间类型129
5.1.1 原生沉积(准同生)期孔隙131
5.1.2 表生成岩裸露期风化壳次生孔隙132
5.1.3 埋藏成岩期次生孔隙139
5.1.4 构造裂隙和断层140
5.2 储层孔洞充填特征及展布143
5.2.1 孔洞主要充填物类型143
5.2.2 孔洞充填物组合关系146
5.2.3 孔洞充填物展布规律147
5.3 储层孔隙演化148
5.3.1 原生沉积(准同生)期孔隙148
5.3.2 表生裸露成岩期孔隙148
5.3.3 埋藏成岩期孔隙149
5.3.4 构造裂隙150
5.4 储层孔隙结构及储集类型151
5.4.1 储层孔隙结构151
5.4.2 储层储集类型155
5.4.3 储层分类156
5.5 储层物性分布规律160
5.5.1 储层物性特征160
5.5.2 储层物性分布规律161
5.6 储层发育主控因素164
5.6.1 白云岩与硫酸盐岩复合建造的发育情况165
5.6.2 有利白云岩与硫酸盐岩复合建造的保存程度165
5.6.3 白云岩与硫酸盐岩复合古岩溶发育程度167
5.7 储层分布及评价170
参考文献174
附图181
《白云岩与硫酸盐岩复合古岩溶与油气储层》:
1.2.2古岩溶与油气储层主要研究进展
归纳起来,古岩溶与油气储层研究取得的进展主要有以下几个方面。
(1)从地层及地貌、岩石矿物与地球化学等方面提出了古岩溶的宏观和微观鉴别标志;借鉴现代岩溶学理论,开展了古岩溶作用机理的探讨,分析了岩溶形成的内、外地质因素;研究了自古生代以来的一些岩溶实例,总结了地表和地下岩溶的发育特征,对岩溶在垂向剖面上的分带性有了较详细的论述。同时,基于碳酸盐沉积学、碳酸盐成岩作用、地球化学等基础理论和实验分析手段,开展了洞穴物理、化学充填物研究,提出大气水成岩作用体系模式,并建立了一些古岩溶实例的发育模式。
(2)将沉积岩石学的方法引入古岩溶研究中,提出岩溶相的概念,并限定岩溶相的关键要素是岩石学特征,包括基岩成分、充填物成分、岩石结构特征及缝洞系统等。同时把古岩溶和地层学联系起来,对不整合面古岩溶(风化壳古岩溶)开展了研究,讨论其对油气储层或矿产形成的控制作用。
(3)将古水文地质学引入古岩溶研究中,通过分析地史演化过程,划分古岩溶类型,恢复其古水文地质条件,阐明其发育及演化规律。岩溶是水流与可溶岩相互作用的产物,因此不同的地下水源和活动特征,必然会形成不同的岩溶体系,但体系间又是相互联系的,即旧体系对新体系存在明显的控制作用,由此产生了新的研究思路。
(4)基于水.岩作用而进行双向拓展,将岩溶概念进一步扩大,从而认识到新的古岩溶类型:一方面,化学溶解作用不仅发生于碳酸盐岩中,同时在非碳酸盐岩及膏盐岩和砂泥岩中也可发生;另一方面,引起岩石溶解的水,不仅有渗入大气成因水,同时还有沉积层的压释成因水、深部地下热水等(黄尚喻等,1997;郑聪斌等,2001)。上述认识更新了传统的岩溶概念,也有利于拓展岩溶地质学的研究思路和方法。值得注意的是,埋藏岩溶对油气储层的影响越来越受重视,碳酸盐岩储层不仅可在表生期形成,而且在深埋藏情况下可发生明显的岩溶现象,对油气储层的发育可能起决定性控制作用(黄尚喻等,1997)。埋藏期溶蚀作用特征识别和期次划分、产生的孔隙类型及数量、发育的场所和酸性水来源、成岩地球化学环境和流体运移方向、溶蚀缝洞发育机制和埋藏期溶蚀,充填相展布模式等研究也取得了较大进展。
(5)将元素地球化学和流体包裹体地球化学引入油气储层的岩溶作用研究中(郑荣才等,1997;李定龙,2001),则古岩溶地球化学主要通过应用地球化学的原理和方法,通过提取岩溶岩中记忆的地球化学信息(如同位素、微量元素、稀土元素、矿物流体包裹体等)解释和恢复古岩溶发育环境(古气候、古地理、古水文地质等),并为阐明岩溶发育形成机理提供可靠依据。上述研究主要基于以下两点考虑:现代大气背景下的岩溶发育环境与古岩溶有明显差异,如气候条件、大气水、海洋水的氢和碳等同位素特征,即地球化学背景上存在一定差异;古岩溶既可在常温常压的开放系统中发育,也可在高温高压的封闭系统中发育。
(6)认识到世界上许多高产油气田与古岩溶作用密切相关,并从地质、钻井、录井、测井和开发动态等方面对古岩溶储层进行表征,同时系统开展了古岩溶储层测井、地震响应特征分析及古岩溶形态系统和孔、洞、缝的分形研究。
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