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2015年  第34卷  第2期

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碳酸盐岩储层
《中国岩溶》编辑部
2015, 34(2): 97-97.
摘要:
资源、环境问题关系着人类的生存和发展。碳酸盐岩地层中蕴藏着丰富的石油、天然气、矿产和地下水等资源。这些资源的开发一方面为社会经济发展提供保障,另一方面也给地表生态环境造成严重破坏。我国碳酸盐岩分布广,占国土面积的1/3以上。碳酸盐岩的孔隙、溶隙、溶洞等是各种资源的重要赋存空间,但存在分布空间不均匀、探测难度大的问题。分布面积广和沉积厚度大的碳酸盐岩地层又可作为CO2地质封存的有利场所。有研究表明,向碳酸盐岩油气储层充注CO2既能提高油藏的开采率,又能将CO2回收封存,实现低碳高效的油气开采。因此,碳酸盐岩储层研究对我国能源资源的开发利用和应对气候变化等有重要的意义。2014年中国地质学会岩溶专业委员会在武汉召开“岩溶资源与油藏岩溶储层研究”学术研讨会。 会议交流了现代岩溶水文地质与岩溶储层方面的研究成果和认识,为现代岩溶和古岩溶的研究架起了桥梁。通过精选会议中的优秀成果和论文,我刊推出“碳酸盐岩储层”专刊,着重报道碳酸盐岩储层方面的最新成果。碳酸盐岩油气田是全球油气资源最重要的组成部分,其常规油气储量约占世界总储量的 60%, 产量约占50%。我国碳酸盐岩油气资源丰富,其储层发育与古岩溶作用密切相关。陕中气田、轮南-塔河油田、塔中油气田、川东北大气区等大型碳酸盐岩油气田的相继发现,推动了我国碳酸盐岩储层的开发和研究。近年来,在碳酸盐岩储层特征、成藏机制、油气运移、储层分布、影响因素等方面的取得了重要的研究进展。我国碳酸盐岩油气成藏复杂,受沉积作用、成岩作用、多期构造运动和岩溶作用等的共同影响,碳酸盐岩储集空间复杂,非均质性强,开采难度大。碳酸盐岩储层研究取得的新成果、新认识在指导油田勘探、开发和提高油气产量上发挥了重要作用。2005-2014年,塔里木油田碳酸盐岩原油累计产量突破1000万吨,达到1 010.29万吨,2014年塔里木油田碳酸盐岩的平均单井累计产油1.82万吨,原油日产量保持在5612吨;长庆靖边气田的天然气累计产量实现不断跨越;鄂尔多斯盆地西缘、东南部等地区岩溶储层勘探取得新突破,为我国油气能源安全提供有力保障。随着油田勘探开发的不断深入,关于碳酸盐岩储层的一些新问题受到了关注。例如,如何准确地描述碳酸盐岩储层、建立碳酸盐岩缝洞结构地质模型以定量计算油气藏储量;鄂尔多斯盆地西缘、东南部及大牛地等地区的岩溶储层虽然形成于表生期, 但机理与靖边地区不同,属于顺层岩溶;塔中内幕岩溶区鹰山组顶部不整合面及其下部缝洞储层的形成可能是碳酸盐岩成岩早期弱成岩条件下形成的岩溶,等等。对这些问题的深入研究有助于实现油气勘探的新突破。专刊对此也进行了很好地探讨。专刊收录的14篇文章主要是关于塔里木盆地、鄂尔多斯盆地的碳酸盐岩储层等方面的研究成果。介绍了不同类型岩溶,包括表生期岩溶、同生期/准同生期岩溶的特征、形成条件及油气地质意义;比较了灰岩、白云岩岩溶的差异及其识别;剖析了古今湿热条件下典型缝洞系统类型及其结构模式;分析了塔中地区潜山型、复合潜山型油藏的成因和发育模式;介绍了成像测井、古地貌恢复、缝洞充填物碳氧同位素分析等方法在碳酸盐岩储层研究中的应用和成果。此外,还对我国碳酸盐岩储层CO2地质储存的适宜性和潜力进行了分析、计算。尤其值得岩溶地质工作者关注的是,在专刊首篇文章中,袁道先院士对我国岩溶资源环境领域的创新问题提出了最新见解。相信这些成果能为我国碳酸盐岩储层研究、油气科学勘探开发以及资源环境方面工作提供很有价值的参考。
我国岩溶资源环境领域的创新问题
袁道先
2015, 34(2): 98-100.
摘要:
中国岩溶地区资源环境问题突出,制约着经济社会的发展。“十八大”以来国家大力推进科技创新和生态文明建设。科技创新不仅有助于解决和应对岩溶地区的资源环境问题,也将推动岩溶科学的发展,服务我国生态文明建设。今后的岩溶研究应当落实地球系统科学在岩溶学中的应用,发挥我国岩溶研究的地域优势,探索我国岩溶关键带的特征和重要过程;加强岩溶作用应对全球变化、岩溶碳汇速率和稳定性的研究,建立应对极端气候的长效机制;考虑古纬度和古气候对古岩溶形成的影响;深入探索微生物对深部碳酸盐岩岩溶形成的作用;系统梳理和总结我国第一期石漠化治理工程的经验和存在的问题,更好地指导下一步的治理工作;思考从南北方岩溶分界线的角度开展岩溶自然遗产地的申报工作;将现代大数据等技术运用到岩溶资源环境、水文地质研究中,做好地质灾害的预警预报和应对资源短缺问题的研究,服务国家需求。
我国碳酸盐岩储层CO2地质储存潜力与适宜性
王敬霞, 雷 磊, 于青春
2015, 34(2): 101-108.
摘要:
文章系统收集并分析了我国各盆地地层、大地构造、油田地质、水文地质数据,研究了我国各盆地碳酸盐岩地层空间分布和孔隙度特性,做出了《全国盆地碳酸盐岩分布面积分级图》、《全国盆地碳酸盐岩厚度分级图》、《全国盆地碳酸盐岩孔隙度分级图》、《全国盆地碳酸盐岩二氧化碳地质储存潜力分级图》。逐一对全国各沉积盆地内800~5 000 m深度区间各地质时代形成的碳酸盐岩储层的CO2储存能力进行了计算。通过层次分析法确定各评价指标权重,制做出全国盆地E级碳酸盐岩储层CO2地质储存适宜性评价结果表,绘制出《全国盆地碳酸盐岩储层CO2储存适应性评价图》。对全国盆地CO2储存进行了适宜性评价,剔除了不适宜CO2地质储存的沉积盆地,选出适宜的沉积盆地以供下一阶段继续研究。
鄂尔多斯盆地奥陶系表生期岩溶类型、发育模式及储层特征
苏中堂, 柳 娜, 杨文敬, 呼尚才, 武春英, 裴文超, 任军峰
2015, 34(2): 109-114.
摘要:
鄂尔多斯盆地奥陶系表生期岩溶储层是盆地碳酸盐岩油气勘探的主力类型,近年来岩溶储层勘探取得一些新突破,难以用风化壳岩溶完美解释,表明存在不同的岩溶作用类型。在钻井岩心、薄片观察基础上,结合古地形、古地貌及岩溶特征分析认为:鄂尔多斯盆地奥陶系表生期存在风化壳岩溶和顺层岩溶两种不同类型的岩溶作用,根据围岩性质细分为白云岩型、灰岩型风化壳岩溶和白云岩型、灰岩型顺层岩溶4个亚类;风化壳岩溶具有非组构选择性,岩溶特征因岩石组构差异而不同,顺层岩溶是组构选择性溶蚀,岩溶作用沿较陡地形顺层选择性溶蚀易溶组分形成孔-洞系统;风化壳岩溶储层受岩溶地貌、岩溶旋回和沉积相带共同控制,顺层岩溶储层预测则需综合考虑古地形、岩溶古地貌、沉积相及古沟槽、古裂隙等要素。
古今湿热气候条件下典型碳酸盐岩缝洞系统结构模式及发育特征
曹建文, 夏日元, 张庆玉
2015, 34(2): 115-125.
摘要:
碳酸盐岩地层在湿热气候条件下可形成典型的裂缝-溶洞系统。塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩存在3大构造隆起,与上覆志留系、石炭系地层存在沉积间断,具备了岩溶缝洞形成的基础条件;在泥盆纪、志留纪时塔里木古陆位于低纬度地区,具有与现代中国南方相似的热带、亚热带湿热海洋性气候条件,岩溶作用强烈,为大型岩溶缝洞储层的形成提供了水热条件。为了更好地揭示塔河油田岩溶缝洞储层的发育和分布规律,文章基于对塔北露头区古岩溶的调查分析,结合地震、岩心、测井等资料,并与我国西南岩溶区现代岩溶研究成果相比较,总结了古今湿热气候条件下典型碳酸盐岩缝洞系统的空间结构和发育特征,将其划分为地下河、岩溶洞穴、溶蚀孔洞、溶蚀缝等4种缝洞类型,地下河又细分为单支管道、多支管道、廊道型管道3个亚类,洞穴细分为厅堂型、溶洞型和竖井型洞穴3个亚类,分别建立了这些缝洞类型的地质结构模式,并对其发育特征和地球物理响应特征进行了归纳,为深入认识岩溶缝洞储层油气富集规律和油田地质建模提供科学依据。
碳酸盐岩早成岩岩溶作用及油气地质意义
淡永, 梁彬, 曹建文, 张庆玉, 郝彦珍, 李景瑞
2015, 34(2): 126-135.
摘要:
碳酸盐岩早成岩岩溶作用可发育溶蚀孔洞或具有规模的溶洞,这对于认识我国塔里木盆地、四川盆地碳酸盐岩内幕岩溶区孔洞成因与分布具有重要参考价值。然而碳酸盐岩早成岩岩溶在我国现代岩溶发育较少,研究程度低。文章通过总结国外在碳酸盐岩早成岩岩溶形成机理及孔洞发育特征的研究成果,探讨早成岩岩溶的油气地质意义:(1)成岩早期碳酸盐岩胶结程度差,岩石疏松,孔隙度、渗透率极高,介质空间较均匀;(2)早成岩岩溶作用与海平面升降具有明显的关系,尤其海岛或滨岸地区的淡水-海水交互带,以混合水岩溶为特征的岩溶作用较强烈;(3)早成岩岩溶孔洞发育分布具有一定特点,岛屿岩溶以发育侧面边缘洞穴为特征,而滨海岩溶以发育混合带管道为特征;(4)孔洞的发育主要受淡水中CO2含量、水流通过混合过渡带的水动力及海平面变化速率控制;(5)早成岩岩溶为研究我国地质历史时期碳酸盐岩短期暴露岩溶作用提供借鉴,对其孔洞发育分布特征的认识,将促进碳酸盐岩内幕区孔洞型油气储层形成机理研究,指导内幕区孔洞储层分布预测和油气勘探。
轮古地区古岩溶成像测井响应特征及其对岩溶发育的指示作用
傅海成, 邹长春, 肖承文, 祁兴中, 王儒安, 赵丹颖, 孙健
2015, 34(2): 136-146.
摘要:
塔里木盆地轮古地区奥陶系碳酸盐岩储层受多期构造运动及古岩溶作用的叠加改造,该地区古岩溶作用形成的溶洞、裂缝等次生孔隙是主要的油气储集空间。因此古岩溶发育研究是碳酸盐储层评价极为重要的研究内容。文章在对轮古地区奥陶系碳酸盐岩储层大量成像测井资料处理基础上,主要通过对溶蚀裂缝、溶洞的成像测井响应特征进行分析,总结古岩溶标志的成像测井响应规律。高导缝在成像测井图像上表现为褐黑色正弦曲线,溶蚀缝表现为裂缝图像边缘不平直,未充填溶洞在图像上表现为暗色的团块分布,对于全充填洞,可在成像测井图中见到层理等沉积现象。溶蚀程度的差异可根据成像测井资料上解释的裂缝及溶洞中角砾的多寡来度量。轮古西井区,其大溶洞中角砾已溶蚀掉,部分溶洞充填泥砂,表明溶蚀程度很高;轮古中部各井溶洞中的角砾还比较大,单产状裂缝溶洞的规模比轮古西井区小,溶洞溶蚀程度较弱;轮古东井区未见单产状小溶洞,仅见大溶洞的雏形或只有交叉缝和溶蚀裂缝。对区域大量成像测井识别的洞穴数据统计结果表明轮古地区奥陶系洞穴型岩溶储层的分布主要受表层岩溶作用控制。
中古8井区断裂与鹰山组岩溶储层成因关系
李景瑞, 梁彬, 于红枫, 张庆玉, 曹建文, 淡永, 郝彦珍, 李杰
2015, 34(2): 147-153.
摘要:
塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩地层中蕴藏丰富的油气资源,多期次不同类型岩溶作用叠加改造是形成塔中古岩溶储层的主要动因,断裂是影响岩溶储层发育的重要因素。中古8井区加里东期发育北西-南东逆冲断裂带,海西期发育北东-南西向走滑断裂带,组成网状断裂系统。岩溶储层发育于鹰山组顶面0~120 m深度范围内,类型细分为:孔洞型、洞穴型、裂缝型和裂缝—孔洞型4种,以裂缝-孔洞型和孔洞型为主。加里东至海西期多期、多组断裂及伴生的裂缝网状系统形成良好的流体运移通道,促进缝洞系统的形成与埋藏溶蚀作用及内幕白云岩化的发生,改善了储层的储集性能,形成碳酸盐岩孔-洞-缝复合型储集体。
塔中Ⅱ区奥陶系鹰山组岩溶古地貌恢复方法研究
邓兴梁, 张庆玉, 梁彬, 淡永, 李景瑞, 郝彦珍
2015, 34(2): 154-158.
摘要:
塔中地区在构造上是塔里木盆地中央隆起的一部分,属于中央隆起带中段的塔中低凸起。良里塔格组沉积之前吐木休克组、一间房组、鹰山组地层遭受不同程度的剥蚀,精确雕刻鹰山组顶面古岩溶地貌,对岩溶储层地质建模及有利区块预测具有重要意义。论文对比了不同古地貌恢复方法:认为印模法可以很好地雕刻微地貌形态,但是区域构造趋势却与实际不符;残厚与残厚趋势面法构建了当时的古构造,但不能刻画微地貌形态。本次研究首次提出“残厚趋势面与印模残差组合法”古地貌恢复技术,该方法不仅解决了塔中地区古地貌恢复难题,且有利于计算机实现。研究认为塔中Ⅱ区奥陶系鹰山组古地貌形态可划分为三种二级地貌单元:岩溶台地、岩溶缓坡地和岩溶盆地,并给出了不同岩溶地貌单元的划分指标体系。
塔中Ⅱ区鹰山组岩溶缝洞充填物碳氧同位素特征及环境意义
张正红, 淡永, 梁彬, 张庆玉, 李景瑞, 郝彦珍
2015, 34(2): 159-164.
摘要:
由于充填物形成时流体性质和古水文环境不同,其碳氧同位素值也不同。因此,利用充填物碳氧同位素值可以判别缝洞充填过程中流体性质和古水文环境。通过对塔中Ⅱ区奥陶系鹰山组风化壳缝洞充填物测井曲线分析、岩芯观察与薄片鉴定,发现塔中Ⅱ区缝洞充填物测井显示一般为高GR,主要为钙泥质充填物和角砾充填物。对充填物碳氧同位素进行分析并与基岩相比较,结果表明钙泥质充填物δ13C值为0.6‰~1.04‰,δ18O值为-6.8‰~-5.5‰,δ13C值明显偏正,由此认为溶洞中钙泥岩充填于良里塔格期海相环境;小角砾充填物δ13C值为-0.13‰,δ18O值为-6.29‰,与基岩值一致,判断为基岩垮塌或破碎充填形成。研究可为古岩溶缝洞储层充填机理研究和古岩溶模式建立提供依据。
塔北英买32复合潜山油藏发育模式与勘探意义
罗日升, 黄腊梅, 崔德育, 罗新生, 朱永峰
2015, 34(2): 165-170.
摘要:
勘探开发实践表明塔北英买32潜山区发育一类特殊的潜山油藏类型——碳酸盐岩-砂岩复合潜山油藏。文章通过对部分复合潜山油藏的描述和英买32地区构造、沉积演化的分析,指出沿潜山面发生的多期削蚀、超覆作用是形成复合潜山的根本原因,加里东中晚期、海西-印支期两次大型不整合的发育是形成复合潜山的基础。根据地层削蚀、超覆作用的不同,将复合潜山分为削蚀型和超覆型2类。根据砂岩与碳酸盐岩接触关系的不同,2类复合潜山又分别可划分为3种模式:削蚀型潜山可分为覆盖式、尖灭式、断堑式;超覆型潜山可分为覆盖式、尖灭式、沟谷式。塔北地区复合潜山普遍发育,加强储层顶面刻画,落实复合潜山圈闭,是实现滚动扩边的关键所在。
塔北哈拉哈塘地区奥陶系潜山岩溶储层发育特征及控制因素
赵宽志, 淡永, 郑多明, 梁彬, 张庆玉, 李景瑞
2015, 34(2): 171-178.
摘要:
哈拉哈塘地区奥陶系潜山岩溶缝洞型储层是哈拉哈塘油田的主力产层。通过对岩溶地质背景、区域构造分析,利用本区钻录井、薄片、岩芯等资料研究岩溶型储层特征,探讨储层分布规律及岩溶作用对储层的控制。结果表明哈拉哈塘地区奥陶系潜山岩溶储层的主体发育于一间房组和鹰山组。垂向上潜山区存在两套储层:上部表层岩溶带储层及下部径流溶蚀带储层。表层岩溶带储集类型主要为孔洞型和裂缝—孔洞型储层,主要受一间房组沉积末期的岩溶作用及桑塔木组沉积末期岩溶作用共同控制;径流溶蚀带储层类型主要为洞穴型、裂缝-孔洞型储层,岩溶缝洞系统以岩溶管道系统为主,储层形成受良里塔格期及桑塔木组沉积末期岩溶作用等多期岩溶作用控制。岩溶层组、岩溶作用期次、古地貌、古水系及断裂等控制了岩溶储层的分布发育,形成了复杂的缝洞体。
塔北哈拉哈塘地区奥陶系层间改造区岩溶古水文条件分析
郑多明, 张庆玉, 赵宽志, 梁彬, 淡永, 李景瑞
2015, 34(2): 179-186.
摘要:
哈拉哈塘地区自北往南可分为潜山岩溶区、层间岩溶顺层改造区、层间岩溶台缘叠加区、层间岩溶斜坡区。层间岩溶-顺层改造区为潜山岩溶区和层间岩溶区过渡区域,文章对前志留纪和良里塔格组岩溶期沉积间断古岩溶水文条件特征进行了详细分析,认为地表河流特征总体表现为自北往南径流,深切河谷决定着局部排泄基准面的深度。在此基础上对地下暗河特征进行刻画,本区地下暗河类型多样,总体表现为流入型和流出型暗河管道系统发育,多为单流入、流出系统,地震反射暗河特征较明显,多为连续或断续串珠强反射,以良里塔格组岩溶期暗河最为发育,且前志留纪岩溶期“断头河”多为部分伏流出口。地下暗河管道附近往往发育大型缝洞体,是目前勘探开发重点研究攻坚对象,因此精确恢复和刻画古岩溶流域水文系统的分布特征,寻找油气藏有利储层是广大岩溶油藏专家所关注的重点。
塔北隆起英买潜山区白云岩夹层特征及识别
黄腊梅, 罗日升, 韩杰, 庄旭, 崔德育
2015, 34(2): 187-194.
摘要:
英买潜山区白云岩油气藏受白云岩物性夹层控制,在开发后期局部富集的剩余油,是开发挖潜稳产的重要目标。文章通过对白云岩岩心、薄片、物性和测井资料的分析,描述和识别了英买潜山区寒武系-下奥陶统蓬莱坝组白云岩特征,认为本区主要发育泥晶白云岩夹层、泥粉晶白云岩夹层、粉晶白云岩夹层三套。垂向上,白云岩夹层主要发育在各米级旋回向上变浅序列的下部,成透镜状、条带状分布,厚度为0.5~2.5 m不等。该区夹层起着渗流屏障作用,控制着剩余油分布,影响生产井的无水采油期时间和含水率上升速度。
不同酸液条件下叙利亚灰岩溶蚀能力的实验研究
高翔, 蒋建方, 吴川, 刘光普, 李龙, 蒋睿
2015, 34(2): 195-200.
摘要:
文章根据SY/T 6526-2002《盐酸与碳酸盐岩动态反应速率测定方法》,利用高温高压酸岩反应仪进行了普通盐酸、有机盐酸、胶凝酸、乳化酸和地面交联酸与叙利亚灰岩粉末在两个目的层温度95 ℃和150 ℃下2.0 h的溶蚀实验。结果显示,五种酸液2.0 h的酸溶解率都在90%以上,普通盐酸、有机盐酸的溶蚀能力高于胶凝酸、乳化酸和地面交联酸三种缓速酸;95 ℃下乳化酸和地面交联酸溶解慢、溶解率低,而150 ℃下是地面交联酸和胶凝酸;适当条件下,“多相隔离”对H+抑制作用要比高粘度溶液强,而且随着酸液内部高分子之间链接复杂程度的提高,H+被束缚的程度也增大;温度提高增大了酸溶解率,对乳化酸、地面交联酸和胶凝酸影响比较显著,对普通盐酸和有机盐酸不明显。

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《中国岩溶》编辑部
2022年4月20日