本文選題：塔里木盆地　切入點：二疊盆地　出處：《中國地質(zhì)大學》2016年博士論文

【摘要】：深埋碳酸鹽巖巖溶儲層是國內(nèi)外油氣勘探開發(fā)的重要目標,塔里木盆地中下奧陶統(tǒng)頂部發(fā)育廣泛的不整合面,形成了典型的巖溶儲集體,是我國重要的油氣產(chǎn)層。然而,塔里木盆地中下奧陶統(tǒng)經(jīng)歷了極為復(fù)雜的構(gòu)造演化過程和多期次疊加的成巖流體改造,儲層的空間結(jié)構(gòu)、分布規(guī)律異常復(fù)雜,巖溶成因類型、儲層形成機制等方面的認識存在較大爭議,嚴重制約了塔里木盆地中下奧陶統(tǒng)的油氣勘探與開發(fā)。西德州二疊盆地下奧陶統(tǒng)Ellenburger群頂部亦發(fā)育大型不整合面,與塔里木盆地中下奧陶統(tǒng)具有相似的巖溶地質(zhì)條件。然而,兩者儲集空間結(jié)構(gòu)和分布規(guī)律差異性顯著,分析該差異性機制將有利于認識塔里木盆地中下奧陶統(tǒng)巖溶儲層成因機制。論文選取塔里木盆地塔中隆起、塔北隆起和二疊盆地中部盆地臺地等三個典型的巖溶發(fā)育區(qū),以巖溶水文學和地貌學、水文地質(zhì)學、儲層地質(zhì)學、地震沉積學、測井地質(zhì)學等多交叉學科理論為指導(dǎo),將地質(zhì)與地球化學、地球物理技術(shù)相結(jié)合,立足宏觀和微觀兩個層次,分別闡述了三個地區(qū)中下奧陶統(tǒng)巖溶儲層類型、結(jié)構(gòu)、特征、分布規(guī)律以及巖溶儲層分布主控因素；并結(jié)合成巖演化序列明確了孔隙介質(zhì)類型、成巖流體類型及其來源、孔隙成因機制。進而,探討了巖溶作用成因類型、期次和規(guī)模,從巖溶水文地貌系統(tǒng)的角度建立了儲層發(fā)育的水文地質(zhì)模式。同時,通過橫向?qū)Ρ确謩e闡述了不同地區(qū)中下奧陶統(tǒng)巖溶儲層分布規(guī)律和形成機制的差異性以及原因。主要取得了以下幾個方面的認識：1.塔中隆起中下奧陶統(tǒng)發(fā)育裂縫、孔洞和孤立洞穴為主的巖溶儲集體,并受到同生成巖環(huán)境下混合水、表生成巖環(huán)境下非承壓大氣淡水以及埋藏成巖環(huán)境下上升型流體的多期次疊加改造,分別形成了3種成因類型的巖溶作用。其中,混合水巖溶作用對孔隙的形成和保存貢獻有限,非承壓大氣淡水巖溶作用和深成巖溶作用是儲層發(fā)育的主要機制。2.從構(gòu)造演化歷史的角度厘定了塔中西北部中下奧陶統(tǒng)抬升暴露的時期處于早期成巖階段。并識別了塔中隆起中下奧陶統(tǒng)成巖早期2種類型的巖溶作用：混合水巖溶作用和非承壓型大氣淡水巖溶作用。塔中隆起中下奧陶統(tǒng)成巖早期混合水巖溶和非承壓型大氣淡水巖溶分別發(fā)生與鷹山組沉積時期和抬升暴露時期(即加里東中期I幕)。3.從巖溶水文地貌系統(tǒng)的視角厘定了塔中隆起加里東中期I幕中下奧陶統(tǒng)水文地貌結(jié)構(gòu)為無地表水系型。該水文地貌條件下在塔中中央主壘帶和塔中北斜坡分別形成了“裂縫-滲流”型和“順層-徑流”型兩種巖溶水文地質(zhì)模式。4.塔北隆起塔河地區(qū)中下奧陶統(tǒng)自北東向南西方向形成了巖溶高原-巖溶斜坡-巖溶盆地等二級地貌單元,發(fā)育了地表-地下雙重水系網(wǎng)絡(luò),屬于地表-地下雙重水系型水文地貌結(jié)構(gòu),巖溶演化階段達到壯年期。5.塔北隆起塔河地區(qū)中下奧陶統(tǒng)在海西早期大氣淡水巖溶作用下形成了一套綜合性排驅(qū)系統(tǒng),并識別出了5種古溶洞相類型。古溶洞系統(tǒng)呈現(xiàn)分支狀和樹枝狀的平面網(wǎng)絡(luò)形態(tài),縱向上呈現(xiàn)多層性、多期性分布特征。古溶洞分布受到區(qū)域構(gòu)造、斷裂體系、排泄基準面以及水文地貌結(jié)構(gòu)的控制,并分別在巖溶高原區(qū)和巖溶斜坡區(qū)形成了“向斜匯流”型和的“峽谷”型巖溶水文地質(zhì)模式。6.二疊盆地中部盆地臺地Ellenburger群是一套聯(lián)合的垮塌古溶洞系統(tǒng),可識別出9種古溶洞相類型。溶洞系統(tǒng)的形成經(jīng)歷了近地表暴露、淺埋藏垮塌和深埋藏垮塌等3個演化階段。受非承壓大氣淡水和埋藏熱液流體2種成巖流體的改造,在多期次構(gòu)造作用-垮塌作用的耦合機制下形成了矩形式定向分布的古溶洞系統(tǒng)。7.塔中隆起中下奧陶統(tǒng)與二疊盆地Ellenburger群巖溶儲層發(fā)育的差異性體現(xiàn)在前者以裂縫、孔洞和孤立洞穴為主,后者以聯(lián)合垮塌古巖溶系統(tǒng)為主。儲層發(fā)育差異性的形成機制包括：1)近地表大氣淡水巖溶作用形成孔隙的保存情況不同；2)白云巖化作用的類型、期次和規(guī)模不同,影響了儲集空間的支撐和保存；3)塔中隆起中下奧陶統(tǒng)不具備多期次構(gòu)造作用和持續(xù)壓實作用耦合形成的垮塌作用機制；4)塔中隆起中下奧陶統(tǒng)深埋條件下發(fā)育類型豐富的上升型熱液流體,形成了類型更為多樣的深成巖溶作用。8.塔北隆起塔河地區(qū)中下奧陶統(tǒng)與二疊盆地Ellenburger群巖溶儲層發(fā)育的差異性體現(xiàn)在前者以分支狀和樹枝狀古溶洞系統(tǒng)為主,后者以聯(lián)合垮塌古巖溶系統(tǒng)為主。儲層發(fā)育差異性的形成機制包括：1)近地表暴露條件下大氣淡水巖溶作用的時間和規(guī)模明顯不同；2)水文地貌結(jié)構(gòu)的差異形成了不同的洞穴網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；3)巖溶垮塌作用的規(guī)模、作用不同；4)中深埋藏條件的熱液流體活動性質(zhì)不同,形成的儲層發(fā)育特征不同。9.塔中隆起中下奧陶統(tǒng)在塔中中央主壘帶的巖溶發(fā)育程度和規(guī)模不及塔中北斜坡。形成這種儲層發(fā)育差異性的控制因素包括：水文地貌條件、鷹山組分段地層尖滅線、鷹山組地層產(chǎn)狀和層理厚度以及構(gòu)造作用。上述條件的差異性,在塔中隆起中下奧陶統(tǒng)形成了典型的巖溶水文地貌效應(yīng)、尖滅帶巖溶效應(yīng)、巖溶地質(zhì)邊界效應(yīng)和構(gòu)造巖溶效應(yīng)。
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【學位授予單位】：中國地質(zhì)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P618.13

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本文編號：1658828