【摘要】：深層、超深層海相碳酸鹽巖是當前含油氣盆地油氣勘探的重要領域之一,已取得諸多油氣重大發(fā)現與突破。深層、超深層條件下碳酸鹽巖儲層的形成與保持受多種因素的控制,如白云巖化作用、構造-熱液流體活動等。不同地區(qū)的地質背景的特殊性決定了深層、超深層碳酸鹽巖儲層的復雜性。為此,作者選擇了塔里木盆地順托果勒地區(qū)中下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖(現今埋深約6000～8000 m),以鉆井巖心資料為基礎開展了包括巖心描述、巖相學分析、流體包裹體、同位素分析與微量元素等研究工作,探討不同類型碳酸鹽巖儲層的形成機理。研究區(qū)分別發(fā)育白云巖儲層、硅化碳酸鹽巖儲層和灰?guī)r儲層。研究區(qū)白云巖儲層位于鷹山組下段,而白云巖儲層成因問題制約了進一步的勘探部署。已有巖心資料僅發(fā)現順南501井具有白云巖儲層。通過巖心觀察與描述、顯微巖石學、成巖作用與序列研究、基于鑄體薄片的孔隙圖像分析、計算機斷層掃描、電子探針背散射成像與微量元素Fe、Mn定量、流體包裹體等技術手段,研究了白云巖儲層特征與成因。結果表明,白云巖儲層類型為裂縫-孔隙型,主要儲集空間為裂縫-擴溶縫、晶間孔-晶間溶孔,孔隙發(fā)育與裂縫具有明顯相關關系。熱液礦物螢石與方解石呈共生關系充填于裂縫與孔隙空間。裂縫與孔隙附近的白云石、白云石環(huán)邊以及與螢石共生的方解石均具有較高的FeO、MnO含量。螢石發(fā)育較多的無色透明鹽水包裹體,均一溫度為165～175℃、鹽度為15.5～17.5 wt.%NaCl equiv.。熱液流體活動對圍巖的改造導致局部方解石、白云石富Fe、Mn元素,同時提供了螢石結晶所需要的F。一方面熱液流體改造白云巖形成儲集空間,另一方面以螢石與方解石為代表的熱液礦物則充填裂縫與孔隙。因此,構造-熱液流體活動在一定程度上影響了白云巖儲集空間的形成。順南501井白云巖儲層的認識對該地區(qū)白云巖儲層成因模式的建立以及進一步勘探部署具有重要指導意義。研究區(qū)鷹山組上段發(fā)育特殊類型的硅化灰?guī)r儲層。以順南4井為代表,依據硅化程度不同,劃分為下硅化碳酸鹽巖段、中部灰?guī)r段和上硅化碳酸鹽巖段。硅化碳酸鹽巖主要由石英和方解石組成,儲集空間主要為晶洞、晶間孔及部分裂縫�？紫抖茸兓�,3～20.5%,非均質性強。石英和方解石中流體包裹體測溫顯示,硅化作用溫度為150～190℃,并呈現出高溫低鹽度與低溫高鹽度的特點。次生方解石87Sr/86Sr比值為0.709336～0.709732,明顯高于同期海水,表明熱液流體來源于盆地深部碎屑巖地層或基底硅鋁質巖石。次生方解石與周圍灰?guī)r具有相似的δ13C組成,表明碳來源于灰?guī)r地層,是熱液流體與圍巖的相互作用發(fā)生溶解-再沉淀的結果。熱液硅化作用明顯受走滑斷裂控制,流體沿斷裂帶及分支斷層自下而上進入鷹山組,與灰?guī)r層相互作用,交代方解石形成二氧化硅礦物,形成各種類型的次生孔隙,成為較好的儲層。研究區(qū)灰?guī)r儲層位于中奧陶統(tǒng)一間房組,巖心資料揭示其儲集空間以孔隙、微孔隙為主。通過巖芯觀察、計算機斷層掃描、薄片與陰極發(fā)光分析、掃描電鏡等手段從礦物-巖石學特征描述孔隙、微孔隙特征并探討其成因。一間房組下段(以順南7井為代表)藻灰?guī)r孔隙以沉積-成巖早期膠結殘余的窗格孔、遮蔽孔為主要類型,而微孔隙主要為分布于藻屑內部的方解石晶間微孔,其形成可能受重結晶作用與原始有機質及其演化的控制。一間房組上段(以順托1井為代表)生物粘結巖孔隙以生物殼鑄�？�、硅球與自形方解石集合體內部晶間孔隙為主要類型,微孔隙主要為生物體腔微孔、方解石重結晶形成的晶間微孔、灰?guī)r基質中自形石英晶面微孔。成巖早期的熱液流體改造可能是順托1井生物粘結巖孔隙、微孔隙的主要成因,早期液態(tài)烴類充注對孔隙、微孔隙保存具有重要意義。走滑斷裂、巖相與蓋層條件共同控制了研究區(qū)不同類型碳酸鹽巖儲層的發(fā)育。加里東晚至海西早期是北東-北北東向走滑斷裂活動的主要時期,導致了斷裂相關熱液流體自下而上的侵入并改造圍巖。由于圍巖巖性與巖石結構的差異可能導致了不同層段儲層類型與儲集空間的差異性。此外,局限臺地的潮間-潮下沉積相帶有利于微生物、藻類的發(fā)育,相關礦物穩(wěn)定化過程、原始有機質熱演化等是一間房組灰?guī)r孔隙-微孔隙形成并保持的重要原因。上奧陶統(tǒng)卻爾卻克組泥質巖蓋層的良好封閉性一方面限定熱流體活動與水-巖相互作用在特定的范圍內,另一方面為油氣藏的保存提供了條件。
【圖文】：

圖２－１研究區(qū)位置、鉆井以及地質剖面簡圖逡逑２．２．１構造特征逡逑研宄區(qū)內發(fā)育一系列ＮＥ、ＮＮＥ向走滑斷裂（圖２－１）。ＮＥ向走滑斷裂帶平逡逑面上線性延伸，規(guī)模、級別、性質有差異；剖面上主要表現為花狀構造、平行高逡逑１９逡逑

晚奧陶統(tǒng)及其之上的地層內，為ＮＥ向主滑動帶之上的派生斷層或破裂。古生界逡逑內發(fā)育的近直立走滑斷層在剖面上呈現三種樣式：緊閉平移型、壓扭上拱型、拉逡逑分下凹型，部分呈現下拱上凹型（圖２－２）。逡逑拉分下凹邐壓扭上拱邐緊閉平移逡逑圖２－２邋ＮＥ向走滑斷層在剖面上的典型樣式（據內部研究報告，，張仲培２０１４）逡逑三維區(qū)ＮＥ向走滑斷層與前人研宄提到的中小尺度滑移距的走滑斷層特征一逡逑一致。小尺度滑移距的走滑斷層因應變相對較小，分段性不明顯。通常在斷層連逡逑接處與疊加區(qū)變化較大（Ｋｉｍ邋ａｎｄ邋Ｓａｎｄｅｒｓｏｎ，邋２０１０）（圖２－３）。在拉分疊加區(qū)，表現逡逑為正斷層或小型張性破裂較發(fā)育；在擠壓連接處，表現為局部壓扭、逆沖或小型逡逑剪切破裂密集發(fā)育。在平移段，基本以斷層兩盤相對滑動為主，只在兩盤的圍巖逡逑發(fā)育與主變形帶小角度相交的次級破裂。而在斷層的尾端，經常發(fā)育有向外發(fā)散逡逑的呈馬尾狀的三角區(qū)，破裂也相對發(fā)育。三維區(qū)ＮＥ向走滑斷層多具有明顯分段逡逑性
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P618.13

【參考文獻】

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1 李映濤;葉寧;袁曉宇;黃擎宇;蘇炳睿;周瑞琦;;塔里木盆地順南4井中硅化熱液的地質與地球化學特征[J];石油與天然氣地質;2015年06期

2 張光亞;馬鋒;梁英波;趙U

本文編號：2631348