碳酸盐岩缝洞型油藏缝洞单元形成机制及模式研究进展报告

该研究以塔河油田4、6和7区缝洞储层为研究对象,对塔河油田缝洞型储层的成因结构和充填模式进行地质分析,建立塔河油田缝洞储层的结构模式和充填模式;研究其缝洞单元内储集空间的分布规律;通过多种地质因素综合研究,分析研究区奥陶系缝洞单元内储集空间的成因和主控因素。研究者建立了塔河油田缝洞储层的三维立体结构模式,明确了表层带、渗流带和径流带缝洞结构和充填模式。表层岩溶带主要由地表河、落水洞、断层及裂缝、坡积物和奥陶系裸露岩石所组成。根据现代岩溶和古岩溶的考察,以及塔河油田的井下资料解释,地表河和落水洞为河流沉积物和垮塌角砾岩充填。渗流岩溶带的缝洞主要由渗流井和驻水洞以及缝洞复合体组成。渗流井是连通表层岩溶带与径流岩溶带的水流通道,一般沿断层或裂缝发育渗流井废弃后常常被表层碎屑物或垮塌角砾充填,而驻水洞如果不受垮塌影响,则充填程度一般比较低,是非常好的油气成藏和产出空间。径流带内水流以横向流动为主,潜水面是径流带的底界。地下河溶洞是径流带缝洞的主要类型,在塔河油田根据地下河溶洞相互连通关系和规模,可以划分出干流洞、支流洞和末梢洞。在断层附近、地表落水洞下方可以形成规模巨大的厅堂洞。径流带溶洞大都具有比较强烈充填作用:地下河沉积碎屑充填,垮塌角砾充填和碳酸钙化学充填。针对表层带地表河和径流带溶洞系统沉积物岩性和沉积水动力条件进行研究,初步阐明了表层带和径流带不同成因结构水动力条件与沉积物物源。以南方和塔北古岩溶缝洞系统发育与充填特征研究,建立了洞穴垮塌机制与控制因素。裸露期岩溶洞穴垮塌和埋藏期岩溶垮塌成因机理差异明显。研究者基于不同充填物分别进行物性评价的思路,形成了缝洞充填物类型约束下多参数配合的物性评价方法。针对不同类型的缝洞充填物采用多参数组合法分别计算物性,建立不同缝洞充填物的物性评价方程,并与取心井实测孔隙度和渗透率进行对比分析。实践证明,与岩心实测物性对比符合率高,有效评价了研究区缝洞储集性能。     

塔河七区溶洞储集体发育特征及物性建模

为解决塔河七区T607单元井资料较少、溶洞储集体内部物性参数分布规律不明的问题,提出了以充填模式为指导的概率函数约束建模方法。在溶洞储集体识别的基础上,分析其充填物特征,总结充填模式,并以此为指导构建概率函数,从而约束孔隙度建模过程。研究结果表明,T607单元共发育地下河型溶洞及孤立型溶洞两类储集体,前者在平面上延伸较长,而后者则在垂向上分布较广;地下河型溶洞主要发育搬运型砾岩、搬运型砂岩等充填物,孔隙度曲线垂向呈现"叠置漏斗型",孤立型溶洞主要发育混杂角砾岩充填物,孔隙度曲线垂向上呈现粗略"箱型";结合建模结果,认为控制洞穴储集体的关键参数为其充填特征及规模。     

塔里木盆地巴楚隆起奥陶系岩溶缝洞化学充填物成因分析

考察塔北巴楚岩溶露头,描述并列出巴楚露头区溶洞化学充填的充填物类型,通过常量、同位素和包裹体等地化分析测试手段的分析,探讨充填物的形成环境。结果表明:巴楚五道班和硫磺沟溶洞化学充填类型多且具有很好的代表性和对比性;五道班主要为钙华、方解石、萤石,硫磺沟主要为垮塌的钙华角砾岩、钙华、包壳砾岩、硫磺和石膏;硫磺沟古溶洞受热液影响明显,硫同位素测试结果显示硫磺和石膏不是蒸发沉积形成,而是热液成岩的产物,硫磺沟钙华表面多附着硫磺,说明钙华形成环境与深部热水有密切关系;五道班古溶洞为地下河沉积充填和热液化学充填的混合,方解石和萤石受热液影响,五道班钙华常与陆源碎屑物质伴生主要是富含碳酸氢钙的岩溶水过饱和析出沉淀而成;受热液影响充填的溶洞,化学充填物可形成大型矿床。     

供给型大尺度溶洞弹性开采实验

 大尺度溶洞是塔河油田缝洞型油藏的重要油气储集空间,是相对较简单的油藏类型之一,并普遍存在供给能量。对有供给能量的大尺度溶洞油藏弹性开采情况进行实验模拟,建立了存在两种能量供给形式的物理模型：充填溶洞模型、基岩窜流供给模型。通过改变实验中溶洞充填程度、基质渗流能力、采油速度的大小分析各影响因素对模型的压力、能量补给的影响。结果表明,对于存在充填的溶洞模型,采油速度主要影响了充填物底部与溶洞内压力差,充填物渗透率主要影响了溶洞内的能量补给速度;对于存在基质供给的溶洞模型,单对数坐标下压力变化前期呈直线递减,后期表现出不同的递减幅度,基质的渗流能力直接影响其窜流供液能力,累积产量与累积压降关系曲线前期呈直线,后期存在明显的上翘段,表明存在明显的基质窜流供给段。     

鄂尔多斯盆地西缘克里摩里组古喀斯特洞穴特征及发育控制因素

鄂尔多斯盆地西缘下奥陶统克里摩里组发育的古喀斯特洞穴具有良好的勘探前景,但洞穴预测难度大,勘探风险高,需要准确认识古喀斯特洞穴基本特征与储层发育规律,降低勘探风险。通过岩心观察、薄片鉴定以及录井、测井、地震等手段分析表明,该套喀斯特洞穴主要发育在颗粒灰岩内,横、纵向分布稳定,依据岩石学、录测井及地震响应特征可分为垮塌半充填型和暗河充填型,后者进一步分成角砾充填和泥质充填2种类型。喀斯特洞穴具有加里东期大气淡水顺层溶蚀特征,其发育受到岩性、古地貌及古地质条件的共同控制,台缘礁滩微相颗粒灰岩是优先可溶性基岩,古喀斯特斜披提供了有利的水动力条件,加里东期同生微断裂提供了渗流通道,上奥陶统是否覆盖决定了洞穴类型及充填程度。     

塔河油田奥陶系古岩溶地表河和地下河沉积和地球化学特征

塔河油田奥陶系发育了典型的岩溶储层,大于70%的缝洞空间在岩溶发育期及岩溶埋藏期被沉积充填物、垮塌充填物和化学充填物所充填,造成岩溶储层极度非均质性。通过岩心观察、测井资料解释、岩矿和地球化学分析,建立缝洞充填物识别方法。结果表明:沉积砂泥岩占总缝洞充填物的60%以上,地表河和地下河沉积特征明显,其中沉积砂岩是重要的油气储层;两种河流均发育心滩和河漫滩,前者砂岩颗粒较粗,常为含砾的粗—中砂岩,地化分析表明为氧化环境产物;后者以细砂岩为主,石英含量比前者高40%,为弱氧化—弱还原水体沉积;地表河沉积砂泥岩常与坡积物互层,地下河沉积砂岩与垮塌角砾岩或潜流带细粒沉积物呈互层;前者受压实作用明显,储集物性差;后者压实作用很弱,物性好、含油性好;地下河沉积砂岩是径流岩溶带重要的储层,对于深入认识塔河油田岩溶储层地质特征具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地苏5区块盒8段砂体结构与展布特征

研究鄂尔多斯盆地苏里格地区苏5区块下二叠统盒8段砂体特征,确定有利的勘探目标层位.通过岩芯观察,结合测井解释成果,对盒8段沉积相进行研究,确定盒8段下部主要发育缓坡型辫状河沉积,盒8段上部则主要为多河道低弯度曲流河沉积.根据测井曲线形态对盒8段小层砂体进行对比和追踪,确定盒8段砂体在研究区中部主要呈近南－北向展布,在研究区西部主要沿北西－南东向展布,而在研究区东部则呈北东－南西向展布的特征.综合砂岩累计厚度对砂体平面展布及演化特征进行研究,认为物源区构造活动的减缓和河流作用的减弱导致砂体规模逐渐变小.根据砂、泥岩厚度及其组合方式的不同,将盒8段砂体划分为4种结构类型:连续叠置型、间隔叠置型、互层型和透镜型.砂体结构与储集物性存在密切联系,连续叠置型砂体孔隙度和渗透性最高,而透镜型砂体物性最差,盒8段下部砂体结构及储集性能明显优于盒8段上部,为最有利的勘探目标层位.     

佳县-子洲地区太原组砂体成因及对储层的影响

按砂体的沉积特征和成因,可将鄂尔多斯盆地东部佳县—子洲地区的太原组砂体分为潮汐沟道砂体、河道砂体和潮下砂坝砂体三类。不同成因的砂体,在结构组分、构造、测井曲线和展布形态等方面均有较大的差异,这些特征又明显地影响后期成岩作用类型和强度,从而控制着储层的孔隙类型、物性、分布等特征。研究表明,最有利于储层形成与演化的砂体为潮汐沟道砂体,高的成分和结构成熟度导致胶结作用较强,压实和溶解作用表现不明显,使砂体内保留有相对多的粒间孔和高岭石晶间孔,物性也较好;这类砂体多呈条带状分布于太2时的中、南部地区,该区块的太2段亦是今后重点勘探的区块。河道砂体和潮下砂坝砂体的沉积特征决定了它们的储集性能不及潮汐沟道砂体,且分布局限,属于较差的储集砂体类型。     

大牛地气田太二段障壁砂坝砂体演化及物性特征

利用高分辨率层序地层学的理论,结合测井、岩心、岩石薄片、沉积相及前人研究成果,重点研究鄂尔多斯盆地大牛地气田石炭系太原组第二段层序格架下障壁砂坝砂体演化及其物性特征.结果表明:太二段整体处于基准面下降沉积时期,经历了多次短期基准面旋回变化.受短期基准面旋回变化的影响,太二段内形成了进积、加积、退积3种类型的障壁砂坝.不同类型障壁砂坝的骨架颗粒及成岩强度具有一定的差异性,进积、加积型障壁砂坝较退积型障壁砂坝残留原生孔隙多,所受破坏性成岩作用弱,建设性成岩作用强,储层物性好;受控于中、长期基准面旋回下降的影响,太二段整体是一个“进积”的过程,水动力条件和建设性成岩作用增强,破坏性成岩作用减弱,物性由下至上逐渐变好.综合多级基准面旋回变化的影响,太二段晚期进积型、加积型障壁砂坝为优势储层分布区域.     

海拉尔盆地乌尔逊—贝尔凹陷构造-古地貌对沉积砂体的控制

基于分析盆地构造活动对沉积充填的响应关系可以明确构造对沉积体系发育和展布规律的控制,从而可以预测油气藏分布,为此,通过乌尔逊—贝尔凹陷构造-古地貌对砂体和油气藏控制作用进行研究。结合油气勘探成果,探讨构造-古地貌背景下发育的砂体与油气聚集关系。研究结果表明:构造演化控制沉积演化,不同构造演化阶段发育的沉积砂体类型不同;缓坡、陡坡及它们之间的转换带为主要物源方向,局部隆起为次要物源方向;依据古地貌的形态特征及成因机制,划分陡坡同向断阶型、缓坡同向断阶型、缓坡反向断阶型及洼槽边缘型4种古坡折类型,不同构造带位置、不同类型坡折带所发育的沉积砂体类型迥异;洼槽边缘断裂坡折带是最有利的勘探部位。     

于奇西地区奥陶系储层裂缝充填物碳氧同位素地球化学特征

本文通过对于奇西地区8口井内的岩心裂缝充填物取样,并对样品进行裂缝充填方解石晶体和泥质的δ13C、δ18O稳定同位素测试分析,综合讨论裂缝充填物的碳、氧同位素地球化学特征。研究结果表明,部分溶蚀孔洞和裂缝方解石晶体的碳氧同位素分布接近于早期岩石的形成环境,形成较早,充填环境较封闭;大多数的构造裂隙、洞穴充填方解石晶体充填较晚,充填成岩体系环境开放;大气淡水岩溶发育可以作为于奇西地区寻找有利储层的一种指示。     

四川盆地上震旦统灯影组风化壳古岩溶特征及模式分析

风化壳古岩溶的发育是四川盆地上震旦统灯影组获得新突破的重要因素。基于大量野外剖面、钻井岩心及薄片观察、地震、测井及地球化学分析,在论证灯影组两套风化壳古岩溶发育的基础上,进行古岩溶相带特征研究及差异分析,进而建立相应的风化壳古岩溶发育模式。结果表明,灯影组两套风化壳古岩溶均符合缓坡模式,但受古地貌坡降差异的影响,灯四段不整合面附近岩溶作用强烈,发育大洞穴及角砾、泥岩充填物,垂向分带结构以水平潜流带和深部缓流带为主;灯二段不整合面附近岩溶作用相对和缓,溶洞充填物主要由小粒径的角砾云岩、白云岩组成,盆地范围内其垂向分带结构以垂向渗流带、水平潜流带及深部缓流带为主。     

河南巩县雪花洞的成因探讨

巩县雪花洞是一个新发现的溶洞,除具有一般溶洞中碳酸盐景物外,还形成了大量罕见的雪花(石花)、石珊瑚和石葡萄.本文主要从地学角度探讨雪花洞特别是各美碳酸盐类景物的分布规律、形成条件和形成过程.为在本区寻找新的溶洞.开发新旅游区提供科学资料.     

碳酸盐岩小缝洞群储集体地震表征方法研究

塔里木盆地北部奥陶系储层为碳酸盐岩岩溶缝洞型储集体,储集空间尺度差异和结构变化大,非均质性强。随着勘探开发的不断深入,开发目标由大尺度溶洞向小尺度缝洞、孔洞集合体转移,以杂乱反射、连续波谷反射等地震反射特征为主的该类储集体的有效识别和精细表征是油田持续增储上产的关键。基于地震数值模型和物理模型模拟,针对小尺度缝洞储集体开展了多种地震表征方法的试算与地震属性敏感性分析;对于杂乱弱反射小尺度缝洞体,利用振幅曲率横向变化率属性能够较好地反映该类型缝洞储集体的空间展布;针对小尺度溶孔、裂缝型储集体,利用反射强度调谐累计频率衰减属性能较有效刻画储集体的边界轮廓。实际资料的预测结果与实钻井特征、成像测井资料相吻合,验证了小尺度缝洞储集体表征方法的有效性。     

高密度电法对不同溶洞探测效果模拟

在高密度电法勘探中,不同性质的溶洞其反演电阻率特征有差异,往往会导致实际勘探出现困难。根据实际地质情况建立了三个溶洞模型:充水型溶洞、充泥型溶洞及未充填型溶洞。对三个溶洞模型进行数值模拟,对比了不同模型的地电响应特征;然后对每个溶洞模型表面增加一层破碎状溶壳,分析了溶壳对溶洞正反演结果的影响;最后将实际资料与数值模型结果对比分析,进而解释了实际资料中溶洞异常特征产生的原因。结果表明:充填型溶洞在反演结果中的反应比未充填型溶洞灵敏很多,破碎状溶壳对未充填型溶洞探测效果的影响远大于充填型溶洞,破碎状溶壳包围的空洞在反演结果中表现的异常形态不明显,在野外实际探测中很难准确探测。     

鄂尔多斯盆地塔巴庙地区奥陶系风化壳岩溶相特征

鄂尔多斯盆地北部东段塔巴庙地区奥陶系风化壳岩溶作用过甚 ,破坏了地层的连续性及储集性能 ,是导致该区风化壳气藏勘探效果不佳的主要原因之一。根据研究区内钻井岩心及电测资料 ,可从风化壳中鉴别出 6种岩溶相。壳面堆积相为混杂堆积角砾岩 ,分布有限 ,物性很差 ,不可能成为储层或气层 ;洞顶相为镶嵌角砾或微 -粉晶云岩 ,溶蚀缝洞发育 ,是优良的储层或气层 ;洞底相为暗色灰岩 ,局部发育溶蚀缝洞 ,是潜在的储层或气层 ;隔层相为微 -粉晶云岩 ,亦为裂缝 -孔隙性储层或气层 ;坍塌相角砾云岩 ,成分单一 ,物性多变 ,也是一种潜在的储层或气层 ;洞穴充填相主要是泥质角砾岩 ,甚至出现泥岩 ,物性很差 ,难成储层或气层     

赵庄二号井岩溶陷落柱的成因分析

本文针对赵庄二号井岩溶陷落柱的特性及赋存条件,通过基础地质研究,结合三维地震勘探结果,从岩溶形成的三要素可溶岩、构造和地下水活动三方面对赵庄二号井岩溶陷落柱进行分析,总结出岩溶陷落柱的形成与它们的关系,揭示了岩溶陷落柱的充填、分布及发展演化过程等信息,为高产高效的煤炭资源安全开采提供依据,为晋城矿区深部开采时的矿井防治水工作奠定基础。     

大牛地奥陶系马五段岩溶白云岩储层主控因素

针对鄂尔多斯盆地大牛地气田马五段储层成因的多样性,开展对岩溶白云岩储层主控因素的研究。通过岩芯、薄片观察及物性分析,明确了白云岩储层岩石学、储集空间及物性特征,并在此基础上利用测井,建立储层的识别标准。通过测井解释,运用风化壳残余厚度图和连井剖面,解释白云岩储层的主控因素,最后认为：（1）岩溶微古地貌沟槽溶蚀作用极为强烈,多发育溶蚀垮塌角砾岩,储层发育极差;岩溶高地储层相对较好;（2）岩性的差异导致白云岩储层溶蚀程度的强弱,膏质白云岩边溶蚀边垮塌,横向上延伸范围较广,垂向上可形成较深的垮塌,加剧了岩溶发育程度,含极少膏质白云岩容易发育溶孔及裂缝,有利储层发育;（3）不同白云石化作用造成储层的非均质性,准同生期发育的泥晶白云岩较为致密,粉细晶白云岩孔隙较为发育,且两者互层分布使得储层纵向上变化较大,但横向上较为连续。     

栖霞中桥地区岩溶塌陷时空分布规律及成因分析

岩溶塌陷是岩溶地区一种特有的地质灾害,在时间上具有突发性,空间上具有隐蔽性.栖霞中桥地区位于山东省胶东半岛中北部,区内分布岩溶地层,岩溶发育较为强烈,近年来随着周边人类工程活动强度增大,加之一些自然因素影响,先后发生多次岩溶塌陷,给区内人民群众生产和生活带来了较大影响.以栖霞中桥地区作为研究区,通过收集资料、实地勘查、地球物理勘探、钻探、抽水试验、水位监测等工作方法取得本区岩溶塌陷、地层、降水、水位等翔实资料,研究分析了本区岩溶塌陷的时空分布规律:时间上主要发生于枯水期与丰枯交替时期,空间上多发生于覆盖型岩溶区岩溶水径流通道的两翼且地下水水力坡度急剧变化地段,均为断裂构造上盘区,第四系厚度多小于25 m,为黏性土与砂土互层的多层结构,与基岩面接触的岩性为粉质黏土及碎石土.在此基础上,分析了该区地下水位、降水变化对岩溶塌陷的影响机理:塌陷发生期间,区内地下水水位呈持续下降、骤然上升或上下起伏变化,已形成的土洞负压与高压相互交替,对土洞顶板产生吸力与压力,剪应力快速降低,岩溶地层上覆土体无法承受自身重力条件下引发岩溶塌陷,是潜蚀、真空、气爆及重力作用相互作用的结果,以潜蚀、真空效应为主.为栖霞市各级政府及相关主管部门开展岩溶塌陷地质灾害防治、地区规划建设等提供地质科学依据,为胶东半岛岩溶塌陷后续相关分析研究工作提供翔实的理论基础.