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姜磊等-AAPG Bulletin:塔里木盆地寒武系与蒸发岩相关碳酸盐岩储层成岩作用研究
2018-01-09 | 作者:科技处 | 【 】【打印】【关闭

       全球范围内与蒸发岩相关碳酸盐岩储层中常发育大型、超大型油气藏。近期在塔里木盆地中下寒武统与蒸发岩相关碳酸盐岩地层中亦发现多个油气显示,初步研究表明其已具备规模油气田的成藏条件,是该盆地未来勘探的重点。由于经历了复杂的成岩流体改造作用,储层孔隙成因具较大的不确定性,因此厘清成岩作用与储层形成的关系有益于储层刻画及分布预测,从而降低勘探风险与成本。
       中科院地质地球所油气资源研究院重点实验室姜磊副研究员等以塔里木寒武系近期深部钻井岩心及露头样品为研究对象,以沉积岩石学为基础,并结合流体包裹体、及碳、氧、锶同位素等地化参数,在建立沉积相模式的基础上首次系统划分出该套储层的成岩共生序列并阐明了其与储层发育的关系。研究表明该套地层主要沉积于中间为蒸发泻湖、边缘为礁滩的镶边局限台地内。台地边缘与内部滩主要为颗粒灰岩与泥粒灰岩沉积,蒸发泻湖主要为沉积了粒泥灰岩、泥灰岩及蒸发岩沉积。广泛发育的早期渗透回流白云岩化作用增强了储层的抗压实性,从而较好地保存了原始孔隙;尔后地层在经历短期暴露与大气水淋滤后产生了局部膏盐岩溶解、角砾岩化及裂缝系统。地层在快速埋藏过程中被油气充注,期间有缝合线与少量黄铁矿生成。深埋藏至抬升阶段储层主要经历了热化学硫酸盐还原反应(TSR)与白云石沉淀。研究表明TSR发生于高温(100-160°C)、高盐度(16-26 wt.%)以及高Sr比值的成岩流体中,且有较负δ13C(低至-12‰)的方解石沉淀。我们认为TSR导致膏岩与碳酸盐岩溶解及溶蚀扩大孔的形成,并显著提高了储层质量。此外,他们还对研究区与蒸发岩相关碳酸盐岩的有效储层体积进行了估算:其总体积为~7.5×1012 m3,其中TSR的贡献了~1.5-3×1012 m3(占总体积的20-40%)。

图1 塔里木盆地中下寒武统与蒸发岩相关碳酸盐岩沉积模式

图2 塔里木盆地中下寒武统与蒸发岩相关碳酸盐岩储层成岩改造模式图

    该研究的意义在于:与蒸发岩相关碳酸盐岩地层在经历了较深的埋藏(超过5000 m)后仍具有较好的储集性能,且储层的发育明显受后期成岩作用控制。以上研究成果可借鉴于全球范围内富含蒸发岩的深埋碳酸盐岩沉积盆地勘探,并于近期发表在国际知名石油地质刊物AAPG BulletinJiang et al. Diagenesis of an evaporate-related carbonate reservoir in deeply buried Cambrian strata, Tarim Basin, northwest China. AAPG Bulletin, 2018, 102: 77-102

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