普光、元壩碳酸鹽巖臺地邊緣大氣田勘探理論與實踐

內容概要

　　全書以碳酸鹽巖油氣勘探的最新理論為指導，以大量詳實的地質、地球物理、鉆探、測試、地球化學等資料分析為基礎，系統(tǒng)論述了碳酸鹽巖臺地邊緣是大油氣田形成的重要區(qū)帶，是礁灘相高孔隙儲層形成與發(fā)育的場所，是非構造油氣圈閉形成的極為有利區(qū)域，并以川東北地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的普光氣田和元壩氣田為例證進行了詳細解剖。本書深入分析了海相深層碳酸鹽巖優(yōu)質儲層發(fā)育機理和多期疊加改造條件下油氣成藏與富集規(guī)律，形成了針對復雜山地深層碳酸鹽巖儲層的地質評價及地球物理綜合預測技術，建立了海相深層碳酸鹽巖層系油氣分布的分級評價方法體系。

書籍目錄

前言
第一章　概論
　第一節(jié)　臺地及臺地邊緣體系
　　一、臺地、臺地邊緣的定義及其特征
　　二、臺地邊緣與油氣富集
　第二節(jié)　川東北地區(qū)區(qū)域地質背景
　　一、構造變形特征
　　二、沉積充填演化
　　三、主要構造運動及其對油氣控制作用　
　　四、晚二疊世地幔柱事件及臺地邊緣相帶形成
第二章　川東北地區(qū)長興組一飛仙關組層序地層
　第一節(jié)　長興組　飛仙關組地層劃分與對比
　　一、地層劃分標志
　　二、長興組一飛仙關組地層特征
　第二節(jié)　層序地層格架
　　一、層序及體系域界面識別
　　二、層序劃分標志
　　三、長興組　飛仙關組典型剖面Ⅲ級層序劃分
　　四、長興組　飛仙關組層序地層格架　
　第三節(jié)　沉積相特征
　　一、沉積相標志
　　二、沉積相劃分
　　三、典型沉積相剖面　
　　四、長興組　飛仙關組沉積相展布
　　五、長興組　飛仙關組沉積模式　
第三章　臺地邊緣海相儲集層
　第一節(jié)　儲層巖石學特征
　　一、儲層巖石類型
　　二、儲層巖石組合類型
　第二節(jié)　儲集空間特征
　……
第四章　儲層橫向預測
第五章　臺地邊緣礁灘氣田成藏機里
第六章　川東北地區(qū)臺地邊緣油氣勘探實踐
參考文獻
附錄　主要科研成果報告

章節(jié)摘錄

版權頁：第一章-概論第一節(jié)-臺地及臺地邊緣體系回顧碳酸鹽巖的研究歷史，自20世紀50年代發(fā)現(xiàn)碳酸鹽巖中賦存著豐富油氣資源以來，對其研究和認識不斷深化。在肖（Shaw，1964）提出“陸表海和陸緣海沉積”概念后，大量研究者對現(xiàn)代和古代碳酸鹽巖的沉積環(huán)境、相模式進行了全面而深入的研究?？v觀這些研究成果，淺海（包括陸表海和陸緣海）是最為重要的、也是研究最為深入的碳酸鹽巖沉積環(huán)境，這與大部分碳酸鹽巖油氣藏發(fā)育在淺海的碳酸鹽巖臺地邊緣相帶有關。一、臺地、臺地邊緣的定義及其特征1暢碳酸鹽巖臺地及臺地邊緣的定義“碳酸鹽巖臺地”最初源于對巴哈馬臺地現(xiàn)代碳酸鹽巖沉積的研究，指地形平坦的淺水碳酸鹽巖沉積環(huán)境；后來泛指所有淺水碳酸鹽巖沉積環(huán)境（Read，1985），而不論其地形是否平坦。其又可分為潮坪、生物灘、局限臺地、開闊臺地、臺地邊緣等多種環(huán)境。臺地邊緣是指臺地鄰近斜坡的部分，是碳酸鹽巖臺地的一個重要組成部分，這里的陽光、水溫、鹽度、水深、濁度、營養(yǎng)成分比較適合造礁生物的生長，往往發(fā)育大量生物礁；由于是從斜坡向臺地水深由深變淺的過渡帶，往往也是地形坡度變化較大、水體能量較高的沉積環(huán)境，有利于淺灘的形成。臺地邊緣主要發(fā)育反映高能沉積環(huán)境的砂屑石灰?guī)r，鮞粒灰?guī)r和礁石灰?guī)r，顆粒的分選和磨圓度好，向臺地方向與臺地內其他沉積相呈過渡關系。臺緣淺灘或臺緣礁多沿臺地邊緣呈條（環(huán)）帶狀或鏈狀斷續(xù)分布，露頭、鉆井及物探資料顯示，川東北長興期臺地邊緣相帶發(fā)育的礁灘體寬約10km，長約350km。2暢不同類型的碳酸鹽巖臺地及其邊緣特征自從Irwin（1965）提出了“X-Y-Z”三相帶模式后，Laporate（1967，1969）、Wilson（1969，1975）、Ginsburg和James（1974）、Kendall（1981）、Schlager（1981，1992，2000）、Ahr（1973）、Read（1982，1985，1995）、Tucker（1985）、Tucker和Wright（1990）、Whitak-er（1988）、Carozzi（1989）、James和Kendall（1992）、Handford和Loucks（1993）、Sananto-nio（1993）、Lukasik（2000）、Burgess（2001）、Gischler等（2002）以及我國沉積學家劉寶（1980）、曾允孚（1983，1986）等，根據(jù)不同的研究實例，提出和細化了多種碳酸鹽巖沉積模式，大致可歸納為鑲邊臺地、陸表海臺地、緩坡型臺地、孤立臺地和淹沒臺地五種類型（圖1-1）。顯而易見，在眾多的碳酸鹽巖沉積模式中，臺地邊緣相帶的發(fā)育與否及其發(fā)育的地理位置是區(qū)分各種模式的關鍵因素之一。圖1-1-碳酸鹽巖臺地主要成因類型略圖（據(jù)TucherandWright，1990）（1）鑲邊臺地及其邊緣它的顯著特點是向陸一側為開闊臺地沉積，向海一側發(fā)育連續(xù)-半連續(xù)的碳酸鹽巖礁灘，而且礁灘通常在陸架和陸坡之間的轉折帶上形成臺地的鑲邊。由于鑲邊型臺地的臺地邊緣相帶規(guī)模大，在油氣勘探中占有重要地位，因此關于此類碳酸鹽巖沉積的研究最為詳盡，提出了多種模式，包括Wilson模式、Tucker模式、Read模式和關士聰模式等。其中，Wilson綜合古代和現(xiàn)代碳酸鹽巖的沉積特點建立的碳酸鹽巖沉積模式，即著名的Wilson碳酸鹽巖9相帶標準模式（圖1-2F），被認為是最為經典的碳酸鹽巖臺地沉積模式。該模式將一個由盆地至海岸的理想剖面劃分為9個標準相帶：1A暢濁積巖和窄地槽深水相；1B暢盆地相（克拉通內部深盆及克拉通邊緣冒地槽盆地）；2暢廣海陸棚相；3暢盆地邊緣或深陸棚邊緣相；4暢碳酸鹽巖臺地前緣斜坡相；5暢臺地邊緣生物礁相；6暢臺地邊緣淺灘相；7暢開闊臺地相；8暢局限臺地相；9暢臺地蒸發(fā)巖相。同時Wilson還提出了組成上述9個相帶的24個標準微相。鑲邊臺地進一步可以分為3種類型：沉積型或增生型邊緣鑲邊陸架臺地、超越型邊緣鑲邊陸架臺地和侵蝕型邊緣陸架臺地（Read，1985）。鑲邊臺地的現(xiàn)代典型實例是澳大利亞昆士蘭大堡礁（圖1-2A－E）。近岸為陸源碎屑砂泥帶，中部帶是陸源和碳酸鹽巖砂質泥的混合帶，然后是純碳酸鹽巖砂、泥以及外陸架的礁群。中部和內陸架的碳酸鹽巖顆粒由軟體動物、苔蘚動物和底棲有孔蟲組成。礁占優(yōu)勢的外陸架碳酸鹽巖顆粒則由珊瑚、珊瑚線藻、仙掌藻和底棲有孔蟲組成。在臺地邊緣礁的前礁淺水帶有發(fā)育良好的溝、槽結構，溝槽內覆蓋著枝狀的鹿角珊瑚、珊瑚藻和千孔螅。生物礁有明顯的分帶特征（圖1-3）。（2）孤立臺地及其邊緣它是一種特殊類型的碳酸鹽巖臺地，遠離海岸，成環(huán)形（或不完整環(huán)形），中間有封閉或半封閉的湖。環(huán)礁在分布形態(tài)上與堡礁相似，但它不是圍著陸地或在接近陸地的海洋里生長，一般是大洋中形成的一個珊瑚島礁群體系。孤立臺地的四周都被深水（水深幾百米～4000多米）所包圍，而臺地上水體相對淺，構造相對穩(wěn)定，碳酸鹽巖自旋回作用明顯，巖性較單一，受區(qū)域構造和全球海平面變化及碳酸鹽巖產率的明顯控制（圖1-4）。從臺地邊緣到盆地，其相帶劃分為：Ⅰ暢臺緣礁和淺灘砂、礫屑；Ⅱ暢可達200m或更高的陡崖；Ⅲ暢環(huán)臺地邊緣的塌積物，邊緣以礁為主，則塌積物中含大量的礁塊。邊緣以灘為主，則含大量的再沉積的灘砂，并和已膠結的砂屑共生在一起；Ⅳ暢水道化的斜坡灰泥具有串珠狀的由砂和礫石充填的溝槽，若無水道化的斜坡，那么變細的環(huán)臺地邊緣的塌積物將取代該相帶；Ⅴ暢下斜坡為近源粒序濁積巖、角礫灰?guī)r、灰泥灰?guī)r，向外變細；Ⅵ暢盆地遠源濁積巖和灰泥灰?guī)r或頁巖。圖1-2-澳大利亞昆士蘭大堡礁A暢大堡礁地形地貌，近平行于海岸的礁灘帶形成陸棚鑲邊；B暢大堡礁鳥瞰圖；C暢臺地邊緣礁及紅樹林；D暢生物礁的海底生態(tài)；E暢礁冠上的珊瑚；F暢威爾遜碳酸鹽巖模式。圖A中紅線方向的橫切剖面與威爾遜碳酸鹽巖模式具有較好的吻合度圖1-3-大堡礁的臺緣礁體分帶示意（據(jù)McCoy，1999）圖1-4-孤立碳酸鹽巖臺地模式（據(jù)Read，1985）及阿爾達布拉環(huán)礁阿爾達布拉環(huán)礁為一孤立碳酸鹽巖臺地，四周為環(huán)狀成長的礁灘復合體組成的孤立碳酸鹽巖臺地邊緣，礁體中心為湖，地貌上為一個孤立的碳酸鹽巖建隆如我國的揚子西南邊緣在泥盆紀后受古特提斯海域影響，形成了由西南向北東方向階梯式推進的海侵型碳酸鹽巖臺地。臺地的演化由與陸地相連的碳酸鹽巖緩坡快速轉變?yōu)槠扑殛懠苌系墓铝⑻妓猁}巖臺地（圖1-5）。圖1-5-南方地區(qū)泥盆紀－石炭紀臺－盆相間沉積模式（據(jù)劉寶等，1993）圖中：B暢盆地；IP暢孤立臺地；OP暢開闊臺地；RP暢局限臺地；PE暢邊緣淺灘；PB暢臺間盆地；Fs－Ns暢前－近濱；Sh暢陸架；DF暢三角洲扇（3）陸表海型臺地通常發(fā)育于板內克拉通盆地之上，其分布范圍極廣，地形平坦、水淺，一般不超過10m。潮坪環(huán)境沉積、潮流沉積及風暴沉積組成了陸表海沉積的主體，以潮下淺水低能相及向上變淺的相序組合為主。該類臺地邊緣礁灘相帶往往受控于克拉通邊緣或內部的古隆起。（4）緩坡型臺地以其相對平緩的坡降（一般小于1°）和較低的水動力條件為特征，其沉積物表現(xiàn)為近海岸的高能淺灘顆?；?guī)r向海方向逐漸變成較深水的細粒碳酸鹽巖沉積物并最終變?yōu)榕璧啬噘|巖類（趙文智，2002）。根據(jù)濱岸到盆地的幾何形態(tài)可進一步劃分為3種類型：單斜型緩坡臺地、遠端變陡型緩坡臺地和具濱外淺灘型緩坡臺地（Read，1982，1985；ChenandWebster，1994）。（5）淹沒臺地它是早期臺地由于沉降作用或海平面上升超過其本身的加積作用被淹沒所致。引起碳酸鹽巖臺地被淹沒的主要因素包括快速的海平面上升和碳酸鹽巖產率的大幅減少（TuckerandWright，1990）。碳酸鹽巖臺地被淹沒后，其沉積作用的特點與早期臺地相比發(fā)生了很大變化，主要表現(xiàn)在沉積水體明顯加深，淺水沉積相類型被深水碳酸鹽巖沉積和遠洋－半遠洋的沉積所取代，主要為結核狀至薄層狀細?；?guī)r和薄頁巖夾層沉積。上述碳酸鹽巖臺地類型是幾種典型的端元類型，在一定地質條件下，隨著碳酸鹽巖臺地發(fā)育主控因素的變化，它們之間可以進行互相轉換和演化（Read，1985）。如隨著臺地邊緣斜坡逐漸變陡，單斜緩坡型可向遠端變陡型緩坡或鑲邊陸架型臺地轉化；鑲邊陸架型臺地通過斷裂下陷可向侵蝕型、懸崖超越型、增生型、緩坡型臺地轉化。3暢臺地邊緣相帶劃分及特征碳酸鹽巖臺地中，臺地邊緣相帶水動力能量最高，環(huán)境變化的敏感性最強，沉積物類型最為豐富。按照不同的沉積物類型，以威爾遜碳酸鹽巖模式的相帶劃分為標準，可分為臺緣灘、臺緣礁、礁（灘）間和臺地前緣斜坡等類型。（1）臺緣灘臺緣灘是碳酸鹽巖臺地中最為重要的沉積類型之一，水深從5～10m到高出水面，海水循環(huán)良好，氧氣充足，鹽度正常，但由于底質處于活動狀態(tài)，故不適宜海洋生物棲息繁殖。由于臺緣高出臺地背景，受海流作用強烈，因而其環(huán)境水動力能量較高，巖性主要由生屑灰?guī)r、亮晶砂屑灰?guī)r、鮞粒灰?guī)r、枝狀層孔蟲灰?guī)r、白云巖、藻團粒、藻紋層灰?guī)r等構成，具低角度楔形交錯層理和逆粒序，底沖刷構造發(fā)育，顯示有較強的簸選作用。淺灘顆粒灰?guī)r結構成熟度較高，層序見淡水淋濾現(xiàn)象和局部混合水白云巖化，說明淺灘有間歇暴露作用。川東北地區(qū)鮞灘儲層極為發(fā)育，飛仙關組優(yōu)質儲層主要就是由鮞粒白云巖、殘余鮞粒白云巖組成；此外還發(fā)育有鮞?；?guī)r。飛仙關組鮞粒巖主要分布于臺地邊緣淺灘和臺地內淺灘相帶，鮞粒大小一般為0暢3～2mm，部分可達3～4mm；含量一般50％～75％。鮞粒具有特征的沉積結構和孔隙演化特征，是碳酸鹽巖臺地沉積、成巖環(huán)境研究的重要對象（ErikFlügel，2004）。①古環(huán)境的代表物。微組構、鮞粒的大小分布和鮞?；?guī)r的沉積構造（如交錯層理、沙紋層理、細紋層狀）反映了控制水能量、鹽度和水深的環(huán)境條件。水能量標準和搬運過程：高能量和低能量環(huán)境的差異控制了鮞粒的生長和有影響的微組構，并控制了原地鮞粒和異地鮞粒的數(shù)量。原地鮞粒所具有的特征是：很少或缺少磨損，很少有單一和破碎的鮞粒組合，鮞粒以相同最大尺寸生長。從放射狀到切向同心狀微組構的變化與跨越顆粒粒度門限相結合，能推測出古流向（Helleretal暢，1977）。異地鮞粒具有的特征是：各種大小鮞粒的混合和紋層的磨損。這些鮞粒與原地沉積形成的鮞粒區(qū)別在于：微組構、大小、殼層的厚度以及伴生的顆粒（ChowandJames，1987）。鹽度：淡水鮞粒通常不同于海水鮞，原因在于它有極度不規(guī)則的表面和形狀，以及常見的切向或微亮晶的紋層。形成于超鹽度環(huán)境的鮞粒，與其他鮞粒類型比較起來似乎具有放射鮞的優(yōu)勢。水深：一些學者使用鮞粒的數(shù)量作為測量水深的方法（Fabricius，1967）。巴哈馬群島的鮞粒集中生長在很淺的水體中。在移動的鮞粒邊緣和砂坪（深度＜lm）上，它們的豐度范圍在75％～95％之間（HalTiS，1979）。②海平面的波動。海平面的波動影響循環(huán)模式和水下地貌，地貌又控制了鮞粒生長的局部條件。這可能表現(xiàn)為明顯的組分變化，即從骨骼的到鮞粒的顆?；?guī)r或從鮞粒的到骨骼的顆?；?guī)r的變化。海平面的下降可能導致暴露和快速的膠結作用，以及鮞粒工廠的消亡（Bosellinietal暢，1981）。③區(qū)域對比。能被長距離側向追蹤的鮞粒巖層，是很好的地層標志。例子是泥盆紀鐵質巖層，在開闊陸架被風暴搬運了幾十千米，該巖層由鐵質鮞和生物碎屑組成（Dreesen，1989）。④沉積背景。海洋鮞粒沉積于斜坡的臨濱環(huán)境、內臺地、接近臺地的外邊緣和作為外來的沉積物沉積在大陸斜坡、盆地的近端或遠端部分?？梢詮孽b粒類型、豐度、結構、原地和異地鮞粒的數(shù)目來判斷特定的環(huán)境。

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