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《中国石油大学(华东)》 2016年
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南堡凹陷及周边凸起古岩溶作用特征及发育模式研究

师政  
【摘要】:近年来,南堡凹陷及周边凸起碳酸盐岩潜山油气藏的勘探逐渐成为了热点。其中岩溶作用是控制碳酸盐岩储层物性的关键成岩作用,其发育情况决定了储层的空间展布。本文南堡凹陷及周边凸起下古生界碳酸盐岩为例,在岩溶分类研究的基础上识别出了表生岩溶和埋藏岩溶两种成因类型。其中表生岩溶作用主要发育在碳酸盐岩潜山顶面之下50m范围内,而埋藏岩溶作用则多发生在府君山组、毛庄组和张夏组等碳酸盐岩潜山内幕中。对两类岩溶作用的识别标志进行系统总结发现,表生岩溶标志包括溶洞多见港湾状溶蚀、风化粘土充填物和岩溶滑塌体;其中溶蚀孔洞较发育,但基质物性较差;多见泥浆漏失现象;阴极发光和碳氧同位素也显示了大气淡水的影响作用。而埋藏岩溶标志包括:埋藏溶孔、溶缝中晶形较好的方解石、石英及溶余粘土充填物;埋藏岩溶形成的溶孔多为基质型,且多与高温矿物和缝合线相伴生,溶孔内多被烃类流体充填,阴极发光照片识别出流体猝灭方解石。南堡凹陷发育两期表生岩溶作用,主要发生在中生界沉积前及古近纪沉积前两个时期;形成的表生岩溶储层主要储集空间为溶孔、构造溶蚀缝,物性表现为低孔-中低渗特征,孔隙结构分为高排-细歪型-分选差等4种类型。而埋藏岩溶也主要发育两期,即馆陶组沉积早期和明化镇组沉积期;形成的埋藏岩溶储层主要储集空间为基质孔和溶蚀缝,物性表现为低孔-低渗特征,孔隙结构分为高排-粗歪型-分选好等4种类型。水岩溶解实验结果表明:表生岩溶对矿物成分具有选择性,即方解石比白云石易溶。由于“盐溶效应”的影响,当碳酸盐岩中白云石含量小于13%时,随白云石含量的增加,碳酸盐岩的溶蚀作用逐渐增强;超过此界限,随白云石含量的增加,溶蚀作用逐渐减弱。埋藏条件下,白云石溶蚀作用明显强于方解石。方解石的溶蚀主要发生在颗粒表面,产生阶梯状溶痕;白云石的溶蚀作用多深入颗粒内部,发育溶坑、溶孔。随温度和压力的增大,碳酸盐岩的溶蚀作用逐渐增强;在超过125~150℃之间的突变点后,溶蚀作用速率显著提高。碳酸盐岩潜山的构造演化过程对表生岩溶的发育起到了关键的控制作用,其主导了表生岩溶期次和岩溶地貌单元特征;野外、岩心和测试资料都显示,石灰岩是表生岩溶的优势发育岩性;岩溶斜坡和岩溶高地是优势的表生岩溶发育地貌单元,而岩溶顺向斜坡比反向斜坡更有利于岩溶发育。埋藏岩溶作用的优势岩性为白云岩,在高温高压的相对封闭体系中,白云岩更容易发生溶蚀;溶蚀流体多沿着断层、裂缝进行运移,靠近大型断层的裂缝发育区是埋藏岩溶的优势发育区;较多证据显示,埋藏岩溶与烃类的充注紧密相关;埋藏岩溶的发育还受控于岩层性质,包括“挡板”作用和岩层厚度两个方面。在岩溶控制因素分析的基础上,建立南堡凹陷碳酸盐岩岩溶发育综合模式,明确了两类岩溶作用的有利区条件。表生岩溶有利发育区条件为:垂向上在潜山顶面不整合之下50m范围内,平面上第二期表生岩溶顺向斜坡中的石灰岩岩相发育区;埋藏岩溶有利发育区条件为:垂向上寒武系府君山组、毛庄组和张夏组的顶板低渗透性岩层下部,平面上大型断层附近的裂缝发育区,且是白云岩岩相发育区。在岩溶模式的指导下,研发地震多属性神经网络岩溶预测技术对研究区优质储层进行预测。以南堡凹陷奥陶系顶部表生岩溶带为例,其主要发育石灰岩相、白云岩相和泥灰岩相,选取瞬时频率斜率、平均瞬时频率、平均瞬时相位、均方根振幅和振幅扭曲度五种地震属性进行聚类成图,对各岩相分布规律进行预测。通过潜山顶面构造还原出表生岩溶地貌,并根据地层产状和地表产状的关系,预测出顺向斜坡发育在南堡1号潜山中部。利用基于属性的Move裂缝预测技术,对府君山组、毛庄组和张夏组等埋藏岩溶储层进行裂缝发育区预测。在此基础上,分别预测了表生岩溶储层和埋藏岩溶储层的有利发育区。
【学位授予单位】:中国石油大学(华东)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P618.13

【参考文献】
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