• 中国出版政府奖提名奖

    中国百强科技报刊

    湖北出版政府奖

    中国高校百佳科技期刊

    中国最美期刊

    留言板

    尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

    姓名
    邮箱
    手机号码
    标题
    留言内容
    验证码

    湖相混积岩系同沉积淋滤作用识别标志与优质储层形成机理:以石臼坨凸起陡坡带Q29和Q36构造沙一、二段为例

    卢欢 王清斌 牛成民 杜晓峰 宋章强 冯冲

    卢欢, 王清斌, 牛成民, 杜晓峰, 宋章强, 冯冲, 2020. 湖相混积岩系同沉积淋滤作用识别标志与优质储层形成机理:以石臼坨凸起陡坡带Q29和Q36构造沙一、二段为例. 地球科学, 45(10): 3721-3730. doi: 10.3799/dqkx.2020.175
    引用本文: 卢欢, 王清斌, 牛成民, 杜晓峰, 宋章强, 冯冲, 2020. 湖相混积岩系同沉积淋滤作用识别标志与优质储层形成机理:以石臼坨凸起陡坡带Q29和Q36构造沙一、二段为例. 地球科学, 45(10): 3721-3730. doi: 10.3799/dqkx.2020.175
    Lu Huan, Wang Qingbin, Niu Chengmin, Du Xiaofeng, Song Zhangqiang, Feng Chong, 2020. Meteoric Leaching Evidences, Diagenetic Model and Its Geology Significance in Mixed Rock of Steep Slope Zone of Shijiutuo Uplift. Earth Science, 45(10): 3721-3730. doi: 10.3799/dqkx.2020.175
    Citation: Lu Huan, Wang Qingbin, Niu Chengmin, Du Xiaofeng, Song Zhangqiang, Feng Chong, 2020. Meteoric Leaching Evidences, Diagenetic Model and Its Geology Significance in Mixed Rock of Steep Slope Zone of Shijiutuo Uplift. Earth Science, 45(10): 3721-3730. doi: 10.3799/dqkx.2020.175

    湖相混积岩系同沉积淋滤作用识别标志与优质储层形成机理:以石臼坨凸起陡坡带Q29和Q36构造沙一、二段为例

    doi: 10.3799/dqkx.2020.175
    基金项目: 

    国家科技重大专项 2016ZX05024-003

    中海石油(中国)有限公司科技项目 YXKY-2018-KT-01

    详细信息
      作者简介:

      卢欢(1988-), 女, 工程师, 硕士, 主要从事储层沉积研究.ORCID:0000-0003-3590-1127.E-mail:luhuan@cnooc.com.cn

    • 中图分类号: P574.2

    Meteoric Leaching Evidences, Diagenetic Model and Its Geology Significance in Mixed Rock of Steep Slope Zone of Shijiutuo Uplift

    • 摘要: 石臼坨凸起陡坡带Q29和Q36构造中深部储层是渤海最大的湖相碳酸盐岩和扇三角洲碎屑岩的混合沉积,这一亿吨级油气田的发现,刷新了碎屑岩储层最厚、单层油层最厚、测试产能最高纪录.通过岩心观察、薄片鉴定、碳氧同位素分析、元素分析等多种分析手段,认为同沉积大气水淋滤作用,对石臼坨凸起陡坡带混积岩系优质储层的形成起到了至关重要的影响.通过对岩石学标志和元素地球化学标志的分析认为,大气水淋滤作用的主要包括两个过程,一是同沉积淋滤作用下,砾石段产生的选择性溶蚀孔、粒内缝、碎屑高岭石;二是沉积后暴露下,碳酸盐岩段产生的垂直岩溶缝、悬垂状白云石、示顶底构造.在此基础上,提出了大气水淋滤作用的模式,可分为成岩作用差异明显两个成岩带,即大气水渗流带和大气水潜流带,并进一步总结了各带内部的成岩特征和演化模式.

       

    • 一直以来,混合沉积是国内外研究的热点.Mount(1984)首次提出了混合沉积的概念,将其定义为陆相碎屑岩(硅质碎屑岩)和湖相碳酸盐(包括异化颗粒)的混合沉积.混合沉积可划分为狭义和广义的概念;狭义上讲,混合沉积是指陆源碎屑与碳酸盐组分在岩石组构上的混合,广义来说,混合沉积除了包括狭义的定义外,还包括陆源碎屑与碳酸盐岩互层式或夹层式沉积或叠置.本文讨论的范畴属于狭义的混合沉积.关于混合沉积的成因,Mount(1984)曾着重对浅水陆棚环境中狭义的混合沉积作了全面论述,提出了狭义的混合沉积概念中的4种混合沉积类型,包括间接混合(punctuated mixing)、相源混合(facies mixing)、原地混合(in situ mixing)、母源混合(source mixing).本文所指的是母岩混合.

      在国内外大量研究实例中,混合沉积主要发育在浅海陆棚相、古陆边缘和陆表海相、混积滨岸相、混积碳酸盐台地相、湖泊相等沉积环境中.由于渤海湾盆地古近系沙河街组也具备混积岩发育的有利环境、位置和岩性条件,在多个构造也发现了湖泊相的混积岩沉积体.特别是近年来,在石臼坨凸起陡坡带Q29-E5、Q36构造中深部储层发现了湖相碳酸盐岩和扇三角洲碎屑岩的混合沉积,这两种岩性叠置发育,形成了储层厚度达150 m、单层测试产能超千立方米、几个构造总储量规模近亿立方米、并且酸化效果好的巨厚优质储层.可以说Q29-E5这一亿吨级油气田的发现,刷新了碎屑岩储层最厚、单层油层最厚、测试产能最高的纪录,开拓了渤海海域深层勘探的新领域.但与此同时,也为前人对于混积岩研究中的认识提出了新的挑战.

      众所周知,传统的观点认为湖相碳酸盐岩主要分布在碎屑供给少,水体清洁,盐度较高、透光性好的水下高地、湖湾、滨湖等位置(Kelts and Hsij, 1978Platt,1989Anadón and Utrilla, 1993).渤海海域陡坡带由于发育多个厚层扇三角洲及近岸水下扇沉积体,碎屑物质供给较充分,按照传统的观点,这是湖相碳酸盐岩发育的不利位置.那么这样一套扇三角洲和湖相碳酸盐的混合沉积是如何形成的,其优质储层成因机理和主控因素是什么,这是本次研究亟需解决的问题.

      前人对于混积岩系优质储层的研究更多集中在对湖相碳酸盐岩段的研究上,认为白云岩化作用、非选择性溶蚀孔的形成、生物体腔孔的保存等是优质储层的重要成因,而同沉积期大气水淋滤作用往往被忽略.本次研究首次提出,同沉积期大气水淋滤作用对石臼坨凸起优质储层的形成起到了至关重要的影响.

      Q29-E5构造位于石臼坨凸起东倾末端北侧边界断裂下降盘的断坡带上,南依石臼坨凸起,北临秦南生烃凹陷,西侧紧邻秦29-2含油气构造.Q36构造位于石臼坨凸起东倾末端南部陡坡带,石南Ⅰ号大断层下降盘,北依石臼坨凸起,南临渤中生烃凹陷,背山面洼(图 1).两个构造的位置条件都非常有利.渤海海域沙一二段沉积时期处在强断拗转换初期,构造活动相对稳定;湖盆整体上为半咸水环境,湖泊分布浅而广,提供了清澈的水体环境;底质为硬质基底,充足的火山物质有利于生物的繁盛.研究区沙一二段的沉积相类型为以中生界酸性火山岩为母源的扇三角洲及叠置其上的滩坝相混合沉积.

      图  1  石臼坨凸起构造单元划分
      Fig.  1.  Tectonic unit division of Shijiutuo uplift

      研究层位沙河街组岩性包括砂岩、砾岩、混积岩、碳酸盐岩(图 2).在岩心观察和薄片鉴定的基础上,综合测井曲线特征(主要包括中子、密度曲线、电阻率曲线),对研究区岩石成分和结构特征进行了识别,对岩石类型进行了分类.具体的分类方案是:外源陆源碎屑大于85%为纯陆源碎屑岩;外源陆源碎屑小于10%为纯碳酸盐岩;外源陆源碎屑小于85%、大于10%定义为混积岩,进一步将混积岩细分为了陆源碎屑-碳酸盐混积岩、陆源碎屑-生物碎屑混积岩、生物碎屑-碳酸盐混积岩3个亚类(叶茂松等,2018解习农等,2018).总结起来,本区的岩石类型包括沙一段顶部的致密胶结的碎屑岩,中部滩相的生屑白云岩、鲕粒白云岩(图 2a~2d),以及底部扇三角洲砂砾岩、砂岩、白云质砂砾岩(图 2e~2h),沙二段主要由上部的凝灰质砂岩和下部的玄武岩组成.其中扇三角洲砂砾岩与砂岩、滩相白云岩、白云质砂砾岩均为优质储层.

      与传统的湖相碳酸盐相比,陡坡带的混积岩既存在相似性又存在差异性,相似性主要体现在湖相碳酸盐段,都包括原生粒间孔、鲕粒铸模孔(图 2a)、生物体腔孔(图 2b)、生屑铸模孔(图 2c)和非选择性溶蚀孔(图 2d);差异性主要体现在扇三角洲段,本区由于发育扇三角洲沉积体,因此还见到了许多原生粒间孔隙(图 2e)和中酸性火山岩砾石的选择性溶蚀孔(图 2f)和粒内缝(图 2g);岩屑、砾石、长石都发生了强烈溶蚀,很多甚至形成了铸模孔(图 2h),这是传统的湖相碳酸盐所不具备的.

      前人对混积岩系的研究更多体现在对湖相碳酸盐岩段的研究上,认为白云岩化作用(Hein et al., 1992)、生物体腔孔的保存、生屑铸模孔的形成等是优质储层的重要成因,而同沉积期大气水淋滤作用往往被忽略.本次研究认为,石臼坨凸起陡坡带存在同沉积大气水淋滤作用的明显识别标志(Saller and Moore, 1989Quinn,1991),表现为砾石段的选择性溶蚀孔、粒内缝、碎屑高岭石,碳酸盐岩段的垂直岩溶缝、悬垂状白云石、示顶底构造.

      3.1.1   粒内矿物选择性溶蚀

      研究区的扇三角洲物源区主要为酸性火山岩,在大气水淋滤下,在物源区就有所发育有粒内矿物选择性溶蚀孔,多为一些微孔(图 4a).在后期的搬运和滩坝形成过程中随着溶蚀强度的增大,不仅发生斑晶或基质的溶蚀,甚至有的溶蚀成铸模孔.这是由于长石等矿物是易溶组分,它们接触大气水的时间越长其溶蚀越强.

      图  2  岩石类型和孔隙类型
      a.Q36-2井,鲕粒原生孔,3 779.50 m,单偏光;b.Q36-2井,生物体腔孔,3 765.43 m,单偏光;c.Q36-2井,选择性溶蚀,保留泥晶套,3 766.23 m,单偏光;d.Q36-2井,溶蚀粒间孔,3 779.58 m,单偏光;e.Q29-E5井,原生粒间孔发育,3 425.00 m,单偏光;f.Q29-E5井,白云质细-中砾岩,3 373.75 m,单偏光;g.Q29-E5井,砾岩微裂缝,3 445.00 m,单偏光;h.Q29-E5井,白云质表鲕状不等粒砂质细砾岩,3 371.00 m,单偏光
      Fig.  2.  Rock types and pore types
      图  3  石臼坨凸起陡坡带储层物性特征
      a.孔隙度(%)随着深度变化散点图;b.渗透率(10-3 μm2)随着深度变化散点图
      Fig.  3.  Reservoir physical properties in steep slope zone in Shijiutuo uplift
      3.1.2   粒内缝

      在沉积搬运过程中,较强的水动力条件及近源搬运特点为物源区酸性火山岩砾石的搬运及沉积提供了条件(杜晓峰等,2017),产生粒内缝(图 4d).在搬运过程中砾石受到搬运动力及风化作用的综合影响,形成了更多的粒内缝,这些粒内缝仅局限于砾石或颗粒内部(图 4e),显然不是构造应力的结果.在滩坝定型后,砾石粒内缝溶蚀的强度更加明显.粒内矿物选择性溶蚀孔、粒内缝的产生规模和强度均具有叠加效应(图 4f).

      图  4  大气水淋滤作用识别标志
      a.Q29-E5井,白云质不等粒砂质细砾岩,中酸性岩屑溶蚀,3 672.00 m,50-,铸体薄片;b.Q29-E5井,白云质细-中砾岩,流纹质选择性溶蚀,3 375.18 m,50-,铸体薄片;c.Q29-E5井,矿物选择性溶蚀形成的铸模孔,3 375.37 m,50-,铸体薄片;d.Q29-E5井,粒内缝,3 445.00 m,50-,铸体薄片;e.Q29-E5井,扩大的粒内缝,3 378.36 m,100-,铸体薄片;f.Q29-E5井,再次扩大的粒内缝(几乎变成铸模孔),3 378.36 m,100-,铸体薄片;g.Q29-E5井,充填粒间同沉积高岭石,3 445.00 m,40,岩心;h.Q29-E5井,环边和充填裂缝同沉积高岭石,3 378.36 m,100-,铸体薄片,岩心;i.Q29-E5井,碎屑状高岭石,3 378.36 m,100-,扫描电镜;j.Q36-2井,3 772.03~3 772.23 m,垂直岩溶缝,未充填,岩心;k.Q29-E5井,3 375.40~3 375.60 m,垂直岩溶缝,白云石充填,岩心;l.Q2E-5井, 3 372.18 m;m.Q29-E5井,3 385.03 m,25+,示顶底构造,普通薄片;n.Q29-E5井,3 382.35 m,悬垂状白云石胶结,普通薄片;o.Q29-E5井,3 382.34 m,悬垂状方解石胶结,普通薄片
      Fig.  4.  Identification of meteoric water leaching
      3.1.3   同沉积高岭石

      同沉积淋滤作用提出的关键证据,是同沉积高岭石的发现.岩心观察显示,沙一段高岭石含量较高,范围约在15%~40%之间,高岭石的产状呈杂基支撑、充填粒间孔隙(图 4g)、包裹砾石边缘和充满裂缝(图 4h)等.尤其是高岭石杂基支撑砂砾岩的发现表明了其同沉积特点.扫描电镜下这些高岭石晶体杂乱(图 4i),具碎屑高岭石的特点,是搬运过程中形成的.

      3.1.4   垂直岩溶缝

      岩心观察显示,在碳酸盐岩段形成垂直岩溶缝(图 4j),只局限于单个旋回内部,并向下逐渐变弱,每期旋回呈不整合突变接触.部分岩溶缝充填大量白色高岭土(图 4j),这些高岭土主要是在准同沉积期由火山岩的风化作用产生,部分充填白云石(图 4k),这些岩溶缝是短期暴露的产物(Matthews,1968).

      3.1.5   示顶底构造

      岩心观察显示,湖相碳酸盐岩发育段还可见到示顶底构造,其下部为泥粉晶白云石,上部为亮晶方解石,可指示顶底,故称示顶底构造(图 4m)(郭沫贞等,2010).这两种胶结物代表不同时期的充填作用,底部的泥粉晶充填物是上覆盖层遭受淋滤作用时由淋滤水沉淀形成的,是大气水同沉积淋滤期形成的;顶部的亮晶方解石是后期充填的,是埋藏环境下形成的.二者之间的界面代表沉淀时沉积的,与水平面平行,根据示顶底构造可以判断岩层的顶底.

      3.1.6   悬垂状胶结

      微观上观察到悬垂状白云石胶结(图 4n4o)(López-Quirós et al., 2016),其顶部胶结弱,下部强,是重力作用的结果.其形成时期早(赵锐等,2014):主要在渗流带、潜流带形成.

      3.2.1   同位素温度

      测得的碳氧同位素数据,通过公式(1):T(℃)=16.9-4.2(δ18O-δw)+0.13(δ18O-δw)2,δw=-7‰和公式(2):Z=2.048(δ13C+50)+0.498(δ18O+50),可计算出反映温度的T和反映盐度的Z值,同位素地质温度计分析表明其形成温度较低,最低可达25.15℃(Goldstein and Reynolds, 1994Goldstein,2001),最高48.29 ℃(表 1),反映其形成时期为准同沉积期形成的.

      表  1  同位素温度数据和计算结果
      Table  Supplementary Table   Isotopic temperature data and calculation results
      井号 深度(m) 岩石/矿物 δ13C δ18O Z 温度(℃)
      (PDB, ‰) (PDB, ‰) SMOW(‰)
      Q29-E5 3 340.78 泥晶白云石Ⅰ 2.33 -6.95 23.755 106 128.610 7 38.22
      3 340.78 亮晶包壳Ⅰ 2.67 -6.36 24.363 349 129.600 9 35.46
      3 380.25 亮晶包壳Ⅰ 2.02 -4.97 25.796 328 128.961 9 29.24
      3 775.06 粒间胶结物Ⅰ 1.88 -4.01 26.786 011 129.153 3 25.15
      3 341.25 亮晶包壳Ⅰ 4.59 -5.58 25.167 466 133.921 5 31.92
      3 382.10 栉壳环边Ⅰ 4.70 -0.76 30.136 501 136.547 1 28.38
      3 775.06 泥晶白云石Ⅱ 0.29 -6.97 23.734 488 124.422 9 48.29
      3 775.06 泥晶白云石Ⅱ 0.15 -6.24 24.487 059 124.499 7 44.54
      3 376.50 孔隙衬垫Ⅱ 0.32 -5.82 23.920 046 125.057 0 42.44
      3 375.65 粒间胶结物Ⅱ 0.65 -5.64 25.105 611 125.822 5 41.56
      下载: 导出CSV 
      | 显示表格
      3.2.2   激光微区碳氧同位素

      通过碳氧同位素分析,得到了本区碳酸盐胶结物的碳氧同位素值,通过成因图版投点,可以发现,本区存在大气淡水成因方解石和混合水成因的白云石(图 5)(Allan and Matthews, 1982Lohmann,1988).通过计算,得到了各种产状白云石形成的温度,其形成温度较低,形成时间早.其中泥晶套、白云石包壳形成时间最早,其次是环边、衬垫白云石,具有世代性,而粒间胶结物形成时间稍晚(Brigaud et al., 2009).早期形成的泥晶套、白云石包壳及环边的胶结物可以提高岩石机械强度,增加岩石的抗压实能力,对孔隙保存具有建设性作用;经历了同沉积淋滤的反复淘洗,早期的粒间胶结物往往发生溶蚀,有的甚至形成铸膜孔,仅保留泥晶套.

      图  5  碳酸盐岩δ13C-δ18O(PDB标准)成因图解
      Fig.  5.  Diagenetic genesis of carbonate rocks δ13C-δ18O (PDB standard)
      3.2.3   元素分析

      元素分析表明,本区沙一、二段V/Ni:3.94~1.78,平均2.63(图 6a);Th/U:5.07~0.81,平均2.63(图 6b);Sr/Ba < 0.1(图 6c),总体反映陆相咸水环境(Andrews,1991Banner,1995);断层活动速率演化(庞小军等,2017)表明本区沙一、二段构造强度并不大,因此沙一段沉积期,渤海湖泊浅而广,气候的季节性变化(Drewry et al., 1974)及局部周期性的构造运动导致湖盆边缘水深的变化,为短期暴露提供了条件.

      图  6  石臼坨凸起陡坡带沙一、二段微量元素变化
      Fig.  6.  Trace element analysis in the first and second members of Shijiutuo uplift

      最后,本文总结了大气水淋滤作用的模式.可分为两个成岩带:大气水渗流带及潜流带,在这两个带成岩作用差异明显.大气水渗流带可以进一步分为顶部溶解带和底部沉淀带.

      早期的暴露淋滤在滩坝顶部形成了一套大气水与湖水共同构成的淋滤体系.在这套体系顶部淋滤溶蚀作用最强,是鲕粒铸模孔、生屑铸模孔(图 3a~3c图 7a)及颗粒内部孔(图 4d~4f)的主要发育带,也是优质储层的重要成因.由于淡水渗流环境对碳酸钙不饱和,是碳酸盐矿物非选择性溶蚀的主要区间,但由于文石质颗粒比方解石更容易溶解,因此,常造成文石质的生屑及鲕粒优先溶蚀形成铸模孔(图 7a).对于湖相碳酸盐岩段大气水淋滤作用标志更为突出,表现为岩心上的湖相碳酸盐岩淋滤形成的垂直岩溶缝(图 4j)及微观上新月形(图 7b)、悬垂状白云石胶结(图 4n图 7c),这种碳酸盐胶结物增强了岩石的抗压性,有利于粒间孔的保存.除此之外,在大气水渗流环境,斜长石的稳定性也较差,因此,也是火山岩岩屑及砾石溶蚀并高岭石化的主要区间,常见环砾石发育的高岭石粘土边(图 4g).

      图  7  石臼坨凸起大气水淋滤作用成岩模式
      Fig.  7.  Meteoric water leaching and diagenetic model in Shijiutuo uplift
      图  8  扇根砂砾岩和滩相砂砾岩对比
      a.Q29-E4井3 348.34 m,25-;b.Q29-5井3 384.28 m,25-;c.孔隙度渗透率交会图;d.Q29-E4井3 348.10~3 348.34 m;e.Q29-5井3 383.10~3 383.34 m
      Fig.  8.  Comparison of glutenite in fan root and beach facies

      在大气水潜流带可进一步分为顶部沉淀带和底部溶解带.受上部碱性流体影响,在潜流带顶部沉淀带主要发生方解石胶结,由于渗流带上部的溶解作用已经使碳酸钙处于平衡状态,向下渗流过程中由于温度的升高而沉淀.与潜流带的重垂状胶结不同,渗流带胶结物的形态具有等厚环边胶结(图 7d)和共轴连晶胶结(图 7d~7f)的特点,在深部流体的影响下,发育共轴连晶胶结碳酸盐的非选择性溶蚀孔(图 7d)和颗粒的选择性溶蚀孔(图 7e),潜流带的影响深度范围在研究区很可能超过滩坝相混积岩而到达早期沉积的扇三角洲砂体,从而形成未固结扇三角洲砂砾岩的早期胶结作用.早期胶结物在后期溶解,为大量“原生孔隙”的打开提供了条件;如通过对比研究发现,在同一构造带的Q29-4和Q29-5井(王清斌等,2018),没有滩相叠置在扇三角洲砂体之上,扇三角洲砂体物性整体较差(图 8),全部为致密层,这凸显了滩坝阶段大气水淋滤对岩屑及砾石的粒内溶蚀的贡献.此外,底部以中酸性砾岩火山岩为母岩的砾石在后期流体作用下发生粒内矿物的选择性溶解,共同形成了潜流带的溶解带(图 8f).

      (1)石臼坨凸起岩石类型包括沙一段顶部的致密胶结的碎屑岩,中部滩相的生屑白云岩、鲕粒白云岩,以及底部扇三角洲砂砾岩、砂岩、白云质砂砾岩,沙二段主要由上部的凝灰质砂岩和下部的玄武岩组成.其中扇三角洲砂砾岩与砂岩、滩相白云岩、白云质砂砾岩均为优质储层.

      (2)石臼坨凸起储集空间类型湖相碳酸盐段原生粒间孔、鲕粒铸模孔、生物体腔孔、生屑铸模孔和非选择性溶蚀孔;扇三角洲段发育原生粒间孔隙和中酸性火山岩砾石的选择性溶蚀孔和粒内缝.

      (3)同沉积大气水淋滤作用,对石臼坨凸起陡坡带混积岩系优质储层的形成起到了至关重要的影响.其中岩石学标志主要包括砾石段的选择性溶蚀孔、粒内缝、碎屑高岭石,碳酸盐岩段的垂直岩溶缝、悬垂状白云石、示顶底构造;地球化学标志主要包括碳氧同位素分析和包裹体分析证据.

      (4)总结了石臼坨凸起同沉积淋滤作用的成岩模式,可分为差异明显的两个成岩带:大气水渗流带及潜流带.渗流带的顶部发育溶解带,其淋滤溶蚀作用最强,是鲕粒铸模孔、生屑铸模孔及颗粒内部孔的主要发育带,是优质储层的重要成因,也是火山岩岩屑及砾石溶蚀并高岭石化的主要区间.底部的沉淀带主要发育新月形、悬垂状胶结物,虽然是沉淀带,但是增强了岩石的抗压性,有利于粒间孔的保存.潜流带顶部的沉淀带主要发生方解石胶结,胶结物的形态具有等厚环边胶结特点.底部的溶解带主要为早期胶结物在后期溶解,为大量“原生孔隙”的打开提供了条件;此外,底部以中酸性砾岩火山岩为母岩的砾石在后期流体作用下发生粒内矿物的选择性溶解,共同形成了潜流带的溶解带.

    • 图  1  石臼坨凸起构造单元划分

      Fig.  1.  Tectonic unit division of Shijiutuo uplift

      图  2  岩石类型和孔隙类型

      a.Q36-2井,鲕粒原生孔,3 779.50 m,单偏光;b.Q36-2井,生物体腔孔,3 765.43 m,单偏光;c.Q36-2井,选择性溶蚀,保留泥晶套,3 766.23 m,单偏光;d.Q36-2井,溶蚀粒间孔,3 779.58 m,单偏光;e.Q29-E5井,原生粒间孔发育,3 425.00 m,单偏光;f.Q29-E5井,白云质细-中砾岩,3 373.75 m,单偏光;g.Q29-E5井,砾岩微裂缝,3 445.00 m,单偏光;h.Q29-E5井,白云质表鲕状不等粒砂质细砾岩,3 371.00 m,单偏光

      Fig.  2.  Rock types and pore types

      图  3  石臼坨凸起陡坡带储层物性特征

      a.孔隙度(%)随着深度变化散点图;b.渗透率(10-3 μm2)随着深度变化散点图

      Fig.  3.  Reservoir physical properties in steep slope zone in Shijiutuo uplift

      图  4  大气水淋滤作用识别标志

      a.Q29-E5井,白云质不等粒砂质细砾岩,中酸性岩屑溶蚀,3 672.00 m,50-,铸体薄片;b.Q29-E5井,白云质细-中砾岩,流纹质选择性溶蚀,3 375.18 m,50-,铸体薄片;c.Q29-E5井,矿物选择性溶蚀形成的铸模孔,3 375.37 m,50-,铸体薄片;d.Q29-E5井,粒内缝,3 445.00 m,50-,铸体薄片;e.Q29-E5井,扩大的粒内缝,3 378.36 m,100-,铸体薄片;f.Q29-E5井,再次扩大的粒内缝(几乎变成铸模孔),3 378.36 m,100-,铸体薄片;g.Q29-E5井,充填粒间同沉积高岭石,3 445.00 m,40,岩心;h.Q29-E5井,环边和充填裂缝同沉积高岭石,3 378.36 m,100-,铸体薄片,岩心;i.Q29-E5井,碎屑状高岭石,3 378.36 m,100-,扫描电镜;j.Q36-2井,3 772.03~3 772.23 m,垂直岩溶缝,未充填,岩心;k.Q29-E5井,3 375.40~3 375.60 m,垂直岩溶缝,白云石充填,岩心;l.Q2E-5井, 3 372.18 m;m.Q29-E5井,3 385.03 m,25+,示顶底构造,普通薄片;n.Q29-E5井,3 382.35 m,悬垂状白云石胶结,普通薄片;o.Q29-E5井,3 382.34 m,悬垂状方解石胶结,普通薄片

      Fig.  4.  Identification of meteoric water leaching

      图  5  碳酸盐岩δ13C-δ18O(PDB标准)成因图解

      Fig.  5.  Diagenetic genesis of carbonate rocks δ13C-δ18O (PDB standard)

      图  6  石臼坨凸起陡坡带沙一、二段微量元素变化

      Fig.  6.  Trace element analysis in the first and second members of Shijiutuo uplift

      图  7  石臼坨凸起大气水淋滤作用成岩模式

      Fig.  7.  Meteoric water leaching and diagenetic model in Shijiutuo uplift

      图  8  扇根砂砾岩和滩相砂砾岩对比

      a.Q29-E4井3 348.34 m,25-;b.Q29-5井3 384.28 m,25-;c.孔隙度渗透率交会图;d.Q29-E4井3 348.10~3 348.34 m;e.Q29-5井3 383.10~3 383.34 m

      Fig.  8.  Comparison of glutenite in fan root and beach facies

      表  1  同位素温度数据和计算结果

      Table  1.   Isotopic temperature data and calculation results

      井号 深度(m) 岩石/矿物 δ13C δ18O Z 温度(℃)
      (PDB, ‰) (PDB, ‰) SMOW(‰)
      Q29-E5 3 340.78 泥晶白云石Ⅰ 2.33 -6.95 23.755 106 128.610 7 38.22
      3 340.78 亮晶包壳Ⅰ 2.67 -6.36 24.363 349 129.600 9 35.46
      3 380.25 亮晶包壳Ⅰ 2.02 -4.97 25.796 328 128.961 9 29.24
      3 775.06 粒间胶结物Ⅰ 1.88 -4.01 26.786 011 129.153 3 25.15
      3 341.25 亮晶包壳Ⅰ 4.59 -5.58 25.167 466 133.921 5 31.92
      3 382.10 栉壳环边Ⅰ 4.70 -0.76 30.136 501 136.547 1 28.38
      3 775.06 泥晶白云石Ⅱ 0.29 -6.97 23.734 488 124.422 9 48.29
      3 775.06 泥晶白云石Ⅱ 0.15 -6.24 24.487 059 124.499 7 44.54
      3 376.50 孔隙衬垫Ⅱ 0.32 -5.82 23.920 046 125.057 0 42.44
      3 375.65 粒间胶结物Ⅱ 0.65 -5.64 25.105 611 125.822 5 41.56
      下载: 导出CSV
    • Allan, J. R., Matthews, R. K., 1982. Isotope Signatures Associated with Early Meteoric Diagenesis. Sedimentology, 29(6): 797-817. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.1982.tb00085.x
      Anadón, P., Utrilla, R., 1993. Sedimentology and Isotope Geochemistry of Lacustrine Carbonates of the Oligocene Campins Basin, North-East Spain. Sedimentology, 40(4): 699-720. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.1993.tb01356.x
      Andrews, J.E., 1991. Geochemical Indicators of Depositional and Early Diagenetic Facies in Holocene Carbonate Muds, and Their Preservation Potential during Stabilisation. Chemical Geology, 93(3-4): 267-289. https://doi.org/10.1016/0009-2541(91)90118-B
      Banner, J.L., 1995. Application of the Trace Element and Isotope Geochemistry of Strontium to Studies of Carbonate Diagenesis. Sedimentology, 42(5): 805-824. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.1995.tb00410.x
      Brigaud, B., Durlet, C., Deconinck, J., et al., 2009. The Origin and Timing of Multiphase Cementation in Carbonates: Impact of Regional Scale Geodynamic Events on the Middle Jurassic Limestones Diagenesis (Paris Basin, France). Sedimentary Geology, 222(3): 161-180. https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2009.09.002
      Drewry, G.E., Ramsay, A.T.S., Smith, A.G., 1974. Climatically Controlled Sediments, the Geomagnetic Field, and Trade Wind Belts in Phanerozoic Time. The Journal of Geology, 82(5): 531-553. https://doi.org/10.1086/628005
      Du, X.F., Jia, D.H., Wang, Q.M., et al., 2017. Local Provenance System and Its Oil and Gas Exploration Significance: A Case Study of the Paleogene in Bohai Sea Area. China Offshore Oil and Gas, 29(4): 19-27(in Chinese with English abstract).
      Goldstein, R.H., 2001. Fluid Inclusions in Sedimentary and Diagenetic Systems. Lithos, 55(1): 159-193. https://doi.org/10.1016/S0024-4937(00)00044-X
      Goldstein, R.H., Reynolds, T. J., 1994. Systematics of Fluid Inclusions in Diagenetic Minerals. SEPM (Society for Sedimentary Geology), Tulsa, Oklahoma.
      Guo, M.Z., Wen, C.J., Yuan, G.H., et al., 2010. Features, Origin and Geological Significance of Geopetal Structures in Carboniferous Volcanic Rocks in Niudong Block, Santanghu Basin. Marine Origin Petroleum Geology, 15(3): 74-78(in Chinese with English abstract). http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hxyqdz201003012
      Hein, J. R., Gray, S. C., Richmond, B. M., et al., 1992. Dolomitization of Quaternary Reef Limestone, Aitutaki, Cook Islands. Sedimentology, 39(4): 645-661. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.1992.tb02142.x
      Kelts, K., Hsij, K.J., 1978. Freshwater Carbonate Sedimentation. In: Lerman, A., ed., Lakes: Chemistry, Geology and Physics. Springer Verlag, Berlin, 295-353.
      Lohmann, K.C., 1988. Geochemical Patterns of Meteoric Diagenetic Systems and Their Applications to Paleokarst. In: Choquette, P.W., James, N.P., eds., Paleokarst. Springer, New York, 58-80.
      López-Quirós, A., Barbier, M., Martín, J. M., et al., 2016. Diagenetic Evolution of Tortonian Temperate Carbonates Close to Evaporites in the Granada Basin (SE Spain). Sedimentary Geology, 335: 180-196. https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2016.02.011
      Matthews, R.K., 1968. Carbonate Diagenesis: Equilibration of Sedimentary Mineralogy to the Subaerial Environment; Coral Cap of Barbados, West Indies. SEPM Journal of Sedimentary Research, 38: 1110-1119. https://doi.org/10.1306/74d71b13-2b21-11d7-8648000102c1865d
      Mount, J.F., 1984. Mixing of Siliciclastic and Carbonate Sediments in Shallow Shelf Environments. Geology, 12(7): 432-435. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1984)12432:mosacs > 2.0.co; 2 doi: 10.1130/0091-7613(1984)12432:mosacs>2.0.co;2
      Pang, X.J., Du, X.F., Ma, Z.W., et al., 2017. Study on the Relationship between Provenance Denudation Quantity and Sandy Conglomerate Volume of the Paleogene Es1-2 in Eastern Shijiutuo Uplift, Bohai Sea. China Offshore Oil and Gas, 29(4): 68-75(in Chinese with English abstract). http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zghsyq-gc201704008
      Platt, N.H., 1989. Lacustrine Carbonates and Pedogenesis: Sedimentology and Origin of Palustrine Deposits from the Early Cretaceous Rupelo Formation, W Cameros Basin, N Spain. Sedimentology, 36(4): 665-684. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.1989.tb02092.x
      Quinn, T.M.Q., 1991. Meteoric Diagenesis of Plio-pleistocene Limestones at Enewetak Atoll. SEPM Journal of Sedimentary Research, 61(5): 681-703. https://doi.org/10.1306/d42677b2-2b26-11d7-8648000102c1865d
      Saller, A.H., Moore, C.H., 1989. Meteoric Diagenesis, Marine Diagenesis, and Microporosity in Pleistocene and Oligocene Limestones, Enewetak Atoll, Marshall Islands. Sedimentary Geology, 63: 253-272. https://doi.org/10.1016/0037-0738(89)90135-8
      Wang, Q.B., Liu, L., Niu, C.M., et al., 2018. Impacts of the Freshwater Diagenetic Environment to the Mix-Deposition of Lacustrine Carbonate and Clastic at the Steep Slope of Shijiutuo Uplift, Bohai Bay Basin. Earth Science, 43(Suppl.2): 234-242(in Chinese with English abstract).
      Xie, X.N., Ye, M, S., Xu, C.G., et al., 2018.High Quality Reservoirs Characteristics and Forming Mechanisms of Mixed Siliciclastic-Carbonate Sediments in the Bozhong Sag, Bohai Bay Basin. Earth Science, 43(10): 3526-3539(in Chinese with English abstract). http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dqkx201810015
      Ye, M.S., Xie, X.N., Xu, C.G., et al., 2018. Discussion for Classification-Designation System of Mixed Siliciclastic-Carbonate Sediments and the Implication for Their Reservoir Prediction: A Case Study of Mixed Sediments from Bohai Sea Area. Geological Review, 64(5): 1118-1131(in Chinese with English abstract).
      Zhao, R., Wu, Y.S., Jiang, H.X., et al., 2014. Origin Evidenced by Statistic Feature and Orientation Fabric in the Upper Permian Changxing Formation Dolostone of Panlongdong, Northeastern Sichuan. Acta Geologica Sinica, 88(6): 152-164(in Chinese with English abstract). http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dizhixb201406013
      杜晓峰, 加东辉, 王启明, 等, 2017.盆内局部物源体系及其油气勘探意义:以渤海海域古近系为例.中国海上油气, 29(4): 19-27.
      郭沫贞, 文川江, 苑国辉, 等, 2010.三塘湖盆地牛东石炭系火山岩示顶底构造特征、成因及地质意义.海相油气地质, 15(3): 74-78. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hxyqdz201003012
      庞小军, 杜晓峰, 马正武, 等, 2017.石臼坨凸起东段沙一、二段沉积时期物源剥蚀量与砂砾岩沉积量关系.中国海上油气, 29(4): 68-75. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zghsyq-gc201704008
      王清斌, 刘立, 牛成民, 等, 2018.石臼坨凸起陡坡带大气淡水成岩环境对湖相混积岩储层的影响.地球科学, 43(增刊2): 234-242. doi: 10.3799/dqkx.2018.138
      解习农, 叶茂松, 徐长贵, 等, 2018.渤海湾盆地渤中凹陷混积岩优质储层特征及成因机理.地球科学, 43(10): 3526-3539. doi: 10.3799/dqkx.2018.277
      叶茂松, 解习农, 徐长贵, 等, 2018.混积岩分类命名体系探讨及对混积岩储层评价的启示:以渤海海域混积岩研究为例.地质论评, 64(5): 1118-1131.
      赵锐, 吴亚生, 姜红霞, 等, 2014.四川宣汉盘龙洞上二叠统长兴组白云岩组构定向与统计特征及其成因意义.地质学报, 88(6): 152-164. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dizhixb201406013
    • 期刊类型引用(5)

      1. 陈善斌. 渤海湾盆地渤中C构造区沙一段混合沉积特征与发育模式. 复杂油气藏. 2024(01): 62-69 . 百度学术
      2. 佟欢,朱世发,崔航,蔡文典,马立驰. 渤海湾盆地桩海地区古近系沙河街组一段-二段混积岩优质储层特征与控制因素. 石油与天然气地质. 2024(04): 1106-1120 . 百度学术
      3. 王晔磊,邱隆伟,刘卫红,杨勇强,滕宝刚,吴宛秋. 碎屑岩潜山储层埋藏-抬升-再埋藏的成岩响应:以济阳坳陷孤北潜山二叠系上石盒子组为例. 地球科学. 2023(04): 1481-1495 . 本站查看
      4. 马良涛,范廷恩,蔡文涛,高云峰,王宗俊,何荣胜. 分级构型约束低渗相对优质储层预测技术及其应用. 地球科学. 2023(08): 2947-2959 . 本站查看
      5. 庞小军,杜晓峰,王冠民,王清斌,张参. 渤海海域渤中19-6构造及围区深层孔店组砂砾岩优质储层成因及孔隙演化. 地球科学. 2023(11): 4153-4174 . 本站查看

      其他类型引用(1)

    • 加载中
    图(8) / 表(1)
    计量
    • 文章访问数:  1795
    • HTML全文浏览量:  1055
    • PDF下载量:  49
    • 被引次数: 6
    出版历程
    • 收稿日期:  2020-04-10
    • 刊出日期:  2020-11-17

    目录

    /

    返回文章
    返回