中国白云岩油气勘探开发进展

中国白云岩油气勘探开发进展与发展前景
姓名：赵炜
学号：1501210270
摘要：中国发育海相、海陆过渡相碳酸盐岩，都具备白云岩性油气形成与富集条件，白云岩油气资源丰富。

中国在白云岩油气资源潜力评价和勘探开发取得了重要进展。

本文系统总结了中国白云岩油气勘探开发实践，分析了中国白云岩油气资源前景，指出中国白云岩油气资源丰富。

目前已在中国多处发现了白云岩油气资源，发展前景良好。

随着白云岩油气地质评价与开发理论创新及相关关键技术突破，未来中国白云岩油气资源发展前景广阔。

关键词：白云岩油气；勘探开发；进展；中国；储层；沉积相；物性
1、白云岩成因
“白云岩”自1791年法国博物学家DeodtdeDolomieu首次描述以来，就成为地质学家们研究的重点课题之一。

而白云岩的成因问题一直百家争鸣，其牵涉的主要问题有：①白云岩究竟是原生沉淀还是次生交代?@Mg抖来源；③流体的运移机制；④交代形成阶段。

关于白云岩成因的问题涉及面广、内容丰富复
杂而进展缓慢n]。

前人研究总结提出的白云岩化模式有十多种，分别有：蒸发模式(萨布哈模式)、渗透回流模式、海平面下降蒸发水位降低模式、开放环境混合水模式、封闭环境混合水模式、库龙模式、埋藏模式、Kohout对流模式、浓缩正常海水模式和浅埋藏白云岩化模式等。

根据Mg。

来源和流体动力学机制，目前较成熟的次生白云石化成因模式主要有蒸发模式(萨布哈模式)、渗透回流模式、混合水模式、海水模式、埋藏模式以及热液成因模式。

最近白云石动力学障碍这一微观机制出发，探究了其成因。

结果表明，微生物的新陈代谢所起的调节作用是白云石形成过程中的关键因素。

另外，有机大分子如多糖、羧甲基纤维素、羧基等也能以与硫酸盐还原菌类似的方式促进白云石
的形成，这为研究白云石的成因机制提供了新的思路。

(1)微生物在白云石沉淀时所起的调节作用对白云石形成至关重要，但白云石成核的最初阶段及成核的微观机制还需进一步研究。

(2)硫酸盐还原菌代谢产物、多糖、羧甲基纤维素、羧基等有机物可以降低镁离子脱水的能量，使镁离子游离出来，从而促进白云石的沉淀。

2、中国白云岩油气勘探开发历程
碳酸盐岩中赋存的油气资源已接近储量的50%，产量更高达60%以上，其中又有一半是在白云岩中;根据国际碳酸盐岩数据库统计，白云岩与灰岩油气田数目相当，白云岩油气田102个，灰岩124个;
碳酸盐岩是良好的油气储层，近年来我国更发现了塔里木盆地、鄂尔多斯盆地等大型白云岩储层油田。

碳酸盐岩作为地球上分布最广范的沉积岩之一，其含量占地史时期所有沉积岩总量的2O％～25。

碳酸盐岩是良好的油气储层，近年来我国更发现了塔里木盆地、鄂尔多斯盆地等大型白云岩储层油田。

目前在我国发现的3个海相大油气田中，与白云岩储层有关的就有2个。

一个是鄂尔多斯盆地的靖边气田，储层为下奥陶统马家沟组白云岩，探明地质储量为3377．3×108m3;另一个是四川盆地的普光气田，储层为上二叠统长兴组和下三叠统飞仙关组生物礁及鲕滩白云岩，探明地质储量为2510．7×108m3。

另外，我国四川盆地的威远气田，其储层为时代最老的震旦系灯影组孔洞缝型白云岩，探明储量为408．6×108m3，显示了白云岩储层独特的油气勘探潜力。

与国外白云岩油气勘探相比，我国的白云岩油气勘探尚处于起步阶段，其产量和油气田规模远远小于国外，对于白云岩油气勘探开发规律的认识不够制约了我们对白云岩油气勘探开发的进程。

3、中国白云岩油气形成储层沉积特征
全球白云岩油气田主要分布在北美洲，构造背景以缝合带边缘的前陆盆地为主，其产层主要分布在古生代和中生代，在萨布哈潮坪环境下，更容易发现白云岩气田，而在前缘斜坡和深水盆地环境下，以白云岩油田为主，高能碳酸盐砂和生物建造环境下以凝析气田为主。

通过对这些油气田白云岩储集层储集空间的分
析及孔、渗数据的研究，揭示白云岩优质储层主要受白云石化作用、溶蚀作用和裂缝化作用控制，沉积环境控制了白云石化作用和溶蚀作用的发生，而构造背景则与裂缝的发育相关;其盖层受白云石化环境的控制，主要以海相页岩和蒸发岩为主。

大面积白云岩分布主要与局限环境有关，潮湿气候白云岩主要分布于HST 上部及SMW，干旱炎热气候白云岩主要分布于TST，白云岩成因多样、储集体形状各异，与白云石化主要机制有关，大面积白云岩与卤水回流渗透、热对流及构造驱动流有关，形成温度50-80℃、深度0.5-2km，属海水-浅埋藏白云石化产物；
在四川盆地中二叠统栖霞组—茅口组岩相古地理特征四川盆地中二叠统栖霞组主要为碳酸盐岩台地相沉积[10-11]。

龙门山断裂一线以西为深水盆地相,以东为台地边缘滩发育区,向东水体变深,由台地边缘逐渐过渡为开阔台地相(图5)。

栖霞晚期,川西北部台缘滩体分布于通口—天井山—矿山梁—车家坝一带,储层主要发育在栖霞组中上部,是中二叠世一次重要的成滩期,且台缘滩相岩石大多经白云石化作用改造,具有良好的储集条件。

盆地中二叠统茅口组也为碳酸盐岩台地相沉积,以开阔台地相沉积为主。

沉积时,受盆地拉张背景影响,局部地区发育热次盆微相,受热流体作用影响形成热水白云岩,经多次重结晶作用,形成晶粒白云岩。

4、中国白云岩储集层物性分析
储层主要包括孔隙型白云岩、岩溶缝洞和裂缝3种类型。

有油气前景的白云岩储层主要为三类：与蒸发台地相关的准同生3白云岩储层白云岩，埋藏成岩作用白云岩和生物成因白云岩。

台内颗粒滩主要有两类：即白云石化颗粒滩和裂缝性颗粒滩储层。

中国的碳酸盐岩分布广，达300krn2，除已发现油气的四大盆地外，相信不久的将来在中国南方和羌塘地区古特提斯域碳酸盐岩沉积区将取得大的突破。

白云岩是一种优质的层状碳酸盐岩储层。

白云岩是一种沉积与成岩综合作用的碳酸盐岩，其形成受控于多种地质因素，如原始沉积环境、埋藏后成岩环境。

在中国陆上海相地层中，形成具有经济规模油气田的白云岩储层主要有三种，即蒸发台地白云岩、埋藏白云岩和生物成因白云岩。

中国含油气白云岩主要分布在三大盆地：四川盆地震旦系灯影组、石炭系黄龙组、三叠系飞仙关组、嘉陵江组和雷口坡组；塔里木盆地寒武系和下奥陶统蓬莱坝组；鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组。

4．1蒸发台地白云岩
蒸发台地上，海水浓缩形成富含镁离子的卤水；在这种背景下，有两种白云岩发育：一是与蒸发岩同沉积共生的准同生白云岩，其次是埋藏后地层中的卤水进一步与灰岩反应，形成埋藏白云岩。

准同生白云岩在中国三大盆地都有分布，如四川盆地三叠系嘉陵江组沉积期，上扬子地台的四川地区此时为克拉通内部的蒸发台地背景，形成了大面积的台内滩和白云岩，是一种典型的与蒸发岩相关的准同生白云岩。

此外，这类白云岩还有川东石炭系黄龙组，鄂尔多斯盆地中部奥陶系马家沟组，塔里木盆地中下寒武统下丘里塔格组。

蒸发台地卤水下渗对台地边缘的滩坝相颗粒灰岩白云石化形成优质的白云岩储层，典型例子是四
川东北部开江一梁平海槽飞仙关组鲕粒白云岩，其形成机制如图8所示，台地边缘鲕粒滩灰岩经台地内咸化泻湖卤水下渗白云石化，形成了优质的储集体。

在海槽周缘，已发现四川最大的天然气富集区，相继发现了铁山坡、渡口河、罗家寨、普光等大型气田，总储量规模已达5000亿m。

，成为四川第一大天然气区。

其储层主要在飞二、飞三段。

白云石晶间孔和各类溶孔为主要孔隙类型，孔隙度在4～
15，渗透率可达数百毫达西，是优质碳酸盐岩储层。

鲕滩白云岩的成因是复合成因ll，即由准同生到埋藏白云石化的叠合过程。

储集体主要是白云石化的鲕滩；台地边缘的鲕滩在向海槽前积的过程中形成了厚度大、多层叠置的台缘鲕粒滩白云岩储层。

在近泻湖一侧(内侧)的鲕滩，白云石化强度适中，储层发育好，海槽斜坡一侧白云石化强度变弱，储层变差。

台内蒸发白云岩由于过渡白云石化，白云石晶粒细小，岩性致密，为非储层。

储层厚度与白云石化强度和鲕滩厚度相关；在台缘带，鲕滩最厚，向泻湖方向变薄。

有利储集相带往往分布在台地边缘邻近泻湖一侧，即白云石化强度适中的区带。

4．2埋藏成岩作用白云岩
埋藏成岩作用能够使灰岩转变成白云岩，在白云石交代方解石的过程中，白云石晶粒变粗大，灰岩的原始组构遭到破坏，等分子量的交代作用可增加孔隙度16；使得大晶粒的白云石晶问孔发育，并常伴有小溶洞形成，可成为良好的储层。

塔里木盆地下奥陶统蓬莱坝组的白云岩厚，分布面积达20多万km，具有可观的勘探价值。

埋藏成岩作用白云岩有两种类型：一是在原含镁较高的碳酸盐岩中因温度的增加，由地层水提供镁离子，方解石晶粒调整形成白云石；其二是盆地热水活动带来的远源镁离子，使灰岩、灰质白云岩进一步白云石化形成以异形白云石为代表的白云岩。

这种热水白云岩又有两种代表，一种以交代形式出现，形成非常粗大的晶粒白云岩，另一种在孔隙或溶洞中沉淀成为溶洞的白色晶体衬里，或将溶洞充填满成为大斑晶。

热水白云岩是优良的白云岩储层，在深埋藏环境下能够形成优质的储层，如古城4井，6300m井深和塔深1井8000m井深处，仍然发现了富含溶孔、溶洞的很好的埋藏白云岩储层。

这预示着塔里木盆地深层白云岩具有优质储层，勘探前景十分可观。

埋藏白云岩储层一般沿层面分布和透镜状分布两种形式，即热水活动的通道是热水白云岩形成的必要条件。

4．3生物成因白云岩
最近几年国外学者，特别是上届国际沉积学会发育，成岩变形构造缝洞和构造裂缝也发育。

中国海相白云岩储层的三种主要分布类型在储集性质方面有明显差异，与蒸发台地相关的准同生白云岩和生物成因白云岩，晶粒往往小，较致密，晚期埋藏形成的白云岩，晶粒粗，晶间孔更为发育。

但在规模上，准同生期白云岩分布面积大，成层性好，在勘探开发上更易于识别和预测；埋藏白云岩不确定因素
多，需要做大量地质研究工作，寻找分布规律。

其次，强烈的后期成岩作用，可明显改造各类白云岩的储集性能；在岩溶作用、埋藏溶蚀作用和构造破裂作用下，白云岩比灰岩更敏感，更易于发育优质储层。

如威远灯影组、川东黄龙组、陕中马家沟组白云岩储层都是典型的复合成因优质白云岩储层。

构造（背斜）圈闭及直接盖层是白云岩储层成藏重要条件，白云岩在碳酸盐岩储层中均质性高，不利于非均质侧向封堵成岩圈闭的形成。

受震旦纪末期桐湾运动影响，四川盆地震旦系灯影组白云岩因遭受大气降水岩溶作用而发育了丰富的溶蚀孔隙。

虽然经历了漫长的埋藏成岩演化过程，深层灯影组白云岩中仍见有丰富的储集空间未被成岩矿物充填而保存下来。

通过对钻井及野外剖面进行系统岩石矿物学研究发现，储集空间保存段是灯影组上部的沥青显示段；而没有沥青的下部白云岩中的孔隙空间多被白云石等成岩矿物所充填。

对林1井研究发现，下部沥青未充填段成岩充填作用在埋藏过程中持续进行。

油气充注改变了白云岩储层中的成岩流体环境并抑制了成岩矿物的形成；在后期埋藏过程，油逐渐转变成沥青覆盖在空隙缝洞周围，也抑制了成岩矿物的沉淀形成；因而在现今沥青存在的深层白云岩储层中仍有丰富的孔隙空间保存下来。

近年来,四川盆地中二叠统天然气勘探取得了可喜的进展,多口井在中二叠统茅口组、栖霞组白云岩孔隙型储层段钻获高产工业气流,中二叠统成为该盆地现阶段最现实的接替层系之一。

为明确下一步的勘探方向,分析了四川盆地中二叠统的沉积背景和有利储层类型。

结果表明:沉积环境主要为开阔台地浅水碳酸盐岩沉积环境;沉积时,古地貌西高东低,中西部生屑滩相储层较东部更为发育;地壳拉张使得中二叠统具备热水沉积、热液改造的良好条件;对勘探有利的3种储层类型为栖霞组滩相白云岩孔隙型储层、茅口组热水白云岩孔隙型储层和茅口组岩溶储层,其中白云岩孔隙型储层是中二叠统最有前景的勘探目标。

结论认为:①川西北部—川中地区中二叠统灰质烃源岩生烃强度大,具有形成大中型气田的物质基础;②川西地区栖霞组白云岩储层较厚,是中二叠统天然气勘探的最有利
地区;③上述3种储层类型均发育的地区主要分布在川中地区,其3套储层纵向上叠置,勘探潜力大;④剑阁—南充—丰都地区位于热次盆区带,其茅口组热水白云岩储层发育且叠加茅口组岩溶储层,天然气勘探前景好。

2014年,重点风险探井双探1井在川西北部地区的中二叠统白云岩储层钻获高产工业气流,实现了该盆地中二叠统天然气勘探的重要突破,不仅具有重大战略意义,而且对于超深层海相地层的油气勘探也颇具指导作用四川盆地中二叠统为连续的碳酸盐岩台地沉积,以碳酸盐岩沉积为主,储层主要包括孔隙型白云岩、岩溶缝洞和裂缝3种类型,天然气资源量十分可观,勘探潜力巨大。

最后,划分了该盆地中二叠统的勘探有利区带,并指出最有利的勘探区带集中在该盆地中西部,其中川西北部地区烃源条件最为优越、白云岩储层发育、构造成排成带分布,是最有利的勘探区。

5、白云岩油气田主力盖层分析
白云岩油气田成藏，其盖层与其白云石化环境密不可分，盖层大体分为海相页岩为主的深水环境以及蒸发岩、硬石膏为主的澙湖环境两类，此外还有一些致密砂岩、致密碳酸盐岩和泥灰岩等，页岩和致密碳酸盐岩作为盖层的比例最大，达到52．56%，而代表蒸发环境的蒸发岩和硬石膏及石盐作为盖层比例为27．01%。

6结论
(1)白云岩油气田主要分布在陆上，集中分布在北美洲、亚洲和欧洲，其地理位置分布不均衡;而且不同板块构造背景影响着白云岩油气田的分布，挤压型的盆地及断裂更容易形成大型白云第5期马锋等:世界白云岩油气田勘探综述1019岩油气田，而裂谷型盆地或者被动边缘构造背景下，则不易形成白云岩油气田。

(2)统计规律表明:低能的潮坪澙湖沉积和前缘斜坡深水盆地的碎屑流及浊流环境是最易形成白云岩油气藏，这与白云石化作用发生和后期形成盖层的条件密切相关;台地边缘礁滩复合体，如果发生白云石化作用，不一定就会提高礁滩复合体的储层质量，必须有后期溶蚀作用的参与，才会发育礁滩复合体白云石化优质储层;萨布哈潮坪环境下，更容易发现白云岩气田，而在前缘斜坡和深水盆地环境下，以白云岩油田为主，高能碳酸盐砂和生物建造环境下以凝析气田为主。

(3)白云岩型油气田主要产自中生代的白垩纪和古生代的二叠纪，其中大型白云岩油气田主要产自白垩纪地层，下古生代的晚奥陶世和元古宙的新元古代沉积的古老地层具有良好的白云岩型油气田勘探潜力。

(4)物性分析表明:白云岩储集层储集空间多样，其孔隙类型主要受白云石化作用、溶蚀作用和裂缝作用的控制，白云石作用和溶蚀作用为油气提供主
（5）川西北部—川中地区中二叠统灰质烃源岩生烃强度大,具有形成大中型气田的物质基础;川西地区栖霞组白云岩储层较厚,是中二叠统天然气勘探的最有利地区;上述3种储层类型均发育的地区主要分布在川中地区,其3套储层纵向上叠置,勘探潜力大;剑阁—南充—丰都地区位于热次盆区带,其茅口组热水白云岩储层发育且叠加茅口组岩溶储层,天然气勘探前景好。

要的油气储集空间，裂缝作用起到沟通孔洞的改造作用;白云岩储层主要以Ⅰ类和Ⅱ类为主，其储集空间结构类型以裂缝—孔隙型为主，其次为裂缝型，储集空间类型以晶间孔、铸膜孔和粒间孔为主，其次为溶蚀孔/洞和裂缝孔隙，单一的孔隙型结构的白云岩储层较少;白云岩优质储层在白云石化基础上，还要有裂缝化和溶蚀作用的贡献，才能广泛发育。

白云岩盖层主要为深水环境海相页岩和澙湖环境的蒸发岩、硬石膏。

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