陆相白云岩成因与储层研究方法初探

陆相白云岩成因与储层研究方法初探

X

刘爱永

1,2

,郑　敏

3

(1.中国地质大学能源学院,北京100083;2.中石化中原油田分公司勘探管理部;

3.中石化中原油田分公司勘探开发科学研究院,河南濮阳　457001)

摘　要:渤海湾盆地古近系沙河街组广泛发育有湖相白云岩,普遍认为其属于与间歇海侵有关的正常沉积的深-半深湖相白云岩。孙钰、廖静等对济阳坳陷惠民凹陷及黄骅坳陷歧口凹陷两个陆相白云岩沉积地区进行了分析,贾丽等对黄骅坳陷歧口西斜坡带泥晶灰质白云岩油层评价进行了方法研究,综合利用岩心、录井、地化及微观资料认为,渤海湾陆相盆地沙河街组一段白云岩岩性及物性特征、储渗空间类型及组合特征方面存在着相对一致的结论。

关键词:白云岩;成因机理;储集空间;Mg /Ca 比;碳同位素

中图分类号:P 618.130.1 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)02—0145—02 白云岩作为碳酸盐岩的重要油气储层,北美碳酸盐岩油气藏的80%油气产于层状白云岩中,中国大多数天然气(包括少量原油)也产于白云岩储层中,陆相含油气盆地内白云岩的成因研究薄弱。1　白云岩成因

白云岩的成因作为碳酸盐沉积学中的一个主要问题之一。研究认为,白云石的形成需要3个条件:

Mg 2+的外部供给,且CO 32-的补给必须足以形成所观察到的白云石;必须具有一种输送机制,一般是以流体的形式将这些离子输送到白云石化作用场

所;必须具备有利的化学条件,使得白云石在其堆积场所沉淀。对于现代碳酸盐沉积物白云岩化作用模式,通常有以下5种类型:与蒸发岩有关的蒸发泵及萨布哈模式;渗透回流机制;大气水与海水混合白云岩化模式;埋藏压实作用;调整白云岩化作用等;构造热液白云石化。

2　不同的白云岩岩性及其组合特征与特定的沉积环境相关联

惠民凹陷沙一段大量发育的白云岩,常见的岩石类型包括生物碎屑云岩、

[4]　arimore, D.R.,Goiffon,J.J.and Bayh,III,R.I.Low cost solutions for well interventions through advanced slickline services[R].SPE 35236,1996.[5]　arimore, D.R.and Fehr mann,G.Z.Field cases of cost -efficient well interventions per for med with advanced slickline technology[R].SPE 38097,1997.

[6]　oster,J.,Clemens,J.and Moore, D.

Slickline deployed electromechanical intervention system,a cost -effective alter native to traditional cased -hole

services[R].SPE 67201,2001.

[7]　赵克林.沙特H RML 地区钻井工艺技术[J].内蒙古石油化工,2008,34(14):90～91.Application of New Type Electromechanical Punch in Dr illing and Wor kover in Saudi Ar abia

Abstr act:For many years,wells in Saudi A rabia often require workover because of the highly corrosive envir onment to which the downhole equipment is subjected.T o maintain well control during oper ations,a single hole often is required to allow the kill fluids to be circulated.Workover jobs that requir ed a single hole to be punched were often economically compr omised by the delays in mobilizing explosives and failures of per for ation when using traditional mechanical hole punching methods.T his paper intr oduces a newly developed slickline deployed,electromechanical tubing punch by Saudi Ar amco ,and several case histor ies in which the electromechanical punch was utilized and the new tool resulted in 100%success to punch a hole on tubing and solved the problems that had been experienced using conventional methods as well.

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　2012年第2期 内蒙古石油化工

*收稿日期5

e wor ds:audi Ar abia rilling workover Electr omechanical ubing punch ownhole power unit

:2011-12-2

灰质藻云岩、砾屑云岩、鲕粒云岩和泥(粉)晶云岩五种类型,其中泥(粉)晶白云岩和泥质白云岩、生物碎屑云岩和灰质藻云岩、鲕粒云岩和砾屑云岩组合等[1],垂向上常与油页岩、泥岩、灰质泥岩、生物灰岩、粉砂岩、泥质粉砂岩共生,基本对应的沉积环境为深湖-半深湖、半深湖、半深湖-浅湖、斜坡浅滩-浅湖地区、滩坝、滩缘环境。沉积特征及产出状态的研究表明,白云岩是次生交代的产物,包括准同生白云岩和成岩白云岩,且海侵作用、古气候条件和火山活动均为湖相白云岩的形成创造了条件[2]。

歧口凹陷沙河街组一段下亚段湖相白云岩白云石化作用不太彻底。常见的岩石类型包括泥晶白云岩、颗粒白云岩及灰质白云岩三种类型。研究认为歧口凹陷沙河街组一段主要的白云石化作用发生在同生-准同生期的浅滩和洼地。

3　地球化学特征分析是区别不同类型白云岩的有效手段

3.1　X-射线衍射分析白云石的有序度和Mg/Ca 比

依据黄志诚等资料计算,海相白云岩的Mg/Ca 值变化于0.93～1.02之间。通常高的有序度和Mg/ Ca比反映白云石化速度慢而彻底,反之反映白云石化速度快而不彻底。海相成因白云岩有序度通常高于湖相成因白云岩,这与湖相环境变化快有关。3.2　碳同位素特征显示与湖水咸化或淡化的程度及沉积相等直接相关

一般认为淡水的D18O与D13C值均低于零,D18O 最低达-50%(PDB),D13C为-11%～-5‰(PDB)。海水的D18O与D13C值相对高一些,D18O约为0,但不超过1‰,D13C为-1‰～-2‰(PDB),海水的碳氧同位素值随盐度增高而增高。据王英华等研究,湖相白云岩的D18O基本稳定于-8‰～4‰(PDB),D13C则在一定范围内变化,显示与湖水咸化或淡化的程度及沉积相等直接相关。

3.3　微量元素及阴极发光指示白云石形成环境

台地边缘鲕滩粉晶白云石SrO、Na2O和FeO含量很低,表明白云石形成的环境为受大气淡水影响的氧化环境,即白云石为混合水成因,阴极射线下白云石发暗红光;台地内泻湖及点滩泥晶白云石SrO、Na2O和FeO含量较高,表明白云石形成于咸化还原环境,即为高盐度海水回流渗透成因,阴极射线下白云石不发光或发昏暗光。在泻湖环境中,在每一个膏岩-白云岩沉积旋回内,白云石中FeO含量向下是逐渐降低的。由于Fe的分配系数大于1,Fe 含量减小的方向即为白云石化流体的运动方向(G等,)。因此,在泻湖环境中白云石化流体是一下渗过程,即回流渗透白云石化。

　白云石化作用的影响因素

理想的白云石晶体构造中,钙、镁及碳酸根离子处于有序度为1的晶体状态。一般认为,白云石有序度高低与白云石化过程中环境的离子浓度(尤其是镁离子浓度)、温度等因素有关,且还与交代速度有关。

4.1　交代速度

低有序度的白云石,对海相白云石来说通常是同生-准同生环境才具有的特征。湖相白云石为低有序度白云石,说明镁离子置换钙离子的速度较快,在离子面上还来不及进行有规律的排列[3]。

4.2　温度

白云岩的碳氧同位素组成取决于引起白云石化的介质的碳氧同位素组成,并主要受到介质盐度和温度的影响。古碳酸盐岩形成后,碳同位素难以交换而使D13C较为稳定。黄杏珍认为有利于湖相白云岩形成的气候条件为半潮湿和潮湿、较炎热的古气候。5　多种测录井技术交汇分析法能有效识别白云岩类油气层

贾丽等对歧口凹陷沙一段沉积体系、储层特征、测井评价的难点进行了系统分析和研究,针对泥晶灰质白云岩储层和砂屑灰岩储层油层评价的难点,提出了利用钻井取心资料和交会图法进行储层岩性的有效识别[4]。利用录井+气测法、录井+气测+成像测井法、MDT测试技术法以及油藏综合评价技术进行油气层的有效识别,从而形成了一套针对该类储层油层评价的有效方法。利用该方法,对歧口凹陷沙一段泥晶灰质白云岩储层新、老井开展精细油层评价工作,取得了显著的成果,进一步证明了该方法的可行性。

6　结论

目前国内外针对陆相盆地白云岩的研究相对于海相盆地较为薄弱,主要集中在利用岩心观察、岩石学、地球化学和微观特征对白云岩类型的确定和成因环境的判断。对于不同类型白云岩成因机理的推理尚缺乏强有力的佐证。

[参考文献]

[1]　孙钰,等.惠民凹陷沙河街组一段白云岩特征

及其成因分析.沉积与特提斯地质,2007,

(3).

[2]　廖静,等.渤海湾盆地歧口凹陷沙河街组一段

下亚段湖相白云岩及其与海相白云岩的差异.

海相油气地质,2008,(1).

[3]　强子同.碳酸盐岩储层地质学[M].东营:中国

石油大学出版社,1998.

[]　贾丽,等黄骅坳陷歧口西斜坡带泥晶灰质白云岩油层评价方法及应用勘探技术,

(5)

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