深层-超深层规模性白云岩储层形成机理与地质模式

The great exploration potential of the deep-layer dolomite has been revealed by recent oil-gas exploration practices, however, there were still uncertainties on the forming mechanisms and controlling factors pertaining to deep and ultra-deep layer dolomites. In this study, based on the investigations in Tarim Basin, Sichuan Basin and Erdos Basin, we clarified the forming mechanism and distribution feature of the original microbial dolomites by detailed sedimentary analysis. The evolution pattern of the dolomite reservoir was unveiled by petrography ,geochemical (C-O-Sr-S isotope system, inclusion thermometry)methods and high temperature/pressure dissolution experiments. In addition, the character of the fluid and the fluid-rock reaction process in the buried stage was well constrained through the analysis on tectonics and burial-thermal history, combing with dating technique. As a result, the developing mode for various dolomite reservoirs in the study area was built, and the geological modelling techniques were further optimized through outcrop description, well-seismic documents, and typical well analysis. In all, we built a geological-geophysical prediction model that relates the distribution of deep-layer microbial, structure-hydrothermal, and evaporates minerals containing dolomites, and this model was successfully applied in forecasting the effective storage body of the deep layer dolomite in the typical basin area.

近年来的油气勘探实践表明深层白云岩具有良好的勘探潜力，但对深层尤其是超深层白云岩储层形成控制因素及有效性存在诸多的不确定性。本项目以塔里木盆地、四川盆地以及鄂尔多斯盆地深层白云岩为研究对象。通过详细白云岩沉积背景分析，查明初始微生物白云岩形成机理与分布特点；并通过岩相学研究、地球化学（如C-O-Sr-S 同位素系统，包体测温等），高温高压溶蚀实验表征，对热液白云岩储层和蒸发盐矿物白云岩储层形成演化作用机理进行分析，结合构造、埋藏-热史分析，辅以有效定年技术，对埋藏阶段白云化流体性质和流体-岩石作用过程进行有效约束；从而建立研究区不同类型白云岩储层的发育模式，并进一步结合露头描述、井震资料和典型井解剖，优化地质建模技术。在此基础上，建立深层微生物白云岩、构造-热液白云岩和含蒸发盐矿物白云岩规模储层分布的地质-地球物理预测模型，并开展盆地典型区块深层白云岩有效储集体的预测。

为探索“深层-超深层规模性白云岩储层形成机理与地质模式”这一国际前沿，同时也是油气行业普遍关注的关键科学问题，项目组经过三年多研究，研发了仿真地质环境的系列模拟实验装置并完成了大量的实验与模拟计算，如高温高压地质流体环境下的白云岩溶蚀-沉淀模拟实验、微生物介导的白云岩溶解-沉淀实验，并进行了大量岩相学观察、有机和无机地球化学等测试分析；主要以塔里木盆地、四川盆地以及鄂尔多斯盆地深层白云岩为研究对象，开展了系统的白云岩沉积与成岩作用分析；在碳酸盐岩定年工作方面进行了探索和应用，利用方解石U-Pb定年技术、石英Rb-Sr同位素定年技术及古地磁方法确定成岩(热液)作用时限，确定热液白云岩形成时期；查明了微生物、热液白云岩形成机理与分布特点，建立了成因地质模式，取得了以下地质新认识: (1)揭示了不同地质条件下的白云岩溶蚀-沉淀机理，明确了不同条件下碳酸盐岩”溶蚀窗“的差异性，提出了高温条件下硫酸根离子-镁离子络合促进白云岩溶蚀的新机制；(2)基于四川盆地雷口坡组建立了“超盐度、碱性浅泻湖中的‘萨勃哈-微生物诱导’、潮坪及局限泻湖‘渗透-回流白云石过程’并存的白云岩成因地质模式”； (3 )基于鄂尔多斯盆地马家沟组研究，建立了“多期流体作用下含蒸发盐白云岩储层发育模式”；(4)基于塔里木盆地库鲁克塔格地区寒武系-下奥陶统碳酸盐岩研究建立了“造山作用驱动的热液(交代)白云岩化作用模式”。成果及时应用于三大盆地勘探选区和油气藏开发评价之中，支撑了风险井部署和川西气田、大牛地气田开发方案编制。现已发表论文48篇(SCI 17篇，EI 23篇)，国际会议论文9篇，发明专利7件；主办碳酸盐岩学术研讨会3次（其中，国际学术研讨会一次），大型学术培训一次，共500余人次；2020年2月在《石油与天然气地质》上出版一期主题为“中国的白云岩与白云岩储层”的专辑。