塔里木盆地下古生界白云岩储层储集空间充填和保存机制研究

本项申请拟以塔里木盆地典型钻井（如塔深1井、沙15井等）所钻遇的下古生界深部白云岩储层为研究对象，在对其中已有储集空间发育特征系统分析总结的基础上，详细研究其在埋藏条件下的矿物充填特征和保存特征及保存程度；探讨白云岩储层在后期演化过程中经历的流体作用类型和特定流体作用下的矿物充填机制；进而总结分析深部白云岩储层已有储集空间得以保存下来的地质和地球化学条件以及保存机制，建立储集空间充填-保存的地质模型，以丰富完善白云岩储层发育保存的理论体系；此外，还可为指导塔北、塔中、巴楚等重点目标区的油气勘探提供科学依据。本项研究具有重要的理论与实践意义。

塔里木盆地钻遇寒武系白云岩的塔深1等井的岩心观察发现埋深超过8000m的深层寒武系白云岩中发育有丰富的几个毫米至几个厘米大小的地表岩溶作用形成的溶蚀孔洞。测井和地震特征表明了寒武系白云岩岩溶作用发生在同生或准同生期，是由于相对海平面下降造成的暴露作用，并没有发生强烈的构造抬升。.对塔里木盆地塔北和塔中地区奥陶系灰岩孔洞和裂缝中的方解石进行了系统的流体包裹体测温、碳氧和锶同位素以及稀土元素方面的分析测试。结果表明，塔北奥陶系灰岩中的流体作用类型为主要为大气降水；塔中地区奥陶系灰岩中主要的流体作用类型是热液流体。流体作用的差异主要是由于两个地区构造演化、岩浆火山活动等地质环境的差异造成的。塔北奥陶系灰岩因多次强烈构造抬升作用导致遭受多次大气降水地表岩溶改造，塔中则因二叠纪强烈而广泛岩浆火山作用而经历以热液为主的流体改造作用。.影响塔里木盆地的下古生界碳酸盐岩的主要流体类型有两种，即大气降水和深部热液流体，前者具有自地表向地下深处运移的特征，后着相反具有从深部向浅部运移的特征。根据Duan et al. (2008)建立的H2O–CO2–NaCl–CaCO3体系的热力学模型，对两种流体在地层中活动过程中对CaCO3溶解度变化情况进行了模拟计算。计算结果表明，大气降水在从地表向地下深处运移过程中具有地表之下一定深度溶蚀，再往深处充填的特征；深部热液流体在从深部向浅部运移过程中具有深部溶蚀，再向浅部充填的特征。两种流体溶蚀—充填特征表明了，碳酸盐岩中已有储集空间若要免于被方解石充填而保存下来，即不能处在大气降水的CaCO3沉淀充填区域，也不能处在深部热液流体的CaCO3沉淀充填区域。在加里东中期、海西早期和海西晚期三期大规模大气降水剥蚀改造期间，塔北塔深1井附近深层寒武系白云岩由于被较厚的下奥陶统地层覆盖，大气降水受到阻隔而不能下渗至其中，因此已有储集空间能免于遭受大气降水的充填作用。而在二叠纪深部热液流体活动时期，寒武系白云岩有着较深的埋藏深度，处于深部热液持续溶蚀的作用域内，其中已有的储集空间也能免于遭受深部热液的充填破坏。