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1、石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào))2008年4月第30卷第2期JournalofOilandGasTechnology(JJPI)Apr2008Vol30No2161南堡凹陷周邊凸起地區(qū)碳酸鹽巖成巖作用與孔隙演化張家政,陳松齡,成永生(中南大學(xué)地學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙410083)趙廣珍,成素琴(中原油田分公司勘探開(kāi)發(fā)科學(xué)研究院,河南濮陽(yáng)457001)羅敏(華北油田分公司,河北廊坊065000)[摘要]以南堡凹陷周邊凸起地區(qū)碳酸鹽巖巖性與物性分析為基礎(chǔ),通
2、過(guò)與南堡凹陷周邊地區(qū)對(duì)比、野外露頭剖面觀測(cè)、單井巖心觀察,樣品測(cè)試等手段,對(duì)其成巖作用、孔隙類型、孔隙演化及其特征進(jìn)行了詳細(xì)研究。研究區(qū)的成巖作用分為3類:建設(shè)性成巖作用、破壞性成巖作用以及雙重性成巖作用。研究區(qū)儲(chǔ)層中的孔隙演化經(jīng)歷了早期原生孔隙形成與收縮和中、晚期次生縫、孔、洞的發(fā)育與充填兩個(gè)階段,碳酸鹽巖原生孔隙消失殆盡,次生孔隙為碳酸鹽巖古潛山的主要儲(chǔ)集空間,次生孔隙的發(fā)育程度取決于3種成巖作用的相對(duì)強(qiáng)度。[關(guān)鍵詞]碳酸鹽巖;成巖作用;孔隙演化;南堡凹陷[中圖分類號(hào)]TE12221[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]
3、A[文章編號(hào)]10009752(2008)02016105[1]碳酸鹽巖是一種極為重要的儲(chǔ)集巖,其儲(chǔ)集層與碎屑巖儲(chǔ)集層的差異不僅僅表現(xiàn)在其成份組成、[2]沉積環(huán)境等方面,在成巖作用、孔隙演化和儲(chǔ)集空間特征等方面更表現(xiàn)出其復(fù)雜性。碳酸鹽巖在成巖[3]演化過(guò)程中更易受多類型、多期次成巖作用的改造和疊加,古代碳酸鹽巖中的原始孔隙一般不再是流[4]體的主要儲(chǔ)集空間和運(yùn)移通道,相反,成巖作用和構(gòu)造作用形成的孔、洞和縫等在油氣儲(chǔ)集層中具有[5]十分重要的意義。因此,通過(guò)對(duì)碳酸鹽巖的成巖作用及孔隙演化的詳細(xì)
4、分析來(lái)研究和預(yù)測(cè)有利儲(chǔ)集層[6]段是一條重要的途徑。下面筆者通過(guò)與南堡凹陷周邊地區(qū)對(duì)比、野外露頭剖面觀測(cè)、單井巖心觀察、樣品測(cè)試等,綜合研究南堡凹陷周邊下古生界寒武奧陶系儲(chǔ)層的成巖作用與孔隙演化,并探討該區(qū)域碳酸鹽儲(chǔ)層孔隙發(fā)育規(guī)律及影響控制因素。1區(qū)域構(gòu)造和巖性特征[7]南堡凹陷是一個(gè)中生代開(kāi)始發(fā)育的含油氣凹陷,位于華北板塊北部,系渤海灣盆地黃驊坳陷內(nèi)的次一級(jí)負(fù)向構(gòu)造單元,處于黃驊坳陷北端,北靠燕山褶皺帶,東鄰渤中坳陷,西為滄縣隆起(圖1),分布有西河潛山、老王莊潛山、西南莊柏各莊潛山、馬頭營(yíng)潛山
5、和姜各莊潛山等5個(gè)潛山帶。研究區(qū)構(gòu)造發(fā)展過(guò)程可劃分為基底形成、蓋層發(fā)展以及強(qiáng)烈活動(dòng)3大階段,各自表現(xiàn)為活躍穩(wěn)定活躍的發(fā)展演化趨勢(shì)。基底形成階段(太古代早元古代)大致自前3500Ma直至前1700Ma,其間經(jīng)歷過(guò)至少4次構(gòu)造熱事件的疊加改造。蓋層發(fā)展階段為中元古代至二疊紀(jì),階段初期始于五臺(tái)旋回,經(jīng)呂梁旋回的繼續(xù)發(fā)展,從而在研究區(qū)開(kāi)始出現(xiàn)了陸表海。依據(jù)主要的大型區(qū)域升降運(yùn)動(dòng)可區(qū)別出三降兩升的5個(gè)地史發(fā)展期,即第一沉降期為早元古代至晚元古代早期,第一抬升期為晚元古代末期,第二沉降期為寒武紀(jì)至中奧陶
6、世末,第二抬升期為晚奧陶世至早石炭世,第三沉降期為中石炭世至晚二疊世。強(qiáng)烈活動(dòng)階段為早三疊世至現(xiàn)今,為活化階段,以前的構(gòu)造格局先后經(jīng)歷了印支旋回、燕山旋回及[收稿日期]20071220[作者簡(jiǎn)介]張家政(1973),男,1997年大學(xué)畢業(yè),工程師,博士生,現(xiàn)從事儲(chǔ)層與油氣成藏研究工作。162石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào))2008年4月圖1南堡凹陷周邊凸起構(gòu)造位置圖喜馬拉雅旋回等3個(gè)構(gòu)造旋回不同程度的改造,其中印支旋回發(fā)展于三疊紀(jì),燕山旋回歷經(jīng)侏羅紀(jì)至白堊紀(jì),喜馬拉雅旋回從早第三紀(jì)一
7、直發(fā)展至今。早第三紀(jì)喜山期塊斷差異升降活動(dòng)形成了冀東探區(qū)近北東向展布的凸凹相間的構(gòu)造格局。晚第三紀(jì),整個(gè)渤海灣地區(qū)整體沉降,形成統(tǒng)一的渤海灣盆地。經(jīng)野外露頭觀測(cè)、薄片鑒定以及巖心觀察研究,研究區(qū)寒武奧陶系碳酸鹽巖主要巖石類型為石灰?guī)r類、白云巖類以及頁(yè)巖類,具體來(lái)說(shuō)有以下的巖石類型:白云質(zhì)灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r、泥(細(xì))晶灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r、泥(細(xì))晶白云巖、灰質(zhì)白云巖以及粉砂質(zhì)頁(yè)巖等多種巖石類型。2成巖作用南堡凹陷周邊凸起地區(qū)碳酸鹽巖成巖作用主要以古巖溶作用、溶蝕作用、破裂
8、作用、膠結(jié)作用、空隙充填作用、壓實(shí)(溶)作用、重結(jié)晶作用以及交代作用等。各種成巖作用相互疊加,強(qiáng)烈地改造著碳[8]酸鹽沉積物的原始面貌。[9]1)古巖溶作用古巖溶作用對(duì)油氣成藏具有非常重要的意義,與沉積間斷或不整合面有關(guān)的古巖溶是油氣的重要儲(chǔ)層之一。研究區(qū)古巖溶作用十分明顯,且區(qū)內(nèi)具備較好的巖溶發(fā)育條件。表現(xiàn)為:寒武奧陶系碳酸鹽巖發(fā)育。寒武奧陶系與上伏地層間存在大規(guī)模的沉積間斷和風(fēng)化剝蝕。發(fā)育西南莊斷裂和柏各莊斷裂,為地下水的運(yùn)
