塔中地区热化学硫酸盐还原作用对深埋白云岩储层的改造

贾连奇; 蔡春芳; 李红霞; 汪天凯; 张文; 孔令武

doi:10.14027/j.cnki.cjxb.2016.06.005

ISSN 1000-0550 CN 62-1038/P

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塔中地区热化学硫酸盐还原作用对深埋白云岩储层的改造

贾连奇, 蔡春芳, 李红霞, 汪天凯, 张文, 孔令武

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贾连奇, 蔡春芳, 李红霞, 汪天凯, 张文, 孔令武. 塔中地区热化学硫酸盐还原作用对深埋白云岩储层的改造[J]. 沉积学报, 2016, 34(6): 1057-1067. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2016.06.005

引用本文:

JIA LianQi, CAI ChunFang, LI HongXia, WANG TianKai, ZHANG Wen, KONG LingWu. Thermochemical Sulfate Reduction-related Mesogenetic Dissolution of Deeply Buried Dolostone Reservoirs in the Tazhong Area[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2016, 34(6): 1057-1067. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2016.06.005

Citation:

JIA LianQi, CAI ChunFang, LI HongXia, WANG TianKai, ZHANG Wen, KONG LingWu. Thermochemical Sulfate Reduction-related Mesogenetic Dissolution of Deeply Buried Dolostone Reservoirs in the Tazhong Area[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2016, 34(6): 1057-1067. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2016.06.005

引用本文:

Citation:

JIA LianQi, CAI ChunFang, LI HongXia, WANG TianKai, ZHANG Wen, KONG LingWu. Thermochemical Sulfate Reduction-related Mesogenetic Dissolution of Deeply Buried Dolostone Reservoirs in the Tazhong Area[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2016, 34(6): 1057-1067. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2016.06.005

塔中地区热化学硫酸盐还原作用对深埋白云岩储层的改造

doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2016.06.005

1.
中国科学院地质与地球物理研究所北京 100029;
2.
长江大学武汉 430100;
3.
中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院新疆库尔勒 841000;
4.
中海油研究总院北京 100028

基金项目: 国家科技重大专项课题（2011ZX05008-003）；国家自然基金项目（41125009）

详细信息

作者简介:
贾连奇,男,1985年出生,博士后,油气储层地质,E-mail:jlq@gmail.iggcas.ac.cn

通讯作者:
蔡春芳,男,研究员,E-mail:cai_cf@mail.iggcas.ac.cn

中图分类号: TE122.2

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Thermochemical Sulfate Reduction-related Mesogenetic Dissolution of Deeply Buried Dolostone Reservoirs in the Tazhong Area

1.
Key Laboratory of Petroleum Resources Research, Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China;
2.
Department of Geochemistry, Yangtze University, Wuhan 430100, China;
3.
Research Institute of Petroleum Exploration and Development, Tarim Oilfield Company, PetroChina, Korla, Xinjaing 841000, China;
4.
CNOOC Research Institute, Beijing 100028, China

Funds: National Science and Technology Major Project,No.2011ZX05008-003;National Natural Science Foundation of China,No.41125009

摘要

摘要: 塔里木盆地塔中地区深埋碳酸盐岩储层显示出极强的非均质性。如灰岩地层孔隙度极低，而含酸性气藏的白云岩储层最大孔隙度高达27%。然而，造成这些现象的原因仍然不清楚。通过岩芯、薄片、扫描电镜观察，结合流体包裹体均一温度、盐度分析，方解石、白云石的碳氧同位素测定，试图解决这一问题。前人研究认为，塔中地区碳酸盐岩优质储层分布主要受控于原始沉积条件（如高能的礁滩相）和表生溶蚀，热液活动和断裂活动也起到重要作用。然而，多期流体活动和成岩作用导致大量同生期和表生期形成的溶蚀孔洞被破坏。在某些井区（如ZG9井和TZ75井），埋藏溶蚀作用可能对优质储层形成起到重要作用。在寒武系和奥陶系岩芯中发现了大量硬石膏、重晶石、黄铁矿、沥青、方解石等，方解石交代硫酸盐，方解石具有较高的均一温度及较低的碳同位素值说明其形成与热化学硫酸盐还原作用（TSR）有关。在发生TSR的白云岩井段，储层物性较好，说明TSR可能对深埋储层的改善具有促进作用。这些认识有助于指导深层寒武系碳酸盐岩储层的进一步勘探。
- 埋藏溶蚀 /
- 热化学硫酸盐还原作用 /
- 寒武系 /
- 奥陶系 /
- 塔中地区
Abstract: Deeply buried (4 500 to 7 000 m) carbonate reservoirs in the Tazhong area, Tarim basin, NW China show obvious heterogeneity with porosity from zero in limestones to 27.8% in sour dolostones. However, origin of the porosity remains puzzled. Petrographic features, C, O isotopes were determined, and fluid inclusions were analyzed on diagenetic calcite and dolomite from Ordovician reservoirs to solve the puzzle. Ordovician carbonate reservoirs in the Tazhong area are controlled mainly by initial sedimentary environments and primary and near-surface diagenetic processes. However, vugs and pores generated from eogenetic and telogenetic meteoric dissolution were observed to have partially been destroyed due to subsequent compaction, filling and cementation. In some localities or wells (e.g. well ZG9 and TZ75), mesogenetic dissolution (e.g. thermochemical sulfate reduction, TSR) probably played an important role in pore production and reservoir quality improvement. The occurrence of TSR within Ordovician carbonate reservoirs are supported by TSR-originated calcite replacement of sulphate, and the association of sulfur species including acid gases (H₂S), pyrite, anhydrite or barite and elemental sulfur with hydrocarbon and ¹²C-rich calcite with elevated homogenization temperatures. The TSR is observed to company with intensive dolomite dissolution, suggesting that TSR may have induced burial dissolution and thus probably increased the porosity of the sour dolostones reservoirs at least in some places. In contrast, no significant mesogenetic dissolution occurred in limestone reservoirs. The deeply buried sour dolostone reservoirs may therefore be potential exploration targets in Tarim basin.
- mesogenetic dissolution /
- thermochemical sulfate reduction /
- Cambrian /
- Ordovician /
- Tazhong area

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[1]	屈海洲, 邹兵, 张连进, 赵容容, 张宇, 唐松, 张兴宇, 李文皓, 马梓柯, 雷银. 川中北部地区寒武系第二统沧浪铺组一段孔隙特征、成因及演化模式 . 沉积学报, 2024, 42(5): 1723-1737. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.156
[2]	黄迟强, 陈世悦, 赫庆庆, 李强, 马培领, 韩长伟, 陈湘飞, 刘军. 山东杨庄地区寒武系风暴沉积特征及沉积模式 . 沉积学报, 2022, 40(4): 1073-1082. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.022
[3]	单祥, 郭华军, 陈希光, 郭旭光, 佘敏, 李亚哲. 准噶尔盆地玛西斜坡区百口泉组砂砾岩埋藏溶蚀作用实验模拟研究 . 沉积学报, 2022, 40(5): 1406-1418. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.050
[4]	王文博, 傅恒, 闾廖然, 朱梦琦, 陈康, 张智南, 刘鑫北, 熊锐, 王荣刚, 周杨. 塔里木盆地顺北地区奥陶系碳酸盐岩层序模式及其意义 . 沉积学报, 2021, 39(6): 1451-1465. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.078
[5]	辛浩, 肖恩照, 王龙, 李屹尧, 张震武. 肥城邓家庄剖面寒武系微生物碳酸盐岩沉积序列 . 沉积学报, 2020, 38(1): 64-75. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.071
[6]	刘梦瑶, 齐永安, 史云鹤, 高星, 苏中堂, 张立军. 华北寒武纪—奥陶纪豹皮状碳酸盐岩系生物扰动成因 . 沉积学报, 2020, 38(1): 91-103. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.042
[7]	谭飞, 张云峰, 王振宇, 董兆雄, 黄正良, 王前平, 高君微. 鄂尔多斯盆地奥陶系不同组构碳酸盐岩埋藏溶蚀实验 . 沉积学报, 2017, 35(2): 413-424. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2017.02.018
[8]	王鹏万, 斯春松, 张润合, 李娴静, 马立桥, 黄羚, 徐云俊, 鲁慧丽. 滇黔北坳陷寒武系碳酸盐岩古海洋环境特征及地质意义 . 沉积学报, 2016, 34(5): 811-818. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2016.05.001
[9]	屈海洲, 王振宇, 张正红, 张云峰, 于红枫, 郑剑. 塔中地区晚奥陶世镶边台地沉积演化 . 沉积学报, 2014, 32(5): 823-831.
[10]	. 湘鄂西寒武系烃源岩地球化学特征与沉积环境分析 . 沉积学报, 2013, 31(6): 1122-1132.
[11]	倪新锋. 塔里木盆地英买力—哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩岩溶型储层特征及成因 . 沉积学报, 2011, 29(3): 465-474.
[12]	陈景山. 塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩古岩溶作用与储层分布 . 沉积学报, 2007, 25(6): 858-868.
[13]	吴兴宁, 赵宗举. 塔中地区奥陶系米级旋回层序分析 . 沉积学报, 2005, 23(2): 310-315.
[14]	邓长瑜, 张秀莲, 陈建文, 王贤. 黔东南地区寒武系碳酸盐岩成岩作用分析 . 沉积学报, 2004, 22(4): 588-596.
[15]	张永生. 鄂尔多斯地区奥陶系马家沟群中部块状白云岩的深埋藏白云石化机制 . 沉积学报, 2000, 18(3): 424-430.
[16]	魏国齐, 贾承造, 宋惠珍, 施央申, 卢华复, 李亚红. 塔里木盆地塔中地区奥陶系构造-沉积模式与碳酸盐岩裂缝储层预测 . 沉积学报, 2000, 18(3): 408-413.
[17]	王维纲, 吕炳全. 小尺度的碳酸盐岩层序地层学分析——塔里木盆地桑塔木断垒带奥陶系层序地层学研究 . 沉积学报, 1997, 15(4): 24-29.
[18]	郭建华, 曾允孚, 翟永红, 刘生国. 塔中地区石炭系东河砂岩层序地层研究 . 沉积学报, 1996, 14(2): 56-65.
[19]	朱莲芳, 马宝林. 塔里木盆地阿克苏—柯坪地区寒武系—奥陶系的沉积环境 . 沉积学报, 1991, 9(2): 55-62.
[20]	黄志诚, 朱嗣昭. 安徽奥陶系石灰岩中含铁非骨架核形石的成因及其聚铁作用 . 沉积学报, 1987, 5(2): 29-38.

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塔中地区热化学硫酸盐还原作用对深埋白云岩储层的改造

doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2016.06.005

1. 中国科学院地质与地球物理研究所北京 100029;

2. 长江大学武汉 430100;

3. 中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院新疆库尔勒 841000;

4. 中海油研究总院北京 100028

基金项目: 国家科技重大专项课题（2011ZX05008-003）；国家自然基金项目（41125009）

作者简介:
贾连奇,男,1985年出生,博士后,油气储层地质,E-mail:jlq@gmail.iggcas.ac.cn

通讯作者: 蔡春芳,男,研究员,E-mail:cai_cf@mail.iggcas.ac.cn

收稿日期: 2016-05-20
修回日期: 2016-08-17
刊出日期: 2016-12-10

中图分类号: TE122.2

关键词:

埋藏溶蚀 /

热化学硫酸盐还原作用 /

寒武系 /

奥陶系 /

塔中地区

摘要: 塔里木盆地塔中地区深埋碳酸盐岩储层显示出极强的非均质性。如灰岩地层孔隙度极低，而含酸性气藏的白云岩储层最大孔隙度高达27%。然而，造成这些现象的原因仍然不清楚。通过岩芯、薄片、扫描电镜观察，结合流体包裹体均一温度、盐度分析，方解石、白云石的碳氧同位素测定，试图解决这一问题。前人研究认为，塔中地区碳酸盐岩优质储层分布主要受控于原始沉积条件（如高能的礁滩相）和表生溶蚀，热液活动和断裂活动也起到重要作用。然而，多期流体活动和成岩作用导致大量同生期和表生期形成的溶蚀孔洞被破坏。在某些井区（如ZG9井和TZ75井），埋藏溶蚀作用可能对优质储层形成起到重要作用。在寒武系和奥陶系岩芯中发现了大量硬石膏、重晶石、黄铁矿、沥青、方解石等，方解石交代硫酸盐，方解石具有较高的均一温度及较低的碳同位素值说明其形成与热化学硫酸盐还原作用（TSR）有关。在发生TSR的白云岩井段，储层物性较好，说明TSR可能对深埋储层的改善具有促进作用。这些认识有助于指导深层寒武系碳酸盐岩储层的进一步勘探。

English Abstract

Thermochemical Sulfate Reduction-related Mesogenetic Dissolution of Deeply Buried Dolostone Reservoirs in the Tazhong Area

1. Key Laboratory of Petroleum Resources Research, Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China;

2. Department of Geochemistry, Yangtze University, Wuhan 430100, China;

3. Research Institute of Petroleum Exploration and Development, Tarim Oilfield Company, PetroChina, Korla, Xinjaing 841000, China;

4. CNOOC Research Institute, Beijing 100028, China

Funds: National Science and Technology Major Project,No.2011ZX05008-003;National Natural Science Foundation of China,No.41125009

Received Date: 2016-05-20
Rev Recd Date: 2016-08-17
Publish Date: 2016-12-10

Keywords:

Abstract: Deeply buried (4 500 to 7 000 m) carbonate reservoirs in the Tazhong area, Tarim basin, NW China show obvious heterogeneity with porosity from zero in limestones to 27.8% in sour dolostones. However, origin of the porosity remains puzzled. Petrographic features, C, O isotopes were determined, and fluid inclusions were analyzed on diagenetic calcite and dolomite from Ordovician reservoirs to solve the puzzle. Ordovician carbonate reservoirs in the Tazhong area are controlled mainly by initial sedimentary environments and primary and near-surface diagenetic processes. However, vugs and pores generated from eogenetic and telogenetic meteoric dissolution were observed to have partially been destroyed due to subsequent compaction, filling and cementation. In some localities or wells (e.g. well ZG9 and TZ75), mesogenetic dissolution (e.g. thermochemical sulfate reduction, TSR) probably played an important role in pore production and reservoir quality improvement. The occurrence of TSR within Ordovician carbonate reservoirs are supported by TSR-originated calcite replacement of sulphate, and the association of sulfur species including acid gases (H₂S), pyrite, anhydrite or barite and elemental sulfur with hydrocarbon and ¹²C-rich calcite with elevated homogenization temperatures. The TSR is observed to company with intensive dolomite dissolution, suggesting that TSR may have induced burial dissolution and thus probably increased the porosity of the sour dolostones reservoirs at least in some places. In contrast, no significant mesogenetic dissolution occurred in limestone reservoirs. The deeply buried sour dolostone reservoirs may therefore be potential exploration targets in Tarim basin.

引用本文:

Citation:

JIA LianQi, CAI ChunFang, LI HongXia, WANG TianKai, ZHANG Wen, KONG LingWu. Thermochemical Sulfate Reduction-related Mesogenetic Dissolution of Deeply Buried Dolostone Reservoirs in the Tazhong Area[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2016, 34(6): 1057-1067. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2016.06.005

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作者简介:
贾连奇,男,1985年出生,博士后,油气储层地质,E-mail:jlq@gmail.iggcas.ac.cn

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2. 长江大学武汉 430100;

3. 中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院新疆库尔勒 841000;

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作者简介: 贾连奇,男,1985年出生,博士后,油气储层地质,E-mail:jlq@gmail.iggcas.ac.cn

通讯作者: 蔡春芳,男,研究员,E-mail:cai_cf@mail.iggcas.ac.cn

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1. 中国科学院地质与地球物理研究所北京 100029;

2. 长江大学武汉 430100;

3. 中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院新疆库尔勒 841000;

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