文章目录

摘要

Abstract

第1章 引言

1.1 选题依据及研究意义

1.2 国内外研究现状及存在的主要问题

    1.2.1 海相碳酸盐岩储层成因理论研究现状

    1.2.2 四川盆地奥陶系研究现状

    1.2.3 存在的主要问题

1.3 主要研究内容及研究思路

    1.3.1 研究内容

    1.3.2 研究思路与技术路线

1.4 论文完成工作量

1.5 主要成果及创新点

    1.5.1 主要成果

    1.5.2 创新点

第2章 区域地质概况

2.1 区域构造概况

2.2 区域地层概况

    2.2.1 奥陶系地层划分对比

    2.2.2 奥陶系地层发育特征

2.3 研究区构造演化

第3章 沉积特征与环境演化

3.1 微相类型及组合特征

    3.1.1 微相类型

    3.1.2 微相组合与沉积环境

3.2 层序地层特征

    3.2.1 层序界面特征

    3.2.2 层序构成特征

3.3 层序格架内的沉积演化

3.4 相带分布规律与沉积模式

    3.4.1 岩相古地理与相带分布特征

    3.4.2 沉积模式

3.5 本章小结

第4章 储集空间与成岩作用发育特征

4.1 样品与实验方法

4.2 储集空间类型

    4.2.1 组构选择性储集空间

    4.2.2 非组构选择性储集空间

4.3 成岩作用类型

    4.3.1 建设性成岩作用

    4.3.2 破坏性成岩作用

    4.3.3 保持性成岩作用

4.4 成岩阶段与演化序列

4.5 本章小结

第5章 储集空间的形成机理

5.1 溶蚀作用发育特征

    5.1.1 同生期溶蚀作用

    5.1.2 早成岩期溶蚀作用

    5.1.3 埋藏期溶蚀作用

    5.1.4 表生期溶蚀作用

5.2 溶蚀作用机制与储集空间的形成

5.3 白云岩地球化学特征与白云石化机理

    5.3.1 白云岩/石分类

    5.3.2 白云岩地球化学特征

    5.3.3 白云石化机理

5.4 白云石化作用与储集空间的形成

5.5 本章小结

第6章 储集空间的差异化保存机理

6.1 胶结(充填)物成因机理

    6.1.1 胶结(充填)物成岩流体性质

    6.1.2 胶结(充填)物成岩环境与成因机理

6.2 储集空间的演化模式

6.3 储集空间形成与差异化保存的控制因素

    6.3.1 旋回性沉积作用是储集空间发育的基础

    6.3.2 同生期-早成岩期溶蚀作用是储集空间发育的关键因素

    6.3.3 白云石化作用是早期储集空间保存的关键因素

    6.3.4 埋藏胶结作用是储集空间受到破坏的主要原因

    6.3.5 烃类充注控制着储集空间的最终有效发育程度

    6.3.6 构造作用是储集空间发生改造或优化的重要条件

6.4 油气勘探启示

6.5 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果

附录

文章摘要:四川盆地是我国海相碳酸盐岩油气勘探的重点区域之一。盆地内油气资源丰富,已在震旦系-中三叠统海相层系中发现了一系列海相碳酸盐岩大气田。近年来,寒武系龙王庙组、沧浪铺组与洗象池群碳酸盐岩不断取得新发现与新突破,有力揭示了四川盆地下古生界海相碳酸盐岩领域的广阔勘探前景。目前,四川盆地奥陶系油气勘探尚未取得实质性突破,但前期研究发现,奥陶系桐梓组碳酸盐岩油气显示良好,尤其是川东南地区桐梓组白云岩厚度较大,存在滩相发育区,具备形成优质储集层的基础条件。然而,针对川东南地区桐梓组的总体研究程度低,油气地质条件有待明确,寻找优质储层是实现其油气勘探突破的关键。基于此,本文针对川东南地区桐梓组碳酸盐岩,以“储集空间的形成与差异化保存”为主线,综合运用碳酸盐岩沉积学、储层地质学、同位素地球化学等多学科理论,充分利用野外露头资料,以薄片鉴定、扫描电镜、阴极发光、流体包裹体、碳氧锶同位素与常微量元素测试等手段为主要方法,从沉积特征、储集空间与成岩作用特征分析着手,在沉积-成岩体系下重点剖析了旋回性沉积作用、溶蚀作用与白云石化作用对储集空间发育的影响,详细讨论了孔洞缝胶结（充填）物流体性质与成因,建立了储集空间演化模式,明确了储集空间的形成与差异化保存机理,查明了相关控制因素,并提出了桐梓组有利勘探方向。研究表明:（1）桐梓组岩性复杂,通过岩石微相分析,将桐梓组划分为29种岩石微相;以微相组合作为指相标志,对沉积环境进行了解释,认为桐梓组发育潟湖、潮坪、混积潮坪、浅滩、滩间海与台内洼地等6种沉积环境,具有潟湖-潮坪、潟湖-浅滩-潮坪、台内洼地-潟湖-潮坪（浅滩）、台内洼地-滩间海-浅滩、滩间海-浅滩-潮坪、浅滩-潟湖与浅滩-滩间海-台内洼地等7种典型的沉积序列组合。（2）桐梓组发育2个完整的三级层序和1个三级层序上升半旋回,三级层序格架内沉积环境经历了开阔台地（SQ1TST）→局限台地（SQ1HST～SQ2HST）→开阔台地（SQ3TST）的旋回性演化。明确了桐梓组相带分布规律,建立了“洼湖相承、滩坪交互、浅滩成带”的浅海碳酸盐台地沉积模式,指出围绕台内洼地和潟湖,以潮坪环境为主,浅滩与潮坪交互叠置发育,台内浅滩主要分布在利川-石柱-武隆-南川-习水-古蔺一带。（3）桐梓组发育晶间孔/晶间溶孔、残余粒间孔/粒间溶孔、粒内溶孔/铸模孔、窗格孔/膏模孔、溶孔、溶洞、成岩缝、构造缝和溶蚀缝等多种类型储集空间。溶蚀作用、白云石化作用、构造破裂作用、烃类充注对储集空间的形成与演化起到建设性作用;压实和压溶作用、埋藏胶结作用、过度白云石化作用与重结晶作用造成储集空间遭到破坏。晶间孔、晶间溶孔、残余粒间孔、粒间溶孔、溶孔与溶洞是桐梓组主要的有效储集空间,裂缝发育频率相对较低,且多数被充填,储集性能相对偏差。（4）桐梓组发育同生期、早成岩期、埋藏期和表生期溶蚀作用。同生期-早成岩期溶蚀作用分别受高频层序、三-四级层序相关的相对海平面下降所驱动,主要对局限台地浅滩和潮坪沉积物进行溶蚀改造,形成的多类型溶蚀孔洞是桐梓组储集空间的主要来源。埋藏期溶蚀作用与有机质生烃、TSR反应形成的酸性流体以及深部热液相关,主要表现为对先存储集空间的继承和调整,不造成储集空间的显著净增加。表生期大气淡水溶蚀作用发生时间晚、规模小,形成的储集空间不具备油气储集意义。（5）桐梓组白云岩/石类型多样,发育泥晶白云岩（Dol-1）、粉晶白云岩（Dol-2）、粉细晶白云岩（Dol-3）、（残余）颗粒白云岩（Dol-4）和灰岩基质中的粉-细晶白云石（Dol-5）等5种类型基质白云岩/石,以及粉-细晶白云石（Cd-1）和异形白云石（Cd-2）等2种类型白云石胶结（充填）物。依据白云岩/石结构特征、晶体类型与地球化学参数,认为基质白云岩/石流体性质相似,白云石化流体来源于同期海水,其中Dol-1～Dol-4形成于蒸发浓缩-渗透回流白云石化过程,Dol-5是埋藏白云石化作用的产物;结合流体包裹体数据,认为Cd-1与Cd-2成岩流体为桐梓组地层内部封存的海源流体,形成于正常的地层埋藏增温过程,未受到异常热事件的影响。（6）桐梓组储集空间的形成取决于旋回性沉积作用、溶蚀作用、白云石化作用与构造作用。旋回性沉积作用是储集空间发育的基础,决定岩石组分和结构与有利沉积相带,控制早期溶蚀作用和白云石化作用的范围与强度;溶蚀作用是储集空间形成的重要机理,同生期-早成岩期溶蚀作用是储集空间发育的关键因素;白云石化作用对于改善晶粒碳酸盐岩储集性能具有积极意义;构造作用形成的多期次裂缝,是储集空间发生改造或优化的重要条件。储集空间的差异化保存取决于埋藏胶结作用强度、白云石化作用程度与烃类充注程度。埋藏胶结作用形成的胶结（充填）物,是导致储集空间受到破坏的重要原因;白云石化有效抑制了后期胶结作用,增强了岩石抗压实压溶能力,是早期储集空间保存的关键因素;烃类充注有利于先存储集空间的保存,决定了储集空间的最终有效发育程度。（7）桐梓组碳酸盐岩孔渗条件总体较差,但受建设性成岩作用改造可发育相对高孔、高渗的储集层段,勘探前景总体可观。川东南地区桐梓组勘探目标应立足于局限台地浅滩和潮坪沉积,I类有利区位于古蔺-赤水-綦江-习水一带,II类有利区位于涪陵-石柱-南川一带。