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Development and preservation mechanism of deep and ultra-deep carbonate reservoirs

Science China Earth Sciences 2024年第11期67卷 3367-3385页

作者： Anjiang SHEN Anping HU Zhanfeng QIAO Jianfeng ZHENG Min SHE liyin pan Key Laboratory of Carbonate Reservoir CNPC State Energy Key Laboratory of Carbonate Oil and Gas PetroChina Hangzhou Research Institute of Geology

Exploration practice has proved that deep and ultra-deep reservoirs consist of mainly matrix-porous dolomite reservoirs and fractured-vuggy karst reservoirs and still will be very important targets for future exploration, in which large oil and gas fields such as Anyue, Yuanba, Halahatang, Fuman and Shunbei have been discovered. This paper systematically summarizes three theoretical and technical achievements in studying deep and ultra-deep carbonate reservoirs in the past decade.(1) The micro-zone and multi-parameter experiment analysis technology featured by determining the “age, temperature, pressure and fluid properties” of carbonate reservoirs, together with experimental simulation of cross-tectonic-period pore formation and preservation featured by the “multi-stage, continuous, visualized and online detection technology”, providing useful tools for studying the pore formation and preservation mechanism of deep and ultra-deep carbonate rocks from the perspective of“forward” and “inversion”.(2) Deep and ultra-deep matrix-porous dolostone reservoirs are still controlled by sedimentary facies,among which reef(mound) and/or beach contribute most. The reservoir space is mainly composed of sedimentary primary pores and supergene dissolution pores and fractures, though some of reservoir spaces are formed by burial dissolution and they tend to develop and may locally concentrate following the pre-existing porous zone. In other words, burial dissolution vugs are inherited rather than newly formed. Early dolomite precipitation(or dolomitization) has a high potential to preserve early pores.(3) The development and preservation mechanism of fractured-vuggy karst limestone reservoirs in deep and ultra-deep realm was analyzed. Pene-contemporaneous dissolution and interlayer and buried-hill karstification control the development of early and late supergene fractured-vuggy reservoirs. Strike-slip faults superimposed with supergene karstification lead to the development of “fen

关键词： Deep and ultra-deep formation Carbonate reservoirs Matrix-porous dolomite reservoir Fractured-vuggy karst reservoir Genersis and distribution of carbonate reservoirs

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Origin and Distribution of Grain Dolostone Reservoirs in the Cambrian Longwangmiao Formation,Sichuan Basin,China

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Acta Geologica Sinica(English Edition) 2017年第1期91卷 204-218页

作者： SHEN Anjiang HU Anping pan liyin SHE Min Petrochina Hangzhou Research Institute of Geology Hangzhou 310023 Zhejiang China Key Laboratory of Carbonate Reservoirs CNPC Hangzhou 310023 Zhejiang China

Dolostones in the Cambrian Longwangmiao Formation have become one of the most significant gas exploration domains in China. Over a trillion cubic meters of gas reservoirs have been discovered in the Gaoshiti-Moxi area; however, the origins and distribution of the dolostone reservoirs are not well understood. This work discussed the geology and geochemistry of the dolostone reservoirs in the Longwangmiao Formation to determine their origin and distribution. Two understandings are acquired： firstly, a carbonate ramp provided excellent conditions for grain beach deposition, while the presence of a hypersaline lake was favorable for the contemporaneous dolomitization of grain beach deposits. Petrographic and geochemical evidence further confirm that the Longwangmiao dolostone was formed during the contemporaneous stage. Secondly, the reservoir characteristics indicate that the grain beach sediments provide material basis for the development of the Longwangmiao dolostone reservoirs. Reservoir dissolution simulation experiments show that the porosity of the reservoirs was formed by dissolution during contemporaneous and burial stages. The dissolution pores formed during the contemporaneous stage were controlled by sequence interfaces. The large scale dissolution vugs formed during the burial stage subsequently spread along the pre-existing porosity and fracture zones. This study therefore identified that the development of grain dolostone reservoirs in a shallow water ramp under arid climatic conditions generally met the following conditions：（1） reefal beach deposits lay a foundation for reservoir development;（2） superficial conditions are an important determining factor for reservoir porosity; and（3） burial conditions provide environment for porosity preservation and modification.

关键词： Sichuan Basin Longwangmiao Formation grain dolostone meteoric dissolution buried dissolution origin of reservoir distribution of reservoir

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LA-ICP-MS U-Pb Age, Clumped and Stable Isotope Constraints on the Origin of Middle Permian Coarse-Crystalline Dolomite Reservoirs in Northwest Sichuan Basin, Southwest China

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Acta Geologica Sinica(English Edition) 2020年第4期94卷 1312-1313页

作者： pan liyin SHEN Anjiang HU Anping HAO Yi ZHAO Jianxin Key Laboratory of Carbonate Reservoirs China National Petroleum CorporationHangzhouZhejiang 310023China PetroChina Hangzhou Research Institute of Geology HangzhouZhejiang 310023China Department of Geology University of KansasLawrenceKS 66045USA Radiogenic Isotope Facility School of Earth Sciencesthe University of QueenslandBrisbane 4072QLDAustralia

Objective The recent discovery of commercial natural gas accumulations in the Middle Permian coarse-crystalline dolomites in the northwest Sichuan Basin has attracted attention to the formation mechanism of these deep-burial carbonate *** to their temporal relationship to the flooded basalts that represent the end-Middle-Permian Emeishan Large Igneous Province(ELIP),the Middle Permian dolomites were prev iously thought to be products of hydrothermal dolomitization related to the ELIP *** and core observations,however,show that the occurrence and distribution of these dolomites are not controlled by faults,the supposed conduits for hydrothermal ***,they are somewhat ***,the objective of this study,by employing LA-ICP-MS U-Pb dating,clumped isotope thermometry(047)and routine stable isotope geochemistry(C carbon,O oxygen and Sr strontium isotopes),is to re-evaluate the genesis of these dolomite reservoirs,with special attention focusing on the diagenetic environment and timing of dolomitization,and the attributes of dolomitizing fluids.

关键词： Permian Middle reservoirs

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羌塘盆地中生代岩相古地理研究新进展

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海相油气地质 2024年第1期29卷 30-44页

作者：沈安江熊绍云胡安平张建勇许强付小东潘立银王鑫刘思琪李茜段军茂中国石油集团碳酸盐岩储层重点实验室国家能源碳酸盐岩油气重点实验室中国石油杭州地质研究院西南石油大学

由于资料的欠缺和分布的不均衡,羌塘盆地构造-岩相古地理研究程度总体不高,不能为烃源岩和储层的分布预测提供依据。基于盆地属性、沉积体系及组合-耦合关系的研究,解决了资料丰富区域沉积相解释的多解性、资料缺少区域沉积相预测缺乏... 详细信息

由于资料的欠缺和分布的不均衡,羌塘盆地构造-岩相古地理研究程度总体不高,不能为烃源岩和储层的分布预测提供依据。基于盆地属性、沉积体系及组合-耦合关系的研究,解决了资料丰富区域沉积相解释的多解性、资料缺少区域沉积相预测缺乏沉积模式指导的问题,取得以下3方面的成果和认识:(1)系统梳理了可可西里—金沙江洋、班公湖—怒江洋、龙木错-双湖洋的闭合史,明确了羌塘盆地属性,指出北羌塘地块在晚三叠世—早白垩世经历了复合前陆盆地、陆内弱挤压残留海盆地、褶皱-冲断快速抬升剥蚀3个构造演化阶段,南羌塘地块在晚三叠世—早白垩世经历了被动陆缘、活动陆缘、褶皱-冲断快速抬升剥蚀3个构造演化阶段,明确了8个关键沉积时期的盆地属性。(2)基于盆地属性、沉积体系及组合-耦合关系,系统恢复了羌塘盆地晚三叠世—早白垩世10个关键地质时期的构造-岩相古地理背景,揭示了构造对沉积的控制作用,提高了资料缺少区域沉积相预测的准确度。(3)明确了烃源岩和储层发育的构造-岩相古地理背景,认为上三叠统波里拉组—巴贡组烃源岩的分布受控于前陆坳陷、被动陆缘深水陆棚等构造单元,下侏罗统曲色组烃源岩的分布受控于弧后伸展盆地、陆内弱挤压残留海盆地等构造单元,中侏罗统布曲组白云岩储层分布于台缘带。上述成果将为羌塘盆地油气资源潜力的认识和评价提供依据。

关键词：盆地属性岩相古地理沉积体系生储盖组合晚三叠世—早白垩世羌塘盆地

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四川盆地栖霞组——茅口组沉积储层特征及勘探领域

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海相油气地质 2024年第3期29卷 303-315页

作者：倪超张本健褚春波郝毅谷明峰潘立银李梦莹姚倩颖朱可丹中国石油杭州地质研究院浙江省杭州市310023 中国石油西南油气田公司勘探开发研究院中国石油大庆油田勘探事业部中国石油集团碳酸盐岩储层重点实验室

二叠系栖霞组—茅口组是四川盆地天然气勘探的重点层系,为了寻找栖霞组—茅口组未来天然气勘探的重点方向,在大量钻井、野外露头、测井、地震及地球化学数据等资料分析的基础上,针对四川盆地栖霞组—茅口组的沉积储层关键地质问题进行... 详细信息

二叠系栖霞组—茅口组是四川盆地天然气勘探的重点层系,为了寻找栖霞组—茅口组未来天然气勘探的重点方向,在大量钻井、野外露头、测井、地震及地球化学数据等资料分析的基础上,针对四川盆地栖霞组—茅口组的沉积储层关键地质问题进行了研究,并对勘探领域进行了梳理分析。结果表明:(1)四川盆地栖霞—茅口期主要为台地沉积体系,可以划分为3个层序。除川西台缘带之外,盆内川中—川东地区栖霞组—茅口组在三级层序高位域发育多期高能浅滩,总面积超过4×10~4km~2。(2)栖霞组—茅口组主要储层为孔隙-孔洞型白云岩、岩溶缝洞型灰岩以及微孔-微缝型泥灰岩。其中,孔隙-孔洞型白云岩是近期勘探的主要储集岩类型,栖霞组白云岩主要分布在川西广元—北川—雅安—峨眉一带,茅口组白云岩主要分布在宣汉—万州、广元—剑阁地区以及剑阁—广安—丰都一带。(3)四川盆地栖霞组—茅口组天然气勘探可划分为4个现实领域及2个潜在领域。其中,川北—川中—川东茅二段白云石化滩带是目前中二叠统天然气增储上产最重要的现实勘探领域,而川东茅二下亚段孤立白云石化浅滩有望成为未来最重要的勘探领域之一。

关键词：岩相古地理储层类型储层特征勘探领域栖霞组茅口组四川盆地

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中国塔里木盆地塔中北坡志留系多期石油充注：流体包裹体和有机地球化学证据

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岩石学报 2007年第1期23卷 131-136页

作者：潘立银倪培欧光习李林强 Hangzhou Institute of Geology PetroChinaHangzhou 310023China State Key Laboratory for Mineral Deposits ResearchNanfing UniversityNanjing 210093China State Key Laboratory for Mineral Deposits Research Nanjing UniversityNanjing 210093China Beijing Research Institute of Uranium Geology Beijing 100029China

Well S provides a good opportunity to investigate the petroleum filling history in Tazhong North *** investigations suggest that bitumen,oil,and petroleum inclusions coexist in Silurian sandstones from well S,reflecting a complicated reservoir filling history in the study *** of organic geochemistry and fluid inclusion analysis shows that the Silurian reservoir has experienced three episodes of petroleum charge,that is from the late Silurian to the early Devonian,the early-middle Triassic and the Paleogene,*** present-day reservoir fluids in the Silurian are the mixtures generated in multiple (at least two)episodes of petroleum *** oil charging into Silurian resevior in the early period had experienced considerable degradation,and was mixed with later non-degraded oil.

关键词：中国塔里木盆地塔中北坡志留系多期石油充注流体包裹体有机地球化学证据

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微生物白云岩储集层特征、成因和分布——以四川盆地震旦系灯影组四段为例

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石油勘探与开发 2017年第5期44卷 704-715页

作者：陈娅娜沈安江潘立银张杰王小芳中国石油杭州地质研究院杭州310023 中国石油集团碳酸盐岩储集层重点实验室杭州310023

基于岩心和薄片观察、单井资料及地球化学分析结果,剖析四川盆地震旦系灯影组四段(简称灯四段)储集层特征、成因和分布。微生物白云岩为灯四段主力储集层,球形白云石的发现揭示白云石化与微生物作用有关,属早期低温沉淀的原白云石;原生... 详细信息

基于岩心和薄片观察、单井资料及地球化学分析结果,剖析四川盆地震旦系灯影组四段(简称灯四段)储集层特征、成因和分布。微生物白云岩为灯四段主力储集层,球形白云石的发现揭示白云石化与微生物作用有关,属早期低温沉淀的原白云石;原生基质孔和准同生溶蚀孔洞构成储集空间的主体,而不是前人所认为的与桐湾运动相关的层间岩溶作用及埋藏-热液溶蚀作用成因。微生物丘滩复合体和准同生溶蚀作用是灯四段储集层规模发育和分布的主控因素。台内裂陷周缘的微生物白云岩储集层厚度大、连续性好、品质优,是重要的勘探对象。

关键词：四川盆地震旦系灯影组微生物白云岩丘滩复合体球形白云石准同生溶蚀作用台内裂陷

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新生代岛礁白云岩的基本特征、发育演化和成因机制

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古地理学报 2023年第6期25卷 1277-1298页

作者：王瑞吴律余克服任敏潘立银广西大学海洋学院广西大学珊瑚礁研究中心广西南海珊瑚礁研究重点实验室广西南宁530004 厦门大学海洋与地球学院福建厦门361005 中国石油碳酸盐岩储层重点实验室中国石油杭州地质研究院浙江杭州310023

广泛发育于全球大洋中的新生代岛礁白云岩,具有埋藏浅、形成时间晚、后期改造弱等特点,被认为是研究经典“白云岩(石)问题”的天然实验室。文中系统梳理了岛礁白云岩的基本特征、时间演化、白云石化流体性质和成因模式,并探讨了控制该... 详细信息

广泛发育于全球大洋中的新生代岛礁白云岩,具有埋藏浅、形成时间晚、后期改造弱等特点,被认为是研究经典“白云岩(石)问题”的天然实验室。文中系统梳理了岛礁白云岩的基本特征、时间演化、白云石化流体性质和成因模式,并探讨了控制该类白云岩形成的古环境和古气候因素,以期为解译“白云岩(石)问题”提供借鉴。新生代岛礁白云岩厚几十米至几百米,具有相似的岩石学(结构保存型和结构破坏型)、计量学(高钙白云石和低钙白云石)和地球化学(碳氧同位素、锶、铁、锰、钠元素)特征,发育时间上具有全球同步性(~10-0.5 Ma)。在单个岛礁内,受海平面变化和构造活动控制,白云石化时间由底部至顶部呈现出连续或断续变年轻的现象。结合氧同位素和团簇同位素数据分析显示,正常—轻微蒸发的海水是岛礁白云石化流体的主要来源,其中高钙白云石主要与正常海水有关,而低钙白云石则受蒸发海水控制。单一的流体驱动模式(如渗透回流、地热对流等)难以普遍适用于岛礁白云岩的成因解释,促进白云石化作用的岛礁内地下水流动机制可能是多重复合而成。新生代岛礁白云石化时期,单一的古环境、古气候因子(海水的Mg/Ca、温度、SO_(4)^(2-)浓度、氧化还原状态、pCO_(2)及pH等)并未呈现出特殊性,推测多种古环境、古气候因子的耦合作用可能共同控制了岛礁的白云石化事件。为了更好地理解岛礁白云岩的成因机制,未来应在白云石化微观过程、新兴探测技术应用和数值模拟方面进行拓展研究。

关键词：白云岩新生代珊瑚礁成因机制研究进展

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碳酸盐岩溶蚀规律与孔隙演化实验研究

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石油勘探与开发 2016年第4期43卷 564-572页

作者：佘敏寿建峰沈安江潘立银胡安平胡圆圆中国石油杭州地质研究院 310023 中国石油集团碳酸盐岩储集层重点实验室

通过流体在岩石内部孔隙中运移与反应的实验方式，开展0．2％乙酸与4种类型碳酸盐岩的溶蚀实验，对溶蚀作用的控制因素及溶蚀效应进行研究。结果显示碳酸盐岩溶蚀量与温度呈反比、与压力成正比，且温度效应大于压力效应，因此浅埋藏低... 详细信息

通过流体在岩石内部孔隙中运移与反应的实验方式，开展0．2％乙酸与4种类型碳酸盐岩的溶蚀实验，对溶蚀作用的控制因素及溶蚀效应进行研究。结果显示碳酸盐岩溶蚀量与温度呈反比、与压力成正比，且温度效应大于压力效应，因此浅埋藏低温环境是碳酸盐岩规模溶孔形成的有利条件。定量对比溶蚀前后孔隙体积和渗透率的变化，以及岩石内部孔隙演化，指出孔隙结构明显控制碳酸盐岩溶蚀效应和溶孔演化。孔隙型白云岩的孔隙分布具均质性，经历溶蚀后，孔隙体积和渗透率相应增加，且增加的是基质孔隙，储集空间类型保持为孔隙型；孔隙型灰岩由于初始孔隙和组构非均质性强，溶蚀导致孔隙体积和渗透率增加均较显著，但增加的是裂缝型孔隙，储集空间类型演化为缝洞型；溶蚀对裂缝-孔隙型白云岩和裂缝型灰岩的渗透率改善显著，渗透率增加2～3个数量级，且主要增加沿溶终发育的孔（洞），储集空间类型演化为缝洞型。

关键词：碳酸盐岩溶蚀实验溶蚀量孔隙演化温度效应压力效应

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白云岩成因类型、识别特征及储集空间成因

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石油勘探与开发 2018年第6期45卷 923-935页

作者：赵文智沈安江乔占峰潘立银胡安平张杰中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油杭州地质研究院杭州310023 中国石油集团碳酸盐岩储层重点实验室杭州310023

针对白云岩成因、原生白云石沉淀、白云岩孔隙成因等问题,在前人认识的基础上,补充四川和塔里木盆地典型案例的岩石学和地球化学特征分析工作,取得3项进展:(1)提出基于岩石特征、形成环境和时间序列的白云岩成因分类,不同成因白云岩之... 详细信息

针对白云岩成因、原生白云石沉淀、白云岩孔隙成因等问题,在前人认识的基础上,补充四川和塔里木盆地典型案例的岩石学和地球化学特征分析工作,取得3项进展:(1)提出基于岩石特征、形成环境和时间序列的白云岩成因分类,不同成因白云岩之间的成岩域、特征域界线清晰,演化线索清楚,更具系统性和连续性;(2)建立不同成因白云岩的岩石学和地球化学特征识别标志,白云岩之间的岩石学和地球化学特征的变化具有规律性,是连续时间序列上形成环境变迁的响应;(3)重新评价白云石化作用对孔隙的贡献,阐明白云岩中的孔隙主要来自原岩的沉积原生孔、部分来自表生溶蚀和埋藏溶蚀作用,早期白云石化有利于孔隙的保存。这些认识对白云岩成因的理解、不同成因白云岩的判识具重要的理论意义,同时对白云岩储集层预测具有重要的指导意义。

关键词：白云岩成因类型白云岩识别特征白云岩孔隙成因原生沉淀白云石沉积原生孔

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