一种古老海相碳酸盐岩埋藏史重建方法与流程

[0001]
本发明属于石油天然气地质勘探中碳酸盐岩油气勘探评价方法技术领域，特别涉及一种古老海相碳酸盐岩埋藏史重建方法。


背景技术：

[0002]
盆地勘探目的层系古地温史和埋藏史是储层成岩-孔隙演化史、烃源岩生排烃史和油气成藏史研究非常重要的地质背景，古地温史和埋藏史认识的不同，将导致储层成岩-孔隙演化史、烃源岩生排烃史和成藏史认识的差异，所以，可靠的埋藏史模型的建立对油气成藏史的客观认识非常重要。前人对盆地埋藏史的恢复主要根据区域构造背景、地层接触关系、构造演化、地层厚度和剥蚀厚度、古地温梯度等参数，但受地质认识的不同，建立的埋藏史曲线存在很大的不确定性。如地层剥蚀厚度和古地温梯度的恢复、构造发育史的认识，不同的学者都会有不同的认识，尤其是位于叠合盆地下构造层、经历复杂构造运动的中国古老海相碳酸盐岩，这直接制约了可靠的盆地埋藏史模型的建立。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的在于提供一种能够建立可靠的埋藏史曲线的方法，该方法解决了前人基于区域地质认识建立的埋藏史曲线存在不确定性问题。
[0004]
为了实现上述目的，本发明提供了一种古老海相碳酸盐岩埋藏史重建方法，其中，该方法包括：
[0005]
获取工区测年测温用岩样，所述工区测年测温用岩样的特征包括：岩样孔洞发育、孔洞中充填有碳酸盐胶结物和岩样中碳酸盐胶结物相互交割；
[0006]
明确岩样中碳酸盐胶结物的期次，对各期次的碳酸盐胶结物进行同位素测年获取各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄；对各期次的碳酸盐胶结物进行团簇同位素(例如δ47温度)测试获取各期次碳酸盐胶结物的形成温度；
[0007]
获取工区埋藏史曲线；
[0008]
利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄和各期次碳酸盐胶结物的形成温度对所述工区埋藏史曲线进行校正，获取工区矫正后埋藏史曲线，从而完成古老海相碳酸盐岩埋藏史和/或古地温史重建。
[0009]
在上述古老海相碳酸盐岩埋藏史重建方法中，具备孔洞发育、孔洞中充填有碳酸盐胶结物和岩样中碳酸盐胶结物相互交割特征的岩样易于建立完整可靠成岩序列和适用于测年、测温；优选地，所述工区代表性岩样的碳酸盐胶结物胶结特征和相互交割关系清晰。
[0010]
在上述古老海相碳酸盐岩埋藏史重建方法中，优选地，所述明确岩样中相互交割的碳酸盐胶结物的期次时，使用由工区测年测温用岩样制成的样品薄片a进行。更优选地，所述样品薄片a的厚度为30
±
5μm。
[0011]
在上述古老海相碳酸盐岩埋藏史重建方法中，优选地，所述进行同位素测年时，使
用由工区测年测温用岩样制成的样品薄片b进行。更优选地，所述样品薄片b的厚度为80-100μm。
[0012]
在上述古老海相碳酸盐岩埋藏史重建方法中，优选地，所述进行团簇同位素测试时，使用各期次碳酸盐胶结物的粉末样进行。
[0013]
在一具体实施方式中，上述古老海相碳酸盐岩埋藏史重建方法包括：
[0014]
获取工区测年测温用岩样，所述工区测年测温用岩样的特征包括：岩样孔洞发育、孔洞中充填有碳酸盐胶结物和岩样中碳酸盐胶结物相互交割；
[0015]
针对获取的工区各测年测温用岩样，分别制备各测年测温用岩样对应的至少2个平行样，使用平行样制成该测年测温用岩样的样品薄片a、样品薄片b并保留平行样残余部分；
[0016]
对样品薄片a进行碳酸盐胶结物观察，明确岩样中碳酸盐胶结物的期次；
[0017]
在对应的样品薄片b中，圈定与样品薄片a中各期次碳酸盐胶结物相对应的各期次的碳酸盐胶结物，进行同位素测年获取各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄；
[0018]
在对应的平行样残余部分中，获取与样品薄片a中各期次碳酸盐胶结物相对应的各期次的碳酸盐胶结物的粉末样，进行团簇同位素测试获取各期次碳酸盐胶结物的形成温度；
[0019]
获取工区埋藏史曲线；
[0020]
利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄和各期次碳酸盐胶结物的形成温度对所述工区埋藏史曲线进行校正，获取工区矫正后埋藏史曲线，从而完成古老海相碳酸盐岩埋藏史重建；
[0021]
优选地，所述样品薄片a的厚度为30
±
5μm；在一具体实施方式中，样品薄片a的厚度为25-35μm，例如25μm、26μm、27μm、28μm、29μm、30μm、31μm、32μm、33μm、34μm、35μm；
[0022]
优选地，所述样品薄片a的直径为1.5-2.5cm；
[0023]
优选地，所述样品薄片b的厚度为80-100μm；
[0024]
优选地，所述样品薄片b的直径为1.5-2.5cm；
[0025]
优选地，所述分别制备各测年测温用岩样对应的至少2个平行样通过下述方式进行：将各测年测温用岩样切成直径为1.5-2.5cm厚度为0.8cm的圆柱体，沿切面两边做成2个平行样；
[0026]
优选地，样品薄片a与样品薄片b镜像相似度不低于90％；确保用于测年和用于测温的碳酸盐胶结物期次的一致性，年龄数据和温度数据的一一对应性。
[0027]
在上述古老海相碳酸盐岩埋藏史重建方法中，优选地，所述明确岩样中碳酸盐胶结物的期次包括：
[0028]
根据碳酸盐胶结物相互交割关系，建立完整可靠的成岩序列，由此确定具备相互交割关系的碳酸盐胶结物的期次；
[0029]
没有相互交割关系的碳酸盐胶结物，作为单独一个期次。
[0030]
在上述古老海相碳酸盐岩埋藏史重建方法中，优选地，所述同位素测年使用激光原位u-pb同位素测年方式进行。
[0031]
在上述古老海相碳酸盐岩埋藏史重建方法中，优选地，所述粉末样的质量为不少于10mg。
[0032]
在上述古老海相碳酸盐岩埋藏史重建方法中，所述粉末样可以使用微钻获取。
[0033]
在上述古老海相碳酸盐岩埋藏史重建方法中，获取工区埋藏史曲线按照本领域常规技术手段获取即可，例如，根据区域地质背景、钻井和地震资料，建立工区埋藏史曲线。
[0034]
在上述古老海相碳酸盐岩埋藏史重建方法中，优选地，所述利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄和各期次碳酸盐胶结物的形成温度对所述工区埋藏史曲线进行校正包括：
[0035]
将各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄投点到埋藏史曲线获取各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度，将各期次碳酸盐胶结物的形成温度根据地温梯度计算各期次胶结物的第二埋藏深度；
[0036]
如果各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度不一致，则埋藏史曲线是不可靠的，修改埋藏史曲线使得各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度位于第二埋藏深度，经过各期次碳酸盐岩胶结物的绝对年龄和形成温度校正后的曲线作为工区校正后的埋藏史曲线；
[0037]
如果各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度一致，认为各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄与各期次碳酸盐胶结物的形成温度构成相互佐证关系，则埋藏史曲线是可靠的，将埋藏史曲线作为工区矫正后埋藏曲线模型。
[0038]
在特定的古地温史和埋藏史背景下，碳酸盐胶结物的绝对年龄和形成温度与埋藏深度应该有很好的对应性，如果埋藏史曲线是可靠的，根据绝对年龄反演的深度与根据形成温度反演的深度应该是一致的，反之，可以通过绝对年龄和形成温度的相互佐证，不断校正埋藏史曲线，最终建立可靠的埋藏史曲线。
[0039]
碳酸盐矿物同位素测年技术和团簇同位素(δ
47
)测温技术的开发为本发明提供的技术方案中可靠的盆地埋藏史曲线的建立提供了可能。本发明提供的技术方案通过同位素测年技术和团簇同位素(δ47)测温技术的应用，测试数据相互佐证，建立可靠的埋藏史曲线，解决了前人基于区域地质认识建立的埋藏史曲线存在的不确定性问题，为储层成岩-孔隙演化史、烃源岩生排烃史和油气成藏史研究提供可靠的地质背景，实现油气运移前孔隙研判、储层有效性评价、油气成藏期次和成藏有效性评价。
附图说明
[0040]
图1为本发明实施例1提供的古老海相碳酸盐岩埋藏史重建方法流程图。
[0041]
图2a为本发明实施例1中塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品q-56-1的特征和成岩序列图。
[0042]
图2b为本发明实施例1中塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品q-56-1的特征和成岩序列图。
[0043]
图3a为本发明实施例1中塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品q-58-1-1的特征和成岩序列图。
[0044]
图3b为本发明实施例1中塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品q-58-1-1的特征和成岩序列图。
[0045]
图4为本发明实施例1中塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品q-58-1-2的特征和成岩序列图。
[0046]
图5a为本发明实施例1中塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品q-76-1的特
征和成岩序列图。
[0047]
图5b为本发明实施例1中塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品q-76-1的特征和成岩序列图。
[0048]
图6a为本发明实施例1中塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品q-151-1的特征和成岩序列图。
[0049]
图6b为本发明实施例1中塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品q-151-1的特征和成岩序列图。
[0050]
图7为本发明实施例1重建得到的塔西北震旦系奇格布拉克组埋藏史曲线图。
具体实施方式
[0051]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
[0052]
实施例1
[0053]
本实施例提供了一种古老海相碳酸盐岩埋藏史重建方法，该方法对塔西北震旦系奇格布拉克组开展可靠的埋藏史曲线重建，为古老海相碳酸盐岩储层成岩-孔隙演化史、烃源岩生排烃史和油气成藏史研究提供可靠的地质背景，实现油气运移前孔隙研判、储层有效性评价、油气成藏期次和成藏有效性评价，如图1所示，具体包括以下步骤：
[0054]
步骤s1：获取工区测年测温用岩样，所述工区测年测温用岩样的特征包括：岩样孔洞发育、孔洞中充填有碳酸盐胶结物和岩样中碳酸盐胶结物相互交割；
[0055]
具备孔洞发育、孔洞中充填有碳酸盐胶结物和岩样中碳酸盐胶结物相互交割特征的岩样易于建立完整可靠成岩序列和适用于测年、测温。
[0056]
步骤s2：针对获取的工区各测年测温用岩样岩样，分别制备各测年测温用岩样对应的2个平行样-平行样a和平行样b；
[0057]
具体而言，将各测年测温用岩样切成直径为1.5-2.5cm厚度为0.8cm的圆柱体，沿切面两边做成2个平行样，一个为平行样a、另一个为平行样b。
[0058]
步骤s3：将工区各测年测温用岩样对应的平行样a制成该测年测温用岩样的样品薄片a，将各测年测温用岩样对应的平行样b制成该测年测温用岩样的样品薄片b，并保留平行样残余部分；其中，样品薄片a厚度为30μm，样品薄片b的厚度为100μm。
[0059]
步骤s4：对各测年测温用岩样的样品薄片a、样品薄片b进行镜像关系一致性筛选；
[0060]
具体而言，使用显微镜分别对各测年测温用岩样的样品薄片a、样品薄片b进行镜像关系观察，若某样品的样品薄片a、样品薄片b镜像关系相似度不低于90％则予以保留，否则将该样品剔除；
[0061]
薄片a和薄片b的镜像对应关系研究，确保用于测年和用于测温的碳酸盐胶结物期次的一致性，年龄数据和温度数据的一一对应性。
[0062]
步骤s5：对样品薄片a进行碳酸盐胶结物观察，明确岩样中碳酸盐胶结物的期次；
[0063]
具体而言，对样品薄片a进行碳酸盐胶结物观察，重点观察碳酸盐胶结物的类型、特征、期次等；根据碳酸盐胶结物相互交割关系，建立完整可靠的成岩序列，由此确定具备
相互交割关系的碳酸盐胶结物的期次；没有相互交割关系的碳酸盐胶结物，作为单独一个期次；
[0064]
塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩结构组分由早到晚依次为：
①
围岩
→②
纤状环边白云石
→③
叶片状白云石
→④
细粉晶粒状白云石
→⑤
中粗晶粒状白云石
→⑥
热液白云石及石英(如图2a-图6b所示)，还有两期方解石结构组分与其他结构组分没有相互交割关系的碳酸盐胶结物，作为单独一个期次，即裂缝中充填的方解石
⑦
和孔洞中充填的方解石
⑧
。
[0065]
步骤s6：在对应的样品薄片b中，圈定与样品薄片a中各期次碳酸盐胶结物相对应的各期次的碳酸盐胶结物，进行激光原位u-pb同位素测年获取各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄；结果如表1所示；
[0066]
激光原位u-pb同位素测年按照碳酸盐矿物激光原位u-pb同位素测年技术的规范和要求即可。
[0067]
表1塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩不同结构组分团簇同位素(δ47)温度
[0068][0069]
步骤s7：在对应的平行样残余部分中，用微钻钻取与样品薄片a中各期次碳酸盐胶结物相对应的各期次的碳酸盐胶结物的粉末样(各粉末样的质量均为10mg)，进行团簇同位素(δ47温度)测试获取各期次碳酸盐胶结物的形成温度；结果如表1所示；
[0070]
若一个岩样对应的平行样残余部分无法钻取足够的粉末样，可以通过多个岩样对应的平行样残余部分钻取同期粉末样，解决粉末样量不足的问题；
[0071]
团簇同位素(δ47温度)测试按碳酸盐矿物团簇同位素(δ47)测温技术的规范和要求进行即可。
[0072]
步骤s8：获取工区埋藏史曲线；利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄和各期次碳酸盐胶结物的形成温度对所述工区埋藏史曲线进行校正，获取工区矫正后埋藏史曲线(如图7中b曲线所示)，从而完成古老海相碳酸盐岩埋藏史重建；
[0073]
具体而言：
[0074]
8.1、根据区域地质背景、钻井和地震资料，初步建立工区埋藏史曲线(如图7中a曲线所示)；
[0075]
8.2、将各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄投点到埋藏史曲线获取各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度，将各期次碳酸盐胶结物的形成温度根据地温梯度计算获得各期次碳酸盐胶结物的第二埋藏深度；
[0076]
如果各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度不一致，则埋藏史曲线是不可靠的，修改埋藏史曲线使得各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度位于第二埋藏深度，经过各期次碳酸盐岩胶结物的绝对年龄和形成温度校正后的曲线作为工区校正后的埋藏史曲线；
[0077]
如果各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度一致，认为各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄与各期次碳酸盐胶结物的形成温度构成相互佐证关系，则埋藏史曲线是可靠的，将埋藏史曲线作为工区矫正后埋藏曲线模型。
[0078]
寒武纪-早奥陶世地温梯度为3.2℃-3.5℃/100m，志留纪-泥盆纪地温梯度为3.0℃/100m，石炭纪-二叠纪地温梯度为3.0℃-3.2℃/100m，三叠纪-白垩纪末地温梯度为2.5℃/100m，新生代地温梯度为2.0℃/100m。通过u-pb同位素绝对年龄和团簇同位素(δ47)温度的校正，建立了塔西北震旦系奇格布拉克组埋藏史曲线(如图7中b曲线所示)。