致密砂岩储层埋藏-成岩-油气充注演化过程与孔隙演化定量分析——以鄂尔多斯盆地东部上古生界盒8段天然气储层为例

目前国内对致密砂岩的成岩-孔隙演化过程、埋藏-热演化史、油气充注史基本停留在相对独立和单一的静态研究阶段,因此,对于砂岩的岩石学组分及其差异性成岩演化过程导致的储层致密化过程与油气充注时序关系的研究依然十分薄弱。通过各类薄片显微镜下研究与定量统计,结合扫描电镜、阴极发光、包裹体均一温度与激光拉曼探针成分等多种分析测试手段,开展了鄂尔多斯盆地东部上古生界盒8段不同类型致密砂岩的埋藏-成岩-油气充注-孔隙动态演化历史的精细研究,在此基础上讨论了各砂岩致密化过程与油气充注在时序关系上的差异性。研究结果显示,钙质胶结砂岩和高塑性岩屑砂岩的成岩-油气充注演化过程相对简单,前者经历中成岩阶段A期碳酸盐胶结作用后基本成为致密储层,时序关系为先充注后致密;而后者经历早成岩阶段压实作用后一部分成为致密储层,时序关系为先致密后充注;石英砂岩和岩屑石英砂岩经历了较为复杂的成岩-油气充注演化过程,时序关系为边充注边致密。     

渤海湾盆地饶阳凹陷河间洼槽古近系砂岩储层成岩—成藏耦合关系

饶阳凹陷河间洼槽古近系沙河街组砂岩储层具有典型的低孔低渗特征,为揭示储层致密化过程,并分析其与油气成藏的关系,通过岩心观察、铸体薄片鉴定、流体包裹体分析等手段,结合地层埋藏史和热演化史模拟,分析储层成岩演化过程,同时利用“反演回剥”的原理,以铸体薄片资料为基础,定量恢复地质历史时期的储层孔隙度演化,与油气充注史相结合确定研究区砂岩储层成岩演化与成藏之间的耦合关系。结果表明,经历酸碱交替的流体演化,储层成岩演化呈多期溶解多期胶结的特征;成岩早期缺乏抗压实的碳酸盐胶结物、塑形矿物的压实作用、硅质和碳酸盐胶结作用是造成储层致密化的主要因素;储层致密化前后有2期油气充注,第1期油气充注于储层致密化之前,即油气在浮力作用下进入储层的“先成藏后致密”的过程,第2期油气充注于储层致密化之后,即油气在超压作用下进入储层的“先致密后成藏”的过程。     

四川盆地安岳构造寒武系龙王庙组成岩矿物充填期次及油气成藏

四川盆地寒武系龙王庙组时代老,埋藏深,储层埋藏及成岩改造强烈,且受加里东、印支、喜马拉雅等重要构造运动的影响,油气成藏过程复杂。通过对龙王庙组岩心观察、岩石学类型分析、显微薄片的观察,结合阴极发光特征对成岩矿物的充填序列进行了识别和划分。以矿物的充填序列为基础,对不同期次成岩矿物中赋存的烃类流体包裹体特征进行了分析,对与其共生的盐水包裹体的均一温度进行测试,明确了龙王庙组油气藏的成藏期次,并结合安岳构造龙王庙储层热演化史,厘定了油气成藏时间。所识别出的5期白云石以及石英等成岩矿物捕获的流体包裹体,记录了5期油气成藏事件:第一期为中三叠世的古油藏充注;第二期为早侏罗世的古油气藏充注;第三期为中侏罗世的湿气藏充注;第四期为早白垩世晚期的干气藏充注;第五期为晚白垩世以来的气藏调整。喜马拉雅构造运动期的古气藏调整是龙王庙组气藏形成的重要时期,对应的时间约为40 Ma。      

歧口凹陷马东东地区沙一段油气成藏期次

根据储层的成岩序次、油气包裹体特征及含烃盐水包裹体均一温度,结合构造活动特征及烃源岩演化史,对歧口凹陷马东东地区沙一段下亚段油气藏进行了成藏期次综合研究。结果表明,该油气藏有两期重要油气充注过程:第一期发生在东营组沉积末期,约24Ma;第二期发生在明化镇组下段沉积时期,约12-6Ma,为油气主要充注期。     

含油气盆地成藏期分析方法及进展

传统的成藏期分析方法是通过盆地的构造发育史、圈闭形成史、烃源岩生排烃史的研究根据油源岩的主生油期、圈闭形成期、油藏饱和压力来分析油气藏形成期,属于间接确定油气的成藏期的方法。近些年来随着地球化学科学和有机岩石学的发展,各种依靠成藏化石记录的地球化学和岩石学分析方法应用到油气成藏期研究中,提供了油气成藏期研究的多种手段,主要包括:储层成岩作用与烃类流体充注序次、自生矿物同位素地质年代学、流体包裹体、储层磁性矿物古地磁学、生烃期精确分析等,并讨论了这些方法目前实际应用和存在问题。     

川西坳陷须家河组二段致密砂岩储层成岩作用与孔隙演化——以大邑地区为例

低渗透气藏产气量在我国天然气总产量中所占比例越来越大,但由于其气藏分布复杂、预测难度大等因素,阻碍了该类气藏的勘探开发进程。四川盆地川西坳陷上三叠统须家河组二段储层物性总体较差,属于低孔、低渗储层。以储层特征与成岩作用研究为基础,结合大量镜下薄片鉴定成果,确定了胶结物充填的序次及各期胶结物相对含量;并在各期胶结物中找出特征包裹体进行温度检测,结合储层埋藏史、热史等资料,确定了各期胶结物的形成时间与油气充注的时间及次序;此外,描述了储层孔隙在不同历史阶段的变化率与变化原因,从而再现了储层的形成历史,确定了储层致密化时间。最后,结合油气充注史,提出下一步有利勘探方向,为进一步油气勘探奠定了基础。     

富长石粗碎屑砂岩孔隙演化定量分析——以渤海湾盆地辽东凸起北段沙河街组二段为例

孔隙演化与油气充注的耦合关系是油气成藏的重要影响因素,储层孔隙度演化定量分析的准确性是关键。通过富长石粗碎屑砂岩储层的显微组构、自生矿物、成岩序列及热演化史分析,确定孔隙度演化定量计算参数,建立储层孔隙演化模式。研究表明,渤海湾盆地辽东凸起北段沙河街组二段砂岩储层中长石的水岩反应过程及产物,是影响孔隙度的关键因素,储层的分选系数、胶结物质量分数、残余原生粒间孔面孔率、总面孔率和溶蚀孔面孔率分析是影响定量计算准确度的重要参数;计算结果表明,压实作用对储层破坏最强,孔隙度平均减小了15%,压实作用主体减孔时间为距今38~23.3 Ma,胶结作用次之,孔隙度平均减小了10.4%,胶结作用几乎贯穿整个成岩时期,溶蚀作用平均增加了9.8%孔隙度,溶蚀作用持续时间为距今19~2 Ma;伴随着油气的充注,储层物性逐渐变好,油气充注结束,储层物性变差。     

流体包裹体在松辽盆地成藏期次研究中的应用

利用流体包裹体在储层中的种类、含量、分布等常规特征以及它们与成岩矿物的结构关系,可以分析油气运移及圈闭充注模式;根据包裹体的均一温度并结合盆地的古地温史和埋藏史,可以确定油气成藏期次。应用显微—红外光谱技术、包裹体的鉴定和均一温度测定技术,分析了松辽盆地中浅层和深层样品的包裹体。同时利用红外光谱的有关参数划分了各井包裹体的油气成藏期次,结果与镜下鉴定结论相一致,并确定了其中油气包裹体的成熟度。同时利用流体包裹体均一温度并结合埋藏史和古地温史,研究了松辽盆地部分地区油气成藏期次。     

流体包裹体的常规特征在油气成藏研究中的应用

在储集层成岩过程中 ,胶结物和次生矿物形成时常常会有流体被包裹在其内 ,形成储集层中的流体包裹体。流体包裹体在储集层中的种类、含量、分布等常规特征以及它们与成岩矿物的结构关系可以用来分析油气运移及圈闭充注模式。根据包裹体的均一温度 ,结合盆地的古地温模式和储集层埋藏历史 ,可以确定包裹体形成时的地层埋深及对应的地质时代 ,依此可以确定油气藏形成时间。通过某油气藏中储集层流体包裹体特征的研究 ,从油气运移及充注圈闭的角度 ,对该油气藏的形成机制作出了合理的阐述。认为该油气藏的成藏期为早第三纪末 ;油、气、水 (主要是油与水的混相液体 )同期运移至储集层 ;油气经过长距离运移聚集成藏 ,成藏后几乎没有再经历调整 ,油水界面没有发生过变迁     

陆相湖盆致密砂岩油气储层储集性能表征与成储机制——以松辽盆地南部下白垩统泉头组四段为例

在致密砂岩油气储层相关研究成果的基础上,结合对松辽盆地南部下白垩统泉头组四段致密砂岩油气储层的研究,认为储集空间类型与特征、孔喉大小与分布、孔喉连通性及不同尺度孔喉物性贡献等是致密砂岩油气储层储集性能表征的核心内容。将铸体薄片观察、扫描电镜分析及微米CT扫描等手段相结合实现了储层储集空间与孔喉结构类型、形貌、分布及连通性等的定性表征;恒速压汞与高压压汞的有机结合实现了致密砂岩储层孔喉大小、分布、连通性及不同尺度孔喉物性贡献等特征的定量表征。致密砂岩油气成储机制研究主要涉及储层成岩演化与致密化机理、致密砂岩油气藏成因类型及致密砂岩油气充注与聚集等方面的内容。以成岩演化为约束,恢复地质历史时期储层物性演化过程,结合关键成岩作用对储层物性的贡献量,明确储层致密化时间与决定因素,是砂岩储层致密化机理研究的重点;以此为基础,将油气充注史与致密化史相结合,可以确定致密砂岩油气藏成因类型。对于"先致密,后成藏"型致密砂岩油气藏,孔喉结构及其配置关系控制油气能否进入致密砂岩储层,而储层润湿性的改变则影响油气在其中如何聚集。     

南华北盆地谭庄凹陷下白垩统成岩相分布及优质储层预测

利用普通薄片、铸体薄片、扫描电镜及物性等分析化验资料,对影响南华北盆地谭庄凹陷下白垩统储层物性的压实作用、胶结作用和溶蚀作用等成岩作用强度进行了定量计算,得出了不同井和不同层段的视压实率、视胶结率和视溶蚀孔隙度,厘定了成岩强度划分标准。将下白垩统储层划分为5种成岩相类型,其中Ⅰ和Ⅱ类成岩相为较好的储集相带,Ⅲ类为中等储集相带,Ⅳ和Ⅴ类为差的储集相带。通过成岩相分布预测,结合沉积体系及次生孔隙发育分布规律,认为谭庄凹陷南部扇三角洲的北部区域、北部三角洲的南部区域处于中等-较强压实强胶结中等溶蚀成岩相带,为各层段的有利储集相带。     

鄂尔多斯盆地乌审召地区盒8、山1段储层流体包裹体特征及其意义

运用普通显微镜、荧光显微镜观察,冷热台均一温度、冰点温度测定,激光拉曼成分分析等方法,对乌审召地区盒8、山1段储层砂岩流体包裹体的形态、温度、盐度及成分等特征进行了系统研究,探讨了自生矿物形成条件及次生孔隙成因,识别出盐水包裹体、烃类包裹体以及CO_2包裹体3种包裹体类型。研究认为,研究区存在低温低盐度、高温高盐度两期流体充注过程,并伴有中-低成熟度、高成熟度两期明显的烃类充注过程。结合埋藏史研究认为,烃类进入储层的时间主要在中侏罗世末—早白垩世末。烃类成熟过程中产生的有机酸以及CO_2是造成砂岩次生孔隙形成的主要原因,后期发生的构造热事件有利于原生孔隙的保存与次生孔隙的形成。     

准噶尔盆地中部1区块侏罗系三工河组毯砂成藏期孔隙度恢复及其意义

综合利用岩石薄片、储层物性等资料,结合埋藏史及油气充注史研究,通过分析成藏期毯砂成岩特征,建立成岩演化序列与油气充注的对应关系,并分别采用压实趋势法与反演回剥法对准噶尔盆地中部1区块侏罗系三工河组二段下亚段[J₁s^2（1）]毯砂在关键成藏期的孔隙度进行了定量恢复。结果表明,在成藏关键期,毯砂埋藏浅,物性较好,可做为较好的油气输导层及储集层,表明该毯砂在成藏关键期的重要输导作用,同时明确了该区具有较大的勘探潜力。     

基于母岩类型差异的深层砂砾岩储集体成岩演化机制——以渤海湾盆地车镇凹陷沙河街组三段下亚段为例

为探寻母岩类型对砂砾岩储集体成岩演化的控制作用，以渤海湾盆地车镇凹陷沙河街组三段下亚段为例，通过岩心全岩矿物X射线衍射、岩石薄片和流体包裹体等分析测试，系统分析了储集体的母岩类型、成岩环境及成岩演化机制。研究结果表明：车镇凹陷在沙河街组三段下亚段沉积期受控于母岩区埕子口凸起的差异构造升降和剥蚀作用，砂砾岩储集体的母岩由西向东依次发育碳酸盐岩、混合型和长英质3种类型；在不同母岩类型的砂砾岩储集体中，刚性颗粒和可溶矿物含量的不同决定了储集体自身的抗压实能力及其可溶于酸性流体的差异；在碱性-酸性-碱性成岩环境的交替影响下，刚性颗粒的支撑可有效沟通酸性流体，酸性流体与可溶矿物的水岩作用可形成次生孔隙；受控于刚性颗粒与可溶矿物的发育条件，各类型储集体的成岩演化机制存在差异；碳酸盐岩母岩型储集体、长英质母岩型储集体和母岩混合型储集体的有利储层在纵向上分别位于3 200 m、3 800 m和4 400 m以浅区域，平面上，母岩混合型储集体、长英质母岩型储集体、碳酸盐岩母岩型储集体的有利储层范围依次递减，各类型储集体的勘探方向存在差异。     

特超低渗砂岩油藏储层非均质性特征与成藏模式——以鄂尔多斯盆地西部延长组下组合为例

针对陆相碎屑岩特超低渗储层油气运聚成藏研究中存在的问题,选择鄂尔多斯盆地西部延长组下组合砂岩油藏储层为研究对象,分析其沉积结构构造、成岩作用与致密化过程的非均质性,认识储集空间的非均质性分布规律与石油充注特征。研究发现,河湖相特超低渗含油储层表现出较强的非均质性,含油砂岩与不含油砂岩交互成层,其中不含油砂岩可分为3类：钙质砂岩、富软颗粒砂岩和含水砂岩。其成岩过程迥然,其中钙质砂岩和富软颗粒砂岩的发育多与中-低级构型界面有关。含油砂岩中可识别出3期沥青,分别对应于晚侏罗世、早白垩世中期、早白垩世晚期的石油充注。以这些沥青为时间标志可将含油砂岩中的成岩过程划分为3期,并在含水砂岩中识别出对应的3期成岩过程。在钙质胶结和富软颗粒致密砂岩中,成岩作用主要发生在第1充注之前,其构成了储层内的隔夹层,并且往往形成不同层次、不完全封隔的似网状结构,影响甚至控制了后期的流体活动,引起后期成岩作用和油气充注过程的非均匀性。在储层非均质性及沉积构造分析、成岩过程及其与油气充注关系研究、古物性恢复的基础上,提出了结构非均质性特超低渗砂岩油藏成藏模式。     

渤海海域新近系稠油油藏原油特征及形成机制

近10余年来,在渤海海域新近系发现了一系列大中型油气田及一批小型油气田和含油构造,累计各级石油地质储量达20多亿方。其中,绝大部分油田属稠油油田。研究表明:1)渤海地区稠油油藏的分布与其埋藏深度有明显的负相关关系,稠油油藏分布的深度下限约为2 000 m;2)渤海地区已发现稠油油藏原油的性质明显具有"三高两低"的特点,即高密度、高粘度、高沥青胶质含量、低凝固点和低气油比,地下原油粘度普遍在70～500 mPa·s范围,胶质含量是制约稠油粘度的关键因素;3)渤海地区新近系油藏均为下生上储型,原油主要来自生烃凹陷中的古近系沙河街组烃源岩,部分地区有古近系东营组三段烃源岩的贡献,断裂活动、晚期成藏、多期充注、微生物降解等特点突出;4)油藏内部近油源通道附近和油藏高部位是原油密度和粘度相对较低区域,与油藏后期的油气充注以及近油藏底部水体的氧化等综合作用有关。     

准噶尔盆地腹部二叠系、三叠系储集层特征及烃类侵位对深部储集层物性的影响

利用薄片、扫描电镜、储集层物性、黏土矿物X衍射等资料,分析了准噶尔盆地腹部二叠系、三叠系储集层岩石学特征,进而探讨了烃类侵位对其物性的宏观影响及微观机理.大量观察与分析表明,研究区储集层以岩屑砂岩为主,具有火山岩岩屑含量高等特点,其储集物性总体具有低孔、低渗的特点,但差中有优,4000m以下深度物性明显变好.研究区深部含油储集层物性明显好于不含油储集层,深层方解石、浊沸石和自生伊利石含量随含油级别的提高呈降低趋势,说明原油的侵入在一定程度上抑制了自生矿物的形成与演化,导致深部含油储集层中自生矿物的含量减少,从而使含油储集层物性获得明显改善.图4参15     

东营凹陷页岩油储层孔隙演化

东营凹陷古近系沙河街组三段下亚段-沙河街组四段上亚段为一套较低成熟度陆相页岩层系,通过岩石薄片、氩离子抛光扫描电镜观察分析、核磁共振、高压压汞和低温氮气吸附实验,获取了页岩储层孔隙结构及孔隙度等信息,分析了矿物成分和有机质含量对孔隙度及孔径的影响,进一步结合成岩热模拟实验,探讨了主要孔隙类型的演化特征。结果表明：①页岩储层孔隙结构复杂,微米-纳米级储集空间具有保存液态烃类的储集能力,游离相原油主要分布在孔径较大的方解石晶间溶蚀孔隙、重结晶晶间孔、黏土矿物晶间收缩缝等孔隙中。②页岩储层孔隙度及孔径主要受控于架构矿物和有机质的含量;孔隙度与长英质矿物含量、有机质含量均呈线性正相关关系,与碳酸盐矿物含量呈负相关。③埋深2 500~3 500 m是孔隙演化的关键深度段,在此深度区间,有机质生烃排出的有机酸浓度以及压力系数增大区间与孔隙度高值段有良好的对应关系;页岩油储层储集空间的形成几乎都与黏土矿物的成岩演化有关;抗压实能力强的方解石等碳酸盐晶粒形成的架构空间,以及伴随生、排烃过程的溶蚀作用形成碳酸盐晶间和晶内溶蚀孔隙,均增加了储层孔隙度;生烃超压和溶蚀的匹配作用造成3 500~3 800 m出现孔隙度局部增大的现象,孔隙大小、分布及连通性明显变好。     

用储层油气包裹体岩相学确定油气成藏期次—以鄂尔多斯盆地陇东油田为例

鄂尔多斯盆地陇东油田长3油层砂岩储层主要成岩作用有压实作用、胶结作用、溶蚀作用和裂隙作用等,成岩自生矿物以绿泥石、自生石英、方解石和石膏为主。根据油气包裹体寄主成岩矿物的形成时间序列,识别出两期油气包裹体。第一期油气包裹体形成于早成岩阶段晚期埋藏成岩过程中,分布在石英和长石等矿物溶蚀孔隙、次生加大边底部和早期裂隙中,包裹体形态不规则,一般较小(多为3～8μm),为多相烃类包裹体。第二期油气包裹体形成于晚成岩阶段晚期盆地抬升阶段,分布在晚成岩阶段的晚期裂隙、硅质胶结物和亮晶方解石胶结物中,油气包裹体普遍含盐水,油、气、水相态边界清楚。研究认为,第一期油气包裹体代表了油气运移充注过程,而第二期油气包裹体代表了油气大规模聚集成藏过程。应用不同期次油气包裹体形成温度与储层沉积热演化史地质分析方法,确定本区油气充注运移时间约为122 Ma(早白垩世),而油气大规模聚集成藏时间约为80 Ma(晚白垩世晚期)。