埋藏压实作用对前陆盆地深部储层的作用过程与改造机制

针对中西部前陆盆地储层经历了早期长期浅埋、后期快速深埋的特有埋藏方式,开展地质过程约束下的成岩模拟实验,分析埋藏压实作用对库车前陆盆地深部储层的作用过程与改造效果。通过砂岩面孔率、视压实率、减孔率及孔径、喉径等储层物性参数的定量评价,表明埋藏压实作用直接影响储层视压实率、减孔率,同时也控制了不同粒级砂岩储层的孔径与喉径变化。在早期缓慢的浅埋藏阶段,压实作用使粗砂岩、中砂岩等粗碎屑颗粒存在较少的碎裂纹及颗粒位移和重排,细砂岩、粉砂岩等细颗粒呈较杂乱排列。在后期快速埋藏压实阶段,随着埋深增大,压实作用使骨架颗粒趋于定向排列;近源沉积的粗砂岩、中砂岩等碎屑颗粒大量发育裂纹和成岩缝,前渊沉积的粉砂岩不发育颗粒裂纹但存在成岩缝。快速深埋作用下形成的碎屑颗粒裂纹与成岩缝是深部储层发生溶蚀和提高渗透性的主要原因。     

鄂尔多斯盆地长7湖相泥页岩孔隙演化特征

以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段低熟泥页岩为研究对象,基于温压模拟与纳米CT三维表征技术,研究泥页岩孔隙随温度变化的演化特征,并探讨其主控因素。结果表明:随成熟度增高,长7段富有机质泥页岩中纳米孔隙不断增加,基于纳米CT三维模型计算的孔隙度由0.56%增大至2.06%,增大比例超过250%;孔隙演化整体呈现3段式特征:从未熟到低成熟阶段,有机质生烃作用弱,压实作用为主,孔隙度快速降低;从低成熟到成熟再到高过成熟阶段,有机质大量裂解生烃,黏土矿物转化作用强烈,孔隙度快速增长;进入高过成熟阶段,有机质生烃能力与黏土矿物转化减弱,孔隙系统基本保持稳定。明确了不同成分对泥页岩孔隙演化贡献的差异性,有机质热演化贡献最大,黏土矿物转化贡献次之,脆性矿物转化贡献最小,三者比例大致为6∶3∶1,推测泥页岩镜质体反射率大于1.2%时有机质孔隙开始大量发育。     

高温超压储层孔隙演化的物理模拟实验

目前比较常见的是常压条件下的储层演化模拟,而异常高压条件下的储层演化模拟则少见。为了进一步明确高温超压对于储层孔隙演化的定量化影响,以琼东南盆地乐东—陵水凹陷中新统"高温超压"储层为研究对象,在对该区沉积、成岩背景下温度压力场划分的基础上,应用自然类比法和物理模拟实验等手段,分析不同温压场背景下的孔隙演化特征,探讨超压、流体对储层孔隙演化的影响,明确优质储层发育的主控因素。研究结果表明:(1)乐东—陵水凹陷中新统储层的温压场可划分为高温常压、高温超压和高温强超压等3个区;(2)超压和强超压对原生孔隙具有一定的保护作用,在同一成岩阶段,超压和强超压储层的面孔率较常压储层面孔率高1.23%～6.74%,超压、强超压区地层压力每超过静水压力8 MPa、4 MPa时,其对应保护的原生孔隙约为1%;(3)有机酸溶蚀作用对储层次生孔隙具有较大的贡献,较正常压实储层的面孔率增加0.96%～7.38%;(4)大气水淋滤作用对储层物性的影响微弱,较正常压实储层的面孔率仅增加0.19%。结论认为:(1)有机酸溶蚀是高温常压背景下储层中最具建设性的作用;(2)超压对原生孔隙的保护是高温超压和强超压背景下储层中最具建设性的作用,并且超压越强对孔隙的保护作用就越大。     

库车坳陷克拉苏构造带白垩系储层孔喉组合类型定量表征与展布

原位定量分析与统计储层孔隙的毫米-微米-纳米级孔径、喉径等参数,是现阶段深层储层储集空间评价及预测的重要方法与内容。结合铸体薄片分析技术,对14口井40余块储层样品开展了QEMSCAN扫描电镜矿物原位定量评价分析、聚焦电子-离子双束扫描电镜（FIB-SEM）分析以及SEM图像大面积扫描与合成分析,发现库车坳陷克拉苏构造带博孜、大北和克深等井区白垩系巴什基奇克组储层的粒间孔隙内有大量的岩盐与盐泥胶结物,岩盐多呈晶粒状集合体分布于颗粒之间。储集层发育碱性成岩环境下的岩盐-白云石-硬石膏胶结物组合和方解石-岩盐胶结物组合。储层微观孔喉组合在平面上具有"分段分带"的特征,并划分出5种类型。统计表明,孔隙直径十分关键,可能对气层、差气层或干层的性质有较重要影响,而隙和喉道的影响相对孔径要弱。这种分析技术的应用可初步实现储层微观孔喉特征的原位定量测定,为深层储集空间精细表征与天然气增产提供一定地质基础。     

天山南北前陆盆地侏罗系—白垩系沉积及储集层特征对比

通过库车坳陷与准噶尔盆地南缘侏罗系—白垩系厚度、岩性组合和沉积相对比分析,认为由于早白垩世之前天山南部古地势高于北部,使得库车坳陷与准噶尔盆地南缘在以上3方面存在明显差异,进而明确了库车坳陷侏罗系各组厚度均小于准噶尔盆地南缘,以及早侏罗世沉积环境存在显著差异的成因机制。晚侏罗世—早白垩世,天山南北古气候、构造古地理和古地形的差异,以及晚白垩世末期构造隆升与剥蚀作用,造成了库车坳陷与准噶尔盆地南缘白垩系沉积环境和厚度的差异,也造成了两者的储集层碎屑组分、埋藏方式、裂缝发育程度等方面的差异。在进一步厘定准噶尔盆地南缘深层岩相古地理特征和有利砂体展布范围的基础上,梳理天山南北前陆盆地深层储集层特征和控制因素的差异,认为勘探程度较低的准噶尔盆地南缘深层储集层受沉积相、地温梯度、埋藏方式、异常高压、次生溶蚀作用、构造缝等控制,指出了准噶尔盆地南缘深层有利储集层分布区。     

长石表生淋滤溶蚀模拟实验

利用自主研发的成岩模拟系统,选取中粒长石砂岩为研究对象,对表生淋滤机制下长石的溶蚀微观特征、易溶组分、成岩流体离子变化、溶蚀产物等开展成岩模拟。研究表明：在酸性流体条件下,不同类型长石发生不同程度的溶蚀作用,斜长石溶蚀程度强烈,颗粒表面呈现港湾状深沟或沿双晶方向溶蚀,钾长石多为颗粒边缘或颗粒内部溶蚀。成岩流体中K+,Na+,Ca2+,Mg2+,Al3+,Si4+等离子浓度的变化反映长石的溶蚀状态,K+,Na+和Ca2+浓度增加指示钾长石、钠长石和钙长石的溶蚀速率加快。长石溶解过程中产生的K+浓度较低,且被迅速带走,伊利石沉淀所需的K+浓度很难达到,因此长石溶蚀产生的自生黏土矿物多为高岭石,Mg2+浓度的变化可能代表后期碳酸盐矿物、黏土矿物的溶解。酸性流体流速、温度、长石颗粒表面积、溶蚀时间等是影响长石溶蚀作用的主要因素。