石英溶解型次生孔隙的成因及其对储层的影响——以大牛地气田上古生界致密砂岩储层为例

以鄂尔多斯盆地大牛地气田上古生界致密砂岩储层中的石英溶解为研究对象,借助偏光显微镜、扫描电镜、阴极发光显微镜、激光共聚焦显微镜的观察及统计,结合X-衍射分析数据及水-岩反应实验,总结了石英溶解的典型形貌特征、成因及其对致密砂岩储层的影响。研究结果显示：1）大牛地气田石英溶解现象普遍发育,且具有典型的电镜形貌特征,常呈“雨痕状”与“蜂窝状”的溶蚀坑洞。2）大牛地气田的石英溶解发生于碱性环境下,具体证据为①水热实验证实石英溶解于碱性环境下更易发生,在致密砂岩储层中很难发生酸性溶蚀;②与石英溶解共生的方解石胶结交代现象普遍;③部分层位富伊利石贫高岭石,并发育数量不等的绿泥石包壳。3）石英的碱性溶解作用形成粒间溶蚀孔、扩大孔等次生孔隙,平均増孔近6％,是大牛地气田致密砂岩储层部分层位优质储层的成因。     

CO2与砂岩相互作用机理与形成的自生矿物组合

当CO₂以天然方式或人工方式注入到含水砂岩时,成岩流体将转变成弱酸性流体,引起宿主砂岩中不稳定矿物(如碳酸盐、长石)的分解和新矿物的沉淀,进而使砂岩的孔隙度、渗透率和地层水地球化学特征发生改变。CO₂注入砂岩后,仅有少量CO₂溶解于水中以气体形式存在,大部分CO₂以次生矿物形式(如方解石、白云石、菱铁矿等)被“固化”在宿主砂岩中,形成的典型自生矿物组合为:片钠铝石±含铁碳酸盐矿物±其它碳酸盐矿物组合和铁白云石+高岭石+自生石英组合。其中,前一种矿物组合是示踪CO₂运移、聚集的典型自生矿物组合。CO₂与砂岩相互作用机理及形成的自生矿物组合研究不仅拓宽了沉积盆地中流体-岩石相互作用研究领域,揭示了深部流体与浅部储集层之间、浅部烃源岩或其它岩石与附近储集层之间的物质转移,而且为储集砂岩品质评价、CO₂气藏(田)预测、CO₂地下储存等研究提供了基础地质信息。     

碱性地层水对火山碎屑岩改造作用的实验研究

以塔木察格盆地火山碎屑岩(流纹质凝灰岩、沉凝灰岩)为研究对象,通过密闭容器中地层水—火山碎屑岩相互作用的水热实验,研究了不同温度下碱性地层水对火山碎屑岩成分的改造.研究显示:在碱性地层水作用下,火山碎屑岩以石英溶解为主,且随着温度的升高,石英的溶解度逐渐加大,而长石及碳酸盐矿物的溶蚀较弱;同时,通过扫描电镜(SEM)的观察发现:流纹质凝灰岩在100,120,140,160℃下样品表面有钙十字沸石生成;沉凝灰岩在100℃时有方解石生成,在120℃和180℃时样品表面有钙十字沸石生成.结合南贝尔凹陷石英保存完好,长石、碳酸盐矿物溶蚀溶解较强的特征,表明碱性流体对该区火山碎屑岩次生孔隙贡献较少.      

琼东南盆地乐东——陵水凹陷黄流组峡谷水道储层成岩作用与孔隙演化

峡谷水道是琼东南盆地增储上产的重要目标,目前乐东—陵水凹陷峡谷水道探明天然气储量占全盆探明储量的70%。为揭示峡谷水道储层形成机理,利用岩石薄片、物性、扫描电镜、黏土X-射线衍射、包裹体等分析资料,研究了乐东—陵水凹陷黄流组峡谷水道储层成岩作用与孔隙演化特征,明确不同区带成岩演化差异,确定峡谷水道成岩共生序列,建立峡谷水道孔隙演化模式。结果表明:峡谷水道储层经历了压实、胶结、溶解等多种成岩作用,现主体处于中成岩A期,成岩共生序列为早期黏土矿物析出→长石微溶蚀→石英次生加大并且长石强烈溶蚀→铁方解石、白云石胶结→石英及其次生加大边溶蚀→碳酸盐胶结物微溶,在崖城A/B区表现为"压实明显减孔,硅质—碳酸盐胶结减孔,长石、铁方解石溶蚀增孔"的演化特点,在陵水Z/X区呈"压实减孔,铁方解石胶结减孔,长英质溶蚀少量增孔"的特征。     

致密碎屑岩储层物性影响因素及优质储层主控因素——以松辽盆地长岭断陷龙凤山次凹营城组为例

以松辽盆地长岭断陷龙凤山次凹营城组致密碎屑岩储层为研究对象,应用多种技术及手段对物性影响因素及优质储层主控因素进行研究。致密碎屑岩的储层物性影响因素包括岩石类型、沉积微相、砂泥界面、胶结作用、溶蚀作用及微裂缝。利于致密气储集的因素为：①孔隙衬里绿泥石、②火山岩岩屑溶蚀、③微裂缝。其中：①孔隙衬里绿泥石可通过减缓压实和抑制胶结作用来保护原生孔隙,进而控制水体环境转化带的储层质量;②火山岩岩屑溶孔是主要的次生孔隙类型,可控制酸性流体分布区的储层质量;③生烃增压成因的微裂缝能够增加储层的渗透性,进而控制深水沉积区的储层质量。主控因素①主要分布于盆地边缘的浅水区,主控因素③主要分布于盆地近中心的深水区,主控因素②全区分布。主控因素②可与①或③叠加共同控制优质储层的分布,基于此建立优质储层平面分布模式,预测有利区并获得了生产验证。     

大气水对火山碎屑岩改造作用的研究——以塔木查格盆地为例

以塔木查格盆地火山碎屑岩为研究对象,通过不同温度下大气水—火山碎屑岩相互作用的水热实验研究发现,大气水能够使火山碎屑岩中的长石、方解石等可溶性矿物发生溶蚀,且溶蚀强度随温度升高而加大;火山碎屑岩中的凝灰质成分容易发生溶蚀,而且是主要溶蚀对象。通过塔南凹陷铜钵庙组不整合面之下的储层物性研究发现,在不整合面之下30 m范围内,大气水淋滤作用对火山碎屑岩储层物性改善明显,孔隙度增加量达5%～14%,次生孔隙所占比例达88.48%～95.00%;而在不整合面之下80 m以外的范围,大气水淋滤作用对储层物性基本没有影响。大气水淋滤作用是塔南凹陷铜钵庙组次生孔隙形成的主要原因,作用的下限深度为不整合面之下30～80 m。      

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。     

大港滩海埕北断阶区沙河街组二段物源分析

利用研究区沙二段砂岩分区的类型,岩屑类型及含量变化,重矿物含量变化,分析埕北断阶区沙河街组二段的物源区。分析结果认为,沙河街组二段沉积时期,研究区物源主要来自南部埕宁隆起和北部燕山褶皱带,还有来自东北部的海中隆起。     

松辽盆地长岭凹陷所图地区青山口组储层非均质特征

长岭凹陷位于松辽盆地中央坳陷区南部,所图油田位于长岭凹陷中南部.所图地区岩心、测井、地震剖面研究结果表明:所图地区青山口组储层孔隙类型主要为不发育的粒间孔、部分粒内溶孔和毛细孔,在301井区主力含油层段总体为中低孔隙度、特低渗透储层;该区青山口组储层宏观非均质性较严重,为"泥包砂"类型,砂体的连通程度较差.正韵律和复合韵律导致单砂层内存在粒度非均质性,构造特征导致渗透率的各向异性;该区青山口组储层微观非均质性表现为孔喉总体偏小,储层岩石的孔隙连通性不好,储层的孔隙分选较好,主要渗滤孔道集中程度居中,孔隙非均质性较弱.储层内不同方向颗粒大小等差异,导致了该区渗透率的各向异性.     

大牛地气田石英次生加大特征及其对储层物性的影响

以大牛地气田太原组、山西组和下石盒子组致密砂岩储层为研究对象,依据石英次生加大的点状式、环边式和多期式形貌,结合流体包裹体均一温度,将石英次生加大分为3期,其中第Ⅱ期在本区发育数量最多,含有一定量的有机包裹体,第Ⅰ期和第Ⅲ期见石英溶解现象。随石英次生加大期次的增加,加大边的宽度逐渐增大,对应的储层物性逐渐变差,但第Ⅲ期对应的孔隙度较前两期明显偏高。当大牛地气田的硅质胶结物含量大于3%时,将以孔隙充填为主,在第Ⅲ期石英次生加大之后,砂岩储层已完全致密化。在整体致密的背景下,碱性溶解作用形成的石英溶解型孔隙,为大牛地气田提供了大量的储集空间,是太原组二段次生孔隙的主要成因。