低渗致密砂岩储层的致密化机理与成岩流体演化——以东海西湖凹陷中央背斜带北部花港组为例

基于热史-埋藏史、有机质成熟度演化史和成藏史,应用岩相学、流体包裹体、成岩矿物的碳氧同位素组成、激光共聚焦扫描显微镜、铸体薄片、阴极发光、扫描电镜等手段对东海西湖凹陷中央背斜带北部花港组低渗致密砂岩储层的致密化机理、成岩流体演化和致密史与成藏史的匹配关系进行了研究.认为低渗致密储层的主要成岩序列:早期方解石胶结—有效压实作用—(压溶)石英加大—有机酸溶蚀(伴生自生石英和高岭石)—高岭石的伊利石化—蒙脱石的伊利石化—含铁方解石胶结—下部热流(伴生自生石英和方解石胶结)—烃类充注.研究结果表明:强压实作用是储层低孔低渗最为主要的因素,它对减孔量的比重约占83%.绿泥石薄膜缺乏,压溶、长石溶蚀生成的自生石英和外源热流携带的石英使得石英加大异常发育以及碳酸盐胶结充填长石溶孔,是储层低孔的重要因素,对减孔比重分别约为10%和7%.大量自生伊利石"搭桥式"堵塞孔喉是低渗的重要因素.以上各种因素叠加造就了该区花港组低孔低渗致密砂岩储层.恢复的孔隙度演化史与成藏史显示,该区低渗致密砂岩储层为"先致密后成藏"类型.     

库车前陆冲断带白垩系中-深层砂岩储层孔渗关系及控制因素

利用大量砂岩样品的普通薄片、铸体薄片、阴极发光、物性分析等资料,研究了库车前陆冲断带白垩系中-深层砂岩储层的物性、孔喉类型和成岩作用特征,并通过开展各种成岩参数(压实减孔量、胶结减孔量、粒间体积、碳酸盐胶结物含量、溶蚀孔面孔率)和储层物性的相关分析,结合构造演化,认为中层砂岩储层物性主要受碳酸盐胶结作用和溶蚀作用控制,深层砂岩储层物性主要受晚期压实作用、胶结作用和裂缝共同控制;构造挤压是控制晚期压实和物性变化的主要原因.研究结果表明:从中层到深层砂岩储层,孔隙度和渗透率的相关系数从0.79降为0.35,相关曲线斜率值从0.24降为0.09,深层砂岩基质渗透率基本在0.01~0.10mD之间;孔喉类型由缩颈型、点状演变为片状、弯片状喉道为主;中层砂岩压实弱,碳酸盐主要胶结后的晚期压实发育不明显;深层砂岩压实强,碳酸盐胶结之后仍发育显著的晚期压实作用;而中-深层砂岩的胶结程度差别不大,溶蚀程度与残余粒间孔和裂缝发育有关.依据储层控制因素可知,深层储层的南部,埋深更大,孔隙却相对发育.     

沙南凹陷东北缘东三段储层差异及其成因

沙南凹陷东北缘东三段砂砾岩储层差异及其控制因素研究薄弱,严重制约了该区下一步勘探评价的进程.利用岩心及铸体薄片、常规物性、粒度分析、扫描电镜等分析化验资料,对该区的储层质量差异及其控制因素进行了研究.认为沉积作用控制了同一构造单元储层物性的差异性,成岩作用控制了不同构造带储层物性的差异性,差异压实作用是各构造储层物性差异的决定性原因,而胶结作用是深部储层形成低孔低渗的最终原因,溶解作用是深部储层物性改善的主要原因.研究结果表明:1)研究区东三段发育扇三角洲砂砾岩储层,其物性具有明显的差异性,曹妃甸18-A构造储层孔隙度为22.3%,平均渗透率为423.2mD,物性好,具中孔中-高渗特点,原生孔隙为主;曹妃甸18-B构造储层孔隙度为8.4%,渗透率为5.6mD,物性差,呈特低孔特低-超低渗,次生孔隙为主.2)同一构造单元,分选好、杂基含量低的扇三角洲水下分流河道微相中、细砂岩储层物性好.曹妃甸18-A构造与曹妃甸18-B构造东三段储层经历了差异成岩作用,前者现今处于中成岩A2期,压实作用致使该储层孔隙度损失17.7%,胶结作用造成孔隙度损失3.8%,溶解作用使孔隙度增加5.7%;后者现今处于中成岩B期,压实作用导致孔隙度损失23.5%,胶结作用造成孔隙度损失5.4%,溶解作用使孔隙度增加4.5%.3)研究区东三段储层均经历了碱性—酸性—碱性的成岩流体演化过程,对应的成岩作用演化序列为压实作用/碳酸盐胶结→长石、岩屑和碳酸盐胶结物的溶蚀/石英次生加大/次生高岭石→石英次生加大溶蚀/伊利石/绿泥石/含铁碳酸盐矿物,成岩演化的差异性造成了研究区不同构造带储层物性演化的差异,且曹妃甸18-B构造具有边成藏边致密的特点.     

塔里木盆地塔河油田石炭系卡拉沙依组砂岩储层特征与物性控制因素

综合普通岩石薄片、铸体薄片、电子探针、X衍射、扫描电镜等多种资料,对塔里木盆地塔北隆起塔河油田石炭系卡拉沙依组储层特征、成岩作用、孔隙类型及物性特征进行了探讨,并就储层物性控制因素进行了讨论。结果表明:研究区石炭系卡拉沙依组储层主要为潮坪沉积的中—粗粒岩屑石英砂岩、长石石英砂岩,其次是岩屑长石砂岩;虽然储层岩石现今埋深达5 000m,但其孔隙度和渗透率平均值分别为9.93%和34.46×10-3μm2,属于中孔中渗储层,储层孔隙主要为粒间碳酸盐胶结物溶蚀孔隙;砂岩深埋优质储层的主要原因与成岩序次和后期碳酸盐胶结物溶蚀有关,早期碳酸盐胶结抑制了压实作用,后期的碳酸盐胶结物溶蚀为储层提供了大量储集...     

渤南断阶带沙四上亚段储层成岩演化研究

渤南断阶带沙四上亚段发育广泛的低孔低渗碎屑岩储层.综合铸体薄片分析、扫描电镜观察和黏土矿物X衍射分析等手段,总结储层发育的成岩作用类型及特征、所属成岩阶段和成岩演化序列;结合地层埋藏史、热演化史和烃类充注史提出储层阶段性时空演化过程和成岩-成藏耦合关系.结果表明:储层中成岩A1期次生孔隙形成时间与烃源岩主生排烃期、有效圈闭形成时间具较好的耦合关系,构成油气成藏的各项条件;渤南断阶带东部和西部因埋深和原始组成物质差异造成储层成岩特征和成岩-成藏过程的差异.根据储层自生矿物间接触关系判定成岩作用顺序为草莓状黄铁矿胶结→石英次生加大/长石岩屑溶蚀→石英弱溶蚀/方解石胶结/长石弱胶结→方解石溶蚀→铁方解石胶结→晚期黄铁矿胶结.相伴随的黏土矿物演化是由成岩早期的伊蒙混层、伊利石和高岭石矿物组合到成岩中后期的伊利石、高岭石、伊蒙混层和绿泥石矿物组合,对应质量分数变化为伊蒙混层减少约30%、伊利石增加约40%、高岭石减少约20%和绿泥石增加约20%.渤南断阶带东部和西部储层埋深差异约400m同时石英质量分数相差约10%.由此造成两者分别处于中成岩A期和B期的成岩阶段进而造成储层物性、油气储集能力和成藏过程的差异.     

鄂尔多斯盆地姬塬油田东部长82油层组储层酸敏特征及主控因素

基于X-射线衍射、扫描电镜、薄片鉴定以及酸敏实验等测试分析手段,对鄂尔多斯盆地姬塬油田东部长8₂油层组储层酸敏性进行分析。结果表明:储层黏土质和钙质胶结严重,非均质性强,主要的酸敏矿物为绿泥石和方解石/铁方解石,储层酸敏性主要以改善型—弱酸敏型为主;酸敏实验中,部分原始大孔隙样品出现减孔现象,主要是部分绿泥石包膜及针叶状晶体溶蚀、崩落所致,实验中Fe(OH)₃沉淀及凝胶体在短时间内对储层酸敏性影响有限,方解石/铁方解石的溶解能有效补偿Fe(OH)₃沉淀及凝胶体对储层的影响;在碳酸盐胶结物富集区,CaF₂沉淀是储层物性变差的直接因素,总体呈现出盐酸对储层的改善程度要好于土酸;酸敏矿物较发育于水下分支河道微相,并呈现出近物源区绿泥石胶结物含量较高、远物源区方解石/铁方解石胶结物含量较高的分布特征;酸敏矿物的含量、类型、分布受沉积物源、沉积微相以及成岩作用等控制,特别是有机质热解-脱羧作用在成岩过程中与溶蚀作用、交代作用相伴生,对酸敏矿物的形成、类型及赋存状态具有重要影响。     

子长北部地区盒_8段储层成岩作用研究

应用了普通薄片、铸体薄片、扫描电镜等多种测试手段对研究区盒8段砂岩的成岩作用及其对储层的影响等做了分析说明。认为：研究区储层主要为岩屑石英砂岩,几乎不含或者含极少量的长石;压实作用是造成砂岩储层孔隙丧失的主要原因之一,而胶结作用加剧了原生孔隙的进一步减小,尤其是碳酸盐胶结,其次是石英加大边和高岭石;但绿泥石膜胶结物的存在抑制了压实作用的进一步进行,有利于粒间孔的保存;而成岩后期的溶蚀作用,改善了储层物性。储层处于晚成岩A-B期阶段,溶蚀型次生孔隙成为这一阶段主要的孔隙类型,其发育带往往是有利储层发育区。     

源下致密砂岩储层垂向成岩非均一性成因机制

致密砂岩油气作为一种非常规油气资源备受关注.为揭示源下致密砂岩储层垂向成岩非均一性成因机制,依据薄片鉴定、扫描电镜、黏土矿物X衍射、包体测温及物性测试等多项分析测试技术,对松辽盆地南部青一段烃源岩下伏泉四段致密砂岩储层开展垂向成岩非均一特征研究,认为储层所受压实作用强烈,是造成储层减孔效应的主导因素;垂向上压实效应整体受控于埋深;碳酸盐胶结的减孔效应在诸类胶结作用中最为显著,其胶结物含量在垂向上呈现先增后减的非均一特征;溶蚀作用整体较弱,以钾长石的溶蚀为主,垂向上溶蚀面孔率呈现先增后减的演变规律.研究结果表明:基准面旋回控制成岩作用垂向分异所需的物质基础的形成,为后期垂向压实非均一性及含烃成岩流体在垂向上的非均一充注提供物质基础和空间格架;源-断-砂配置关系的纵向分异导致4种含烃成岩流体运移模式的垂向演变,其中模式④分布频率为68.9%,为研究区主导运移模式;"优势充注体"控制超压含烃成岩流体"倒灌"过程中的优势充注层位并导致垂向差异成岩效应,造成Ⅱ,Ⅲ砂组相对强烈的溶蚀与碳酸盐胶结作用,且在一定程度上制约了后期压实作用的进行,进而有利于垂向上"甜点段"的形成.     

致密砂岩相对高渗储层特征及分布控制因素研究——以鄂尔多斯盆地陇东地区延长组长8_2为例

为了阐明致密砂岩中相对高渗储层发育的主控因素及分布规律,以陇东地区延长组长8_2致密砂岩为研究对象,以野外露头、岩心观察为基础,综合采用普通薄片、铸体薄片、扫描电镜、黏土矿物X衍射、物性分析、恒速压汞、微米-CT扫描、C-O同位素分析等多种测试手段,系统研究了储层的岩石学特征、孔隙结构和成岩作用特征,分析了长8_2储层差异致密化的成因和相对高渗储层的形成条件,认为致密储层主要发育在低能、薄层砂体中,储层压实作用强烈,压实作用使原始孔隙度大大降低,碳酸盐胶结、硅质胶结作用使储层物性进一步变差.三角洲前缘高能、厚层河道砂体是研究区相对高渗储层形成的优相基础,早期绿泥石环边胶结作用利于粒间孔隙的保存,是相对高渗储层原生孔隙保存的关键,长石溶蚀作用有助于相对高渗储层次生孔隙的形成.研究结果表明:陇东地区长8_2储层为低孔致密储层,孔隙度大多小于10%,渗透率小于1mD.长8_2低渗致密背景下发育相对高渗储层,高渗储层具有较低的塑性组分含量,绿泥石环边胶结物百分比一般小于7%;孔隙类型以绿泥石膜胶结残余粒间孔、溶孔为主,喉道半径大于1μm,孔喉连通性好.     

红岗油田高台子油藏成岩作用类型及特征

综合应用岩心观察、薄片和扫描电镜及多种化验测试资料,对红岗油田高台子油藏储层成岩作用进行了系统研究,结果表明压实作用、交代作用、胶结作用以及溶蚀作用为储层主要成岩作用类型.胶结作用中胶结物类型主要有粘土矿物、碳酸盐矿物和硅质胶结物三种.粘土矿物中伊利石最多,高岭石和绿泥石其次;碳酸盐胶结物以方解石为主;硅质胶结物主要为石英加大和自生.在总结各类成岩作用特征的基础上,进行了成岩演化研究,确定了研究区储层处于晚成岩A1阶段,得出了成岩作用对储层物性的影响,为储层综合评价提供了重要的依据.     

歧南斜坡深层成岩演化与次生孔隙形成机制

为在歧口凹陷歧南斜坡深层砂岩中寻找优质储层,综合运用岩石薄片、铸体薄片、扫描电镜及物性等资料,对研究区储层成岩孔隙演化与次生孔隙的形成机制进行了研究,认为区内孔隙演化与成岩演化具有耦合关系,次生孔隙的形成机制包括优势沉积相带、溶蚀作用和异常高压.结果表明:深层砂岩储层为(特)低孔-特低渗型,成岩演化处于中成岩A1~A2亚期.机械压实、方解石胶结和石英加大是降低孔隙度的主要成岩作用,溶蚀作用是形成次生孔隙的建设性成岩作用,产生的次生孔隙可达10%.孔隙度高值区,有机质生烃高峰和蒙脱石含量低值区在同一深度出现.受成岩演化控制,埋深3 500~3 900m和4 400~4 700m发育2个次生孔隙发育带(孔隙度12%),其平面上主要分布在三角洲前缘水下分流河道、河口砂坝和异常高压叠置区.根据岩性、物性和压力系数等参数将区内储层分为4类,Ⅰ~Ⅱ类储层是研究区的优质储层,也是今后增储上产的主要储层.     

塔里木盆地库车坳陷东部下侏罗统煤系地层致密砂岩储层特征

在岩石薄片观察与包裹体均一温度分析的基础上,研究塔里木盆地库车坳陷东部下侏罗统煤系地层中砂岩储层特征与孔隙演化史.结果表明:储层成分主要为岩屑砂岩,成岩压实减孔量为25%~38%,碳酸盐胶结物的形成时间晚于硅质胶结物的;有利储层发育受沉积、成岩及构造等因素影响,压实作用对储层物性的影响远大于胶结作用的;砂岩粒度越粗,抗压实效果越好,溶蚀强度也越强,裂缝越发育,溶蚀强度越强;有利储层主要发育在粒度较粗的辫状河道相或裂缝较发育的强溶蚀层段.有利储层研究为气藏预测和开发提供参考.     

西湖凹陷中央反转构造带花港组储层物性演化

为了阐明西湖凹陷中央反转构造带花港组储层物性演化规律,以南部和中部地区花港组为研究对象,依据铸体薄片、扫描电镜、X-衍射、高压压汞、镜质体反射率等手段,以储层物性和储盖组合研究为基础,结合埋藏史恢复,分析储层孔隙演化规律及其主控因素,认为不同储盖组合在埋藏史控制下经历不同的成岩演化过程,形成现今的储层特征.研究结果表明:南部地区远离早期沉降中心,缓慢沉降期原生孔隙保存,快速沉降期和构造抬升期溶蚀发育,稳定沉降期发育少量晚期胶结,压实损失孔隙度(Ф_(COM))、胶结损失孔隙度(Ф_(CEM))和溶蚀增加孔隙度(Ф_(DIS))分别为20.86%,7.65%和7.78%,相对浅埋及半开放成岩环境形成相对弱压实、弱胶结和强溶蚀常规-低渗储层;中部地区靠近早期沉降中心,缓慢沉降期压实较强,快速沉降期有利的储盖组合形成的欠压实超压抑制压实,构造抬升期发育不同程度溶蚀,稳定沉降期发育晚期胶结,花港组上段Ф_(COM),Ф_(CEM)和Ф_(DIS)分别为21.82%,9.01%和5.64%,花港组下段Ф_(COM),Ф_(CEM)和Ф_(DIS)分别为23.84%,9.05%和4.50%,相对深埋及封闭成岩环境形成相对强压实、强胶结和弱溶蚀的花港组上段低渗-致密储层和花港组下段致密储层.     

致密砂岩中岩屑溶蚀及其伴生胶结对孔隙发育的影响——以川东北元坝西部须二下亚段为例

本文旨在厘清致密砂岩储层成岩作用对孔隙发育的影响.以四川盆地东北元坝西部须二下亚段为例,采用铸体薄片、氩离子抛光及扫描电镜观察、NESE Geo图像分析和物性测试等手段分析岩石成分,确定成岩特征,获取孔隙度和渗透率值,认为岩屑溶蚀及其伴生胶结影响孔隙的垂向分布和发育程度.研究结果表明:元坝西部须二下亚段主要岩石类型为岩屑砂岩,在埋藏过程中,中成岩阶段发生岩屑溶蚀作用,孔隙度增加3.35%,产生的粒内溶孔成为储层主要孔隙类型.垂向上,岩屑溶蚀析出产物由溶蚀段向上覆及下伏储层迁移,由近及远沉淀绿泥石胶结物(其中发育绿泥石晶间微孔)、硅质胶结物(距溶蚀段2～3 m)及钙质胶结物(距溶蚀段3～4 m),导致储层孔隙度自溶蚀段起向上下逐渐降低.     

蜀南地区上三叠统须家河组成岩相划分

蜀南地区须家河组储层物性的好坏受成岩作用的控制,研究成岩相及其展布规律,能有效地预测有利储层发育带,为油气勘探提供地质依据.根据控制沉积物孔隙形成与演化的成岩作用,将蜀南地区须家河组储层划分为五种成岩相,即浅埋藏强压实相、浅-中埋藏钙质胶结相、中埋藏绿泥石胶结相、中-深埋藏硅质胶结相和深埋藏溶蚀-高岭石胶结相.各种成岩相的形成和分布与沉积物的原始组分密切相关.各成岩相之间储层物性差别大,它们的不同组合可形成成岩圈闭.在蜀南地区的中部(川中-川南过渡带)有形成成岩圈闭的条件,因而在该地区进行油气勘探应不局限于构造圈闭.     

致密砂岩成岩作用及其对储层的影响

针对鄂尔多斯盆地乌审旗地区上古生界山1-盒8段地层为一套富含同沉积火山物质的致密砂岩,其成岩作用与孔隙演化关系密切的实际,在沉积相研究基础上,利用X衍射、扫描电镜和20口井的300余块常规薄片观察分析得出:本区盒8、山1段砂岩储集层主要成岩作用有水化反应、压实作用、碎屑物质的蚀变作用、交代作用、胶结作用、溶蚀作用.其成岩序列为水化反应-压实作用-石英次生加大-(火山物质的碳酸盐化、火山物质和长石的高岭石化、火山物质的硅化作用)-溶蚀作用-高岭石胶结-自生石英胶结-方解石胶结.压实和溶蚀作用分别为主要破坏性成岩作用和建设性成岩作用,二者对砂岩储层孔隙发育影响较大.     

王府凹陷储集层成岩作用及对储集性能的影响

详细分析了王府凹陷上侏罗统和下白垩统砂岩储层的成岩作用及其对储层物性的影响,成岩作用的主要类型包括机械压实作用、胶结作用、交代作用、溶蚀作用、破裂作用等,成岩阶段属晚成岩A期。其中,机械压实作用、化学胶结作用是导致砂岩孔隙度降低、储集性能变差的主要因素,机械压实作用主要表现为软硫屑的塑性变形、颗粒间由点接触向凹凸接触演变;胶结作用表现为石英手长石的次生加大、自生粘土矿物、碳酸盐和硬石膏胶结物的依次形成并充填孔隙,破裂作用及溶蚀作用在一定程度上提高和改善了砂岩储集性能,影响成岩作用的主要因素为沉积环境、岩石结构、孔隙水性质。     

砂岩差异致密化成因及其对储层质量的影响——以鄂尔多斯盆地苏里格气田东区上古生界二叠系为例

为了精细、客观地揭示砂岩致密化进程差异性,明确有利储层发育模式,以苏里格气田东区上古生界二叠系致密砂岩为例,综合利用铸体薄片显微观察、孔渗测试、扫描电镜分析、包裹体均一温度测试及高压压汞测试等手段,将砂岩与泥岩作为完整的成岩体系,综合分析了砂岩成岩作用间相互影响及演化路径多样性,认为差异致密化是储层质量"因层而异"、"因砂体而异"的主控因素.研究结果表明:根据成岩演化路径将砂岩划分为8种致密化模式,早期强压实与中成岩期自生胶结物强发育形成的致密化模式砂岩具有低孔(5%),低渗(0.1mD),高排驱压力(0.68 MPa)的特征,这些致密化模式共同促进了一系列独立、封闭的微成岩系统的形成.绿泥石强胶结模式通过早期孔隙流体超压与绿泥石协同保存原生孔隙,具有最高的孔隙度,一般为8.06%~11.68%,平均9.95%.绿泥石胶结+溶蚀+弱胶结模式通过溶蚀形成有效连通次生孔隙促进储层发育,孔隙度平均值7.1%,渗透性条件最好,渗透率一般为0.03~0.48mD,平均为0.12mD.这两种有利储层发育模式主要形成于厚层辫状河河床滞留、心滩砂体中—下部,中—厚层曲流河河床滞留中部、边滩砂体中部.     

永进地区西山窑组成岩作用及储层影响因素

通过砂岩薄片、铸体薄片、扫描电镜、X-衍射分析,认为永进地区西山窑组砂岩储层主要经历过压实、胶结和溶蚀等成岩作用.由于岩石类型主安为岩屑砂岩,舍较多的塑性岩屑,因此强烈的压实作用极大地降低了储层的孔隙度,是储层物性的主要破坏因素.溶蚀作用对储集层性质有一定的改善,产生的次生孔隙可达7%.分析表明,沉积相一方面控制了储层的分布;同时控制了压实以及溶蚀作用.另外,生烃导致的异常高压及早期油气充注对成岩作用具有抑制作用,在一定程度上改善了储层物性,为油气聚集提供了有利空间.     

咸化湖盆滩坝砂体孔隙演化模式:以切克里克凹陷为例

基于咸化湖盆滩坝砂体受胶结作用影响显著,同时易受烃源岩热演化过程中形成的有机酸的溶蚀改造,储层孔隙演化复杂,利用柴达木盆地切克里克凹陷切探2井岩心资料,研究了滩坝砂体的储层特征及孔隙演化规律.该套滩坝砂体单层厚度为4 m,以细-中粒砂岩为主,颗粒分选好,磨圆好,泥质杂基含量低,方解石胶结普遍发育,其次为硬石膏胶结,砂体中部胶结作用弱,孔隙发育,以粒间孔为主,次生溶蚀改造明显,平均孔隙度为14.0％,平均渗透率为49.9 mD.根据研究区断裂活动分析以及烃源岩演化过程,建立了研究区滩坝砂体孔隙演化过程及模式:成岩早期砂体顶底形成胶结致密带,保护砂体中部原生孔隙;成岩中期下伏烃源岩生成的有机酸沿断裂向砂体运移,酸性流体对方解石胶结物、易溶颗粒溶蚀形成次生孔隙,进一步改善储层物性.