砂岩储层致密化及其与油气充注成藏的耦合关系——以鄂尔多斯盆地延安气田上古生界为例

针对鄂尔多斯盆地延安气田上古生界致密砂岩储层,文中采用薄片鉴定、扫描电镜分析及流体包裹体测试等方法,开展储层特征、天然气成藏期次等研究,恢复孔隙度演化过程,讨论了各类砂岩储层致密化与油气充注成藏的耦合关系。研究表明：在早成岩阶段,凝灰质石英砂岩、高塑性岩屑砂岩及钙质胶结砂岩已演变为特低孔岩石,平均孔隙度为8%,不发生烃类充注,之后持续保持致密状态。石英砂岩、低脆性石英砂岩经历了早成岩机械压实、溶蚀及高岭石胶结作用,在第1期烃类充注时,平均孔隙度为23%,随后在石英压溶和胶结作用下孔隙度继续减小;在第2期大量烃类充注时,平均孔隙度为18%,随着烃类不断充注,储层越来越致密。因此,石英砂岩和低脆性石英砂岩储层在早期成藏阶段孔渗条件较好,且至成藏晚期储层致密化过程中仍发生广泛的油气充注,其致密化过程与油气充注成藏的耦合关系为“边成藏边致密化”。     

苏里格气田召51井—统41井区储层成岩作用及致密性成因分析

苏里格气田召51井—统41井区储层属于典型的致密储层.因此,搞清楚致密储层的成因、寻找有利储层是该区施行天然气有效勘探与开发亟待解决的主要问题之一.通过物源分析与岩心观察,并结合岩石薄片、阴极发光及扫描电镜等实验分析,认为研究区砂岩以低成熟度的岩屑砂岩和岩屑质石英砂岩为主.对储层孔隙结构进行分析,结果显示储层孔隙类型主要以晶间孔和粒内溶孔为主.研究区砂岩成岩作用主要有压实作用、胶结作用、溶蚀作用和交代作用,其中压实作用和胶结作用是形成致密性储层的主控因素.通过对研究区砂岩成岩相的分析,认为中等压实、高岭石充填、溶蚀相与中等压实、高岭石充填、方解石充填、溶蚀相是储层的主要成岩相.研究认为研究区储层致密的根本原因是其孔隙空间细小、连通性较差所致.     

红河油田延11储层特征及主控因素

综合利用岩心、分析化验资料中的铸体薄片、扫描电镜等测试手段并结合测井资料,研究了鄂尔多斯盆地红河油田延11储层的岩石学特征、孔隙结构特征和物性特征;结合沉积作用、成岩作用研究,探讨了该区导致储层致密的主控因素。结果表明:延11储层主要为石英砂岩、长石石英砂岩和岩屑石英砂岩,成分成熟度中等,结构成熟度中-好,储层物性较差,分选好-中等;初始孔隙度平均38.8%,强烈的压实作用及胶结作用破坏了74.2%的原生孔隙,早期原生孔隙多被压实作用破坏,溶蚀作用增加了大约11.9%的次生孔隙度,是改善储层物性的重要因素;成岩压实作用和胶结作用导致红河油田延11储层致密。     

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吐哈盆地温吉桑构造带中侏罗统三间房组砂岩储层以岩屑砂岩和长石岩屑砂岩为主，岩屑成分以火成岩岩屑占优。这些储层在沉积成岩过程中，压实作用、胶结作用和充填作用极大地影响了孔隙发育；而强烈的溶蚀作用则有利于次生孔隙的形成，次生孔隙以粒间溶孔、粒内溶孔和杂基孔为主，偶见少量残余原生粒间孔，成岩作用过程中有利于溶蚀作用发育的主要因素有：砂岩颗粒直径较大、杂基含量少、灰质胶结物多、矿物的碎裂、火成岩岩屑发育和     

鄂尔多斯盆地东缘康宁地区二叠系致密储层成岩作用与孔隙度演化

鄂尔多斯盆地东缘康宁地区具有广阔的天然气勘探前景,是我国致密气勘探开发的重点区域之一。为研究其储层成岩作用及致密化机理,开展了铸体薄片鉴定、扫描电镜分析、X射线衍射测试、粒度分析等研究,对二叠系致密储层的岩石成分、孔隙类型和成岩演化等进行了深入探讨。结果表明：①岩石类型以细-中粒长石岩屑砂岩和岩屑砂岩为主,石英体积分数平均49%,岩屑体积分数平均36%,长石体积分数平均15%;②储层物性以低孔-特低渗型为主,平均孔隙度为7%,平均渗透率为0.46 mD,为典型致密储层;孔径小,喉道细,分选差,以次生溶蚀孔隙为主;③二叠系砂岩经历了压实作用、胶结作用、溶蚀-交代作用,成岩阶段为中成岩A-B期。④压实作用是导致储层致密的主要因素,使得初始孔隙度减少了16.39%,碳酸盐胶结作用和黏土矿物的充填作用次之,使孔隙度减少了约12.30%,后期溶蚀作用使孔隙度增加了6.01%,这一结论与现今实测平均孔隙度平均值7.46%较为吻合。上述研究成果对研究区致密气藏勘探中寻找次生溶蚀"甜点"具有一定的参考价值。     

川西—川西北地区上三叠统碎屑储集岩成岩作用

川西—川西北地区上三叠统包括须家河组和香溪群;主要沉积相类型有河流三角洲、海湾、湖泊和冲积扇.上三叠统储集岩主要由长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩、岩屑砂岩、长石石英砂岩、岩屑石英砂岩及少量长石砂岩组成.岩石碎屑颗粒含量81%~95%,碎屑中有较多长石和岩屑,具低的成分成熟度和高的结构成熟度.原始孔隙度的45.0%~77.5%是由于压实作用而丧失的.胶结作用对储层的破坏性仅次于压实作用,包括自生石英、长石、粘土矿物和碳酸盐矿物的沉淀.石英加大的深度可能大于1 800~4 080 m.受有机质影响,碳酸盐胶结物具较低的δ13C值(PDB),为-4.85‰~2.91‰;由于淡水淋滤和深埋藏,有较低的δ18O值(PDB),为-16.97‰~-7.86‰.溶蚀作用是对储集岩最重要的建设性作用,以长石溶蚀最为常见.粘土矿物以伊利石为主,无蒙皂石.镜质体反射率为0.81%~2.48%,推测古地温大部分在85~160℃.储集岩成岩作用已进入到晚成岩作用阶段的中期.裂缝在很大程度上改善了储集性能.由于压实作用和胶结作用影响大,溶蚀作用影响小,储集岩以低孔、低渗为特征.      

鄂尔多斯盆地苏里格气田北部苏75区块盒8段成岩作用及其对储层的影响

二叠系石盒子组8段是鄂尔多斯盆地致密砂岩气勘探的重要目标层之一,目前对影响储层储集性能的成岩作用研究较薄弱。基于苏里格气田北部苏75区块盒8段的岩心、薄片、扫描电镜、岩屑录井及物性测试等资料,对盒8段致密砂岩的成岩作用及其对储层的影响进行了综合分析。结果表明：盒8段储层岩性以长石石英砂岩为主,总体为低孔低渗的孔隙型储层。储层的储集空间以各类溶蚀孔隙为主,其占比超过了90%,原生孔隙孔、晶间孔和裂缝的占比较少。盒8段处于中成岩A期—中成岩B期,其成岩演化序列为早期机械压实—石英Ⅰ期—绿泥石膜—粒间高岭石、伊利石胶结—岩屑及长石溶蚀Ⅰ—少量自生石英、伊利石胶结—少量石英Ⅱ期加大—少量长石、方解石溶蚀—石英Ⅲ期加大。储层发育主要受压实作用、胶结作用及溶蚀作用的影响。压实作用使储层孔隙平均减小了22.36%,降至0%～28.6%,平均为12.65%。胶结作用使得孔隙度减少了9.12%,降至0%～9.45%,平均为2.22%。溶蚀作用使储层的孔隙度增加0%～22.4%,平均增加15.8%。其中岩屑、杂基、方解石和长石的溶蚀增加缝孔隙度分别为18.65%、12.3%、17.5%和14.3%。     

川北地区须四段致密砂岩储层特征及成岩演化

通过薄片、扫描电镜、压汞及测录井资料分析,结合野外剖面调查和岩心观测等手段,对四川盆地北部须家河组四段致密砂岩储层特征及成岩演化规律进行了研究。结果表明：研究区西部主要发育钙屑砂岩储层,北部主要发育岩屑砂岩储层,东部主要发育长石岩屑砂岩储层,岩石类型的分区性与盆地北部周缘三物源体系分布息息相关;储层物性表现为特低孔、特低渗的特征,孔隙类型以次生溶孔和微裂缝为主,以小孔、细吼为主要特征;储层成岩作用类型复杂,主要有压实压溶作用、胶结作用、溶蚀作用、交代蚀变作用和破裂作用。多种类型的成岩作用在特低渗透致密砂岩储层形成过程中扮演着重要角色。其中,压实作用是造成原生孔隙损失的最主要因素,使储层孔隙度损失77.52%左右;胶结作用破坏储层物性,使孔隙度损失30%左右;溶蚀作用形成次生孔隙,增加孔隙度3.28%;后期构造作用对储层有建设性影响,进而形成现今以次生溶孔-裂缝为主要储集空间的致密砂岩储层。     

江陵凹陷新沟嘴组下段砂岩成岩作用及孔隙演化

江陵凹陷新沟嘴组下段砂岩主要为岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩及石英砂岩,该储层砂岩属低孔低渗储层。以岩心观察为基础,结合对薄片鉴定、扫描电镜、阴极发光和物性等资料分析后认为,江陵凹陷新嘴沟组下段砂岩经历了压实、石英的次生加大、碳酸盐的胶结及溶蚀溶解、硬石膏的胶结及长石岩屑的溶蚀和粘土杂基的充填等多种成岩作用,目前已达到了晚成岩阶段A期。早成岩期的压实作用以及石英、碳酸盐、石膏、粘土矿物的胶结作用是导致砂岩孔隙度降低的主要原因,分别造成14%和16%的原生孔隙丧失,晚成岩阶段有机质成熟形成有机酸并对不稳定矿物溶解,其产生的次生孔隙发育带是油气勘探的有利区带。     

鄂尔多斯盆地西南缘中生界成岩作用及其对储层物性的影响

鄂尔多斯盆地西南缘中生界发育大型致密低渗透砂岩储层,其中相对高渗透带具有良好的油气勘探潜力.通过对铸体薄片等资料分析,鄂尔多斯盆地西南缘砂岩储层成岩作用主要包括压实作用、胶结作用和溶蚀作用.压实和胶结作用强是岩性致密的主要原因,而致密砂岩中的"甜点"均与各种溶蚀作用有关.研究区中生界的成岩系统可分为持续埋藏型、中间开启型和长期浅埋开启型.通过对成岩系统进行研究可知,延长组塑性岩屑含量高,压实作用对储层具有很强的破坏性,后期的铁方解石胶结使储层更加致密,有机酸对长8段的溶蚀和大气淡水对长6段的溶蚀是改善储层物性的主要因素;延安组成岩早期的硅质胶结增加了岩石的抗压强度,保存了部分原生孔隙.与深部流体有关的热液一方面加速了溶蚀作用的进行,但同时也在局部区域发生了沉淀,碳酸盐和硬石膏胶结弱的区域是优质储层发育区.     

酸性环境致密砂岩储层石英的溶蚀作用

利用溶蚀作用正演模拟实验与镜下图像分析系统,并结合实例探讨了致密砂岩储层中石英的溶蚀作用。溶蚀模拟实验与油田实例表明,铁离子的加入让石英与有机酸更易发生络合反应,并释放出H⁺,从而增强体系酸性,进一步溶蚀致密砂岩中的酸溶性矿物,从而改善致密砂岩储层的物性,将其变为相对有效的优质储层。通过镜下图像分析系统对苏北盆地金湖凹陷阜宁组二段（阜二段）的致密砂岩储层进行溶蚀计算,结果表明,致密砂岩储层中含油层段的石英溶蚀基本都达到了15% 以上（面孔率）,仅石英的溶蚀就能够提供1.5%~3% 的次生孔隙。说明石英的次生溶蚀孔隙能够有效改善致密砂岩的储集性能,达到让油气进入其中的程度。对于一些盆地深部的致密砂岩来说,中基性侵入岩的存在能够提供大量铁离子,这对致密砂岩的后期溶蚀作用十分有利,可以作为致密砂岩油气勘探的一个有利因素。     

鄂尔多斯盆地天环地区盒8段致密砂岩岩石矿物特征及其对储层质量的影响

致密砂岩储层低孔、低渗且非均质性强,储层质量是勘探中的主要风险。通过普通铸体薄片、场发射扫描电镜、包裹体温度分析等实验手段,研究鄂尔多斯盆地天环地区盒8段砂岩岩石学组分及胶结物对不同类型致密砂岩储层质量的影响,对预测致密砂岩气藏潜在有利区具有重要意义。结果表明,石英次生加大、高岭石、伊利石是控制盒8段砂岩质量的主要胶结物,塑性岩屑含量对储层质量也有明显控制作用。石英砂岩以次生溶蚀孔隙为主要的孔隙类型,储层质量主要受石英次生加大和高岭石发育情况控制,孔隙度平均为7.6%,渗透率平均为0.78×10~(-3)μm~2;岩屑砂岩以晶间孔为主要孔隙类型,高含量塑性岩屑和伊利石胶结物控制储层早期致密化,孔隙度平均为4.31%,渗透率平均为0.07×10~(-3)μm~2;岩屑石英砂岩岩石矿物组分含量介于石英砂岩和岩屑砂岩之间,早期压实作用和次生孔隙发育共同控制其储层质量,孔隙度平均为6.64%,渗透率平均为0.34×10~(-3)μm~2。     

巴楚地区东河塘组致密砂岩储层成岩相研究

根据沉积学和储层地质学原理和研究方法,利用岩石薄片和扫描电镜等测试分析资料,在储层岩石学和成岩作用特征研究的基础上,开展了巴楚地区东河塘组致密砂岩储层成岩相研究。研究认为,东河塘组储层发育6种成岩作用,以压实作用、胶结作用和溶蚀作用为主,成岩阶段为中成岩A-B期。根据视压实率、视胶结率、视溶蚀率及溶蚀量4个参数值和沥青充填情况,将东河塘组储层划分为中等压实中等胶结强溶蚀相（Ⅰ）、中等压实中等胶结中等溶蚀相（Ⅱ）和中等压实中等胶结弱溶蚀相（Ⅲ）等7种成岩相类型,其中Ⅰ-Ⅲ相为有利成岩相。利用测井资料,采用k最邻近分类算法对研究区17口井进行成岩相测井连续自动识别,得出东河塘组上砂岩段储层成岩相以Ⅵ相为主,有利成岩相主要分布在伽2-玉2-巴5井区和群6-BK8-BT4-KT1井区,下砂岩段储层成岩相以Ⅱ相为主,有利成岩相主要分布在伽2-群6-BK8-巴2-康1井区,比上砂岩段更发育。有利成岩相的研究,可为优质储层预测提供地质依据。     

东海宁波构造带深层花港组砂岩储层致密性特征及控制因素

西湖凹陷宁波构造带花港组为一套致密砂岩含气储层,研究该储层的致密性及其主控因素对进一步的勘探开发具有重要的意义。基于前人研究成果,以镜下薄片观察资料和测井资料为基础,对花港组储层岩石学特征、物性特征、成岩作用及其主控因素进行了一系列的研究,认为花港组砂岩是典型的低孔低渗-特低孔特低渗储层。岩石类型为长石岩屑质石英砂岩;次生孔隙为主要储集空间。控制储层致密性的主要因素为压实和胶结作用,数学地质模型显示80%以上的孔隙损失与压实作用有关,胶结作用的平均减孔率为7%。     

塔里木盆地东北部中上奥陶统致密砂岩储集性能与成因

塔里木盆地东北部中上奥陶统发育了一套巨厚的砂岩、粉砂岩与泥(页)岩互层的浊积岩,其勘探前景日益引起人们的关注.通过对库鲁克塔格露头系统采样,详细研究了中上奥陶统却尔却克组砂岩的储集性和成因.却尔却克组砂岩主要为细粒长石砂岩、岩屑砂岩、岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩;长石颗粒、方解石胶结物的溶蚀孔隙是主要的孔隙空间,孔隙结构以微小孔-微细喉道组合类型为主;平均孔隙度1.72%,平均渗透率4.584×10-3μm2,属于特低孔低渗的储层.近物源快速沉积作用导致的低成分成熟度和中等-差结构成熟度,是却尔却克组致密砂岩形成的内在原因;较高的塑性颗粒含量和超补偿沉积导致的强烈压实作用和晚期较强的胶结作用是储层物性差的重要因素;较弱的溶蚀作用及破裂作用未能明显地改善储层的物性条件,也是形成本组低孔低渗的砂岩储层的重要原因.      

塔里木盆地巴楚隆起泥盆系东河砂岩成岩作用研究

通过对塔里木盆地巴麦地区多口典型探井泥盆系东河塘组薄片的观察与鉴定,东河塘组石英含量高,长石和岩屑含量都在1%～4%范围,成分成熟度高;主要的成岩作用有压实作用、胶结作用、溶蚀(溶解)作用等.综合判断认为,泥盆系东河砂岩处在中-晚成岩阶段,原生孔隙少,表生成岩溶解作用和埋藏溶蚀作用可以溶解多种可溶性杂基和碳酸盐岩类基质,使储层发育粒内溶孔、铸模孔、溶蚀扩大等孔隙类型.但是由于储层成岩作用过程有叠置,所以储层的改善作用也有限,物性相对较差.      

伦坡拉盆地罗玛迪库构造带牛三段砂岩成岩作用对储层储集性？…

伦坡拉盆地罗玛迪库构造带始新统牛三段砂岩储层岩屑砂砾岩和石英砂岩为主，岩屑成份以灰岩岩屑占优。这些储层在沉积成岩过程中，压实作用，胶结作用和充填作用极大地影响也孔隙发育，而溶蚀作用和强烈的破裂作用则有利于次生孔隙的形成。     

鄂尔多斯盆地延安气田山西组致密砂岩气有效储层发育模式

通过大量岩石薄片显微观察、扫描电镜分析及流体包裹体均一温度测定,研究了鄂尔多斯盆地东南部延安气田山西组致密储层岩石学组成,划分了岩石相类型,并将不同类型岩石的成岩演化过程与埋藏史、热史、烃类充注过程相结合,分析关键油气充注期与储层致密化的时间匹配关系.研究表明:纯石英砂岩和富石英低塑性岩屑砂岩主要发育机械压实、次生溶蚀...     

巴楚地区志留系柯坪塔格组储层致密影响因素

根据沉积学和储层地质学的原理和研究方法,利用普通及铸体薄片、扫描电镜、压汞、物性等测试分析资料,在储层岩石学特征、物性及孔隙结构特征研究的基础上,从沉积环境、砂岩成分和结构及成岩作用3个方面,重点分析了柯坪塔格组储层致密的影响因素。结果表明,研究区柯坪塔格组主要分布在下临滨,水动力相对较弱,岩屑砂岩发育,塑性碎屑成分含量较高,压实作用强;颗粒粒度细—中粒,分选中等—好,磨圆次棱,形成的胶结物较多,胶结作用中等—强,以钙质胶结影响最大。压实作用和胶结作用是储层致密的主要因素,压实作用对储层原始孔隙的破坏程度大于胶结作用的破坏程度。溶蚀作用形成的次生孔不发育,且部分被沥青充填,抑制了后期的成岩作用,也导致储层不发育。     

鄂尔多斯盆地神府地区太原组致密砂岩储层特征及成岩演化

为阐明鄂尔多斯盆地神府地区太原组砂岩储层特征及其致密化成因,利用铸体薄片、扫描电镜、阴极发光及高压压汞等资料,分析胶结物及其与碎屑颗粒的胶结、交代作用,并研究了储层成岩序列、各类胶结物与孔隙的含量、孔隙度的演化过程等。结果表明:神府地区太原组储层以中—粗岩屑砂岩和长石岩屑砂岩为主,孔隙度为0.20%~12.00%,平均为6.95%,渗透率为0.10~5.00 m D,平均为0.91 m D,属于典型的低孔—特低孔、特低渗的致密砂岩储层;孔隙结构主要为小孔细喉和小孔微喉型;在孔隙演化中压实作用使孔隙度减少约15.5%,胶结作用减少孔隙约10.4%,溶蚀作用增加孔隙约4.41%,计算现今平均孔隙度为7.17%,与实测平均孔隙度6.95%相当。早期压实作用与晚期碳酸盐胶结作用是研究区储层致密的主要原因,而溶蚀作用有利于各类次生孔隙的发育,是改善储层孔渗性的关键因素。