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差异性成岩演化过程对储层致密化时_省略_地西南7致密浊积砂岩储层为例_罗静兰

来源:百家汽车网
第38卷 第1期2016年1月

地球科学与环境学报

JournalofEarthSciencesandEnvironment     Vol.38 No.1

Jan.2016

()文章编号:16726561201601007914---差异性成岩演化过程对储层致密化时序

与孔隙演化的影响

———以鄂尔多斯盆地西南7致密浊积砂岩储层为例

罗静兰1,罗晓容2,白玉彬3,罗春燕1,白雪见1,李向军1,李 弛1

(西北大学动力学国家重点实验室,陕西西安 7中国科学院地质与1.10069;2.

北京 1地球物理研究所中国科学院油气资源研究重点实验室,00029;

)西安石油大学地球科学与工程学院,陕西西安 73.10065

摘 要:通过岩芯观察、常规薄片与铸体薄片显微镜下鉴定与定量统计,利用电镜扫描、图像孔喉分析、荧光分析、孔隙度与渗透率、毛细管压力测定,以及流体包裹体均一温度、激光拉曼成分测定,结合前期鄂尔多斯盆地西南缘长8—长6砂岩碎屑锆石LAICP-MS微区U-Pb定年物源示踪研究成-果,分析了鄂尔多斯盆地西南部上三叠统长7致密浊积砂岩类型及其骨架矿物成分对砂岩成岩作成岩产物与成岩演化过程的制约,讨论了差异性成岩演化过程对砂岩致密化时序、储层孔隙演用、

化与储集质量的影响。结果表明:受源区母岩性质的影响,长7砂岩类型及骨架矿物成分及其含量存在一定差别,并在纵向上呈现出规律变化;砂岩类型及骨架矿物成分在很大程度上影响成岩演化后者致使储层的致密化过程在时间上有先有后,最终导致长7各砂岩类型的孔隙演化和孔隙过程,

储层储集质量及其在时空分布上的强非均质性。结构特征、

关键词:岩石学组分;差异化成岩演化;储层致密化时序;孔隙演化;浊积砂岩;长7;鄂尔多斯盆地中图分类号:P618.130.2;TE122   文献标志码:A

ImactofDifferentialDiaeneticEvolutionontheChronoloical       pggTihteninandPoreEvolutionofTihtSandstoneReservoirs      ggg 

—ACaseStudfromtheChan7TihtTurbiditeSandstone    -  ygg 

ReservoirintheSouthwesternOrdosBasin     

1231

,,,JinlanLUOXiaoronBAIYubinLUOChunLUOan - - - -ygg,

111,,BAIXueianLIXianunLIChi - -  jgj

(,N,’,;1.StateKeLaboratorofContinentalDnamicsorthwestUniversitXian710069,ShaanxiChina     yyyy  

,,2.KeLaboratorofPetroleum ResourceResearchInstituteofGeoloandGeohsics     yygypy   ,;ChineseAcademofSciencesBeiin100029,China3.SchoolofEarthSciencesand      yjg  

,’,’,)EnineerinXianShiouUniversitXian710065,ShaanxiChina   ggyy

:,AbstractThediaenesisauthienicanddiaeneticevolutionrestrictedbtheroductsrocess        ggpgpy sandstonedetritalomonentsferriassichan7turbiditeandstonesromhe  c o U T C- s f tpppgOrdosBasinwerestudied.Imactofthedifferentialdiaeneticevolutiononsouthwesterrocess           pgp

,,chronoloicaltihteninevolutionandsandstonereservoirwasalsoelucidatedtheoreualit         gggpqy ,o,ibaseduonobservationofcoresbservationdentificationandstatisticsofuantitative        pq

收稿日期:20150410--);,)基金项目:国家自然科学基金项目(国家科技重大专项项目(412721382011ZX05008004612011ZX05001004008----,:。作者简介:罗静兰(女,甘肃榆中人,教授,理学硕士,1957E-maillluowu.edu.cn-)@nj

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地 球 科 学 与 环 境 学 报2016年

,conventionalfluorescentandcastinthinsectionsbvacuumimrenatedwitheoxresin       gypgpy   

oreoreundermicroscoeeuiedbfluorescencesstem,measurementofsandstoneand         pppqppyy ,p,c,athroatorositermeabilitressureimaeandaillarndanalsisofhomoenization     ypypgpyyg  

,candLaseramanchemicalcomositionoffluidinclusionsombinedwiththetemerature  -R       ppreviousresearchresultoftheLAICP-MSinsituU-Pbdatintracinfromtherovenance     - -    ggpp  detritalzirconsintheChan8Chan6sandstones.TheresultsshowthattheChan7sandstone    ---     -gggetroloicalrimartesandtheircomonentsandreservoircaacitarecontrolledb         pgpyypppyy  

;arentrovenanceandrocksdistributionofthesandstoneteandthedetritalmineralsshows            ppyp;reulationverticallthesandstonetesandtheskeletonmineralsinfluencethediaeneticsome           gyypg

,arocessrocessandexeriencecertaindifferentialdiaeneticevolutionndfinallleadto         pppgy ,w,sandstonestihtenedchronoloicallhichresultinheteroeneitintheoreevolutionore        ggygypp structureandreservoirheteroeneousdistributiontemorallandsatiall.ualit      gpypyqy  

:p;d;rKewordscomonentifferentialdiaeneticevolutioneservoirchronoloicaletroloical    pgggy ;;;densificationevolutionturbiditesandstoneChan7;OrdosBasinore  - gp

质组分相关的成岩作用特征、差异性成岩-油气充注-致密化过程及其对孔隙演化和储层质量的影响进行了较为深入的研究。研究成果对于深入理解中国各大盆地中低孔低渗、致密砂岩储层的成因和储层非均质性,预测相对优质储层的时空分布均具有重要的理论意义与实际意义。

0 引 言

长期以来,鄂尔多斯盆地中生界三叠系延长组长7段被作为生油层进行相关研究与勘探开发。随着对低渗透油气藏研究的深入、认识与思路的转变自2以及勘探力度的加大,000年开始在盆地湖盆沉积中心及其相邻地区发现了以内陆坳陷湖盆三角洲前缘、半深湖—深湖相砂质碎屑流与滑塌重力流浊

]14-,积砂岩为主的大面积连续分布的低渗岩性油藏[

1 地质概况

研究区吴堡地区位于鄂尔多斯盆地西南部,地理位置位于陕西省志丹县吴堡乡,为上三叠统延长

。钻遇地面积约1组沉积时期的湖盆中心,35km

特别是盆地西南部与南7段湖相烃源岩中发现

]56-,从而认识到长7段的产油井均位于浊积砂体中[

浊积砂体是鄂尔多斯盆地石油储产量的重要接替层位。前人对长7浊积砂体的研究已经在沉积特征与

]]7103,1112--、、发育演化模式[成因机制[成藏条件与成]]56,1315161718]---、烃源岩特征[及油藏渗流特征[藏特征[

层自上而下为第四系、白垩系、侏罗系和三叠系。其中,上三叠统延长组是该区也是鄂尔多斯盆地主要的勘探目的层系。延长组一般按沉积旋回自下而上划分为长10~长1等10个油层组。研究区主要含油层位为延长组长6段,其次为长7、长8段。长7段为半深湖—深湖相泥页岩沉积,发育浊积砂体(),图1由下至上可划分为长7长7长73、2、1等3个小

层。长7浊积砂体紧邻烃源岩,具有先天捕集油气的),能力(图1成为有利的勘探靶区。长7油藏主要分布在长7其油气富集与成藏主要受长7张家2小层,3“

]17

。滩页岩”烃源岩及长7有效砂体分布范围的控制[

等方面获得了一批重要成果与认识。但是对于长7段砂岩类型及其骨架矿物成分引起的差异性成岩演化过程与致密化时序及其对储层质量影响的精细研究依然缺乏。

近年来,砂岩的物质成分及其差异性成岩演化过程造成的储层物性非均质性已引起国内外学者的

]1924-。鄂尔多斯盆地不同地区由于源区母广泛关注[

岩性质不同,砂岩的类型与矿物成分存在差

22,25]

。不同砂岩类型的岩石学组分在成岩作用别[

截至2研究区钻穿长7地层的探井3012年底,5口,开发井9试油和试采井4其中41口,8口,1口井获得

。工业油流,最高试油日产油21.68m

过程中发生的变化、水-岩反应产物及其空间分布、成岩演化过程存在较明显的差异,进而决定了各砂岩的孔隙发育状况、孔隙结构特征及储集性能与产

2223,26]-。本文对鄂尔多斯盆地西南部上三能的优劣[

1.1 长6—长8沉积物源和沉积体系与相序组合

鄂尔多斯盆地西南缘构造演化与LAICP-MS-砂岩碎屑锆石微区U-Pb同位素定年物源示踪研究

27]

显示,晚三叠世延长组长8沉积末期—长7结果[

叠统延长组长7浊积砂体的砂岩类型以及与砂岩物

第1期

罗静兰,等:差异性成岩演化过程对储层致密化时序与孔隙演化的影响81

图1 长7浊积砂岩沉积特征与含油性

Fi.1 PhotosShowSedimentarCharacteristicsoftheChan7TurbiditeSandstonesandTheirHdrocarbonbearin     -    -gygyg 

沉积初期是鄂尔多斯盆地西南缘构造格局的重要转折期。受此构造格局转变的影响,源区位置及母岩性质及供给量发生了相应变化。盆地西南8沉)积期(大于2物源主要来自西缘阿拉善地块和25Ma西南缘祁连造山带稳定地块相对单一的古老结晶岩)系及晚古生代岩浆物质;长7沉积期(220~225Ma除来自与长8沉积期相同的西缘与西南缘源区物质外,南部秦岭造山带新元古代和少量中生代早期以火成岩为主的物质开始输入盆地;长6沉积期(小于)随着秦岭造山带伸展与隆升剥蚀的加剧,220Ma

为盆地物质充填提供更多的陆源物质。此外,来自东北部源区的物质经过长途搬运也加入到长6段沉

25,28]

。由此构造转变导致的源区位置积物中[

长8)的三角洲平原向上部境。近源区形成由下部(

()长7、长6的冲积扇,向上粒度变粗且水体变浅的远源区则由下部(长8)的三角进积沉积相序组合;

)洲前缘向上部(长7、长6的深湖相与深湖重力流沉积,向上粒度变粗但水体变深的沉积相序演化,反映盆地沉降速率逐渐增大的一出物源供给不断加强、

27]

。从长7个过程[随着南部秦岭造山2沉积开始,

研究区由北到南,带物源向盆内输入量的逐渐增大,

由长7再到长7砂体发育程度、砂体厚3到长72,1,。这暗示了长7度及其连续性逐渐变好(图2)3沉积期主要受西部与西南部物源的控制,长73砂体较从长7随着南部厚地带主要分布在西北部;2开始,秦岭造山带物源向盆内输入量的逐渐增多,砂体较厚地带的位置逐渐向南移。1.2 长7浊积砂岩储层物性特征

1463个长7浊积砂岩的实测物性数据统计结 

长7浊积砂岩储层的孔隙度为0.果显示:26%~平均7.其中,16.2%,5%,4%~10%的孔隙度占孔隙度中值为6.渗透率为(63.5%,1%;0.0033~ 

-32-32  

,,平均0.其6.6680)×10mm173×10mm -32 

中,渗透率在(之间的占0.01~0.50)×10mm

与母岩性质的变化,致使盆地西南8、长7、长6段沉积体系与相序组合、砂体发育规模发生了相应的改变。长8沉积期,盆地西部与西南部地形相对较

]29

。以辫状河三角洲及滨湖—浅湖沉积为主[平坦,

长7沉积期,随南部秦岭造山带隆升加剧,湖盆沉积演化发生了重大变革,盆地西缘、西南缘地区坳陷幅度急剧增大,近源区形成冲积扇沉积,远源区则由扇三角洲沉积过渡为半深湖—深湖相与重力流沉积环

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地 球 科 学 与 环 境 学 报2016年

第1期

罗静兰,等:差异性成岩演化过程对储层致密化时序与孔隙演化的影响83

-32 

,渗透率中值为0.属于典型82.5%,066×10mm

的低孔、低渗—特低渗储层。储集空间(面孔率为

岩孔隙结构与储集性能的影响,根据岩石学组分特征及其成岩演化过程的差异、砂岩的含油性特征,将长7砂岩划分为高塑性岩屑(塑性岩屑包括云母类、泥岩类等沉积岩岩屑,板岩、千枚岩等变质岩岩屑,安山岩、粗面岩、安山岩、玄武岩等火山岩岩屑以及绿泥石碎屑等的含量不低于2砂岩、碳酸盐胶0%)结砂岩(碳酸盐胶结物含量不低于2和含油砂0%)岩(油斑级以上)几种类型。将含量20%作为高塑性岩屑砂岩与碳酸盐胶结砂岩的划分标准是基于研究区长7砂岩的平均原始孔隙度(31.3%~38.5%,

(、平均3具体计算见第5节)现今孔隙度(平4.9%)均为7.中值为6.以及长庆油田致密砂岩5%,1%)油的物性下限(孔隙度不高于8%,渗透率不高于

-32 

)标准来考虑的,即长7砂岩的原始0.1×10mm

孔隙度减去现今孔隙度与粒间20%的填隙物之和,

平均3.以次生溶孔为主(占总0.1%~17.2%,4%)

,原生孔隙占2孔隙的62.2%)7.0%,微裂缝较发。育(占9.6%)

2 长7砂岩类型与骨架矿物成分特征

长7浊积砂岩类型主要为长石砂岩、岩屑质长石砂岩、长石质岩屑砂岩,少量长石岩屑质石英砂岩(。砂岩中的岩屑包括黑云母(图3)含量(体积分、下同)为1.平均为7.沉积岩数,0%~20.0%,1%)(岩屑(平均为4.泥岩、碳质泥0.5%~19.0%,5%)、岩、粉砂质泥岩等)浅变质岩屑(平0.5%~9.0%,(千枚岩、绢英岩、板岩和变质砂岩)及均为3.1%)(少量火成岩岩屑(平均为0.以粗0%~2.0%,3%),安山岩、粗面岩岩屑为主)部分砂岩中含较多面岩、

绿泥石碎屑和泥化或钙化碎屑颗粒。由长73到长再到长7骨架矿物中的长石特别是石英72,1砂岩,

。砂岩骨含量逐渐增加,岩屑含量逐渐减少(图3)架矿物成分的这种变化规律,是长8末期—长7初源区位置、物源与期盆地西南缘随构造的转换,

母岩成分供给的具体响应。长7沉积期研究区处于西南部、南部与东北部物源的混源地带,由长73小再到长7各源区进入盆地充层到长72小层,1小层,填物质的比例不同,致使各小层砂岩中的矿物成分表现出一定差别。

约等于致密砂岩油的孔隙度下限值。

本次成岩演化序列的建立主要基于各砂岩常规薄片、铸体薄片、荧光薄片、包裹体薄片的显微镜下胶结物类型、产状及其相互关系与形成序列,孔隙类型及其分布特征,流体包裹体岩相学特征及其与胶微观尺度下烃类充注在砂岩中的赋存结物的关系,

形式、充注期次、各期烃类充注与成岩产物的关系及形成序列等大量微观证据与定量统计结果,结合各砂岩中含烃包裹体荧光特征与同期盐水包裹体均一建立了长7各砂岩类型的成岩演化温度测定结果,

长7砂岩经历了从早成岩阶段→中序列。总体上,

成岩阶段A-胶结作用(包括B期的包括压实作用、绿泥石、微晶方解石、石英次生加大与粒间硅质、伊、利石、亮晶方解石等)2次明显的溶蚀作用与3期烃类充注作用的整个成岩演化过程。但由于砂岩类型及其矿物成分的差异,各砂岩的成岩作用与成岩)。图4演化过程以及孔隙演化有一定差异(

高塑性岩屑砂岩的重要成岩作用发生在早期成岩阶段,其成岩演化序列为:绿泥石膜→微晶方解石→压实作用→烃类充注Ⅰ→硅质→伊利石→亮晶方解)。碳酸盐胶结砂岩经历的成岩作石→白云石(图4其成岩演化序列为:绿泥石薄膜→微用相对较简单,

晶方解石→压实作用→烃类充注Ⅰ→石英加大→伊利)。含石→亮晶方解石→溶蚀作用→烃类充注Ⅱ(图4油砂岩经历了较复杂的多期成岩作用及3期烃类充()其成岩演化序列为:溶蚀作用注过程,Ⅰ→烃类Ⅰ→绿泥石膜Ⅰ→微晶方解石→压实作用→烃类Ⅱ→石英加大→硅质→伊利石→亮晶方解石→白云石→构)。造裂缝→溶蚀作用Ⅱ→烃类Ⅲ(图4

1为石英砂岩;2为长石质石英砂岩;3为岩屑质石英砂岩;4为长石岩屑质石英砂岩;5为长石砂岩;6为岩屑质长石砂岩;7为

长石质岩屑砂岩;8为岩屑砂岩

图3 长7砂岩类型

Fi.3 ClassificationDiaramoftheChan7Sandstones    -ggg

3 各砂岩的成岩演化序列

为了便于讨论成岩作用与成岩演化过程对各砂

84

地 球 科 学 与 环 境 学 报2016年

/RIS中S层表示伊/蒙混层中蒙脱石含量o为镜质体反射率;

图4 长7各砂岩类型的成岩演化序列与孔隙演化

Fi.4 DiaramShowinDiaeneticEvolutionSeuenceandPoreEvolutionoftheChan7MaorThreeSandstones         -  ggggqgj 

4 各砂岩差异性成岩演化过程与储层致密化时序

砂岩类型与原始矿物成分影响着成岩作用路径最终导致孔隙结构特征之间的及其成岩产物特征,

23]

。差异[

活动提供有效空间,后期胶结作用的程度及其产物的量有限。

高塑性岩屑砂岩的孔隙不发育、物性与含油性差,砂岩的孔隙度低于8%,渗透率低于0.多1mD,。含油砂岩(为干层与油迹砂岩(图6)油斑级以上)中的岩屑含量大多低于2塑性岩屑含量低于0%,。但孔隙度、渗透率越高,含油性越好(图6)15%;

一部分高岩屑含量砂岩在压实过程中往往形成一些(定向)压实(压溶)裂缝,早期烃类充注一般沿这些)。压实微裂缝分布(图74.2 碳酸盐胶结砂岩

长7砂岩中的碳酸盐胶结物主要为方解石。薄片镜下观察表明,早期方解石主要为基底式胶结,被()、()],方解石胶结的砂岩颗粒多呈漂浮状[图8方ab

解石胶结物内的流体包裹体均一温度较低(80℃~

4.1 高塑性岩屑砂岩

成岩作用与成岩演化序列研究显示,高塑性岩屑砂岩的成岩作用主要发生在早期成岩阶段。早期成岩作用阶段由于受压实作用的影响强烈,其中的吸水膨胀及假杂基化,塑性岩屑普遍发生扭曲变形、

。经过早成岩阶使大量粒间孔隙与喉道堵塞(图5)段A-已成为低孔B期大部分孔隙丧失或丧失殆尽,低渗储层甚至致密储层。由于这类砂岩在压实作用过程中孔隙迅速减少,深埋后基本不能为后期流体

图5 高塑性岩屑砂岩经历强烈的压实作用

Fi.5 PhotosShowHihPlasticDetritalbearinLithareniteExeriencesanIntensiveMechanicalComaction    -     gggpp 

第1期

罗静兰,等:差异性成岩演化过程对储层致密化时序与孔隙演化的影响85

图6 砂岩塑性岩屑含量与孔隙度、渗透率的关系

Fi.6 DiaramsofPlasticDetritalContentvs.PorositandPermeabilitofSandstones       ggyy  

图7 少量原油充填于高塑性岩屑砂岩的压实裂缝中

Fi.7 PhotosDislaLittleOilFilledintheComactedFissuresofHihPlasticDetritalbearinLitharenite           -gpypgg  

图8 基底式碳酸盐胶结发生在早成岩作用阶段

Fi.8 PhotosIndicateBasalCarbonateCementationOccurredintheEarlDiaeneticPhase         gyg 

,表明其主要形成于早成岩阶段B期。成岩90℃)

作用与成岩演化序列研究显示,碳酸盐胶结砂岩经历的成岩作用相对较简单,早成岩阶段碳酸盐胶结物的形成使这类砂岩在此之后孔隙基本丧失殆尽,成为致密储层。砂岩中碳酸盐胶结物的含量与其孔),隙度和渗透率呈较明显的负相关性(图9碳酸盐不低于2的砂岩孔隙度低于胶结物含量高(0%)渗透率大多低于0基本为致密储层和不8%,.2mD,含油的干层,少量为油迹与油斑砂岩,油浸砂岩中碳)。酸盐胶结物的含量普遍小于5%(图9碳酸盐胶结

物是导致这类砂岩储层低孔、低渗—致密储层的主要胶结物,但早期基底式碳酸盐胶结物的形成抵抗了压实作用的强度,同时为后期发生溶蚀作用形成次生溶孔奠定了物质基础。

这类砂岩是否含油取决于烃类充注、碳酸盐胶结作用、溶蚀作用三者发生的顺序以及砂岩的储集油质量。若烃类充注发生在早期碳酸盐胶结之前,气主要储存在砂岩的原生孔隙系统内,但由于早期形成的有机质成熟度不高,加之在后期地质-成岩演化过程中会发生氧化或较高温度下的热裂解,大部

86

地 球 科 学 与 环 境 学 报2016年

图9 碳酸盐胶结物含量与不同含油性砂岩孔隙度、渗透率的关系

Fi.9 RelationshisofCarbonateCementContenttoPorositandPermeabilitofSandstoneswithVariousOilbearinGrades           -gpyyg   

分变为沥青;若溶蚀作用与烃类充注发生在碳酸盐胶结之后,碳酸盐胶结物溶蚀孔中也可以含油。成岩演化序列表明,研究区长7砂岩在亮晶方解石胶结之后发生过一次溶蚀作用。碳酸盐胶结物溶孔中)]。其含油性的好坏取决于图8(可见烃类物质[c溶蚀作用的强度、次生孔隙的量,以及在此之后烃类充注的规模。4.3 含油砂岩

、成岩作用-烃类充注演化序列(图1烃类包0)裹体荧光分析(图1与含烃包裹体同期的盐水包1)裹体均一温度测定结果(图1显示,烃类充注经历2)了从低温到高温(和从低成熟到高60℃~160℃)成熟的演化过程,期间含油砂岩经历了压实作用,硅质、黏土2期溶蚀作用,3期烃类充注以及碳酸盐、矿物绿泥石、伊利石等胶结作用(图1过程。因3)此,推测含油砂岩的致密过程与油气充注相伴进行,是边充注边致密的一个成岩演化过程。在此过程中最终形成现今低孔、低渗—致密孔隙逐渐减少,储层。

与干层砂岩(胶结物含量平均为3和油5.3%)迹砂岩(胶结物含量平均为2相比,含油砂岩4.1%)中胶结物的含量较低(油斑砂岩含量平均为。干层砂岩与油油浸砂岩平均为116.8%,1.4%)迹砂岩中碳酸盐胶结物含量(平均分别为30.3%和

。油浸砂岩以伊明显高于油浸砂岩(15.6%)2.5%)

含量为6少量方解石利石胶结物(.7%)为主,(、;绿泥石(和硅质(油斑砂岩2.5%)1.4%)0.8%)

以碳酸盐(与伊利石(胶结物为主,少15.9%)4.9%)。砂岩中胶结物的量绿泥石(和硅质(1.6%)1.2%)

23,26]

;类型主要受制于砂岩原始骨架矿物成分[而含

油级别不同的同种砂岩中胶结物含量的差异可能主

]3033-。要与烃类侵位对成岩作用的抑制强度有关[

长7含油砂岩的孔隙较发育,面孔率较高,物性)。油浸砂岩中碳酸盐胶结物含量普遍较好(图6、9,低于5%,孔隙度高于8%(平均9.渗透率高4%)(),平均0.图9其面孔率(平均于0.1mD(345mD)、次生溶蚀孔(平均2.均高于油斑砂岩3.5%)4%)

与油迹砂岩,油斑砂岩的平均面孔率、平均次生溶蚀孔、平均孔隙度与平均渗透率分别为2.6%、0.7%、油迹砂岩的平均孔隙度与平均7.7%和0.113mD;渗透率分别为6.7%和0.098mD。

5 各砂岩定量孔隙演化分析

孔隙演化预测研究方法很多,均以影响储层物性的地质因素为基本出发点。不同学者从不同角度探讨了地质因素是如何影响储层物性的,并提出了预测孔隙度的方法,建立了相应的预测模型。Athy从储层埋藏深度出发,得出孔隙度与埋藏深度呈指

第1期

罗静兰,等:差异性成岩演化过程对储层致密化时序与孔隙演化的影响87

图10 含油砂岩成岩作用与成岩演化序列微观证据

Fi.10 MicrohotosIndicateDiaenesisandDiaeneticEvolutionoftheHdrocarbonbearinSandstones        -gpggyg 

图11 长7砂岩中含油包裹体荧光特征

Fi.11 MicrohotosShowFluorescenceinOilbearinDiaeneticLiuidInclusionsintheChan7Sandstones    -     -gpggqg 

34]

;数关系[Maxwell依据室内试验数据研究地层温

压实作用对储层物性的影响主要体现在早成岩用,

阶段,在中、晚成岩阶段主要以胶结和溶解作用为而这2种成岩作用在上述模型中均没有体现。主,

因此,应该综合考虑沉积-埋藏-成岩条件的孔隙度预测模型,这样更符合地质实际。本文储层孔隙演化的基本思路是:现今孔隙度是原始孔隙度扣除了压实损失孔隙度、早期胶结损失孔隙度、晚期胶结孔

度与埋藏时间对石英砂岩孔隙演化的影响,建立了

35]

;孔隙度预测模型[寿建峰等认为除了温度和时间

外,盆地沉降方式对砂岩孔隙度也有一定的影

36]

;响[石英颗粒Scherer综合考虑了砂岩的分选性、

含量、地层埋藏深度、温度及年龄建立了孔隙度预测

37]

。上述孔隙度预测模型主要考虑了压实作模型[

88

地 球 科 学 与 环 境 学 报2016年

孔隙度是经历沉积和各种成岩作用后孔隙演化的最终结果,而要定量恢复孔隙度演化历史,需首先求得储层原始孔隙度。

对于未固结砂岩原始孔隙度一般可以给一个经验值4特定地区可以通过B0%,eard和Scherer建

]3738-立的砂岩原始孔隙度计算经验公式[求取。原始

孔隙度(计算公式为0)φ/()0.9+22.91S10=2oφ式中:在粒度概率累积曲So为特拉斯克分选系数,

/线可以求得,SP7P2o=P255,5和P75分别代表粒度概率累积曲线上25%和75%处对应的颗粒直径。

本文储层孔隙度演化中压实、胶结作用减孔及溶

]39

蚀作用增孔计算公式参考王瑞飞等的公式[进行。

压实后砂岩孔隙度计算公式为

(/1=Ct+[ca)t]m+φppφφφφ0-φ1φL=φ/00%×1fL=(0)φLφ图12 长7砂岩中流体包裹体均一温度直方图Fi.12 HistoramsDislaHomoeneousTemerature  ggpygp theLiuidInclusionsintheChan7Sandstonesof      -qg

()2()3()4()5()6()7

  胶结后砂岩孔隙度计算公式为

/2=(t)mppφφφφc=φ1-φ2φ/00%×1fc=(c1)φφ隙度之后,加上晚期胶结孔隙度得来的。现今储层

图13 长7含油砂岩中的胶结物成分与特征

Fi.13 PhotosDislaCharacteristicsandOccurrencesoftheMaorCementsintheChan7OilbearinSandstones          --gpyjgg  

第1期

罗静兰,等:差异性成岩演化过程对储层致密化时序与孔隙演化的影响89

  次生孔隙度计算公式为

/t()83=φdpφφφ式中:1为压实后砂岩孔隙度;2为胶结后砂岩孔φφ隙度;3为砂岩次生孔隙度;φφL为压实损失孔隙度;

c为胶结损失孔隙度;t为p为物性分析孔隙度;φφφ;c总面孔率;m为原生粒间孔面孔率φa为碳酸盐胶pφ分别为0.平均4.和0.1%~13.1%(3%)1%~()。平均5.表111.8%(5%)

溶蚀作用形成的次生溶孔在各类砂岩中的发育以油浸砂岩的次生溶孔最发育(平均程度有别,

,占面孔率的6其次为碳酸盐胶结砂3.5%,6.0%)

岩(平均1.占面孔率的3和高塑性岩屑4%,1.8%),砂岩(平均1.含油斑砂岩中的次生溶孔最少3%)((。由此可平均0.占面孔率的2表1)7%,6.9%)见,溶蚀作用形成的次生溶孔在很大程度上改善了长7砂岩的储集性能。

长7各砂岩中微孔隙的含量也有差别。一般而言,微孔率是实测孔隙度与面孔率之差,长7砂岩的,微孔隙含量以油斑砂岩最高(平均5.其次为1%),平均4.和油浸砂岩(高塑性岩屑砂岩(4%)4.1%)碳酸盐胶结砂岩中的微孔隙含量最少(平均。这与各砂岩中矿物成分及其含量密切相1.4%)

高关。杂基+云母类+黏土矿物中含大量微孔隙,塑性岩屑砂岩、油斑砂岩中的杂基+云母类+黏土矿物含量最高,平均分别为2其次是2.8%、21.1%,,油浸砂岩(平均1碳酸盐胶结砂岩中杂基+5.6%),云母类+黏土矿物含量较低(平均为9相应.4%)的微孔隙含量也较低。砂岩中杂基+云母类+黏土矿物一方面是造成砂岩中微孔隙含量较高的主要原另一方面,大量微孔隙的存在使喉道变细甚至堵因;

塞,流体的流动受阻、渗流能力降低,致使砂岩的渗渗流能力与储集质量变差。透率大大下降,

%现今实测孔隙度6.15.87.79.4结物面孔率;Cd为溶孔面孔率;t为胶结物含量;φfL为压实孔隙度损失率;fc为胶结孔隙度损失率。

根据8口井34个样品粒度概率累积曲线计算的特拉斯克分选系数普遍分布在1.由3~2.2之间,此计算的原始孔隙度分布在3平均1.3%~38.5%,为34.9%。

计算结果显示,研究区长7高塑性岩屑砂岩由压实作用造成的孔隙丧失在10.3%~24.9%之间,平均高达2该类砂岩孔隙丧失与储集性能变1.6%,差主要归结为早成岩阶段的压实作用,经压实作用后基本成为低孔、低渗—致密储层,后期形成的胶结物的量有限(由胶结作用造成的孔隙丧失在5.2%~。经压实与胶结作用后剩余平均78.7%之间,.4%)

)。孔隙度在0平均仅为2表1.3%~6.4%之间,.1%(

表1 长7各砂岩类型成岩孔隙演化定量统计Tab.1 QStatisticsofDiaenesisandPoreuantitative     g

ofDifferentChan7SandstonesEvolution   -g

压实作用砂岩类型造成的孔隙丧失高塑性岩屑砂岩碳酸盐胶结砂岩油斑砂岩油浸砂岩21.6 3.8 14.3 16.0 胶结作用造成的孔隙丧失7.4 28.5 16.3 13.4 压实+胶结后溶蚀作用现今面孔率1.7 4.4 2.6 5.3 剩余孔隙度増孔率2.1 2.5 4.3 5.5 1.3 1.4 0.7 3.5 6 结 语

()压实作用、碳酸盐与伊利石胶结作用是长71

浊积砂岩储集质量变差的主要成岩作用。压实作用与碳酸盐胶结作用主要造成粒间孔丧失与喉道堵致使孔隙间的连通性变差,两者分别是高塑性岩塞,

屑砂岩与碳酸盐胶结砂岩低孔、低渗—致密的主要成岩作用。压实作用与胶结作用共同影响了含油砂岩的储集性能,其中,油浸砂岩中较高含量的伊利石胶结作用在使粒间大孔分割为小—微孔、喉道堵塞增加了微孔隙含量,使流体在砂岩的流动受的同时,

阻并使部分流体成为束缚水,是造成油浸砂岩渗透率降低的主要胶结物;油斑砂岩中除伊利石外,碳酸盐胶结物含量较高,两者是油斑砂岩储集性能降低的主要成岩作用。

(长7高塑性岩屑砂岩经历早成岩阶段A-2)B期的压实作用后大部分孔隙丧失或丧失殆尽,已成为低孔、低渗—致密储层。早期碳酸盐胶结物的形

  碳酸盐胶结砂岩孔隙度的降低主要归因于碳酸

盐胶结作用,由胶结作用造成的孔隙丧失在22.3%~平均高达233.6%之间,8.5%。这类砂岩由压实作用造成的孔隙丧失率很低(在0.9%~6.5%之间,,平均3.经压实与胶结作用后的剩余孔隙度在8%))。平均仅为2.表10.1%~7.6%之间,5%(

压实作用与胶结作用共同影响了含油砂岩的储集性能。油斑砂岩由压实作用造成的孔隙丧失在平均1由胶结作用造成4.4%~22.0%之间,4.3%,的孔隙丧失在6.平均1油5%~30.5%之间,6.3%;浸砂岩由压实作用造成的孔隙丧失在0.9%~平均1由胶结作用造成的孔隙22.3%之间,6.0%,

平均1丧失在7.0%~24.0%之间,3.4%。经压实与胶结作用后,油斑砂岩与油浸砂岩的剩余孔隙度

90

地 球 科 学 与 环 境 学 报2016年

成使碳酸盐胶结砂岩中的孔隙在早成岩阶段B期之后基本丧失殆尽,成为致密储层。含油砂岩经历了2期溶蚀作用、3期烃类充注等复杂的成岩作用推测是边充注边致密。过程,

()砂岩类型及骨架矿物成分在很大程度上影3

响了成岩演化路径与成岩演化方式,导致各砂岩的差异性成岩演化过程,后者使砂岩储层的致密化过程在时间上有先有后,最终导致长7砂岩储层储集质量及其在时空分布上的强非均质性。参考文献:References:

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第1期

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