深埋藏致密砂岩中相对优质储层形成机理——以川西坳陷新场构造带须家河组为例

川西坳陷中部新场构造带须家河组砂岩主要分布在须二段和须四段,由于埋藏深,普遍经历了复杂的成岩作用,普遍为特低孔隙、低渗透超致密砂岩,但仍较发育有一定数量的相对优质储层并形成致密砂岩气藏。为了更有效地预测和扩展须家河组致密砂岩的相对有利优质储层,则需理清相对优质储层的形成机理。本文通过薄片鉴定、扫描电镜、物性测试、阴极发光及电子探针等测试分析手段,以岩石与矿物学特征、储层特征、成岩作用研究为基础,重点分析物质组成、结构特征、早期胶结作用、流体-岩石相互作用、构造活动、生排烃期次等对于原生孔隙保存及次生孔隙的形成、保存两大方面的影响,最终达到对研究区须家河组致密砂岩中相对优质储层形成机理的系统性研究和认识。结果表明,主要形成机理包括残余原生孔隙的保存和次生孔隙的形成两个方面,其中残余原生孔隙的保存机制主要为早期绿泥石环边、早期适度碳酸盐胶结、部分裂缝导致的油气充注,而次生孔隙则主要来自于长石和少量不稳定岩屑的溶蚀作用,以及破裂作用形成裂缝及其引起的溶蚀作用。     

准噶尔盆地西北缘克-百地区侏罗系成岩作用及其对储层质量的影响

准噶尔盆地西北缘克拉玛依—百口泉地区侏罗系砂岩、砂砾岩储层经历了压实、胶结、溶蚀等多种成岩作用,其中压实和溶蚀作用是控制储层物性的主要成岩作用,其次为胶结作用。压实作用以机械压实为主,是孔隙减少的主要原因。胶结作用主要为碳酸盐胶结,少量黄铁矿胶结,偶见方沸石胶结和硅质胶结。溶蚀作用导致碳酸盐胶结物、长石颗粒和少量岩屑溶解流失。储层孔隙经历了由原生到次生的演化过程。在成岩演化过程中,长石的溶蚀作用、碳酸盐矿物的沉淀与溶解作用是影响储层孔隙发育的关键因素,早期方解石的胶结有利于后期次生孔隙的形成。在克-乌断裂带上、下盘地层中,断裂带上盘埋深浅,一般小于1200m,原生孔隙非常发育;断裂带下盘埋深较深,压实作用强,原生孔隙所占比例明显减少,次生溶蚀孔隙相对发育。次生孔隙的形成受流体及断裂控制。     

东营凹陷沙河街组砂岩储层砂泥岩界面对长石溶蚀的影响

深部碎屑岩储层的原生孔隙损失严重,深层油气藏能否形成的关键问题之一是盆地碎屑岩致密储层是否发育次生孔隙。作为砂岩骨架颗粒的长石发生溶蚀反应,是中深部碎屑岩储层次生孔隙形成的重要作用。选取东营凹陷中部地区中央断裂带和牛庄洼陷发育的湖相三角洲-浊积岩砂体为研究对象,运用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X粉晶衍射(XRD)以及电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)等分析测试技术研究了砂泥岩界面处砂岩长石溶蚀、高岭石形成分布以及次生孔隙发育特征。研究结果表明,随着压实作用进行,泥岩中的有机质热演化以及伴随的蒙脱石伊利石化是中深部砂岩储集层酸性孔隙流体的主要来源。揭示出砂泥岩层序中泥岩成岩作用对于砂岩骨架颗粒长石溶蚀以及自生高岭石形成、分布具有重要影响。砂泥岩界面对长石溶蚀的控制作用与泥岩中有机质含量、成熟度等地球化学特征有关。对于研究区埋深大于3000m的浊积岩砂体,由于被有效烃源岩包裹,烃源岩压实排出的有机酸对长石溶蚀产物Al元素具有较强的络合作用,导致砂泥岩界面处长石溶蚀程度较高,而高岭石含量较低,形成的次生孔隙不会被高岭石饱和充填,提高了砂泥岩界面处储层的孔隙度和渗透率。而三角洲前缘砂体埋藏较浅,远离有效烃源岩中心,泥岩中有机质含量普遍较低,生成有机酸的潜力较小,对砂泥岩界面处长石的溶蚀作用影响有限。通过油源断层或隐蔽输导体系沟通,深部的酸性流体可以沿着油气运移通道进入埋藏较浅的三角洲前缘砂体,对长石进行侧向溶蚀,导致含油气砂体内部高岭石含量相对较高。研究成果对于正确理解沉积盆地砂岩储层次生孔隙形成机制以及储集层评价、有利储层预测具有重要意义。     

川西新场地区上三叠统须家河组二、四段物源及储层特征差异对比研究

随着勘探由常规油气向非常规油气的深入,致密砂岩气逐渐成为勘探热点。川西坳陷新场地区须二段、四段致密砂岩储层是须家河组主要的产气层。受沉积环境、埋深、成岩环境的影响,不同物源下储层砂岩矿物组成、成岩演化以及储集物性等方面存在显著差异。首先,结合前人研究成果,通过砂岩类型和岩屑类型特征分析研究区须二段、须四段的物源方向。其次,通过储层岩石学特征、物性特征、储集空间特征及储集层成岩作用类型探究物源对储层特征的影响。最后,分别讨论不同物源下研究区须二段、须四段储层特征的差异性,揭示物源对储层的控制作用。取得认识如下：（1）须二段主物源区是米仓山—大巴山,须四段主物源区是龙门山;（2）须二段,米仓山—大巴山物源较龙门山物源控制的储层压实作用及硅质胶结作用略强,绿泥石薄膜发育,碳酸盐胶结作用弱。须四段,龙门山物源较米仓山—大巴山物源控制的储层碳酸盐岩屑极大地提高了储层的抗压实能力,长石溶蚀作用显著,方解石胶结作用略弱;（3）龙门山物源体系下,须二段绿泥石胶结和长石溶蚀作用主要改变储层物性,碳酸盐胶结和硅质胶结作用是储层致密化的关键因素;须四段溶蚀作用和相对较弱的压实作用是储层孔隙发育的主要因素,碳...     

合川地区须二段砂岩储层成岩作用及其对储层的影响

依据普通薄片、铸体薄片、扫描电镜、X衍射等实验分析手段,对合川地区须家河组二段砂岩储层的岩石学特征、成岩作用及孔隙演化进行了研究。结果表明,该区须二段砂岩储层主要由长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩组成。主要成岩作用类型有压实作用、胶结作用、溶蚀作用和交代作用,成岩演化阶段已达到中成岩B期。早成岩A期—B期,压实作用强烈,原生孔隙迅速减少;中成岩A期,压实作用及硅质胶结作用是原生孔隙继续降低,有机质热演化过程中产生的有机酸及无机酸,使长石及富长石的岩屑颗粒发生强烈溶蚀,形成大量次生孔隙;中成岩B期,含铁方解石及铁白云石交代充填,使储层致密。压实作用及胶结作用是原生孔隙遭受破坏的主要成岩作用类型,而溶蚀作用是形成次生孔隙的主要成岩作用类型。受成岩作用及成岩演化阶段的控制,研究区须二段储集空间类型多样,粒内溶孔、粒间溶孔及残余粒间孔发育,特别是长石及富长石岩屑颗粒的溶蚀,使须二段储层出现孔隙度、渗透率异常发育带。     

鄂尔多斯盆地安塞油田长10优质储层特征

鄂尔多斯盆地安塞油田长10期发育以细砂岩和中砂岩为主的长石砂岩,胶结物主要有浊沸石、石英加大等硅质胶结物、绿泥石和方解石;在早成岩早期酸性地层水大量溶蚀颗粒间胶结物,压实作用强烈,在中成岩早期,湖相泥岩中生成的酸性介质溶蚀砂岩颗粒间的胶结物及长石和岩屑颗粒碎屑,形成次生溶蚀孔隙,从而形成优质储层.纵向上,在不整合面和层序界面附近,储层溶蚀作用强烈,次生孔隙发育,是优质储层发育部位,向上溶蚀作用逐渐变弱;在平面上,越靠近湖盆中心溶蚀作用越强,越远离湖盆中心溶蚀作用越弱.鄂尔多斯盆地安塞油田长10优质储层主要发育在三角洲平原高能分流河道发育带,溶蚀作用形成的浊沸石溶蚀孔隙、方解石溶蚀孔隙、长石溶蚀孔隙等次生孔隙成为优质储层形成的有利相带.     

断陷湖盆致密砂砾岩储层特征与成因

徐家围子断陷是我国断陷湖盆致密砂砾岩气勘探区块之一,其下白垩统沙河子组是勘探的主力目的层,储层致密是该区致密气勘探亟需解决的关键问题。通过岩心观察、薄片分析、扫描电镜观测、压汞测试和物性统计,分析了下白垩统沙河子组砂砾岩储层的特征,从沉积、成岩角度讨论了储层致密的成因。研究表明,沙河子组砂砾岩储层主要为扇三角洲和辫状河三角洲沉积,储层物性差,具有低孔、低渗特征;储集空间具有孔隙-裂缝双介质特征,孔隙类型多为长石溶孔、岩屑溶蚀,孔隙结构复杂,缩颈型喉道和管束状喉道占主导地位,裂缝类型为压裂缝。储层特征受沉积和成岩作用共同控制,近源搬运背景下砂砾岩的成熟度低,高含量的塑性岩屑和泥质杂基不利于原生孔隙的保存,沉积物粒度和埋深决定了微裂缝的发育程度。成岩作用通过储层埋藏史影响储集物性,储层原生孔隙在早期快速深埋过程中大量减少,导致后期生烃流体运移不畅,限制了溶蚀作用的发育规模;同时,溶蚀期以后砂砾岩储层再次埋深并经历强烈的胶结作用,残余粒间孔和次生溶孔再次遭受破坏,最终形成低孔、超低渗致密储层。     

东濮凹陷上古生界致密砂岩优质储层发育特征及主控因素

文章探讨了东濮凹陷上古生界砂岩优质储层形成的主控因素,为预测优质储层提供依据。文章以东濮凹陷庆古3井为主要研究对象,通过岩心观察、铸体薄片、XRD、核磁共振冻融法及三束离子抛光—场发射扫描电镜联用等综合分析,研究了东濮凹陷二叠系储层发育特征及控制因素。研究表明：东濮凹陷上古生界砂岩以岩屑长石和长石岩屑砂岩为主,孔隙度值介于0.2%~12.8%,渗透率值介于0.0016~5.7 mD,属于特低孔致密型储层。溶蚀残余粒间孔、粒内溶蚀孔、晶间孔是东濮凹陷主要发育的孔隙类型,储集空间都是次生成因,各层段几乎未见原生孔隙留存,裂缝相对不发育。次生孔隙主要由长石颗粒和岩屑（包括凝灰质）溶蚀形成,在石千峰组和下石盒子组储层中较为常见。优质储层受沉积相、岩性和成岩作用的控制,石千峰组砂岩属于内陆河流相沉积,砂体发育,是东濮凹陷上古生界最有利的储集层系,长石的溶蚀是石千峰组优质储层形成的主要控制因素。下石盒子组属于三角洲沉积,由于沉积时期火山作用,导致大量的凝灰质沉积,凝灰质蚀变形成的高岭石晶间孔是该层储层形成的重要机制。山西组主要三角洲沉积,也是主要成煤期,煤系酸性流体导致溶蚀,但强烈的石英次生加大使砂岩致密化。     

柴北缘腹部深层异常高孔-渗储层成因分析

根据钻井岩芯及铸体薄片鉴定结果,结合扫描电镜、物性统计及测、录井资料,探讨了柴北缘腹部埋深大于3 000 m的异常高孔-渗储层的形成原因及主控因素。结果表明深部异常高孔-渗储层主要分布在古近系下干柴沟组,是一套辫状河三角洲到滨-浅湖沉积,粒度较细,以粉砂岩和细砂岩为主,岩性为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩。孔隙类型以原生粒间孔为主,其次为次生溶蚀孔隙和少量裂隙,孔-喉匹配性好。深部异常高孔-渗带主要受控于沉积环境,后期成岩作用和异常高压系统也促使了优质储层的形成。古近系下干柴沟组发育的辫状河三角洲分流河道砂体和滨-浅湖砂体具有良好的成分成熟度和结构成熟度,泥质杂基含量较低,是形成优良储层的基础条件;早期碳酸盐胶结物和高含量的刚性颗粒在深埋过程中有效抵御了压实作用对孔隙的破坏;储集层上、下部发育大套厚层泥岩,在沉积成岩过程中泥岩层内流体排出受阻而滞留在孔隙空间内,孔隙流体承担了部分负荷从而削弱了正常压实作用对中间砂岩层的影响,保存了大部分原生孔隙,在柴北缘腹部深层形成了优质碎屑岩储层。     

辽东湾旅大地区古近系成岩作用与储集层孔隙关系研究

辽东湾旅大地区古近系储层砂岩类型主要为长石砂岩和岩屑长石砂岩,岩屑成分主要为岩浆岩和较多的变质岩.胶结类型以孔隙式胶结为主,孔隙类型以次生孔隙为主.砂岩成岩作用包括压实作用、胶结作用、溶蚀作用等,其中胶结作用使储层原生孔隙迅速变差,而溶蚀作用是次生孔隙发育的主要因素.成岩作用对砂岩储集层的孔隙结构起着显著的改造作用,孔隙度演化与成岩阶段有较好的对应关系.     

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组砂岩储层孔隙成因类型及其控制因素

陇东地区延长组砂岩储层属于典型的低孔低渗储层,分析孔隙成因类型及其控制因素,对于寻找相对高孔渗储层具有重要指导意义。通过大量孔隙铸体薄片鉴定认为,陇东地区延长组砂岩发育原生与次生两大类孔隙类型,其中原生孔隙包括压实剩余原生粒间孔和胶结剩余原生粒间孔;次生孔隙包括粒间杂基及胶结物溶孔、长石和岩屑粒内溶孔及铸模孔、粒间高岭石绿泥石胶结物晶间孔;另外还存在少量构造成因的微裂缝。现今孔隙多为部分原生与部分次生组成的混合孔隙。孔隙成因类型受沉积条件和成岩作用双重因素控制,沉积条件决定了砂岩沉积时的水动力条件,从而决定了砂岩的岩石学特征和原生粒间孔的发育程度,压实作用决定了压实剩余粒间孔的大小与多少,胶结作用决定了胶结剩余粒间孔的多少,溶蚀作用控制了各种溶蚀孔隙的类型及发育程度,如粒间杂基和碳酸盐胶结物溶孔、长石及岩屑粒缘与粒内溶蚀孔隙的发育程度。原生孔隙在长8、长9、长4+5粒度较粗的层段中较明显,次生孔隙在长6、长7粒度细层段和顶部不整合面附近的长1-3中占的比例较多。系统运用大量薄片和物性资料首次明确指出陇东地区延长组砂岩储层孔隙为混合成因,且次生孔隙特征明显,原生孔隙由于压实和胶结作用大量损失。     

东营凹陷古近系沙四上亚段滩坝储层特征及次生孔隙展布模式

东营凹陷沙四上亚段滩坝砂体广泛发育,平面上呈带状分布。滩坝砂体储层中次生孔隙是形成有效储层的重要条件,研究区存在的次生孔隙主要包括碳酸盐溶蚀孔隙和石英溶蚀孔隙两种类型,分属于两种不同流体成因。根据对不同滩坝沉积区储层次生孔隙和成岩作用的研究发现东营凹陷不同构造位置次生孔隙的成因类型不同,这是由于滩坝砂体中储层的固体和流体性质存在差异。固体性质的差异一般是由于沉积体距离物源的远近和沉积环境的不同造成的,而流体性质的差异主要是沉积体附近断层的连通性和活动性造成的。因此滩坝砂体的次生孔隙成因在横向上也相应地呈现出带状分布的特征:砾质滩坝主要为酸性成岩作用主导次生孔隙发育带,近岸滩坝主要属于酸碱共同作用次生孔隙发育带,远岸滩坝和中央共振带滩坝主要是碱性成岩作用次生孔隙发育带。     

四川盆地马路背地区上三叠统须家河组致密砂岩储层成因分析

马路背构造位于四川盆地东北部,该地区须家河组发育致密砂岩储层,却形成了“高产、稳产”的规模气藏。论文充分利用各种岩矿分析化验资料,从岩石学特征、成岩作用、孔隙演化等方面深入探讨了马路背地区须二段（T₃x2）致密砂岩储层的成因。结果表明:马路背地区须家河组以大巴山变质岩为母岩沉积了一套三角洲前缘中粒岩屑砂岩和石英砂岩;无论是石英砂岩还是岩屑砂岩,无论埋深大小,铸体薄片下孔隙均不发育,扫描电镜偶见微孔,物性很差;强烈的埋藏压实作用造成各种孔隙的缩小与消失;早燕山期（199~100 Ma）、中晚燕山期（100~65 Ma）、喜山期（65 Ma以来）等多期构造强挤压进一步造成孔隙减小和消失,构造压实减孔量大约4%;埋藏压实与构造强压实减孔的同时,产生了不同规模断层和裂缝（颗粒裂纹—粒间微裂缝—层间断层）,沟通微孔,形成断层—裂缝—微孔隙组成的断缝储集体。这类储集体主要受构造应力大小控制,构造挤压最强的部位,裂缝最发育;其次受岩性和砂岩厚度控制,中—薄层石英砂岩中最发育。     

银额盆地拐子湖凹陷深层优质储层特征及形成机理

银额盆地拐子湖凹陷巴音戈壁组发育一套深水重力流沉积,虽然埋深超过3 400 m,但储层物性较好。为了阐明该优质储层的特征,综合应用薄片、扫描电镜、压汞和物性分析等资料,结合埋藏史特征,对储层的岩石学特征、储层物性与孔隙结构特征进行分析,进而探讨该套深层优质储层的形成机理。结果表明:储层的岩石类型以长石岩屑砂岩为主,成分成熟度较低,总体属于低孔、特低渗型储层（平均孔隙度11.4%,平均渗透率6.093×10-3 μm2）,储集空间类型以残余粒间孔隙为主,其次为粒间溶孔和粒内溶孔,发育少量微裂缝,储层的喉道总体偏细、孔喉比较大,属于中高孔、中细喉储层。沉积组构条件是形成拐子湖凹陷巴音戈壁组深层优质储层的重要基础,由于沉积水动力强、沉积物粒度粗、分选中等、杂基含量低,使得储层初始物性好;同时,较高的刚性颗粒含量增加了储层的抗压性,而一定含量的长石和岩屑为后期的溶蚀提供了物质基础。早期快速深埋、后期构造抬升以及有机质生烃等对于超压的形成和溶蚀作用的发生具有重要意义,异常高压、有机酸溶蚀和油气充注等综合作用是形成巴音戈壁组深层优质储层的关键因素。     

苏北盆地东南部泰州组砂岩储层孔隙类型及有利储层评价

利用50余口井的储层实验资料,对苏北盆地主力勘探地区海安凹陷和高邮凹陷泰州组砂岩储层进行孔隙类型和有利储层评价。综合研究表明：海安凹陷和高邮凹陷泰州组发育三角洲、浊积扇、扇三角洲等成因类型砂体,这些砂体由成分和结构成熟度较低的长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩组成,并且砂岩储层发育次生孔隙,原生孔隙较少;海安凹陷泰州组储层第一个次生孔隙发育段为2 300～2 500m,系大量碳酸盐胶结物、长石和岩屑颗粒遭受强烈溶蚀而成,孔隙度为12%～25%,第二个次生孔隙发育段为2 600～3 200m;高邮凹陷泰州组储层孔隙演化与海安凹陷有一定差异,其只存在1个次生孔隙发育段（2 400～2 900m）,孔隙发育程度与海安凹陷的第一个次生孔隙带相似;泰州组砂岩储层中次生孔隙的形成主要与沉积物中有机质演化产生的有机酸、酚以及碳酸有关;大部分次生孔隙是由粒间碳酸盐胶结物溶蚀产生;海安凹陷有利储层主要分布在西北部和东部三角洲前缘砂体和滑塌浊积扇砂体中,高邮凹陷有利储层主要分布在南部扇三角洲前缘砂体中,储层埋藏浅、物性好,均以Ⅰ和Ⅱ类储层为主,是有利的勘探地区。     

四川盆地蜀南地区上三叠统须家河组低孔低渗储层特征及形成机理

蜀南地区须家河组为一套辫状河三角洲平原分支河道沉积的岩屑砂岩、长石岩屑质石英砂岩和岩屑质石英砂岩。埋藏深度变化较大（0～2 673 m）,大部分埋深800～2 000 m,平均孔隙度4.64%,平均渗透率0.147×10-3μm2,属于低孔低渗储层。造成低孔低渗的主要原因是:（1）在构造背景上,须家河组沉积时研究区靠近刚由海变陆而隆升的物源区,沉积物搬运距离较短,分异程度低,大量的泥岩、千枚岩等塑性岩屑及杂基被保存下来,同时碎屑颗粒分选磨圆程度较差,均不利于原生孔隙的形成;（2）在沉积条件上,由于辫状河河道水动力不稳定,侧向改道迅速,早期泥岩易被冲蚀,导致砂泥混杂,砂岩中含较多杂基,堵塞充填原始孔隙;（3）早期持续快速的埋藏过程,压实作用强烈,岩屑压实变形被挤入粒间孔隙中,同时普遍发育的石英次生加大使得砂岩越发致密,孔隙消失殆尽。（4）研究区须家河组远离沉积中心,缺乏烃源岩成熟产生的酸性流体溶蚀改造,导致次生孔隙不发育。