中等地温场、长深埋期石英砂岩类储层成岩作用与孔隙度演化模式——以鄂尔多斯盆地延安地区下石盒子组为例

以鄂尔多斯盆地延安地区下石盒子组储层为研究对象,在储层成岩作用、埋藏史与热史研究的基础上,应用动力学模型与作用模拟方法分析了该区孔隙度演化史。结果表明,中等地温场、长深埋期煤系地层内的石英砂岩类储层,成岩早期孔隙介质呈酸性而缺乏早期碳酸盐胶结物,压实损失孔隙度较大;溶蚀作用产生了一定的次生孔隙,但长深埋期、较高地温环境下溶蚀产物沉淀为更为稳定的次生石英和黏土矿物,加之含铁碳酸盐胶结物的胶结与交代,造成粒间孔隙大量封闭的同时,又充填了部分溶孔;压实损失孔隙度较大的情况下,石英次生加大的普遍发育及黏土矿物与含铁碳酸盐胶结物的充填,往往造成此类储层为低渗—超低渗储层。     

华池油田华152区长3油层组砂岩的成岩作用与孔隙演化

华池油田华152区长3油层组储层以粉细粒长石砂岩、岩屑长石砂岩为主,发育多种孔隙类型,主要有粒间溶孔、粒内溶孔、剩余粒间孔、晶间微孔隙和构造缝,其中粒间溶孔是长3油层组储层的主要孔隙类型。主要成岩矿物为伊利石、绿泥石、伊／蒙混层、高岭石、方解石、白云石、石英等。根据成岩作用的矿物岩石学标志,将研究区成岩阶段界定为中成岩A期。压实和胶结作用破坏了砂岩的原生孔隙结构,而溶蚀作用形成次生孔隙,有效地改善了砂岩的孔隙结构。     

苏里格地区致密砂岩矿物组成与微观结构及其对水力压裂的潜在影响

致密砂岩气是重要的非常规天然气资源,致密砂岩储层的矿物组成特征与孔隙微观结构不仅会影响致密储层中天然气的赋存状态,同时也对水力压裂改造效果具有重要影响。然而,有关致密砂岩矿物成分及其微观赋存形态对气井水力压裂潜在影响的研究尚不充分,针对这一问题,文章以鄂尔多斯盆地苏里格地区主开采层—二叠系下石盒子组盒8下段致密砂岩为研究对象,钻取5口气井岩心样品,利用XRF、XRD、铸体薄片、SEM及EDS能谱等技术系统分析了该段致密砂岩矿物组成、微观形貌、孔隙分布等储层特征。基于分析结果,探讨了上述储层特征因素对水力压裂的潜在影响。研究发现,苏里格地区盒8下段致密砂岩主要为岩屑砂岩和岩屑石英砂岩,密度介于2.44～2.56 g/cm3之间,孔隙度为7.7%～12.6%,渗透率为0.16～1.42 mD,属于典型的低渗透气藏。矿物成分主要为石英和黏土矿物,而长石矿物和碳酸盐矿物含量极低。其中黏土矿物含量占比为16.5%～47.4%,以高岭石、伊利石和绿泥石为主。高岭石在该区致密砂岩中广泛发育,呈书页状和蠕虫状填充于粒间孔隙及粒表,形成大量高岭石晶间孔。此外,致密砂岩中粒间孔隙、粒内溶孔、粒间裂隙及粒内...     

准噶尔盆地西北缘二叠系碎屑岩次生孔隙发育控制因素

二叠系碎屑岩储集层是准噶尔盆地西北缘地区重要的勘探层位,埋藏深度大,研究其次生孔隙分布及其控制因素是研究区储集层研究的一项难点。利用岩芯、铸体薄片、荧光薄片、扫描电镜、黏土矿物等资料,结合沉积相、构造演化及有机质演化特征,对二叠系碎屑岩次生孔隙发育控制因素进行了研究。研究结果表明:二叠系碎屑岩除发育原生粒间孔外,还发育颗粒溶孔、胶结物溶孔及裂缝等次生孔隙。颗粒溶孔、碳酸盐及沸石胶结物溶孔主要受烃源岩热演化产生的有机酸及大气淡水无机酸作用的范围、规模控制。无机酸成因的溶孔主要发育于不整合面和断裂发育的盆地边缘区域,有机酸成因的次生孔主要发育于紧临烃源岩的盆地中部区域;裂缝主要是在构造挤压应力作用下产生,受构造应力大小、岩性粒级及杂基含量控制,主要分布于西北缘逆冲断裂带内低杂基含量的砂砾岩中。平面分布上,西北缘二叠系碎屑岩储集空间类型在盆地边缘以原生粒间孔为主、其次为无机酸成因的溶蚀孔及裂缝;向盆地中部过渡为有机成因的溶孔为主,原生粒间孔次之的储集空间组合。结合研究区沉积相展布、胶结物分布、构造特征及有机质演化特征,指出盆地中部的扇三角洲前缘区带,浊沸石胶结物发育,靠近烃源岩,处于三期有机酸运移的上倾方向,是有利的浊沸石溶蚀孔隙发育区带。     

惠州凹陷东部珠海组储层碱性成岩作用及孔隙演化

根据铸体薄片、扫描电镜、粒度分析、X衍射等资料,对惠州凹陷东部珠海组储层的岩石学特征、成岩作用和孔隙演化过程进行分析研究。研究认为,惠州凹陷东部珠海组储层的岩石类型以岩屑砂岩、长石质岩屑砂岩、岩屑质石英砂岩和岩屑质长石砂岩为主,结构成熟度与成分成熟度较低。砂岩埋藏过程中经历了明显的碱性成岩作用:石英的溶蚀与交代、碳酸盐矿物胶结、伊利石和绿泥石的沉淀以及钠长石化等。碱性成岩作用对孔隙的影响包括:石英溶蚀形成次生溶孔、碳酸盐胶结物沉淀损失粒间孔隙、黏土矿物沉淀形成晶间微孔。研究区珠海组主要发育粒内溶孔和粒间溶孔,原生孔隙较少。储层现今处于中成岩阶段A期,早期经历了强烈的压实作用,使其孔隙度由原始孔隙度32.1%降低至8.8%。早成岩阶段为碱性成岩环境,石英溶蚀增孔约0.5%;碳酸盐、硫酸盐、伊利石等胶结物沉淀减孔约2.3%。中成岩阶段A期为酸性成岩环境,硅质、高岭石等胶结物沉淀减孔约1.2%;长石、岩屑等溶蚀增孔约4.3%。最终,储层演化至现今孔隙度10.1%。     

鄂尔多斯盆地苏里格地区下石盒子组致密砂岩储层微观孔隙结构及分形特征

通过铸体薄片、扫描电镜观察、物性测试及高压压汞实验等手段,对苏里格地区下石盒子组致密砂岩储层微观孔隙结构进行了精细刻画及分类表征,计算了各类致密储层的分形维数并阐明了分形特征对于研究致密储层渗流特征的意义。结果表明:鄂尔多斯盆地苏里格地区上古生界下石盒子组致密砂岩储层孔隙度普遍小于12%,渗透率大多小于1×10~(-3)μm~2,储层孔隙结构复杂,主要发育粒间溶孔及粒内溶孔,同时可见少量的原生粒间孔、黏土微孔和微裂缝;研究区储层孔隙结构组合可划分为3种:大孔隙主导的Ⅰ型孔隙结构、小孔隙主导的Ⅱ型孔隙结构及大孔隙和小孔隙共同控制的Ⅲ型孔隙结构;储层宏孔的分形维数为2.941 6～2.994 0,中孔的分形维数为2.546 8～2.921 1,微孔的分形维数为2.053 6～2.893 5,说明孔隙结构的复杂程度为宏孔中孔微孔;在计算致密砂岩储层宏孔分形维数时,应注意对孔隙形态进行合理的简化,以避免在计算过程中造成较大误差;微孔分形维数小于2.5的储层渗透率通常小于1×10~(-3)μm~2,说明微孔数量多的储层渗流能力通常较差,而形态规则、分布均匀、受胶结物与自生黏土矿物改造较弱的、宏孔发育的、致密储层有利于天然气的充注与储集。     

姬塬油田长4＋5砂岩储层孔隙类型与成岩作用

通过常规物性、岩石及铸体薄片、重矿物、X射线衍射、扫描电镜等多项测试方法,对鄂尔多斯盆地姬塬油田长4 5含油砂体的岩石学特征、成岩作用、储集类型进行了分析和研究。长4 5储层孔隙主要以粒间孔和长石溶孔为主,粒间溶孔次之,孔隙组合一般以粒间孔和溶孔-粒间孔为主。本区破坏性成岩作用包括机械压实作用、石英及长石的次生加大、碳酸盐胶结作用等,其中压实作用是造成本区砂岩原生孔隙大量丧失的主要原因。建设性成岩作用为溶蚀作用、绿泥石粘土膜形成作用,但溶蚀作用产生的次生孔隙对储层物性的改善不足。     

鄂尔多斯盆地子洲气田上古生界山西组、下石盒子组储集层特征对比研究

鄂尔多斯盆地子洲气田山西组山2~3段和下石盒子组盒8段是该区天然气的主力储集层,但其产能却存在很大差异。应用薄片鉴定、扫描电镜、高压压汞、恒速压汞及岩心分析资料,分别对该地区上古生界山西组山2~3段和下石盒子组盒8段储集层进行了研究。子洲气田山2~3储层以石英砂岩为主,孔隙类型多样,粒间孔、溶孔、晶间孔发育,喉道类别以微—细喉为主,属相对低孔高渗型储层;盒8储层则以岩屑砂岩为主,孔隙类型主要为岩屑溶孔和晶间孔,喉道类别以细—微喉为主,属于相对低孔低渗型储层。山2~3段和盒8段储集层岩石类型、孔隙结构差别巨大,造成了其储集性能的差异性。不同的沉积环境和成岩作用是造成其差异性的主要原因。     

鄂尔多斯盆地西缘马家滩地区石盒子组砂岩的岩石学、地球化学与成岩作用特征

鄂尔多斯盆地马家滩地区石盒子组是天然气的重点勘探层位。对马家滩地区石盒子组的岩石学特征和成岩作用研究表明,石盒子组的储层岩石类型主要为石英砂岩、岩屑石英砂岩,少量的长石岩屑砂岩。储层砂岩的成岩作用类型主要有压实和压溶、石英次生加大、胶结、溶解。根据成岩作用特征,建立了研究区储层砂岩的成岩共生序列: 自生伊利石--自生绿泥石--石英次生加大--高岭石--方解石。鄂尔多斯盆地作为中国CO2 地下埋藏的潜在目标区,开展CO2 可能埋藏层段的岩石学特征和成岩作用研究,可为CO2 地质储存的数值模拟研究提供岩石学信息。     

鄂尔多斯盆地东北部上古生界太原组及下石盒子组碎屑岩储集层特征

鄂尔多斯盆地东北部上古生界太原组及下石盒子组是该区天然气的主力储集层。应用偏光显微镜、环境扫描电镜、恒压压汞以及近几年来发展起来的恒速压汞技术,对该地区上古生界太原组及下石盒子组储集层进行了研究。研究区储集层岩性以粗粒、巨—粗粒岩屑石英砂岩为主,石英砂岩、岩屑砂岩为次。由于成岩作用强烈,残余原生粒间孔基本全部丧失。由于煤系地层提供的大量有机酸以及丰富的可溶性组分,太原组形成了以溶孔为主的储集空间类型,下石盒子组则主要以高岭石晶间微孔为主。太原组及下石盒子组储集层孔隙结构差别巨大,太原组储集层孔径大、孔喉比大,而下石盒子组储集层孔径小,孔喉比接近于1:1,属于较差的孔喉配置。     

鄂尔多斯盆地西北部盒8段储层物性特征

鄂尔多斯盆地盒8段地层是长庆油田的重点产气层段之一。通过对盆地西北部盒8段岩心、薄片、铸体薄片和扫描电镜等观察,结测井等数据的分析,对其岩石学特征、孔隙类型、储层物性特征及其受控因素等进行了研究。结果表明,盒8段岩屑石英砂岩、石英砂岩主要孔隙类型为次生孔隙和晶间孔,孔隙度和渗透率高值区都主要集中在研究区西南部,并且两个高值区域十分接近,是下一步勘探和开发的有利区域。     

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区下石盒子组多物源体系: 来自矿物学及碎屑锆石U-Pb年代学的证据

鄂尔多斯盆地北部上古生界砂岩碎屑组分、岩屑类型和重矿物组合具有明显的东西分带性,但是其物源来源及差异性尚不明确.利用锆石LA-ICP-MS U-Pb定年方法,对鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区下石盒子组碎屑锆石年龄分布及变化特征进行了研究,明确了不同年龄组分碎屑锆石的来源,并分析了不同物源体系及差异性.结果表明:不同地区下石盒子组碎屑矿物含量存在明显差异,由西向东岩屑含量逐渐增加,石英含量逐渐减小;下石盒子组锆石年龄主要呈现280~340 Ma、400~450 Ma、1 700~2 000 Ma和2 200~2 500 Ma 4个峰值区间段,从东部地区到西部地区,锆石显生宙年龄组分所占比例逐渐增加,且中部、西部地区新出现400~450 Ma的年龄段;对比周源岩体同位素年龄,西部地区物源主要来自于阿拉善地块,东部和中部地区物源主要来自于大青山-乌拉山、阴山和集宁地区,同时中部地区还受到阿拉善地块物源输入的影响;结合下石盒子组砂岩锆石定年结果和碎屑矿物含量、岩屑类型分布特征,认为杭锦旗地区发育多物源体系,并据此将研究区分为西部物源区、中部混合物源区及东北部物源区.      

松辽盆地龙西地区泉四段砂岩成岩序列及孔隙演化特征

通过岩芯观察、镜下薄片、扫描电镜和X衍射分析等资料,对松辽盆地龙西地区泉四段砂岩的岩石学特征、成岩作用类型、成岩阶段划分和成岩共生序列及孔隙演化特征进行了研究。结果表明：龙西地区泉四段主要为长石质岩屑砂岩,局部为岩屑质长石砂岩;经历的主要成岩作用类型有压实作用、自生石英胶结作用、自生黏土矿物胶结作用、碳酸盐胶结作用、交代和溶蚀作用等;龙西地区泉四段砂岩为中成岩阶段A期,且细分为A1和A2亚期;随着成岩演化,压实和胶结作用使得原生孔隙减小,而溶蚀作用使得储层孔隙结构得到改善;孔隙类型由缩小粒间孔组成变为由缩小粒间孔和溶蚀粒间孔组合组成。     

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。     

南图尔盖盆地储层成岩作用及孔隙演化

储层储集性能普遍良好是南图尔盖盆地油气资源丰富的主要原因.通过对该盆地储层的岩石学特征、成岩作用及孔隙类型演化分析研究发现,砂岩的成岩作用及孔隙演化对储层的储集性能有着重要影响.在对大量薄片和岩心进行分析的基础上,运用扫描电镜和X衍射粘土分析等手段,对南图尔盖盆地砂岩储层研究结果表明,该区机械压实和压溶作用、杂基充填作用、胶结作用和交代作用使砂岩孔隙度降低,不稳定矿物的溶蚀作用导致储层次生孔隙发育.根据有机质的演化及粘土矿物的变化序列,成岩作用和孔隙演化随埋深具有明显的阶段性:早成岩阶段,孔隙类型以原生孔隙粒间孔为主;中成岩阶段,孔隙类型以原生、次生混合型为主;晚成岩阶段,孔隙类型以次生型为主.综合评价南图尔盖盆地储层发现,阿雷斯库姆组、阿克萨布拉克组和库姆科尔组为Ⅰ类储层,可作为今后油气勘探的主要目的层.     

伊通盆地鹿乡断陷双阳组储层孔隙结构特征及其控制因素

通过对钻井岩芯及铸体薄片、扫描电镜观察,结合压汞分析测试,研究了伊通盆地鹿乡断陷双阳组储层的孔隙结构特征。结果表明:储层成因类型主要为扇三角洲砂体,部分为水下扇砂体;储层砂体孔隙类型以次生溶蚀孔隙为主,部分为原生粒间孔隙,具体可见粒内溶孔、原生粒间孔和粒间溶蚀扩大孔等;孔隙喉道较小,分选不好,连通性差,总体为低孔低渗型储层,其中,双阳组二段储层略好于双三段,双一段最差。双阳组储层孔隙结构特征主要受砂体成因类型和成岩作用的控制,此外,岩石粒度和构造作用也对孔隙结构有一定的控制作用。     

北黄海盆地下白垩统致密砂岩储层特征及成因

北黄海盆地是我国近海勘探及研究程度均较低的中新生代叠合断陷盆地,下白垩统砂岩储层是主要的勘探目的层段,储层致密是制约该区油气勘探的“瓶颈”之一.通过岩心观察、薄片分析、扫描电镜观测、压汞分析、物性统计等研究,对北黄海盆地东部坳陷下白垩统的储层特征进行了研究,从沉积、成岩、埋藏史等方面对其致密化成因进行了探讨.结果表明,下白垩统储层以扇三角洲沉积为主,物性总体较差,属于特低孔特低渗的致密砂岩储层,储集空间主要有粒间溶孔、粒内溶孔、微裂缝等次生孔隙,属孔隙—裂缝双孔介质储层,孔隙结构复杂.该储层特征主要受沉积相带、成岩作用及埋藏史等因素控制,储层砂体以长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩为主,成分及结构成熟度中等,原始储层物性差,高含量的塑性岩屑不利于原生孔隙的保存,沉积物粒度决定微裂缝的发育程度.成岩作用起主导作用,受早期深埋—中期抬升剥蚀—晚期再次深埋的这一特定埋藏过程影响,早期强烈压实,后期石英自生加大、方解石胶结、自生矿物晶出等胶结作用导致储层整体致密.长石的溶蚀和粘土化促进了次生孔隙的形成,但烃类充注时间晚、酸性流体活动弱,溶蚀作用受到抑制.后期构造作用产生的微裂隙则是改善储层物性的另一重要作用.      

鄂尔多斯盆地陇东地区二叠系盒8下段致密砂岩储层特征

陇东地区是鄂尔多斯盆地上古生界天然气勘探的新区带,二叠系下石盒子组盒8_下段气层组是其主力产气层,该区沉积、储层和成藏等方面具有一定的复杂性,天然气勘探研究程度较低。结合测井资料、岩心观察、铸体薄片、物性等资料,对鄂尔多斯盆地西南地区二叠系下石盒子组盒8_下段储层的岩石学特征、物性特征、孔隙结构特征进行研究,探讨了影响储层储集性能的主要控制因素。研究结果显示:盒8_下段储层砂岩类型以石英砂岩及岩屑石英砂岩为主,长石砂岩含量少,属于距离物源较远的高能环境产物。成岩作用过程中,砂岩储层经历强烈压实和压溶作用,碎屑颗粒和岩屑相互嵌合,伴有不同程度石英再生长,原生粒间孔隙大量消失,孔隙类型以粒内孔和岩屑溶孔为主,孔隙大小以微孔—中孔型为主。储层物性受沉积相和成岩作用共同控制。沉积相在根本上控制着储层物性条件,砂体结构对储层产生重要影响,切割型单砂体储层物性相对较好,拼接式砂体储层物性次之,孤立型单砂体物性较差。压实是造成储层物性致密化的主要原因,胶结作用中水云母是造成储层致密化的首要因素,储层溶蚀程度较低,对改善储层质量效果有限。该研究成果可对陇东地区盒8_下段的进一步勘探、开发提供可靠的地质基础和科学依据。     

Nanoscale Pore Characteristics of the Upper Permian Mudrocks from a Transitional Environment in and around Eastern Sichuan Basin,China

Nanoscale pore characteristics of the Upper Permian Longtan transitional mudrocks and their equivalent strata Wujiaping Formation marine mudrocks in and around the eastern Sichuan Basin was investigated using field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and low-pressure N2 adsorption experiments. The results indicate that the Upper Permian mudrock is at a mature stage with total organic carbon (TOC) values ranging between 0.47% and 12.3%. The Longtan mudrocks mainly contain vitrinite, and their mineral composition is primarily clay. In contrast, the Wujiaping mudrocks are dominated by sapropelinite and solid bitumen, and their mineral compositions are mainly quartz and a notably high amount of pyrite. The FE-SEM reveals that clay mineral pores and microcracks are the common pore types in the Longtan mudrocks. The specific surface area and pore volume depend on the clay content but are negatively correlated with the TOC. The generation of nanometer pores in the Longtan mudrocks is caused by high clay mineral contents. Meanwhile, the Wujiaping mudrock mainly contains OM pores, and the pore parameters are positively correlated with the TOC. The OM pore development exhibits remarkable differences in the Longtan and Wujiaping mudrocks, which might be related to their sedimentary facies and maceral fractions. Vitrinite and inertinite appear as discrete particles in these mudrocks and cannot generate pores during thermal maturation. Sapropelinite often contains many secondary pores, and solid bitumen with large particles, usually with several pores, is not the major contributor to the pore system of the investigated mudrock.