埋藏(机械)压实-侧向挤压地质过程下深层储层孔隙演化与预测模型

早期长期浅埋、后期快速深埋以及晚期强烈的侧向挤压作用是西部前陆盆地共性地质演化过程,受此地质演化过程影响,明确深层储层孔隙、孔径、喉径等参数的演化特征并进行定量评价,对油气勘探具有重要意义。开展成岩物理模拟实验,并与实际地质分析相结合,定量评价与预测了库车坳陷克拉苏构造带白垩系深层储层的孔隙类型与演化特征。研究结果认为,研究区深层储层的孔隙类型、含量变化及演化规律可划分为4个阶段,其中第3个演化阶段即深层储层快速埋藏后的早期阶段是孔隙度和渗透率提高的重要阶段,是此类地质过程下深层有利储层形成的关键时期。构造侧向挤压与成岩压碎破裂造缝、次生溶蚀两种改造机制,改善了深层储层的储集性、提高了渗透性,进而建立了深层储层孔隙预测模型。定量揭示出库车坳陷克拉苏构造带在埋深7 000~8 000 m甚至更深层段,储层孔径、喉径增大并保持,仍发育有效储层。     

库车坳陷迪北侏罗系深部储层孔隙演化特征与有利储层评价——埋藏方式制约下的成岩物理模拟实验研究

利用自主研发的成岩物理模拟系统,对库车坳陷迪北侏罗系粗砂岩储层在特有的埋藏方式下,即沉积早期长期浅埋、后期快速深埋、晚期构造抬升影响下的成岩演化过程开展成岩物理模拟实验。研究表明:随着模拟的温度、压力、埋深的逐渐增大和压实作用的持续加强,石英、长石等脆性颗粒出现裂纹,长石更易形成次生溶蚀;粗砂岩成岩样品的孔隙、孔喉和成岩流体中K,Na,Ca,Al,Si,Ti和Mn等主要阳离子均呈现一定的变化规律;自生矿物和黏土矿物发育,如方解石、石英、自生I/S混层和绿泥石等较常见。快速深埋藏阶段3 000~6 500 m,溶蚀作用强烈,孔径和喉径均达到最大值,方解石胶结和石英加大发育。构造抬升阶段5 000~4 500 m,在降温卸压作用影响下,砂岩孔隙回弹,油气充注的酸性水使长石和岩屑等强烈溶蚀。实验表明,深部溶蚀作用、早期长期浅埋、后期快速深埋、晚期构造抬升的埋藏方式和构造作用引起的侧向挤压、裂缝等因素,是我国西部挤压型油气盆地中深部优质储层形成的重要条件。     

南堡凹陷周边寒武-奥陶系碳酸盐岩储层特征及成岩作用

基于大量的薄片及岩心观察,运用电镜扫描、X射线衍射、物性分析、铸体压汞等手段,对寒武-奥陶系碳酸盐岩储层进行了研究,探讨了成岩作用特征及孔隙演化模式.表明灰岩和白云岩为碳酸盐岩储层的主要岩石类型,以孔、缝、洞为主要储集空间,由于受连通性以及充填作用的影响,构造裂缝的储集性能更为优越.储层基质孔隙差,白云石化作用、溶蚀作用、压实和压溶作用、胶结及充填作用以及构造作用为区内主要的成岩作用类型.碳酸盐岩孔隙演化主要经历了两个阶段:早期原生孔隙形成与收缩阶段、中晚期的次生缝、孔、洞发育与充填阶段;早期碳酸盐岩沉积时孔隙大,经初期成岩和埋藏后,失去了主要孔渗性能;中晚期的次生缝、孔、洞十分发育,但充填严重,晚期的构造缝及溶蚀孔、洞被部分保存.     

松辽盆地深层火山岩储层的埋藏烃类充注成岩时空演化过程

目前国内对火山岩成岩作用的研究基本停留在定性的静态研究阶段。与盆地埋藏热史烃类充注史构造演化史相应的火山岩储层的成岩孔隙时空动态演化过程方面的研究依然缺乏。各类薄片显微镜下火山岩中原生矿物、次生矿物、孔隙类型等的精细研究与定量统计,利用图像孔喉分析、物性测试、X 射线衍射分析、扫描电镜观察、包裹体荧光、包裹体均一温度与激光拉曼探针成分分析等多种分析测试手段,对松辽盆地下白垩统营城组火山岩的成岩作用与成岩演化过程进行了深入研究,确立了火山岩的成岩油气充注序列,划分了成岩作用阶段;结合松辽盆地埋藏热演化史、烃类充注史、构造演化史,建立了与埋藏热演化史烃类充注史构造演化史地质时代相应的火山岩的成岩孔隙时空动态演化过程与模式,在此基础上讨论了火山岩的成岩作用与成岩演化过程对火山岩储集性能影响的机理。     

渤海湾盆地辽东凹陷旅大29构造沙二段近源砂砾岩体优质储层形成机理

研究砂砾岩储层成岩演化及优质储层成因机理对中深层油气勘探意义重大。综合运用铸体薄片、扫描电镜、泥岩X衍射（黏土和全岩）、包裹体、常规测井、核磁共振测井和埋藏史等资料,系统研究了渤海湾盆地辽东凹陷旅大29构造沙二段砂砾岩体成岩演化、裂缝特征及作用、优质储层成因及控制因素等内容。结果表明：沙二段储层处于欠压实带、弱胶结、局部溶蚀增孔以及非构造缝的发育,是形成优质储层的成因;沙二段砂砾岩发育原生缝和成岩缝两类裂缝,原生缝提供了重要的储集空间,裂缝极大改善了储层的孔隙结构和物性;源-汇过程控制了原生缝形成,贫K⁺泥岩与砾石原生缝的组合促进了构造抬升过程中收缩缝的形成,而缺少Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺等离子的岩石组分使大面积胶结物难以出现,保留了孔缝的有效性。对储层孔隙演化进行了恢复,认为沙二段储层在演化为低孔储层后才成藏。     

松辽盆地梨树断陷致密气储层特征研究

梨树断陷下白垩统油气资源量大,勘探程度低,储层埋藏深,岩性致密,主要为中-细粒砂岩,孔隙类型以粒间孔、粒内溶孔、晶间微孔为主,铸模孔、粒缘缝和破裂缝次之。本文主要从岩石成分和孔隙类型两个方面分析影响储层储集性的因素,认为长石含量是决定储层物性的主要因素,浊沸石在成岩阶段早期被溶蚀形成有利孔隙,成岩晚期大量高岭石的出现说明生烃过程的排酸作用改变了成岩环境,方解石胶结物的溶蚀改变了储层的渗透性。     

鄂尔多斯盆地南部马家沟组孔隙类型及其演化

经数百片岩心薄片观察和扫描电镜分析认为,鄂尔多斯盆地南部马家沟组发育微缝、晶间缝、溶缝、破裂缝以及微孔、粒间孔、晶间孔、晶间溶孔、溶孔和溶洞等多种储集空间类型,其中晶间孔和晶间溶孔是主要的孔隙类型。在孔隙演化过程中白云石化、去膏化和溶蚀作用对形成孔隙有利,而胶结作用、岩溶压实作用、膏化作用及去白云石化作用使孔隙消失,为破坏性成岩作用。低重结晶及中等重结晶作用有利于孔隙的形成,但强重结晶作用不利于孔隙的形成。据盆地南部马家沟组碳酸盐岩经历的成岩环境、成岩阶段及相应成岩作用特征,将其孔隙演化分成早期原生孔隙形成与减少、中期和晚期次生孔隙形成及充填三个阶段。从演化过程来看,中期表生成岩阶段及晚期深埋藏成岩阶段对有效储集空间的最终形成具有决定意义。     

塔里木盆地下古生界白云岩储层特征与成因类型

塔里木盆地寒武系—奥陶系白云岩具有时代老、埋藏深、成岩作用复杂的特点。白云岩储层储集空间主要为孔隙和裂缝两大类,其中孔隙类型可进一步划分为晶间孔、晶间溶孔、晶内溶孔、铸模孔、溶蚀孔洞等;裂缝类型可进一步划分为缝合线、风化裂缝和构造裂缝。根据储集空间类型特征,白云岩储层可以划分为孔隙型、孔洞型、缝洞型和裂缝型4种。孔隙型储层和缝洞型储层物性较好。根据成因白云岩储层可以划分为准同生白云岩储层、埋藏型白云岩储层、构造-热液型白云岩储层和风化壳岩溶型白云岩储层,其中后两者及其复合类型常形成优质储层。     

库车坳陷克拉苏冲断带深部巴什基奇克组致密储层孔隙演化定量研究

综合利用岩心观察、普通薄片、铸体薄片鉴定观察、图像分析、埋藏演化史与有机质热史演化分析,膏盐层脱水及黏土矿物转化分析等技术方法,对库车坳陷克拉苏冲断带克深区块深部巴什基奇克组致密储层进行了孔隙演化定量研究。这套致密储层主要经历了"黏土膜→早期缓慢浅埋压实作用→长石、岩屑溶蚀和石英加大→早期方解石胶结→中期快速深埋强烈压实作用→长石、碳酸盐胶结物溶蚀→碳酸盐致密胶结→晚期挤压推覆形成裂缝→裂缝溶蚀扩大"的埋藏-成岩演化过程。以孔隙结构特征为基础,定量计算各关键成岩作用对储集空间的影响量(初始孔隙度为37.87%,压实损孔量为27.62%,胶结损孔量为7.51%,溶蚀增孔量为1.7%,裂缝增孔量为1.32%),并以埋藏-成岩演化史为主线及约束,恢复校正不同历史时期不同成岩作用对储层物性演化的控制量,从而恢复储层实际孔隙演化史。研究表明,不同成岩作用对储集层孔隙度的影响量不同,孔隙度整体变化趋势为逐渐减小。克深区块晚期气藏充注时期与区域构造挤压造缝时期配置良好,结合较好的储层孔隙度(6.2%),有利于烃类充注成藏,形成有利勘探目标。     

松辽盆地营城组火山岩储层成因及储集性能演化过程

在岩心观察基础上,通过应用全岩主量元素分析、显微镜下常规与铸体薄片观察鉴定和定量统计、图像孔喉分析、物性测试、X-射线衍射分析、包裹体荧光分析、均一温度与激光拉曼探针成分分析等多种手段,研究了松辽盆地营城组火山岩岩性和火山岩储层成因; 结合成岩作用与储集空间特征研究,分析了火山岩储层孔隙演化过程。结果表明,火山岩经历了冷却成岩作用、岩浆期后热液作用、风化淋滤剥蚀作用以及埋藏成岩作用等4个成岩作用阶段。火山岩储层的形成、孔隙演化和储集性能的改善主要与火山岩在浅埋A期后期-深埋成岩B期成岩过程中的断裂、不整合面及构造裂缝的发育以及热液流体沿断层、不整合面和构造裂缝流动的过程中对火山岩产生溶蚀作用密切相关,营城组火山岩属于构造-岩性火山岩气藏。     

Reservoir Porosity Evolution Characteristics and Evaluation of the Jurassic Deep Reservoir from Dibei in Kuqa Depression: Insight from Diagenesis Modeling Experiments Under the Influence of Burial Mode

In this study, using an independently developed diagenetic physical modeling system, we conducted a series of diagenesis physical modeling experiments to simulate reservoir physical property of the Jurassic coarse sandstone from Dibei in Kuqa depression. These experiments reproduced the geological process of early, long-term, shallow burial and subsequent rapid, deep burial, and late tectonic uplift. As the gradual increasing of the simulated temperature, pressure, depth and the continuous strengthening of the compaction, intragranular irregular cracks appeared in quartz, and secondary dissolution could be more easily discovered in feldspar; Porosity, pore throat and K, Na, Ca, Al, Si, Ti, Mn in diagenetic fluid all showed significant evolution and regularity; Calcite, quartz, I/S mixed layer and chlorite were commonly found in modeling samples. At the depth of 3 000~6 500 m, accompanied by strong dissolution, pore diameter and throat diameter reached the maximum, and calcite cementation and quartz overgrowth also increased quickly. At the tectonic uplift stage of 5 000~4 500 m, under the influence of temperature and pressure relief, sandstone porosity began to rebound, and feldspar and rock debris were obviously dissolved under the acidic water from hydrocarbon charging. The formation of effective reservoirs in Western China’s oil and gas basins can be deeply influenced by the factors of dissolution, the process of early, long-term, shallow burial and subsequent rapid, deep burial, and late tectonic uplift, lateral extrusion and cracks induced by tectonic action.     

地层抬升过程中的砂体回弹作用及其油气成藏效应

地层抬升是盆地构造运动的主要表现形式之一,以往多强调其对油气藏的破坏作用,而忽略了其对油气成藏贡献的研究．通过对不同粒级砂体在不同温度、压力条件下回弹量实验模拟,建立了其在地层抬升过程中不同地质条件下砂体回弹量模板;以大庆长垣为典型解剖实例,结合地层埋藏史、油气生排烃史研究,进而建立地层抬升造成的减压增容效应与油气成藏的定量关系模型,定量评估出大庆长垣地层抬升造成的砂体回弹效应对油气成藏贡献是13．43％～40．46％．对油气成藏机理进行了新的探讨,可为油气资源分布预测研究提供更科学的依据．     

Diagenesis of the Triassic Yanchang Formation Tight Sandstone Reservoir in the Xifeng–Ansai Area of Ordos Basin and its Porosity Evolution

This work aims to reveal the evolution of the porosity in the Triassic Yanchang Formation tight sandstone reservoir of the Xifeng–Ansai area of Ordos Basin. Based on destructive diagenesis(compaction and cementation) and constructive diagenesis(dissolution) of sandstone reservoirs, this study analyzed the diagenesis characteristics of the tight sandstone reservoirs in this area, and discussed the relationship between sandstone diagenesis and porosity evolution in combination with present porosity profile characteristics of sandstone reservoir. The effect simulation principle was employed for the mathematical derivation and simulation of the evolution of porosity in the Yanchang Formation tight sandstone reservoirs. The result shows that compaction always occurs in tight sandstone reservoirs in the Yanchang Formation, and cementation occurs when the burial depth increases to a certain value and remains ever since. Dissolution occurs only at a certain stage of the evolution with window features. In the corresponding present porosity profile, diagenesis is characterized by segmentation. From the shallow to the deep, compaction, compaction, cementation and dissolution, compaction and cementation occur successively. Therefore, the evolution of sandstone porosity can be divided into normal compaction section, acidification and incremental porosity section, and normal compaction section after dissolution. The results show that the evolution of sandstone porosity can be decomposed into porosity reduction model and porosity increase model. The superposition of the two models at the same depth in the three stages or in the same geological time can constitute the evolution simulation of the total porosity in sandstone reservoirs. By simulating the evolution of sandstone reservoir porosity of the eighth member in Xifeng area and the sixth member in Ansai area, it shows that they are similar in the evolution process and trend. The difference is caused by the regional uplift or subsidence and burial depth.     

东北晚中生代断陷盆地储层次生孔隙形成机制

次生孔隙在东北晚中生代断陷盆地J₃-K₁储层中占有很大比例,主要类型为粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔、胶结物内溶孔和裂缝等。通过对二连、海拉尔、松辽等东北主要含油气断陷盆地储层次生孔隙的研究,总结出其形成机制主要有四种:1与泥岩有机质热演化有关;2与地表水和地下水的渗滤作用有关;3与晚期火山活动有关;4与构造作用和成岩作用有关。明确了寻找次生孔隙发育带的方向为:1成岩强度为早成岩阶段B亚期和晚成岩阶段A、B亚期的砂岩段中;2沉积间断面附近;3地温较高地段岩浆热液影响附近;4在致密砂岩、泥岩和基岩中寻找裂逢发育带。     

川西坳陷深层叠复连续型致密砂岩气藏成因及形成过程

川西坳陷深层上三叠统须家河组发育典型的致密砂岩气藏,由于该气藏多期构造演化、多期生排烃过程、多期成藏及储层致密化过程复杂的特点,其成因类型和成因机制经过多年的勘探和研究仍然存在争议。文章在剖析典型气藏的基础上,结合研究区构造演化、烃源岩生排烃史和储层致密化过程的研究,综合判识了致密气藏的成因类型,并分析其成因机制。研究结果表明：川西坳陷深层须家河组致密砂岩气藏具有“叠复连续资源潜力大、构造高点低点富气共存、高孔低孔储层含气共存、高压低压气层共存、气水分布复杂”的地质特征。目前气藏的成因类型为“后成”型致密气藏与“先成”型致密气藏的叠加复合型,属叠复连续型致密气藏。川西坳陷深层须家河组演化过程中存在浮力成藏下限和成藏底限,致密砂岩气藏形成和演化受控于2个界限控制下的3个流体动力场的分布和演化。叠复连续型致密砂岩气藏成藏过程可划分为4个阶段：①三叠纪沉积初至三叠纪末,初期天然气成藏条件准备阶段;②三叠纪末至中侏罗世末,早期常规气藏形成阶段;③中侏罗世末至晚侏罗世末,“先成”型致密气藏与“后成”型致密气藏形成阶段;④早白垩世至今,叠复连续型致密油气藏形成及改造阶段。     

超深低孔特低渗砂岩储层的孔隙成因及控制因素——以库车坳陷克深地区巴什基奇克组为例

库车坳陷克深地区白垩系巴什基奇克组砂岩经过了漫长的埋藏过程和复杂的成岩演化,形成了一套超深低孔特低渗储层。本文详细描述了该储层的孔隙成因类型,并分析了其控制因素。通过鉴定大量铸体薄片和荧光薄片,并利用场发射扫描电镜与激光共聚焦显微镜等手段进行分析,综合考虑形态、规模和成因3个依据识别出8类孔隙和2类裂缝,认为该低孔特低渗储层为孔隙型储层,次生成因控制的孔隙占主导地位;并提出早期长时间浅埋藏及所处的碱性环境导致了弱压实及强胶结,后期的构造挤压进一步减孔,而晚期溶蚀虽是次生孔隙形成的主要原因,但其并未大规模有效改善储层的低孔现状。     

埋藏压实-侧向挤压过程对库车坳陷深层储层物理性质的改造机理

早期长期浅埋、后期快速深埋及晚期强烈的侧向挤压作用是西部前陆盆地共性的地质演化过程,埋藏(机械)压实-侧向挤压过程对深层砂岩储层岩石物理性质与储集性具有重要的改造作用。开展成岩物理模拟实验研究,并与实际地质分析相结合,探索改造作用机制的演化过程,认为持续的垂向压实作用使储层碎屑颗粒由松散状至紧密堆积。在晚期侧向挤压、持续垂向埋藏压实共同作用下,深层碎屑颗粒表现为明显的共轭双方向定向排列特征。在快速垂向压实和强烈的侧向挤压应力作用下,石英、长石等颗粒内出现明显的无定向微裂缝、共轭剪切微裂缝。微裂缝的出现可增强颗粒的可溶蚀性,提高储层渗透性。明确埋藏(机械)压实-侧向挤压过程对深层砂岩储层物理性质与储集性的改造作用机制,对评价与预测深层有利储层的分布具有积极作用。     

鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长4+5低渗透储层成因

碎屑岩储层成岩作用复杂而强烈,对储层物性有着重要影响。应用岩相学研究方法,在对鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长4+5低渗砂岩储层成岩作用及其对物性影响定量研究基础上,探讨了低渗储层成因机理。成岩作用和孔隙演化研究表明,压实作用虽然造成12%～20%的孔隙度损失,但是压实后剩余孔隙度仍高达15%～23%,早期胶结作用使孔隙度损失很小,压实作用和早期胶结作用并没有使储层致密,不影响油气渗流。溶蚀作用进一步改善了储层,晚成岩阶段A期-B期形成的钠长石、亮晶方解石、白云石、自生高龄石和铁绿泥石等大量胶结物的晚期胶结作用使储层孔隙度仅有4%～6%,储层因此而致密,由此影响油气渗流。晚期裂隙作用对储层孔隙度贡献为6%～8%,改善了储层物性而使其成为有效储层。盆地演化及与之对应的成岩事件研究认为,印支运动前,姬塬地区长4+5储层处于浅埋藏阶段,经历压实作用和早期胶结作用,早-中侏罗世长 7烃源岩进入未成熟-低熟阶段,形成富含有机酸流体进入储层而发生溶蚀作用,早白垩世中-晚期进入深埋藏成岩阶段,晚期胶结物大量形成而使储层致密。生烃增压作用导致的裂隙以及晚白垩世以来的构造运动形成的裂缝对研究区长4+5有效储层形成具有非常重要意义,同时对低渗油气藏勘探也具有指导意义。     

Reservoir architecture and fracture characterization of low-permeability sandstone reservoir: a case study of Biandong oilfield,Jinhu depression,northern Jiangsu Basin,China

Fracture is one of the most important factors through the whole process of low-permeability reservoir development. Biandong oilfield is a typical low-permeability fractured sandstone reservoir, and has stepped into high water cut stage; thus, the waterflooding effect is poor. Therefore, many contradictions such as high moisture content, decreasing production speed, and low recovery efficiency are becoming increasingly prominent, which have seriously hindered the sustainable development, and need to be solved urgently. However, few such studies on reservoir characterization in low-permeability fractured sandstone reservoir have been conducted in China. In this study, through comprehensive analysis on reservoir characterization and sedimentary environment, significant results are achieved. Three types of fracture occurrence are identified; they are high-angle fracture, low-angle fracture, and horizontal fracture, respectively. Two types of reservoir pore (primary porosity and secondary porosity) are recognized based on thin-section observation and analysis. The diagenetic stage of Biandong oilfield are divided into three stages, early A, early B, and late A, respectively. Finally, a regional discrete fracture network model is established with Fisher’s algorithm based on three-dimensional geological model. All the research results presented above can make a significant instructing function for making reservoir development plan and improving recovery efficiency.