岩石学组成及其成岩演化过程对致密砂岩储集质量与产能的影响:以鄂尔多斯盆地上古生界盒8天然气储层为例

在岩心观察基础上,通过常规、铸体与荧光薄片镜下观察与定量统计,图像粒度与图像孔喉、毛细管压力、孔隙度与渗透率、流体包裹体均一温度测定,结合LA-ICP-MS碎屑锆石微区U-Pb定年等物源示踪成果,研究了鄂尔多斯盆地北部上古生界盒8段致密砂岩的类型与岩石学组成及其成岩演化过程对各砂岩孔隙结构、储集性能与产能的影响.结果显示:砂岩类型、岩石学组分及其原始物性特征主要受源区母岩性质的控制,其经历的成岩演化过程存在一定差异,后者决定了各砂岩孔隙发育特征、储集性能的优劣及产能的大小.石英砂岩与岩屑石英砂岩经历了复杂的多期成岩作用过程,前者的粒间溶孔和高岭石晶间微孔与微溶孔发育,其储集性能及含气性最好;后者较发育的绿泥石薄膜保存了较多的原生粒间孔,加之粘土矿物与凝灰质填隙物中大量晶间微孔与微溶孔较发育,其储集性能与含气性次之.高塑性岩屑砂岩与钙质胶结砂岩经历的成岩演化过程相对较简单,前者经历早成岩阶段强烈压实作用后大部分已成为低孔低渗、部分成为致密储层;碳酸盐胶结物是导致钙质胶结砂岩低孔、低渗-致密储层的主要胶结物,此类砂岩经历中成岩阶段A期之后,基本成为致密的非储层.研究成果对于深入理解致密砂岩成岩-烃类充注演化序列及致密化过程与机理,寻找天然气储层“甜点”均具有重要的理论意义与实际意义.      

苏里格气田苏48区块盒8段储层特征研究

通过岩心观察、铸体薄片、扫描电镜及储层物性分析等测试分析手段,对鄂尔多斯盆地苏里格气田西区苏48区块盒8段储层的岩石学特征、成岩作用以及物性特征等进行研究。结果表明,盒8段储层岩石类型主要为岩屑石英砂岩和石英砂岩,孔隙类型以粒间孔、岩屑溶孔、晶间孔为主;孔隙度平均为7.9%,渗透率平均为0.58×10-3μm2,整体物性较差,表现为低、特低孔低渗特征;机械压实作用、化学压溶作用及胶结作用等破坏性成岩作用使原始孔隙大量损失,溶蚀作用对储层有较好的改造作用,使储层物性得到改善,储集空间增大、渗透能力增强。     

白云凹陷珠江组储层岩石学特征及其对储层物性的影响

利用铸体薄片显微镜下观察与统计,结合扫描电镜研究,对白云凹陷珠江组砂岩的岩石学特征进行研究,结合成岩演化分析其对珠江组储层砂岩物性的影响。珠江组砂岩主要为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩,填隙物以杂基和碳酸盐为主,孔隙类型主要以粒间溶孔为主,其次为粒内溶孔和原生粒间孔。成岩演化分析可知,早期中等压实作用为原始孔隙的保存提供了保证;碳酸盐胶结物是珠江组砂岩储集变差的主要因素;而溶蚀作用是使得砂岩储集物性变好的重要因素,酸性流体的注入为长石、岩屑及石英等碎屑颗粒的溶蚀提供了物质基础。     

鄂尔多斯盆地延长油气区山西组山2段储层砂岩成岩作用

根据薄片、铸体薄片、扫描电镜、X-射线衍射及化验分析等资料,对延长油气区山2段储层的岩石学特征、成岩作用类型和阶段划分及其对孔隙的影响进行了研究。研究表明,该区山2段储层砂岩以石英砂岩、岩屑质石英砂岩为主,成分成熟度较高,结构成熟度较低。成岩作用类型主要包括:压实作用、胶结作用和溶蚀作用。砂岩经历了早成岩阶段A、B期和晚成岩阶段A1、A2和B期的成岩演化阶段。压实作用和胶结作用是砂岩孔隙度降低的主要原因,分别造成19.5%和14%的原生孔隙丧失;溶解作用形成的次生孔隙在一定程度上改善了砂岩储集性能,溶蚀作用增加的新孔隙平均为1.7%。     

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。     

孔隙结构对低渗-特低渗砂岩储层渗流特征的影响段储层为例——以鄂尔多斯盆地东部上古生界盒8段储层为例

通过铸体薄片显微镜下观察、孔喉图像、毛细管压力、恒速压汞、气水相对渗透率、核磁共振等多种分析实验手段,研究了鄂尔多斯盆地东部上古生界盒8段低孔、低渗-特低渗砂岩储层的微观孔隙结构和渗流特征,探讨了孔隙结构对储层渗流特征的影响。结果表明,孔隙结构特征是影响低孔、低渗-特低渗砂岩储集性能与渗流特征的主要因素。而砂岩的孔隙结构特征主要受砂岩原生矿物组合与成岩演化过程及其产物的控制,盒8段各砂岩类型由于其矿物成分不同导致孔隙结构的差异,也是各砂岩类型储集性能与渗流能力存在差别的直接原因。在孔隙结构参数中,喉道的大小、有效孔隙与喉道的体积及其连通性是决定储层储集与渗流能力的关键。大孔喉对储层渗流能力的贡献更大,中-小孔喉则对储集能力的贡献相对较高。微裂缝是除孔隙结构以外影响砂岩储集性能与渗流特征的重要因素。     

渤南洼陷沙四上亚段储层成岩作用及物性特征

以沙四上亚段储层为研究对象,开展了储层岩石学特征、成岩作用类型与物性特征等方面的研究。根据岩芯、薄片等资料分析,该区储层岩石类型以岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩为主,主要发育六种成岩作用类型,储集空间以次生孔隙为主,孔隙结构有四种类型。区内储层非均质性强,平面上孔隙度、渗透率表现出南高北低、东西变化不明显。储层物性随成份成熟度、粘土含量、碳酸盐胶结物含量的增加而降低,压实作用、胶结作用破坏了储层物性,溶解作用、断层活动等有利于改善储层物性。     

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.     

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。     

鄂尔多斯盆地马家山-堡子湾地区长8储层特征研究

通过薄片观察、扫描电镜、X光衍射、物性压汞实验等方法,结合对储层岩石学特征、成岩作用特征,孔隙结构等的系统研究。砂岩以岩屑质长石砂岩、长石质岩屑砂岩为主,具有成分成熟度较低、结构成熟度中等的特征。研究区长8储层主要处于中成岩A晚期一中成岩B早期,并可以将其分为建设性和破坏性两种成岩作用,其中有利的成岩相包括绿泥石薄膜剩余孔隙相、长石溶蚀相、高岭石胶结相和裂缝孔隙相,而不利的两种成岩相分别是碳酸盐胶结相和强压实相。孔隙演化定量研究表明,压实作用和胶结作用使大量的原生孔隙损失,溶蚀作用产生的次生孔隙,又使孔隙又有所改善。长8储层发育多种类型孔隙、喉道及孔隙组合类型,总体看,长81的储集性能较长82的好。     

鄂尔多斯盆地苏里格东三区盒8段砂岩成岩作用及孔隙演化定量化分析

通过铸体薄片、扫描电镜、X-衍射、高压压汞等分析测试方法,系统研究了鄂尔多斯盆地苏里格东三区盒8段砂岩岩石学特征、成岩作用序列,并对孔隙演化过程进行了定量化分析。研究认为,盒8段储层砂岩类型主要为岩屑石英砂岩、岩屑砂岩、石英砂岩,结构成熟度较高,孔隙类型主要为溶蚀孔隙、剩余粒间孔隙;储层砂岩经历了压实、压溶、溶蚀、交代及破裂多种成岩作用,已达到中成岩阶段B期。早成岩阶段的压实作用损失了24.2%的孔隙度,是导致孔隙度降低的主要原因;早成岩B期—中成岩A期在酸性成岩环境下易溶组分溶解形成的次生溶孔增加了0.3%～5.6%的孔隙度,高岭石的交代作用产生的晶间孔也成为储集体空间的重要构成。     

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%。     

苏里格气田苏西区块上古生界天然气储层特征

从储层的岩石学类型、孔渗特征、孔隙结构类型和储集空间等方面分析苏里格气田苏西区块上古生界天然气储层特征。通过实验室铸体薄片鉴定、岩心物性测试、孔隙图像、扫描电镜以及高压压汞等方法测试研究,结果表明该区上古生界盒8、山1、山2储层以岩屑石英砂岩为主,其次为石英砂岩和岩屑砂岩;储层均属于特低孔超低渗储层;储集空间类型主要为粒间孔、晶间微孔以及粒内溶孔,研究区主要的孔隙结构组合是"溶孔+微孔"型;储层孔喉连通性较差,孔喉连通性较差又直接影响了该区上古生界的储层质量。     

鄂尔多斯盆地东南部上古生界储层岩石学特征

为弄清鄂尔多斯盆地东南部上古生界砂岩储层岩石学特征的差异性,通过大量岩石薄片、扫描电镜、阴极发光和X衍射等分析化验资料,对研究区上古生界主要产气层段砂岩储层的岩石类型、成分特征、平面分布等进行了详细研究。结果表明,盒8段和山1段是以岩屑砂岩和岩屑石英砂岩为主,少量石英砂岩,岩屑主要为千枚岩,其次为石英岩、燧石和变质砂岩;山2段和本溪组则以石英砂岩为主,其次为岩屑石英砂岩,少量岩屑砂岩,其岩屑主要为石英岩,其次为燧石和千枚岩;从盒8段—本溪组的砂岩中碳酸盐和硅质胶结物含量均有逐渐增加的趋势,而高岭石和绿泥石含量逐渐减少。受物源分异的影响,从东部→西部→南部砂岩成分成熟度依次降低。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田储层成岩作用与模拟

通过苏里格气田气层与非气层的岩石学特征、成岩作用、储集特征对比,分析了气层与非气层成岩相的差异。气层主要发育在粗粒岩屑石英砂岩溶孔成岩相和含泥粗粒岩屑石英砂岩溶孔相中,非气层则主要发育在含泥(中)细粒岩屑石英砂岩致密压实相和含泥(中)粗粒岩屑石英砂岩残余粒间孔相中。通过流体-岩石相互作用物理和数学模拟,在成岩演化中成岩阶段A期,大量有机酸的排出,溶蚀了苏里格气田储层凝灰质和长石等易溶组分,形成次生孔隙。由于沉积水体能量强弱差别、成岩作用的不同,中粗粒与细粒沉积物成岩演化途径不同,中粗粒沉积物次生孔隙发育,残余一定的原生孔隙,总孔隙度较大,易形成气层;细粒沉积物原生孔隙消失殆尽,次生孔隙少,总孔隙度很小,不易形成气层。     

柴西南地区古—新近系砂岩储层成岩作用及其对储层物性的影响

依据普通薄片、铸体薄片、扫描电镜、X—衍射等分析,对柴西南地区古近—新近系砂岩储层的岩石学特征、成岩作用进行了研究,结果表明:该区储集砂体成分主要由长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩和岩屑砂岩组成,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;机械压实作用及胶结作用是早成岩阶段原生孔隙遭受破坏的主要成岩作用类型,溶蚀作用是中成岩阶段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,深部储层出现孔隙度、渗透率高异常发育带。     

鄂尔多斯东部下二叠统山西组2段储层评价及勘探前景

针对鄂尔多斯东部下二叠统山西组2段低渗透油气藏的特点,通过高分辨率层序地层的划分对比,将研究区山2段划分为3个长期旋回。结合425块薄片观察、扫描电镜、阴极发光等储层微观特征分析研究,认为山2段是一套在岸线背景下具有强侵蚀作用的远源砂质辫状河沉积,受物源分异和水动力条件控制,榆林、神木、府谷3条河流的沉积储集特征差异明显,榆林河河道砂体为一套具有石英含量高、杂基和软岩屑含量较低、几乎不含长石的石英砂岩,储层的储集空间主要是以粒间孔为主的复合型孔隙,具有良好的储集性;神木和府谷河河道砂体与之相反,为石英含量低、杂基和软岩屑含量高、普遍含少量长石的岩屑石英砂岩,储层储集性差,仅见少量粒内溶孔。成岩演化分析认为山2段储层进入晚成岩B期,此期压实、压溶作用已非常强烈,榆林地区由于烃类的早期充注才使大量原生孔隙得以保存。通过对山2段储层沉积成岩演化分析,总结了石英砂岩与岩屑石英砂岩沉积储层特征的差异,预测出鄂尔多斯东部下步勘探方向即以榆林气田为代表的榆林河沉积区山2段高渗透石英砂岩发育的河道砂体。     

渤海湾盆地南堡凹陷深层低渗透砂岩优质储层发育特征与主控因素

通过岩石常规薄片、铸体薄片与扫描电镜分析,结合X衍射、常规孔渗与压汞测试资料对渤海湾盆地南堡凹陷深层砂岩储层岩石学特征、成岩作用、微观孔隙结构以及储集物性等方面开展了综合研究,对比分析了不同含油构造、不同层系的储层共性与差异性,总结了深层砂岩优质储层的控制因素与分布规律。结果表明：南堡凹陷深层砂岩储层主要为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩,有效孔隙以剩余粒间孔和粒间溶孔为主,Ⅰ类储层主要分布在3号构造沙一段以及4号构造东三段,Ⅱ类储层主要发育在1号构造东三上亚段与高尚堡构造沙一段。压实作用和晚期碳酸盐岩胶结作用是导致储层低孔低渗的主要原因;相对较高的变质岩岩屑和石英碎屑含量有利于原生孔隙保存;早期碳酸盐胶结、长石碎屑和中基性火山岩岩屑溶蚀以及长石受挤压应力破裂成缝,构成深层砂岩储层次生孔隙发育的3方面有利因素。     

神府解家堡区上古生界致密砂岩储层特征及主控因素

神府解家堡区构造上位于鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带,上古生界自下而上发育本1段、太2段、山2段和千5段等多套致密砂岩储集层.储层岩石类型以石英砂岩、岩屑石英砂岩、长石石英砂岩、岩屑砂岩和长石岩屑砂岩为主,自下而上储层石英含量呈递减、岩屑和长石含量呈递增趋势.储集空间类型以粒间溶孔、粒内溶孔、晶间孔和微裂缝为主,储层最大孔隙半径总体偏小,孔隙中值半径较小,排驱压力中等,储层孔隙以小孔—微孔为主.本溪组海相障壁—潮坪沉积、太原组浅水三角洲沉积、山西组三角洲沉积和石千峰组陆相辫状河沉积演化序列下,岩石成分成熟度和结构成熟度自下而上降低,储层空间展布呈层多而薄、砂—泥—煤岩交互特征.成岩作用类型以压实、胶结、溶蚀作用为主,局部发育高岭石化和微裂缝.以沉积相带、岩石类型和成岩作用类型作为3个控制端元,以孔隙度和渗透率为标准,上古生界致密砂岩储层可划分为4个大类和10个亚类,优势相和强溶蚀、弱胶结作用下的Ⅰ类储层孔隙度大于8%,渗透率大于0.5 mD,是最优质储层.     

鄂尔多斯盆地镇泾区块延长组长8油层组砂岩储层特征

延长组长8 油层组是鄂尔多斯盆地镇泾区块的主力油层之一,岩性以岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主,为典型的 特低孔特低渗储层。储集空间以次生溶蚀粒间孔为主,喉道以缩颈型、片状和弯片状为主,孔喉结构发育3 种类型,以II 型为主。长8 砂岩储层特征主要受沉积作用、成岩作用、裂缝发育程度和油气充注4 个因素控制。最有利于储层发育的沉积 微相为水下分流河道,且中砂岩的储集物性好于细砂岩,富含石英、长石和变质岩岩屑的砂岩的储集物性好于火成岩岩屑、 沉积岩岩屑和云母含量高的砂岩。成岩作用对储集物性的影响具有双重性,建设性成岩作用包括溶解和孔隙衬里绿泥石胶 结作用2 种,两者均很发育的层段是油气储集的最有利地带;破坏性成岩作用主要包括机械压实作用和晚期亮晶方解石胶 结作用。裂缝以白垩纪末- 古近纪的构造裂缝为主,其使长8 储层渗透率急剧增大,储层非均值性增强。油气充注对储集 物性的影响主要表现为促进溶解作用的发生以及次生孔隙的形成和保存。