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。     

川西上三叠统须家河组超致密砂岩储层评价

川西须家河组超致密砂岩中发育多种储层类型,天然气产出能力各异。针对须家河组超致密砂岩整体孔渗关系差,以孔隙度为基础、单定量孔渗关系模型评价精度低的特点,以微观孔隙结构与储集物性关系深入分析为基础,建立了以渗透率为基础,利用与多种储集类型相配置的孔渗多定量关系模型,分别确定了不同储集类型的不同下限,提高了超致密砂岩储层的评价水平。     

川西新场气田上三叠统须二、须四段相对优质储层成因差异性分析

川西新场地区须家河组储层埋藏深度大、成岩作用复杂、致密化程度高,但在整体超致密背景下,局部仍发育较多的相对优质储层.相对优质储层在埋深较大的须二段,往往发育较多的原生孔隙,和相对次要的次生孔隙;而埋深较小的须四段储层,次生孔隙占绝对优势,原生孔隙发育较少.造成这一现象的主要原因是须二、须四段原生孔隙保存和次生孔隙发育机制上的差异.须二段储层中较多刚性颗粒的存在和较为发育的包膜绿泥石是原生孔隙得到较好保存的主要原因;而其较大的单砂层厚度和较少的泥岩发育则导致了有机酸性流体的注入量较少,长石溶蚀有限.须四段塑性岩屑含量明显较高,储层原生孔隙在压实作用下几乎消失殆尽,但较薄的单砂层厚度和较多泥岩的叠置发育使长石在有机酸性流体作用下得到了充分溶蚀;这是须四段储层次生孔隙相对发育、长石含量很低、同时还有自生高岭石沉淀的主要原因.     

川东建南地区须家河组储层特征及发育控制因素研究

川东建南地区须家河组砂岩致密化程度高,非均质性强,有利储层的发育分布成为勘探的难点.本文基于铸体薄片、扫描电镜和实测物性等分析化验资料,在查明须家河组砂岩的岩石学特征、物性特征和孔隙结构特征的基础上,揭示砂岩的致密化成因和储层发育控制因素.建南地区须家河组砂岩中塑性岩屑含量较高,岩石类型以岩屑砂岩为主,含有少量岩屑石英砂岩、长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩;砂岩的储集物性较差,以超低孔、超低渗储层为主,孔隙度均值3.9％,渗透率均值0.46 mD,孔隙度大于5％的相对优质储层主要分布在须四段砂岩中.砂岩致密化程度高与早成岩期强烈的压实作用和中成岩期进一步的钙质、硅质胶结作用有关,但其根本原因是受砂岩原始物质组构的控制,较高的塑性岩屑含量是导致研究区砂岩压实作用强烈,物性较差的重要原因;仅在塑性岩屑含量较低且长石含量较高的砂岩中发育优质储层.     

川中东北部地区须家河组储层发育主控因素分析

川中东北地区须家河组储层虽然在整体上属于低孔～低渗储层,但在局部仍然发育孔渗相对较好的优质储层。这里通过对沉积作用、成岩作用,以及破裂作用如何影响储层发育程度等方面进行研究,探讨并分析了须家河组优质储层的形成条件与影响因素。研究区须家河组砂岩属辫状河三角洲沉积体系,以发育水上、水下分流河道为显著特征。储层经历了较为复杂的成岩演化过程,受多种成岩作用综合影响。研究认为:沉积相是研究区须家河组优质储层形成的基本条件,岩性是优质储层形成的物质基础,成岩作用是优质储层形成最重要的控制因素,而裂缝是优质储层形成的关键。     

川西须家河组储层成岩演化

通过对川西须家河组储层砂岩中成岩矿物内流体包裹体均一温度、盐度和组分的分析,结合碳氧同位素、镜质体反射率、粘土矿X-射线衍射等特征,论证了须家河组储层砂岩成岩作用过程。本文认为须家河组随着成岩流体温度的变化以及盐度和有机组分增加,相继发生了早期碳酸盐沉淀（局限于个别夹层）,石英一期加大边生成、绿泥石薄膜生成、长石岩屑溶解、石英二期加大边生成、以及含铁碳酸盐的沉淀。由于喜山期区域性构造运动,川西须家河组发生断裂活动,深部流体进入,部分裂缝中沉积了石英和方解石等。喜山期产生的裂缝对须家河组砂岩储层油气的运移起决定性作用,形成了现今次生孔-裂缝型油气藏。     

川西坳陷大邑构造上三叠统须家河组储层成岩效应研究

川西坳陷大邑构造上三叠统须家河组是天然气的重点勘探层位.大量的薄片观察和鉴定发现,储层原始孔隙已破坏殆尽,以各类次生孔隙为主.该区须家河组经历了多种成岩变化,其中以压实作用和各种胶结充填作用表现较为强烈,而溶蚀作用相对较弱,对储量孔隙度的影响非常大.目前该区砂岩已达到中成岩阶段B期,岩屑石英砂岩、长石岩屑石英砂岩与岩屑砂岩(富岩屑砂岩)在不同程度上制约着成岩作用的发生和发展,进而影响孔隙度演化.     

四川盆地西部须家河组砂岩储层成岩作用及致密时间讨论

运用沉积及成藏理论对四川盆地西部地区须家河组砂岩的岩石类型、成岩作用及其成藏时间研究表明:砂岩储层的主要成岩作用有压实和压溶作用、胶结作用,溶蚀作用、破裂作用以及自生矿物的沉淀作用.压实作用是砂岩粒间孔隙减少的主要因素,然而,方解石的强烈胶结作用以及石英的次生加大作用是造成须家河组砂岩储层致密的关键因素.方解石胶结物和石英次生加大包裹体的温度测定表明方解石胶结物主要发育在100℃～140℃之间,石英次生加大主要发生在80℃～126℃之间,在此温度区间,有机质演化已到了成熟期,并在60℃～80℃之间就开始发生运移.因此,砂岩储层的致密时间晚于天然气的生成和运移时间,砂岩储层的致密时间应该在燕山构造活动期,大约在1.5×10~8 a左右.     

川西坳陷中段须二段致密砂岩储层致密化与相对优质储层发育机制

致密砂岩储层成为近年来油气勘探的目标选区。川西坳陷中段须二段砂岩储层总体表现出低孔低渗—特低孔特低渗的特征,属于典型的致密砂岩气储层。通过盆地数值模拟、成岩作用分析研究得出须二段在晚白垩世中期达到致密化,其致密化因素包括垂向压实作用、胶结作用及侧向构造挤压作用。不同因素的作用时间段不同,且影响程度也不同。晚白垩世之前,致密化因素包括压实作用和胶结作用,且前者是主要因素;进入晚白垩世,侧向构造挤压成为后期的致密化因素。须二段储层在致密背景上发育相对优质储层,相对优质储层的发育机制包括有利的沉积条件、异常高压、溶蚀作用及早期绿泥石的生成、裂缝化作用及烃类充注等。有利的沉积条件是形成优质储层的前提;异常高压有效抑制了压实作用的进行,是优质储层发育的重要影响因素;建设性成岩作用对优质储层的发育起到了决定性作用;后期的裂缝化作用在储层致密化之后起到了改善储集性能的作用。     

川西坳陷中段上三叠统须二段致密砂岩孔隙度演化史

川西坳陷深层上三叠统须家河组经历的地史时间长,构造期次多,成岩作用改造普遍,储层致密化严重,导致致密砂岩气藏成因机制研究困难,其中孔隙度演化史的研究是该区致密气藏成因类型的判识和天然气勘探的关键。在利用显微镜观察、扫描电镜分析、阴极发光分析等认识了储层成岩作用特征的基础上,结合自生矿物中流体包裹体的均一化温度和古地温梯度等,建立了须二段储层的成岩作用序列,并确定了成岩矿物形成时间。在充分考虑沉积过程中的粒度、分选性等岩相特征对原生孔隙的影响,及压实作用、胶结和溶蚀等成岩作用对孔隙度演化的影响前提下,分成岩作用阶段建立了孔隙度演化的定量模型。研究结果表明,川西坳陷须二段储层致密化时间较早,一般在晚成岩作用早期,即晚侏罗世的早期已经基本致密化,但不同的气藏由于储层的岩相特征和成岩作用特征存在差异,导致储层致密化时间存在一定差异。     

四川广安地区须家河组四段储层成岩作用与孔隙演化

四川广安地区上三叠统须家河组四段砂岩储层是四川盆地内主要的天然气储层之一, 其储集岩主要为细-中粒岩屑砂岩、岩屑长石砂岩及石英砂岩, 该砂岩储层具有低孔隙度、低渗透率的特点。在对该区上三叠统须家河组气藏宏观沉积特征研究的基础上, 采用岩石薄片、铸体薄片、扫描电镜及X射线衍射等方法, 对该气藏储层的成岩作用、孔隙演化及其对储集物性的影响进行了探讨, 认为研究区砂岩经历了压实压溶作用、胶结作用、交代作用、溶解作用以及破裂等多重成岩作用, 已达到了中成岩阶段B亚期。成岩作用是控制该区储层物性的一个关键因素, 在孔隙演化过程中, 压实压溶、胶结作用主要起破坏性作用; 而溶蚀作用、环边绿泥石胶结主要起建设性作用。     

四川盆地上三叠统须家河组气藏类型与富集高产主控因素

四川盆地上三叠统须家河组,由于强烈的成岩作用,砂岩厚而致密,储层非均质性强,多类型天然气藏发育。其主要发育八种常规气藏与两种非常规气藏。其中岩性气藏、构造—岩性复合气藏等规模大,储量丰富,是重要气藏类型,主要发育于川中地区;水溶气藏也很发育,产量高,潜力大,广泛分布于川中—川西的平缓斜坡区与坳陷区,是四川盆地未来重要发展方向。须家河组天然气藏大多具有近源、高压、含凝析油、含水,分布广、规模大,气、水关系复杂等特点。由于不同地区的沉积、成岩、构造等方面的不同,其天然气成藏的主控因素差异较大。如川中地区主要控制因素是岩性,川西冲断带则主要是构造与裂缝,川北主要是裂缝与岩性。因此,储集体、构造与裂缝等是须家河组天然气聚集成藏的三大主控因素,这三大要素的有效组合也是天然气富集高产区形成的关键。     

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。     

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。     

川西前陆盆地流体的跨层流动和天然气爆发式成藏

川西前陆盆地是我国西部典型的前陆盆地,也是我国重要的致密砂岩含气区。盆地上三叠统须家河组二段和四段等渗透层中的流体跨过须家河组三段、五段等不渗透层流入侏罗系自流井组、千佛岩组、沙溪庙组、遂宁组和蓬莱镇组等渗透层,即发生了流体的跨层流动。流体的跨层流动一方面使侏罗系砂岩发生了受酸性水控制的次生溶蚀作用,从而改善了侏罗系的储集条件;另一方面为侏罗系形成天然气藏提供了气源条件。盆地天然气成藏具有烟囱效应、早聚晚藏和异常高压等特征。深盆气是天然气早期聚集在川西前陆盆地上三叠统(主要是须二段和须四段)的基本形式,是后期天然气成藏的基础,本文称之为气库区。天然气藏形成是由地壳隆升作用致使早期聚集的气库区决口,引起流体跨层流动,天然气以速度快、规模大和范围窄的形式运移和聚集,本文称之为爆发式成藏。爆发式成藏形成了上三叠统晚期裂缝重组气藏和侏罗系气藏(并非都是次生气藏)两类气藏。早期天然气聚集和定位地区的确定和评价是今后川西前陆盆地天然气勘探的重点和难点。     

川东北元坝西部须家河组二段优质储层展布特征研究

川东北元坝地区须家河组二段致密砂岩气资源潜力巨大,但储量探明率低、测试效果差异大,主要原因之一是致密砂岩储层非均质性强、优质储层分布规律不清。本文充分利用测录井、岩心及相关分析化验等资料,在分砂组刻画沉积微相展布的基础上,开展了须二段沉积演化过程、储层特征及其分布研究。结果表明：（1）元坝西部须二段经历了辫状河三角洲-滨浅湖-辫状河三角洲演化过程,沉积控制了砂体规模、粒度和矿物成分的空间变化;（2）须二段砂岩类型多样,整体致密,为低孔、低渗储层;储层物性与砂岩粒度,长石、石英和方解石胶结物含量等因素密切相关,这些因素主要受沉积和后期成岩作用控制;（3）须二段发育块状中粒长石岩屑砂岩和交错层理中粒石英砂岩两类有利岩石相,前者自西北向东南逐渐减薄、呈条带状展布,后者呈不连续土豆状,主体分布于西南部地区。