深层超深层碳酸盐岩优质储层发育机理和“三元控储”模式——以四川普光气田为例

优质储层发育与分布是深层、超深层碳酸盐岩勘探的关键。近几年四川普光、通南巴和元坝等一系列深层超深层气田的发现,不断在深度上突破早期的认识,探索这类极限条件下优质储层发育机理,成为勘探的热点和难点。本文根据普光气田主要钻井的岩芯观察、薄片、孔渗、电子显微镜、同位素分析等数据资料的分析与统计,探讨普光气田优质碳酸盐岩储层发育的主控因素,提出沉积-成岩环境控制早期孔隙发育、构造-压力耦合控制裂缝与溶蚀、流体-岩石相互作用控制深部溶蚀与孔隙的保存的"三元控储"机理。     

深层超深层碳酸盐岩优质储层发育机理和“三元控储”模式

优质储层发育与分布是深层、超深层碳酸盐岩勘探的关键.近几年四川普光、通南巴和元坝等一系列深层超深层气田的发现,不断在深度上突破早期的认识,探索这类极限条件下优质储层发育机理,成为勘探的热点和难点.本文根据普光气田主要钻井的岩芯观察、薄片、孔渗、电子显微镜、同位素分析等数据资料的分析与统计,探讨普光气田优质碳酸盐岩储层发育的主控因素,提出沉积-成岩环境控制早期孔隙发育、构造-压力耦合控制裂缝与溶蚀、流体-岩石相互作用控制深部溶蚀与孔隙的保存的"三元控储"机理.     

桂中坳陷泥盆纪生物礁储层特征及演化史

桂中坳陷泥盆纪生物礁滩发育,桂中1井钻探证实该区存在优质生物礁灰岩和白云岩储层。野外露头、显微照片和扫描电镜等分析测试手段表明,该区泥盆纪生物礁储集空间主要包括孔隙、裂缝和溶洞。孔隙类型有粒内溶孔、骨架孔、粒间孔、溶孔、缝合线伴生溶孔等,以晶间溶孔、晶间孔及非组构控制的溶蚀孔、洞、缝为主,储层类型主要为裂缝型、裂缝-孔隙型和孔隙型。沉积环境、成岩作用及构造裂缝控制有利储层的发育,现今储集空间以埋藏溶蚀孔隙和保留下来的残余孔、洞、缝为主。地球化学和成岩作用研究表明,储层孔隙演化与油气充注密切相关,可能发生两期油气充注。储层焦沥青的形成主要是由于地层深埋造成原油热裂解。因此,该区油气勘探应以原油裂解天然气为主,寻找具有保存条件的岩性体。     

波斯湾盆地中白垩统Mishrif组碳酸盐岩储层特征及其发育模式

Mishrif组碳酸盐岩储层是波斯湾盆地最主要的储集层之一,储层岩石类型主要为礁滩相生物礁灰岩、生屑灰岩和含生屑泥灰岩,储集空间主要为粒间(溶)孔、晶间(溶)孔、铸模孔、表生期组构选择性溶蚀孔洞和基质微孔。储层多呈层状展布,横向上连续,边界受沉积相带约束; 纵向上发育多套致密隔夹层,呈强非均质性。储层发育与保存主要受沉积作用、成岩作用和构造作用影响。碳酸盐岩缓坡背景下发育的生物礁和生屑滩空间分布受盆地基底古构造格局控制,是优质储层分布相带。相对海平面升降旋回控制相带迁移和成岩作用差异,导致优质孔渗层与致密隔夹层交互发育。构造圈闭发育与油气充注时间的耦合有效抑制压实作用和胶结作用对储层的破坏,是储层得以保存的有利因素。     

四川盆地川中地区盐亭-潼南海槽台缘带二叠系长兴组储层特征及成因探讨

四川盆地长兴组发育优质生物礁滩储层,是重要的勘探层系.目前,缺少对其储层特征和成因的研究.以岩石特征分析为基础,结合区域地质研究、镜下鉴定、阴极发光、Sr、Fe、Mn元素和C、O、Sr同位素等地球化学特征分析,对盐亭-潼南海槽台缘带礁滩体储层岩石学特征、地球化学特征等展开了系统研究.受盐亭-潼南海槽台缘带控制,川中地区礁滩体呈规律性展布.海槽东侧广安-公山庙台缘带主要发育生物礁,以生物礁滩复合体中的礁顶滩及礁内滩白云岩为主要储集岩,储集空间主要为粒间孔及生物格架孔,白云岩化程度高;其单层厚度薄,分布广.海槽西侧生物礁不发育,以生屑滩为主,储层以生屑灰岩为主,孔隙主要为粒间溶孔、晶间孔、溶缝等;储层单层厚度较薄,累计厚度较大,分布范围比较广.埋藏白云石化是盐亭-潼南海槽台缘带白云岩储层的主要成因,埋藏期封存于长兴组地层中被淡水改造了的海水及来自于飞仙关组底部泥页岩的压实水是礁滩储层白云石化的主要流体来源;长兴末期存在的区域性暴露剥蚀叠加埋藏溶蚀改造是岩溶储层的主要成因.盐亭-潼南海槽台缘带优质储层受海槽台缘带、埋藏白云石化、长兴末期暴露剥蚀叠加埋藏溶蚀改造多因素共同控制,储层累计厚度较大,分布广,为规模有效储层.      

渤海CF油田古近系湖相碳酸盐岩储层特征

钻井揭示,渤海CF油田古近系湖相碳酸盐岩储层具有较强的非均值性。根据岩心、薄片、测井、分析化验、三维地震等各项资料,研究了CF油田古近系沙一段湖相碳酸盐岩的岩性、储集空间类型、物性、优质储层发育控制因素及分布特征。研究结果表明:CF油田沙一段湖相碳酸盐岩以生屑云岩为主,夹生屑灰岩、泥晶球团粒云岩等,纵向上可分为生屑云岩段和云质砾岩段;储集空间以孔隙为主,孔隙类型多为粒间孔、粒间溶孔、粒内孔,微裂缝发育,生屑云岩段多为中-高角度的构造-溶蚀缝,云质砾岩段多见压溶缝和收缩缝,云质砾岩段裂缝较生屑云岩段发育,裂缝被方解石充填严重;储层物性为中低孔低渗,渗透率大小与孔隙结构特征对应明显;优质储层主要为生屑云岩段,沉积作用、构造作用和溶蚀作用是控制储集层物性的关键因素;工区范围内发育断陷湖盆中央台地相,生屑滩、粒屑滩对应的生屑云岩段为优势沉积相带。在综合分析基础上开展的储层分类评价结果表明,古地貌相对高点及古地貌斜坡处为优质储层发育区,预测的优质储层平面厚度分布可以指导油田的高效开发。     

中扬子西部下志留统生物礁特征及其油气地质意义

中扬子西部下志留统灰岩、生物礁的分布与奥陶纪-志留纪之交"崇余运动"形成的NE向分布的古隆起相关,沿着鄂西利川-重庆石柱-南川一线,在早志留世小河坝期发育大型水下古隆起,小河坝中期(相当turriculatus带底部)发生区域性海侵,有利于钙质沉积,在鄂西宣恩高罗等古隆起的边缘发育生物礁。高罗生物礁是在陆棚相泥质条带灰岩礁基之上发育的一套以珊瑚和层孔虫为造架生物的生物礁,主要出露礁核的背风面沉积,造架生物间充填含大量藻类的泥岩,指示较深水、宁静的沉积环境。中扬子地区下志留统生物礁是除小河坝砂岩体之外重要的储层类型。     

中国油气田古岩溶与油气储层

在我国油气田勘探中,与不整合面有关的碳酸盐岩古岩溶储层普遍发育,并占有十分重要的地位。着重讨论我国鄂尔多斯盆地奥陶系、塔里木盆地轮南潜山奥陶系和四川盆地震旦系等典型油气田古岩溶储层发育特征与油气关系,指出我国油气田古岩溶储层具有以下几个特征:(1)古岩溶垂向分带明显,地表残积带、垂直渗流-水平潜流带等发育齐全。(2)储集空间主要由岩溶作用形成的半充填或未充填残余溶蚀孔洞缝组成。优质储层类型以裂缝溶蚀孔洞型储层为主,为各大油气田高产、稳产的最重要储层和主力产气层。(3)储层受古岩溶地貌和断层裂缝的控制明显。古岩溶斜坡和断裂发育区,古岩溶发育强烈,是溶蚀孔洞层和储层发育的有利地区。(4)埋藏有机溶蚀作用形成的次生孔隙为有效孔隙,它的发育与烃类的形成、演化和运聚相匹配。(5)古风化壳岩溶作用和埋藏有机溶蚀作用的多期次叠加和改造,是古岩溶储层及油气藏形成的最佳组合模式。古岩溶储层为中国深层油气勘探提供了一个新的勘探领域。     

川东北二叠系长兴组碳酸盐岩深埋成岩过程及其意义

上二叠统长兴组储层是川东北地区主力产层之一,储层岩性主要为结晶白云岩、残余生屑/砂屑白云岩、生物礁白云岩和亮晶生屑灰岩,储集空间以晶间孔、晶间溶孔为主,生物体腔孔、残余粒间孔次之,溶洞和裂缝少量发育。长兴组优质储层主要分布于台地边缘生物礁、台地边缘滩等沉积相带,该相带发育大量原生孔隙,易遭受大气淡水溶蚀改造。原生孔隙的发育为白云岩化流体与岩石相互作用提供空间,早期孔隙演变为晶间孔。白云岩抗压实能力较强,有利于高孔隙白云岩的保存。早三叠世快速深埋使长兴组迅速进入中深埋藏,深埋阶段,裂缝少量发育,部分被方解石充填,对储层贡献有限。晚三叠世油气充注隔绝了岩石与地层水的接触,抑制了孔隙内白云石的溶蚀和沉淀,储层先存孔隙得到较好的保存。快速深埋使孔隙迅速被埋藏封闭,深埋阶段水-岩反应处于近封闭的平衡状态,溶蚀-沉淀现象有限,深埋藏环境主要是储层孔隙保存和调整的场所,孔隙空间的位置可能重新分配。     

羌塘盆地生物礁岩特征与沉积模式

在三叠纪-白垩纪，特提斯海域内发育有大量的生物礁岩，羌塘盆地内亦广泛发育。生物礁沉积序列可划分为4类：(1)浅滩相生屑灰岩、核形石灰岩→生物礁岩→开阔台地相泥晶灰岩→斜坡相角砾岩；(2)开阔台地相灰岩→生物礁岩→局限台地相白云质灰岩；(3)浅滩相生屑灰岩→滨岸相碎屑岩；(4)潮坪相粉砂岩、泥灰岩→潮坪砂坝生屑灰岩→生物礁岩→潮坪砂坝生屑灰岩→潮坪相泥灰岩。生物礁岩可分为骨架岩、障积岩与粘结岩3种成因类型。成岩作用有重结晶、胶结、压实、压溶与破裂、溶蚀作用等。主要孔隙类型包括原生孔隙、裂隙与溶蚀孔、缝三类。晚三叠世造礁生物主要为珊瑚和藻类；中晚侏罗世以珊瑚礁与海绵礁为主。生物礁岩以海进体系为主，高位体系域也有发育，低位体系域中少见。可分为珊瑚礁、海绵礁、藻礁和层孔虫礁。南羌塘坳陷西部以珊瑚礁为主，东部以海绵礁为主；北羌塘坳陷西部为藻类珊瑚礁、层孔虫礁，台地内部有珊瑚礁、海绵礁。按古地理位置可分为台地边缘礁和台地内部礁，前者分布规模大，在地震剖面上也有明显的反映，有可能成为重要的油气储层。生物礁的发育状况全球海平面升降所控制。     

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.      

塔里木盆地深层、超深层白云岩优质储集层测井预测*

塔里木盆地寒武系白云岩是深层、超深层油气勘探的重要接替层系,但该套白云岩具有时代古老、埋藏深、成岩和构造演化复杂的特征,亟需在揭示储集层成因基础上建立不同成因白云岩储集层配套测井评价方法。由此通过岩心、薄片观察,结合常规和成像测井首先从储集层孔隙成因角度出发,识别出“岩溶改造型”和“沉积相控型”两大类白云岩。岩溶改造型白云岩储集层质量受岩溶相带控制,纵向可划分出表层岩溶带、垂直渗流带、水平潜流带和深部缓流带4个岩溶相带。沉积相控型白云岩储集层物性则受沉积相带控制,颗粒滩等高能沉积相决定了储集层质量。通过岩心刻度常规和成像测井分别建立岩溶相带以及沉积微相的测井识别模式与准则,实现了单井岩溶相带和沉积微相的测井识别与划分。最后在岩溶相带和沉积微相约束下实现单井白云岩储集层综合评价以及有利发育区带预测。岩溶改造型白云岩储集层,其垂直渗流带与水平潜流带分别以高角度裂缝和水平溶蚀孔洞为主要特征,可形成有利储集体发育的缝洞系统。沉积相控型白云岩,其中的颗粒滩和云坪高能相带原始孔隙发育,且也有利于进一步溶蚀,因此物性较好。研究成果可为深层、超深层白云岩有利储集层分布预测提供理论指导和技术支撑。     

开江-梁平地区上二叠统长兴组储层岩石学特征

以露头剖面测量、单井岩芯观察和室内薄片鉴定为依据,结合不同结构和成因类型白云岩(或白云石)的n(Mg)/n(Ca)比值,有序度和C、O、Sr同位素特征,对开江-梁平地区长兴组碳酸盐岩储层成岩作用与孔隙发育和演化规律进行了综合研究,确定研究区对储层破坏最大的成岩作用是胶结、压实-压溶、新生变形和次生矿物的充填等作用,而对储层贡献最大的建设性成岩作用主要为埋藏白云岩化、重结晶、溶蚀和破裂等作用,有效地改善了储层的孔渗性,形成以粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔、晶间溶孔、超大溶孔、溶洞和溶裂缝等多种次生孔隙类型组合的礁、滩相储层基本特征。在再造成岩序列和恢复孔隙演化历史的基础上,对储层发育与孔隙演化的关系可得出如下几点结论:①有利的礁、滩相带决定了储层发育的位置和空间展布规律;②礁、滩复合体的多期次埋藏白云岩化是形成储层的基础;③破裂作用和溶蚀作用是改造储层和提高储层质量的关键。     

四川盆地北缘灯影组深埋白云岩优质储层形成与保存机制

叠合盆地深埋碳酸盐岩优质储层的形成和保存机理是一个复杂而又有争议的议题。大量的地质地球化学证据表明,四川盆地北缘灯影组深埋白云岩在灯四段和灯二段末期先后发生了两期古岩溶作用,在灯影组内形成了大小不等的晶洞和次生孔隙。在后期的深埋-隆升过程中,表生期的岩溶孔洞被不同世代的矿物充填,先存的孔洞被不同程度的改造和破坏,随埋藏深度的增加先存孔洞的体积变小;同时CO2、有机酸、H2S和多期外来酸性热液流体的溶蚀改造又形成了部分新的次生孔洞;油气藏主要赋存于残余的表生岩溶孔洞和新生次生溶孔内。研究表明,灯影组深埋白云岩优质储层的形成和保存不仅受表生岩溶作用、古岩溶地貌和沉积微相的影响和控制,而且还受深埋隆升过程中多期流体充注、溶蚀-沉淀和石油热裂解的复合控制。其中,表生岩溶作用是影响优质储层形成的最为关键性因素,古岩溶地貌和沉积微相控制了优质储层的时空分布,表生岩溶作用影响的深度最深达500m左右。多期侵蚀性流体的溶蚀和石油热裂解所引起的超压使先存表生岩溶孔洞能得以保存。     

准噶尔盆地莫西庄地区下侏罗统储层性质

准噶尔盆地莫西庄地区侏罗系储层具有低成分成熟度、富含岩屑、低杂基含量和高结构成熟度的岩石学特征。孔隙类型主要有残余粒间孔、溶扩粒间孔、粒内溶孔、晶间孔和微裂隙等,其中又以前两种为主,含量分别为25%和56%。通过对压汞测试结果和铸体薄片的物性资料统计分析,笔者认为莫西庄地区砂岩储集性能主要受沉积物粒度、沉积相类型、成岩作用及埋藏条件的控制。其中,埋藏条件是本区保持好储集性能的基础,成岩作用对储集性能起着直接的控制作用,沉积物粒度和沉积相类型对储层的影响是首要的。资料分析均表明,三工河组二段下亚段是本区的优质储层层段,八道湾组储集性能相较较差。     

鄂尔多斯盆地奥陶系岩溶储层控制因素分析

鄂尔多斯盆地奥陶系岩溶储层演化经历了多期次的叠加。根据古岩溶的演化期次,分别编制了奥陶系地层厚度图、前石炭纪岩溶古地貌图及奥陶系顶面构造图。结合岩溶发育机理,系统分析了各个阶段岩溶储层发育的控制因素,进而综合预测了岩溶储层发育的有利区带,为奥陶系的油气勘探指出了有利方向。同沉积期,鄂尔多斯盆地存在伊盟古隆起、中央古隆起和韩城古隆起,这3个隆起带共同控制着岩溶储层的发育,隆起的鞍部、斜坡带以及坳陷中的微隆起带是岩溶储层发育的有利地区;裸露风化壳期,古岩溶地貌和古沟槽的展布是岩溶储层发育的主控因素,古岩溶坡地为岩溶作用的进一步发生创造了条件;埋藏期,奥陶系顶面起伏形态始终处于中部高、东西低,中部隆起与东部坳陷之间存在一陡坡带,中部隆起带为压释水运聚的有利方向,而陡坡带为压释水的强烈转换区,这一特征决定了岩溶储层的最终分布。因而,同沉积期隆起斜坡带、裸露风化壳期岩溶坡地以及埋藏期陡坡带的叠加位置将是岩溶储层发育的有利区域。     

鄂尔多斯盆地奥陶系不同组构碳酸盐岩埋藏溶蚀实验

鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩储层受埋藏溶蚀作用控制明显,而地层深部复杂的水-岩反应造成埋藏溶蚀研究难度较大,并进而影响了储层的评价与预测。分别利用CO₂溶液和乙酸溶液为流体介质进行溶蚀模拟实验,探讨埋藏条件下温度、压力、流体等因素对不同矿物及组构碳酸盐岩溶蚀作用的影响。结果表明:1）随着温度与压力升高,碳酸盐岩样品在乙酸溶液中的溶解速率均相应提高,在CO₂溶液中的溶解速率则先增加后减小,且在110℃~130℃区间内溶蚀速率最大;深埋藏环境下,各岩类溶蚀速率差异减小,并趋于一致;2）岩石矿物成分和组构,原岩初始孔隙度的大小及其连通关系,以及晶体的产状对成岩后期的埋藏溶蚀作用也具有重要的影响。不溶组分含量低、颗粒/灰泥比高、矿物成分复杂的碳酸盐岩由于组构选择性溶蚀作用而更易被溶蚀;碳酸盐岩的溶蚀速率随方解石含量的增加而增加,但深埋藏环境下,矿物成分含量差异对溶蚀速率的影响作用减弱;硬石膏与白云岩相伴生时,可优先溶蚀形成膏模孔,并促进白云石的溶解,改善储层效果。不同岩性,总体上灰岩较白云岩及过渡岩类更易发生埋藏溶蚀作用。结合研究区实际地质条件分析,砂屑灰岩、膏质白云岩等埋藏溶蚀强度较大,通过对原岩早期组构选择性溶蚀形成孔隙的继承和调整,叠加埋藏期岩溶作用后,可形成规模优质储层。     

川东北元坝地区上二叠统长兴组优质储层形成机制

川东北元坝气田为千亿储量的海相气田, 上二叠统长兴组礁滩相气藏具有埋藏深、高温、高压、高含硫化氢、气-水关系及工程地质条件复杂等特征。优质储层主要为礁滩相的白云岩, 具有物性好、非均质性强、含气性好的特点。研究表明, 台地边缘生物礁及台地边缘浅滩相控制了有利的储层岩石组合类型与分布, 是优质储层发育的基础; 白云石化作用和溶蚀作用改善和提高了储层岩石的孔隙度, 构造活动形成的多期裂缝提高了储层的渗流性能, 沉积-成岩-构造破裂等多因素的综合作用和合理配置是川东北元坝地区长兴组优质白云岩储层形成关键。      

鄂尔多斯盆地靖边气田高桥区块马五41段白云岩储层建设性埋藏成岩作用及意义

受古岩溶作用的影响,鄂尔多斯盆地靖边气田高桥区块形成了层位较稳定的溶蚀孔洞白云岩储层。利用钻井岩心、铸体薄片、阴极发光及地球化学手段等,对研究区马五41段白云岩储层埋藏环境下建设性成岩作用进行了系统研究。研究表明,区内埋藏环境下建设性成岩作用有埋藏白云石化作用、埋藏溶解作用、裂缝作用等。研究区晶粒白云岩C、O同位素比值与奥陶纪海水的C、O同位素值相比明显偏负,表明地层经历了埋藏白云石化作用,埋藏白云石化作用使得岩石体积缩小、岩石孔隙度有所增加,有利于晶间孔的形成。埋藏溶解作用可形成大量的溶蚀孔、洞、缝等储集空间,为油气的储集成藏提供了有利的场所。裂缝的发育增加了溶蚀孔洞的连通性,有效地提高了储层的孔隙度与渗透率。上述3种建设性成岩作用相互叠加配合,使得裂缝与原本存在的孔隙配套,对良好油气储集空间的形成起了决定性控制作用。