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。     

埋藏方式控制储层压实效应的定量表征——以库车坳陷白垩系砂岩储层为例

埋藏方式对于储层压实作用的制约效应非常明显,但其定性描述无法精确反映其所涵盖的诸多因素。由此引入时—深指数(TDI指数),是对储层埋藏历史中时间、温度和埋藏压力三者的综合表征,并以定量形式揭示埋藏方式的差异。以库车坳陷白垩系砂岩储层为例,探讨TDI指数对于储层粒间体积的制约效应,两者呈现明显的相关性,表明TDI指数不仅可以较好地表征储层埋藏方式的差异,也对于储层储集物性有着特殊的预测效果。     

埋藏方式控制储层压实效应的定量表征--以库车坳陷白垩系砂岩储层为例

埋藏方式对于储层压实作用的制约效应非常明显,但其定性描述无法精确反映其所涵盖的诸多因素。由此引入时—深指数（TDI指数）,是对储层埋藏历史中时间、温度和埋藏压力三者的综合表征,并以定量形式揭示埋藏方式的差异。以库车坳陷白垩系砂岩储层为例,探讨TDI指数对于储层粒间体积的制约效应,两者呈现明显的相关性,表明TDI指数不仅可以较好地表征储层埋藏方式的差异,也对于储层储集物性有着特殊的预测效果。     

不同动力学机制共同制约下的储层压实效应特征——以塔里木盆地库车坳陷白垩系储层研究为例

在垂向压实和侧向压实的双重动力学机制叠加下, 库车坳陷白垩系碎屑岩储层展现出的压实效应, 无法用传统单一的垂向压实理论来解释.通过详实的成岩特征显微统计分析, 梳理出了垂向(埋深)压实和侧向(构造)压实分别对于研究层段的压实效应.研究层段的压实效应主要由垂向压实造成, 侧向压实造成的压实效应相对较弱; 侧向压实减孔量占总压实减孔量的比例并不与构造应力本身的大小呈明显的正比关系, 侧向构造应力施压的时间与储层垂向埋藏压实程度之间的时间配置关系、构造挤压应力的大小等因素严重制约着构造应力对于储层的侧向压实效应.     

塔里木盆地库车坳陷下侏罗统砂岩储层性质的控制因素

通过对4口钻井，4条地表剖面的地层沉积详细描述及相应的3000余块储层浅钻样品和近万个岩矿分析测试数据等翔实资料的分析认为，库车坳陷下侏罗统发育辫状三角洲沉积体系，三角洲平原的辫状分流河道和三角洲前缘的水下分流河道是主要的储集砂体。这套储层以吐孜洛克地区为界，东，西两区在成岩作用，储集性质和成因机制上均存在显著差异。经研究表明，砂岩粒径，地层埋藏史和构造侧向挤压是引起此差异的关键控制因素；时间域上主要表现为砂岩粒径对储集性质的影响，而空间域上储层特征的显著差异受控于地层埋藏史和构造侧向挤压。     

库车坳陷阳霞地区下侏罗统阿合组储层特征及储层发育的主控因素

通过岩心及薄片观察,结合储层物性资料、粒度分析、扫描电镜、包裹体测温、粘土矿物X-衍射分析等多种资料和手段,对阿合组储层特征进行分析,定量研究了不同成岩作用对储层物性的影响,并对储层的影响因素做了进一步的探讨。结果表明阿合组储集空间主要为杂基微孔隙,其次为长石颗粒溶孔及粒内溶孔、粒间孔及粒间溶孔;储层物性差,为典型的特低孔-超低渗型储层;岩性是储层发育的物质基础,成岩作用中的压实作用是孔隙度减小的主要因素,胶结作用次之,溶蚀作用及矿物转化对储层物性有一定的改善作用;构造幅度的差异使得所处的成岩阶段具有差异性,进而造成阳霞地区北斜坡东部储层物性优于中西部。构造背斜转折端,孔隙度有所增大的同时,渗透率也有所增大,而背斜翼部微裂缝发育,孔隙度有所增加,渗透率变化不大。指出较好储层的分布地区和构造部位及其主控因素,对该区的油气勘探具有一定的理论指导意义。     

库车坳陷东部下第三系碎屑岩储层分异成因模式

库车坳陷东部下第三系优质储层主要发育于细粒碎屑岩, 而不是粗粒碎屑岩中.从构造沉积作用分析入手, 结合该区的古气候特征, 通过对两种碎屑岩沉积和成岩演化过程的深入分析, 认为粗粒与细粒碎屑岩经历了同沉积、浅埋藏区域地下水、中深埋藏压实、构造破裂与埋藏溶蚀、构造挤压与超压形成等多阶段的叠合改造, 不同阶段对碎屑岩储层特征影响不一, 从而使得储层储集空间特征出现较大分异.成岩与储层分异的结果形成了现今的油气储层, 主要发育于细粒的粉砂岩储层中, 据此建立了储层发育演化的成因模式.      

库车坳陷白垩系深层致密砂岩储层溶蚀作用实验模拟研究

库车坳陷前陆区白垩系发育特低物性、强非均质性和高稳产砂岩储层,溶蚀作用显著,但成因机制尚不是很明确。利用高温高压热模拟实验还原了目的层在成岩演化过程中1种表生流体和2种埋藏流体环境下溶蚀作用差异,揭示了成岩矿物演化过程及储集空间结构变化特征。结果表明,表生成岩期大气淡水淋滤弱酸性流体环境（CO₂饱和溶液,pCO₂=1 MPa）溶蚀作用最为显著,长石类矿物发生明显溶蚀,石英和黏土矿物相对难溶,Na+、Ca2+和K+等离子析出明显,Si4+和Al3+析出较少,样品表面沉淀出较多的疑似多边形石英和铝硅酸类矿物;成岩晚期油气充注酸性流体环境（乙酸溶液,2 mL/L）溶蚀作用其次,易于溶解白云石、石膏和长石类矿物,Ca2+、Mg2+、Na+和Si4+等离子析出明显,样品表面无沉淀;成岩早-中期碱性流体环境（NaHCO₃溶液,pH=7.46、HCO₃-=0.6 mol/L）溶蚀作用相对较弱,石英、长石和部分黏土矿物均发生了不同程度的溶蚀,且随着温度、压力的增加,溶蚀作用程度增加。综合分析表明:表生流体是研究区砂岩储层溶蚀孔隙发育的关键因素,其次为有机酸和碱性埋藏流体。这一认识能够丰富致密砂岩储层孔隙成岩演化理论,为下一步寻找规模储层发育区和气田有效开发提供理论支撑。     

构造挤压对库车坳陷异常地层压力的影响

库车坳陷异常高压呈东西向带状分布,中部克拉苏-东秋-迪那构造带的地层压力系数在2．0以上,往南北两侧递减。异常高压的分布和古近系的膏盐岩分布密切相关,巨厚的膏盐层盖层是形成异常高压的重要条件。喜马拉雅晚期强烈的构造挤压作用是库车坳陷异常高压形成的主要因素,地层压力和过剩地层压力与最大构造主应力之间具有较好的相关性,构造抬升对该区异常高压形成的影响较小。异常高压对油气藏的形成和保存有十分重要的作用,它是库车坳陷形成大型油气藏的必要条件。     

库车坳陷西段出露盐体的溶解物理模拟

库车坳陷西段古近系库姆格列木群中分布着巨厚的盐岩层,喜山末期构造运动使得大量的盐体在库车前陆褶皱冲断带前缘被逆冲推覆至地表,遭受大气降水的溶解.除了平衡剖面恢复所得出的缩短量之外,盐推覆构造的逆冲推覆距离还应包括溶解盐体的厚度.通过采集研究区出露地表的盐岩样品,进行溶解物理模拟实验,估算自1.64Ma以来,研究区出露盐体的溶解厚度为3.969~14.727km.根据前人利用平衡剖面恢复所计算出该区的盐推覆构造的最大推覆距离为30km以上,从而得出该区的盐推覆构造的最大推覆距离为44.727km以上.     

Analysis of Reservoir Forming Conditions and Prediction of Continuous Tight Gas Reservoirs for the Deep Jurassic in the Eastern Kuqa Depression, Tarim Basin

The exploration targets in the Kuqa Depression at present are mainly structure traps in Cretaceous-Tertiary. Due to the complexity of mountain distribution and reservoir forming conditions, the exploration of Jurassic in the eastern Kuqa Depression has been in a state of semi-stagnation since the discovery of the Yinan-2 gas reservoir. According to the concept and theory of “continuous petroleum reservoirs” and the re-analysis of the forming conditions of the Yinan-2 gas reservoir and regional natural gas in the eastern Kuqa Depression, it is believed that the deep Jurassic has good natural gas accumulation conditions as well as geological conditions for forming continuous tight gas reservoirs. The boundary of the Yinan-2 gas reservoir is not controlled by a structural spillpoint. The downdip part of the structure is dominated by gas, while the hanging wall of the fault is filled by water and forming obvious inverted gas and water. The gas reservoir has the normal temperature and ultra-high pressure which formed in the near source or inner-source. All of these characteristics indicate that the Yinan-2 gas reservoir is different from conventional gas reservoirs. The deep Jurassic in the eastern Kuqa Depression has multisets of source-reservoir-cap assemblages, which comprise interbedded sandstones and mudstones. These assemblages are characterized by a self-generation, self-preserving and self-coverage model. Reservoir sandstones and coal measure mudstones are interbedded with each other at a large scale. As the source rocks, Triassic-Jurassic coal measure mudstones distribute continuously at a large scale and can generate and expel hydrocarbon. Source rocks contact intimately with the overlying sandstone reservoirs. During the late stage of hydrocarbon expulsion, natural gas charged continuously and directly into the neighboring reservoirs. Petroleum migrated mainly in a vertical direction over short distances. With ultra-high pressure and strong charging intensity, natural gas accumulated continuously. Reservoirs are dominated by sandstones of braided delta facies. The sand bodies distribute continuously horizontal. With low porosity and low permeability, the reservoirs are featured by strong heterogeneity. It is hypothesized that the sandstones of the interior depression tend to be relatively tight with increasing depth and structure stress weakness. Thus, it is predicted that continuous tight gas reservoirs of ultra-high pressure may exist in the deep formations of the eastern and even the whole Kuqa Depression. So, it is worth evaluating the exploration potential.     

库车坳陷东部下侏罗统致密砂岩储层特征及主控因素

塔里木盆地致密砂岩气分布广、勘探潜力大,是今后勘探的重要前瞻性领域.库车坳陷东部下侏罗统砂岩储层普遍致密,加强其储层特征及主控因素的研究,对指导下一步的天然气勘探开发具有重要意义.为了揭示了塔里木盆地库车坳陷东部下侏罗统致密砂岩储层的发育规律及主控因素,通过铸体薄片、阴极发光、扫描电镜、激光共聚焦等测试手段并结合测井资料,研究了储层的岩石学特征、孔隙结构特征和物性特征.结果表明,该区储层岩石类型以岩屑砂岩为主,岩石成分成熟度低,结构成熟度中等;孔隙结构主要为中孔细喉和小孔微喉,孔隙连通性较差;孔隙度大部分为4%~12%,平均为8.12%,有效空气渗透率主要为(0.1~3)×10-3μm2,属于典型的致密砂岩储层.在此基础上,综合分析了致密储层与沉积作用、成岩作用、构造作用的关系.研究认为,储层的物性受沉积作用、成岩作用、构造作用等的共同影响,其中主控因素是受沉积作用控制的粒度、成岩作用中的压实作用和构造压实作用.     

库车坳陷克深气田致密砂岩储层构造裂缝形成序列与分布规律

综合采用岩心、薄片和成像测井等资料,对库车坳陷克深气田白垩系巴什基奇克组构造裂缝的形成序列、分布规律和影响因素进行了研究。结果表明:剪切裂缝和张性裂缝在克深气田均有发育,以直立缝和高角度缝为主,主要形成于近南北向的挤压作用、背斜弯曲拱张作用和异常流体高压作用,微观裂缝切穿胶结物和部分颗粒,早期充填构造裂缝可在后期构造应力和异常流体高压作用下重新裂开成为有效裂缝。克深气田发育3期构造裂缝,其中第3期构造裂缝的形成时间与天然气大量充注期吻合,是工业规模性气藏形成的关键因素。单个断背斜高部位的构造应力低于背斜翼部,因此背斜高部位的构造裂缝线密度相对较低,但背斜弯曲变形使裂缝开度较大,有效性好,单井的无阻流量较高;翼部和断层附近构造裂缝线密度较大,但开度较小,有效性差;构造应力、岩石强度和变形时间的不同造成了构造裂缝特征在各气藏之间具有差异性。储层中部第3砂层组的构造裂缝发育程度中等,充填程度相对较低,并且平面上分布连续,可形成连片分布的储层"甜点"区,应成为克深气田开发中的重点层位。对克深气田构造裂缝起主要贡献作用的为水下分流河道和河口坝微相的粉-细砂岩。     

辽河滩海西部凹陷古近系碎屑岩储层成岩作用及其对储层物性的影响

辽河滩海西部凹陷古近系储层砂岩类型主要以长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩、岩屑砂岩及杂砂岩为主,为近源、多源沉积体系,砂岩成分成熟度及结构成熟度低。孔隙类型包括原生孔隙、次生孔隙及混合型孔隙。研究表明该区古近系储层成岩阶段处于早成岩B段至晚成岩A段,主要发育机械压实、胶结、溶解及交代等4种成岩作用。其中溶解作用为主要的建设性成岩作用,发育程度普遍较强。机械压实、胶结及交代等成岩作用为破坏性成岩作用,发育程度中等。储层物性随深度增加呈现有规律的变化,在1 400~2 600 m和2 800~3 400 m深度范围内,孔隙度和渗透率出现异常高值。成岩作用的强度和期次是影响储层孔隙发育的主控因素之一,该区的两个异常孔隙发育带是各种成岩作用综合的结果。其中第一异常孔隙发育带与有机质成熟有关,成岩环境为酸性;第二异常孔隙发育带则与碱性成岩作用有关,硅质组分的溶解对次生孔隙的形成及保存具有重大的贡献作用。     

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.     

库车坳陷下侏罗统岩石古应力场与砂岩储层性质

对库车坳陷下侏罗统野外定向岩石样品的岩石力学性质的测试结果表明,下侏罗统以压扁变形明显、拉伸变形较弱为特点.自侏罗纪以来,该区经历了至少4期古构造变形作用,其变形方式主要为近EW向的以脆性变形为主的褶皱变形作用.在平面上,该区明显地表现为东弱西强的构造挤压变形特征,并对砂岩的储层性质产生重要影响.东区平均古构造应力值为19.8~28.3 MPa,对应的平均砂岩孔隙度为17.1%;西区平均古构造应力值为62.6~80.1 MPa,对应的平均砂岩孔隙度为6.4%~4.6%.     

库车坳陷东部YN5井下侏罗统致密储层特征及主控因素

库车坳陷东部YN5井位于依奇克里克构造带中部,其下侏罗统阿合组发育一套浅色辫状河三角洲相砂岩、砾岩组合,阳霞组为湖泊相夹三角洲平原相的大段泥岩夹砂岩和煤层。通过岩石薄片观察,结合岩石物性测试发现,下侏罗统储层岩石类型主要为岩屑砂岩,岩屑以变质岩岩屑为主;阳霞组以铁泥质和钙质胶结为主,阿合组以硅质和钙质胶结为主。储层孔隙度均小于12％,多介于2％～8％之间,渗透率多介于0.1×10-3～5.0×10-3μm2,平均孔喉半径主要介于0.2～0.6μm之间,阿合组储层物性好于阳霞组。受到原始岩石组分及压实作用的综合控制,阳霞组和阿合组储层物性呈现出两段式自上而下逐渐变差的特征。储层岩石孔隙类型以粒内溶孔和微孔隙为主,是由长石、岩屑以及碳酸盐胶结物等可溶物质遭受溶蚀作用形成,阿合组粒度相对较粗,长石、岩屑等可溶组分含量相对较高,其溶蚀作用较阳霞组更发育。此外,构造作用产生的裂隙是改善储层物性的另一重要因素。     

超深层裂缝性致密砂岩储层砂体、裂缝发育特征及对产能的影响:以塔里木盆地库车坳陷KS2气田为例

库车坳陷KS2气田目的 层构造裂缝普遍发育,而位于不同构造位置的裂缝发育特征有所差异,其与储层砂体的发育特征共同控制了该区单井产能的高低.综合利用岩心、薄片、扫面电镜、测井以及电成像测井解释资料,对库车坳陷KS2气田目的 层巴什基奇克组的储层岩石学特征、砂体组合特征以及裂缝的性质、开度、填充性等特征进行了分析,并对砂体...