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。     

准噶尔盆地阜康凹陷深层侏罗系砂岩储层差异性成岩演化与烃类充注

储层有效性及成因机理是制约目前深层油气勘探的关键地质问题。本文以准噶尔盆地腹部阜康凹陷下侏罗统三工河组砂岩为研究对象,利用岩石薄片、SEM(扫描电子显微镜)、稳定碳和氧同位素、流体包裹体等研究手段,分析储层成岩演化与烃类充注的动态关系,对深层储层有效性及形成过程进行研究。研究发现：三工河组储层主要由富塑性岩屑极细—细砂岩和相对富刚性颗粒中—粗砂岩2类岩石组成,它们在储层砂岩段内相互成层出现,在成岩演化和油气充注方面表现出很大的差异性。在储层深埋成岩过程中,富塑性岩屑极细—细砂岩以泥质塑性岩屑强烈机械压实和新生变形作用为特征,在第一期石油充注之前已变为致密储层,同期和后期烃类均不能充注。相比之下,刚性颗粒体积分数相对较高的中—粗砂岩中机械压实作用较弱,自生矿物类型多样,溶蚀作用亦较为普遍;这类砂岩至少经历了2期石油充注事件,成岩作用与烃类充注交替发生。富塑性岩屑极细—细砂岩构成储层内的隔夹层,可能引起油气运移的不均一性。     

松辽盆地深层火山岩储层岩相特征和天然气的来源

松辽盆地发育上下两个盆地充填序列：下部充填序列指埋深〉3000m的上侏罗统-下白垩统断陷期火山成因地层，自下而上划分为火石岭组、沙河子组和营城组；上部充填序列由下白垩统上部-上白垩统坳陷期正常的沉积地层组成。下部充填序列的营城组火山岩是松辽盆地北部深层天然气的主要储集层（占储层的87％）。火山岩储层物性受控于火山岩岩相，喷溢相上部亚相（Ⅲ3）和侵出相。内带亚相（Ⅳ1）是最有利的火山岩储层，火山通道相火山颈亚相（Ⅰ1）、隐爆角砾岩亚相（Ⅰ3）和爆发相热碎屑流亚相（Ⅱ3））也是较好的储层。在松辽盆地北部徐家围子断陷火山岩储层中发现的工业气藏天然气有烃类、CO2、N2、H2S和少量稀有气体。通过天然气组成，烃类和CO2，碳同位素组成分析，认识到徐家围子断陷火山岩气藏天然气主要为煤型气、油型气和无机气构成的混合气，无机成因CO2气可能源于地幔或是岩浆成因。     

松辽盆地南部火山岩储层特征

松辽盆地南部断陷层火山岩分布广泛,随着近年长岭南部中基性火山岩勘探获得突破,火山岩储层特征及形成机制研究再次成为热点。针对火山岩储层纵向多期次、横向多相带、非均值性强的特点,以松南多年勘探实践资料为基础,结合岩心、铸体薄片、扫描电镜和CT扫描等多种方法,从宏观、微观多尺度识别了火山岩储层3类12种有效储集空间类型,明确了"孔隙+溶蚀"和"孔隙+缝网"复合型储集空间的大规模发育是火山岩储层形成的关键,总结了火山机构-岩相类型、所处构造位置、暴露时间和到生烃灶距离对火山岩储层形成的控制作用。     

大牛地气田上古生界储层埋藏—成岩演化过程

综合运用铸体薄片、扫描电镜、包裹体测温和拉曼分析等资料和方法,从地层埋藏历史、地温、压力、储层成岩特征、储层流体差异和物性演化等方面对大牛地气田上古生界致密砂岩储层成岩-成藏过程进行细致解剖。研究表明:大牛地气田上古生界储层埋藏成岩过程可划分为强机械压实阶段、复杂成岩演化阶段、储层定型阶段和抬升-弱改造阶段。四者对应的典型特征分别为储层强烈减孔（压实率约22.2%～97.5%）;发生两期油气充注（距今约200 Ma和180 Ma）,同时成岩演化类型多样,深刻影响储层物性;发生第三期油气充注（距今约150 Ma）,并且多数储层达到致密化程度（孔隙度小于10%）;构造大幅度抬升,张裂缝弱发育。油气充注早于储层致密化,微裂缝的发育可能为储层渗透率提升的关键。     

松辽盆地北部深层砂岩成岩作用与孔隙演化

松辽盆地北部深层砂岩成岩作用强,原生孔隙保存差。深层砂岩只有出现大量的次生孔隙,才能具有较好的储集性能。本文通过偏光显微镜、扫描电镜和显微热台等分析方法,研究了松辽盆地深层砂岩岩石类型,成岩作用特征和各成岩阶段砂岩孔隙的演化,表明胶结作用是影响深层砂岩储层物性变差的主要原因,浊沸石胶结物的溶解是深部砂岩储集性能得以改善的主要原因。     

松辽盆地营城组火山岩成岩作用类型、特征及其对储层物性的影响

通过野外剖面观察、钻井岩心描述、薄片鉴定和扫描电镜分析,松辽盆地营城组火山岩的成岩作用阶段分为早期和晚期。早期成岩作用类型有挥发分逸出、熔蚀作用、等容冷凝结晶、准同生期热液沉淀结晶、熔结作用、冷凝收缩、分熔冷凝结晶和早期压实胶结作用;晚期成岩作用类型为充填作用、脱玻化作用、交代作用、机械压实压溶作用、胶结作用和溶解作用。早期成岩作用主要影响原生孔隙的发育,晚期成岩作用影响次生孔隙的发育。准同生期热液沉淀结晶、早期压实胶结作用、充填作用、机械压实压溶作用和胶结作用是使松辽盆地营城组火山岩储层物性降低的主要成岩作用;挥发分逸出、等容冷凝结晶、冷凝收缩和溶解作用是产生孔隙空间使储层物性变好的主要成岩作用。     

松辽盆地深层储层砂岩中火山碎屑物质在成岩阶段的变化与孔隙发育

松辽盆地深层储层砂岩中岩屑成分主要为火山岩岩屑,体积分数最高可达60%。填隙物主要为凝灰质杂基和成岩期后的钙质及硅质胶结物,体积分数在11%～19%。其形成环境主要为陆相断陷盆地的河流、三角洲和扇三角洲。岩石的成分成熟度和结构成熟度普遍低,而储层物性通常却很好。孔隙铸体、岩石薄片和电镜分析结果表明,富火山岩岩屑储层岩石的物性受碎屑成分、填隙物和成岩流体3个因素影响,其中火山岩碎屑在埋藏成岩作用中易于形成的次生孔隙是改善储层物性的主要原因。岩屑砂岩与储层物性相关的主要成岩后生变化有：（1）埋藏压实作用使碎屑岩原生孔隙大量减少;（2）溶蚀、脱玻化、次生矿物的生成和重结晶等成岩作用的总效应导致孔隙增加;（3）成岩流体改造和蚀变作用使火山碎屑物质形成大量次生孔隙,从而改善了砂岩储层的物性。     

松辽盆地深层火山岩储层测井响应及地质解译

为研究测井信息与地质属性的对应性,利用丰富的岩心描述结果刻度测井资料,对12种常见火山岩常规测井和8种成像测井图像进行地质解译。结果表明,火山岩地质属性的测井响应具有普遍性。常规测井中自然伽马和密度曲线对基、中、酸性火山岩响应明显,电阻率和三孔隙度曲线对火山岩的结构构造及孔缝响应明显。成像测井模式具体为:凝灰结构表现出高阻亮点模式,原生气孔表现出低阻暗点模式,流纹构造表现出中高阻黄白相间的正弦曲线模式,角砾结构表现出高阻亮块和低阻暗点模式,低角度裂缝表现出低阻正弦曲线模式,沉火山角砾结构表现出中低阻黄橙相间正弦曲线模式,火山碎屑溶孔表现出亮块中含暗点模式,块状结构表现出亮块模式。     

松辽盆地火山岩储层储集空间特征及其成因

松辽盆地储层火山岩主要为流纹岩,亚碱性、钙碱性系列,钾质中高。储集空间可划分为原生孔隙、次生孔隙和裂缝3类和13种基本成因类型。火山岩储层平均孔隙度3%~15%,渗透率(0.1~5)×10^-3μm²,孔隙半径0.05~1 μm;孔隙结构可分为粗态型、偏粗态型、偏细态型、细态型和极细态型5种。构造运动、风化淋滤作用及流体活动是影响和控制储层空间发育程度的主要地质因素。     

松辽盆地龙西地区泉四段砂岩成岩序列及孔隙演化特征

通过岩芯观察、镜下薄片、扫描电镜和X衍射分析等资料,对松辽盆地龙西地区泉四段砂岩的岩石学特征、成岩作用类型、成岩阶段划分和成岩共生序列及孔隙演化特征进行了研究。结果表明：龙西地区泉四段主要为长石质岩屑砂岩,局部为岩屑质长石砂岩;经历的主要成岩作用类型有压实作用、自生石英胶结作用、自生黏土矿物胶结作用、碳酸盐胶结作用、交代和溶蚀作用等;龙西地区泉四段砂岩为中成岩阶段A期,且细分为A1和A2亚期;随着成岩演化,压实和胶结作用使得原生孔隙减小,而溶蚀作用使得储层孔隙结构得到改善;孔隙类型由缩小粒间孔组成变为由缩小粒间孔和溶蚀粒间孔组合组成。     

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。     

塔里木盆地塔河奥陶系碳酸盐岩储层埋藏成岩和构造-热流体作用及其有效性

对层状风化壳模式的认识一度支撑着塔里木盆地下古生界深层碳酸盐岩油气勘探,但这类深层碳酸盐岩储层显示出的强烈非均质性使得勘探风险愈来愈大。研究以塔里木盆地塔河地区中—下奥陶统碳酸盐岩储层为典型实例,重点论述了成岩作用和构造—热流体复合作用对储层的制约,并结合表生岩溶等其它要素开展了储层分布综合解释。研究认识到:①奥陶系碳酸盐岩正常深埋藏成岩作用的主要效应是碳酸盐的沉淀而不是碳酸盐的溶解,建设性改造主要与表生岩溶作用（古喀斯特）或构造—热流体作用有关,并导致了碳酸盐岩储层强烈的非均质性。②从中下奥陶统到上奥陶统,下部碳酸盐岩地层热流体活动迹象明显优于上部地层。③奥陶系碳酸盐岩构造—热流体的建设性改造作用主要发生在中—晚泥盆世与二叠纪叠加改造的断裂构造交汇区,以及中—晚奥陶世、前石炭纪形成的表生岩溶发育区;有效储层与高能沉积相带关系有限。为此,提出了奥陶系碳酸盐岩构造—流体作用与储层形成概念模式,这为进一步认识储层的形成分布规律提供了新的线索。     

松辽盆地情南-黑帝庙次凹青山口组储层成岩作用研究

利用薄片鉴定、扫描电镜、包裹体测温及压汞分析等手段, 进行了储层岩石学特征、成岩作用类型、成岩阶段和成岩演化模式研究。研究区储层岩石类型为细粒2粗粒长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩, 砂岩经历了机械压实压溶、化学胶结、交代、溶蚀和黏土矿物转化等成岩作用。依据成岩标志, 研究区青山口组处于晚成岩期A2-A3亚期。成岩演化模式表明: 嫩二、三段沉积时, 青一段处于晚成岩A1期, 青二、三段处于早成岩B亚期-晚成岩A1亚期; 明水期, 青山口组整体处于晚成岩A2 亚期; 古近纪, 青一段进入晚成岩A3亚期, 青二、三段中上部处于晚成岩A2亚期。     

松辽盆地庆深气田深层火山岩储层储集性控制因素研究

松辽盆地庆深气田深层火山岩主要岩石类型为流纹岩、熔结凝灰岩、凝灰岩、火山集块岩、安山岩、英安岩和粗面岩,以中酸性火山岩为主,其主要储气岩为流纹岩和凝灰岩,与国内其他含油气盆地的火山岩储层明显不同。其原生孔隙受岩性、岩相控制,后期的成岩改造作用,包括构造活动、风化淋滤、溶蚀作用、脱玻化作用决定了火山岩次生孔隙发育程度,尤其是溶蚀作用,它是决定原生孔隙不发育火山岩能否成为有效储层的关键因素。不同地区火山岩储层的发育状况与火山岩所处的位置有关。火山机构多沿断裂带分布,火山口附近多种岩相叠合区和近火山口爆发相和喷溢相叠合区的储层物性较好,是天然气勘探的有利目标。     

鄂尔多斯盆地东南缘延长组石油充注对砂岩储层成岩演化的影响

综合运用岩石学、矿物学和地球化学方法,对石油充注鄂尔多斯盆地东南缘三叠系延长组砂岩储层后的成岩反应系 统进行了研究,揭示了石油充注对储层成岩环境的改变在一定程度上影响了本区储层成岩作用的演化。研究表明,该区延 长组长石砂岩储层在石油充注后有机酸和CO2大量出现,pH值降低,促进了岩石骨架颗粒长石的溶解,导致了次生孔隙的发 育,增强了储层的储集性能,但未能增加石英的溶解度;但是由于含油饱和度偏低,石油的充注使成岩环境的变化仅在很 小程度上抑制伊利石的生长,并没有完全阻止伊利石的生长,伊利石“搭桥”胶结孔隙,一定程度上降低了储层的储集性 能;同时石油的充注也使成岩早期形成的碳酸盐胶结物出现溶解,当成岩温度>100℃时,有机质热演化产生较高的CO2分 压,缓冲了pH值使含铁碳酸盐大量沉淀从而使储层致密化。石油充注对储层的这些影响对下一步的储层评价提供了重要依 据。     

油气充注对成岩作用的影响

油气充注对成岩作用的影响有三个方面 :抑制石英和伊利石的胶结作用、油气中所有机酸对深部孔隙的溶蚀改造作用、油气超压对压实的缓冲作用。英国北海Miller油气藏等的资料显示 ,油气充注较早时 ,油区的石英胶结速率比水区的明显要低 ,石英的胶结丰度比一般预测值低 ,而孔隙度比一般的预测值要高。我国渤海湾盆地东营凹陷油田资料显示 ,无论浅部或深部 ,凡是含油砂岩 ,其长石类及碳酸盐类矿物的溶解都十分强烈 ,次生孔隙很发育 ,而不含油的砂岩 ,其矿物溶解及次生孔隙发育一般较差 ;油层的方解石、白云石含量一般比水层低 ,深层尤为明显。干酪根生成油气时的流体体积增加 ,可大大增加孔隙流体压力 ,产生超压 ,并可传递到储集层 ,因而大大增加对压实作用的抵抗能力。上述三方面实质上都为深部油气成藏改善了储层基础 ,对深部油气勘探具有非常现实的意义。     

松辽盆地庆深气田火山岩储层的微观结构研究

松辽盆地营城组火山岩是庆深气田主要的储层。火山岩储集空间主要有4种组合类型,其中溶蚀孔+微孔隙型最为常见。孔隙是主要的储集空间,裂缝平均孔隙度为0.101%,主要起连通作用。通过火山岩样品的压汞分析,将毛细管压力曲线分为Ⅰ～Ⅴ类。最大孔喉半径为4.9 μm,分选系数为0.3～2.6,孔喉歪度为粗歪度。综合储层微观结构研究成果和试气结果分析认为：(1)火山通道相的火山角砾岩和角砾熔岩、喷溢相上部亚相的气孔流纹岩和侵出相内带亚相的球粒流纹岩和珍珠岩为好储层;(2)研究区储层孔隙结构以微孔喉为主、孔喉比大、孔喉的连通性及渗流能力较弱等特点,储层以Ⅱ、Ⅲ类孔喉为主,大部分气井需大型压裂改造,才能达到工业气流。     

库车凹陷克拉2气田储层成岩作用和油气充注特征

克拉2气田是中国陆上勘探已知最大的天然气气田,下白垩系巴什基奇克组砂岩是其主力储层.为了揭示本区储层成岩作用和油气充注之间的成因联系,综合应用偏光显微镜、阴极发光显微镜、扫描电镜、CT扫描三维重构、X-射线衍射、荧光光谱、显微测温和激光拉曼等技术手段研究了克拉2气田储层的成岩作用和油气充注期次及特征,并且探讨了油气充注对成岩作用的影响.研究结果显示:本区的成岩矿物组合为石英次生加大边、方解石、白云石,铁白云石,微晶石英和自生高岭石.发育3期油气充注:第1期为低温高盐度的低成熟油气流体,以记录在石英愈合裂隙、长石解理和方解石胶结物中的黄褐色荧光包裹体为代表,充注时间为18 Ma;第2期为高温高盐度的高成熟油气流体,以记录在石英愈合裂隙和白云石胶结物中的黄白-蓝白色荧光包裹体为代表,充注时间为6 Ma;第3期为高温低盐度的天然气充注,以记录在石英愈合裂隙和铁白云石胶结物中的无荧光气烃包裹体为代表,充注时间4 Ma.本区储层中自生高岭石、微晶石英和储层沥青是晚期天然气充注对储层改造的结果.      

松辽盆地营城组中基性火山岩成岩作用:矿物晶出序列、杏仁体充填和储层效应

利用露头和钻井资料,通过显微镜观测、化学分析和电子探针分析,研究营城组中基性火山岩的矿物晶出系列和杏仁体充填及其储层效应。本区中基性火山岩包括玄武岩、安山岩、玄武安山岩、粗面玄武岩、玄武粗安岩和粗安岩。斑晶矿物的晶出顺序为:橄榄石最早并几乎全部蚀变为蛇纹石、伊丁石和磁铁矿,仅保留橄榄石假象;辉石被斜长石包含或与之交生,说明辉石晶出有的略早于斜长石、有的与之同时。基质呈间隐间粒结构,为比斑晶偏酸性/碱性的板条状微晶长石堆积搭成格架、内充填玻璃质及微晶粒状矿物(橄榄石、辉石和磁铁矿)。基质结晶晚于斑晶,晶出序列为微晶粒状矿物→微晶长石→玻璃质。有单成分和复成分两种杏仁体。单成分者主要见硅质和钙质,具结晶世代性,为后生流体沉淀充填形成,可作为储层变差或非储层的标志。复成分杏仁体是原生火山玻璃固态下水合与蚀变作用的结果:包括蛇纹石/绿泥石-火山玻璃、石英-方解石-皂石/方解石和石英-绿泥石-方解石等组合类型,通常可作为储层改善或有效性增加的标志。中基性火山玻璃蚀变分为四个阶段:新鲜火山玻璃(折光率1.57)→水合火山玻璃(折光率降至1.53)→橙玄玻璃(铁镁质微晶矿物集合体)→新生矿物(石英、方解石、蛇纹石、绿泥石、皂石);由火山玻璃变为新生矿物的体积减小或孔隙增加效应为7%～10%。