鄂尔多斯盆地南部盒8段致密砂岩储层微观孔隙结构表征与评价

鄂尔多斯盆地南部上古生界致密砂岩气藏储层的研究程度较低,而微观孔隙结构一直是致密砂岩油气藏储层研究的热点和重点。运用岩心观察、铸体薄片、恒速压汞、常规压汞曲线、气水相对渗透率曲线和核磁共振等多种实验方法,对鄂尔多斯盆地南部盒8段储层储集空间类型及微观孔隙结构进行了详细研究及分类表征与评价。结果表明,鄂尔多斯盆地南部盒8段储层的孔隙类型以岩屑溶孔、晶间孔和粒间孔为主。主流喉道半径与渗透率相关性较好,渗透率可作为致密砂岩储层的分类依据。依据渗透率和压汞参数,将盒8段储层分为4类。Ⅰ类~Ⅳ类储层孔隙度和渗透率不断变差,中值半径不断减小;气、水等渗点相对渗透率不断增大;自由流体驰豫时间和饱和度不断减小。选取孔隙度、渗透率、中值半径、可动流体饱和度、等渗点相对渗透率、测井解释结论六项参数,建立了鄂尔多斯盆地南部盒8段储层微观孔隙结构分类评价标准。其中Ⅰ类和Ⅱ类储层为有效储层,Ⅲ类和Ⅳ类储层为无效储层。     

塔巴庙地区上古生界砂岩成岩作用特征及其储集性分析

鄂尔多斯盆地北部塔巴庙地区上古生界发育一套低孔低渗致密砂岩储层，储集空间以溶蚀微孔、蜂窝状溶孔和高岭石晶间隙为主，孔喉以细——微细为主。成岩作用决定了砂岩内部储集空间特征和储集性能，主要表现在较强的压实作用和胶结作用使砂岩的原生孔隙很少得到保存；较弱的溶蚀作用和强的蚀变作用使砂岩储集空间以微孔、超微孔为主，具有孔径小喉道细的特征，这是砂岩储集物性特别是渗透率偏低的直接原因。     

鄂尔多斯盆地东部盒8致密砂岩沉积特征及沉积模式

野外露头剖面和井下岩心的岩石学与岩相组合、沉积特征与岩相标志、室内砂岩碎屑矿物组成及其平面分布规律的研究结果表明,鄂尔多斯盆地东部盒8致密砂岩以岩屑砂岩为主,其次为岩屑石英砂岩,主要为深灰色、灰色、灰白色中砂岩和粗砂岩。研究区从北到南依次为冲积扇、辫状河及辫状河三角洲沉积体系。冲积扇以扇中和扇端为主,主要由冲积水道块状构造含砾粗砂岩组成。往南演化为辫状河沉积,主要包括河道砂坝和泛滥平原微相,其中河道砂坝为其骨架相,由大型交错层理和平行层理发育的粗砂岩和含砾粗砂岩组成。南部发育辫状河三角洲平原和前缘沉积,进一步划分出分流河道、泛滥平原、水下分流河道和分流间湾微相,其中分流河道及水下分流河道为其骨架相,类似于河道砂坝沉积,主要由板状、槽状交错层理粗砂岩及中-细砂岩组成,纵向上多期砂体叠置,横向上叠合成片,成为盒8致密砂岩气藏的良好储集层。     

鄂尔多斯盆地高桥地区盒8段砂岩储层致密成因

运用常规薄片、铸体薄片、扫描电镜及恒速压汞等实验手段,对鄂尔多斯盆地高桥地区盒8段储层特征进行研究,并以孔隙演化过程为线索分析了储层致密成因。研究结果表明:盒8段储层主要为岩屑石英砂岩、石英砂岩与岩屑砂岩,成分成熟度和结构成熟度均较高,储层物性差;砂岩分选性好,初始孔隙度整体较高,平均可达34.7%;受岩石组分、埋深及煤系烃源岩酸性流体的影响,压实作用强烈,破坏了大约20.4%的原生孔隙度,胶结作用破坏了其余13.9%的原生孔隙度,原生孔隙几乎被破坏殆尽;早期溶蚀产生的孔隙被压实作用破坏,而晚期溶蚀作用较弱,仅增加了大约3.4%的次生孔隙度,难以大幅度改善储层物性。因此,成岩期原生孔隙被破坏殆尽及次生孔隙形成较少共同导致该区储层致密。     

致密砂岩酸性和碱性成岩环境特征及对储层物性的控制:以鄂尔多斯盆地临兴和神府地区为例

成岩流体酸碱性对砂岩次生孔隙的形成具有重要影响.从酸性和碱性成岩流体演化角度分析鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩成岩流体酸碱性对物性的控制作用.依据大量铸体薄片观察、扫描电镜、X衍射分析、常规物性测试和高压压汞,详细研究了鄂尔多斯盆地东缘临兴和神府地区上古生界致密砂岩的岩石矿物学特征、物性特征、成岩作用、孔隙成因类型和孔喉...     

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。     

鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩气田储集层特征与成因*

鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩储集层普遍以低孔低渗为主要特征,但在低孔低渗的背景上发育相对优质储集层。应用偏光显微镜、恒速压汞等技术手段,从碎屑岩的粒度、碎屑组分、孔隙结构等分析入手,对比神木气田、榆林气田和苏里格气田3个大气田的储集层特点,并对致密砂岩中相对优质储集层的成因进行了分析。研究认为：高石英类矿物含量、适量的可溶性组分(包括长石、火山岩岩屑及凝灰质等）及残余少量粒间孔形成的酸性流体的渗流通道是形成相对优质储集层的必要条件;而较高含量的千枚岩屑、泥板岩等软组分,在上覆地层压力作用下被压实变形、充填孔隙,造成残余粒间孔全部丧失和酸性流体渗流通道的缺乏,因而形成低孔低渗的致密砂岩储集层。     

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。     

酸溶蚀模拟实验与致密砂岩次生孔隙成因机理探讨： 以鄂尔多斯盆地盒8段为例

鄂尔多斯盆地盒8段发现并探明了一批目前中国内陆最大的致密砂岩气田（藏）,该致密砂岩气田的储层岩性主要为 一套“低长石、低杂基、高成分成熟度”的石英砂岩,储集空间类型以多类型的次生溶蚀孔隙为主。针对盒8段致密砂岩 次生孔隙的成因机理,本文在大量薄片观察、扫描电镜、场发射、CT扫描分析的基础上,开展了高温高压条件下真实岩心 的酸溶模拟实验,实验样品为鄂尔多斯盆地石盒子组绿灰色中粗粒含凝灰质长石石英砂岩、绿灰色中粗粒含凝灰质长石岩 屑砂岩、灰色中粗粒含凝灰质岩屑石英砂岩和灰色中粗粒含凝灰质石英砂岩等4种不同类型的砂岩岩心,采用地层水中普 遍存在的乙酸配置成0.5mol/L的反应介质,选用2mL/min流速,动态溶蚀100h后,不同类型砂岩的次生孔隙显著增加, 物性明显改善,通过对不同岩性实验前后样品的同位扫描、水-岩反应速度、离子浓度等测定分析,发现盒8段致密砂岩储 层次生孔隙的成因主要为凝灰质、长石等铝硅酸矿物和碳酸盐矿物的溶蚀,探讨了实验样品中不同矿物的溶蚀序列,凝灰 质、碳酸盐矿物主要在低温条件下发生溶蚀蚀变,高温条件下主要为长石的溶蚀。揭示凝灰质、碳酸盐岩、长石等矿物溶 蚀、次生孔隙形成、新生矿物的发育机理,结合埋藏史、热史分析,建立了盒8段致密砂岩储层埋藏-成岩-孔隙演化模 式,明确了鄂尔多斯盆地盒8段石英砂岩次生孔隙的成因机理。     

鄂尔多斯盆地西南部上古生界储层裂缝研究

裂缝的发育不仅可以提高基质渗透率,增大油气产量,而且可能成为油气二次运移的主要通道,因此定量评价储层(尤其是致密砂岩储层)的裂缝频率、发育规模和空间分布是十分必要的,通过岩心观察、薄片分析及测井资料解释等表明,研究区盒8、山1、山2段裂缝较为发育,以水平裂缝和高角度近垂直裂缝为主;约90%的裂缝为有效裂缝,显示气层或干层;约30%的裂缝产出层段为气层和含气层,可见宏观裂缝的发育为油气富集提供了良好的运移通道。成像测井显示,研究区微裂缝发育也较为广泛,以垂直裂缝为主,为天然气向上运移提供了通道。     

鄂尔多斯盆地北部上古生界盒8储层特征及控制因素分析

通过研究区内大量铸体薄片及物性资料的分析,对鄂尔多斯盆地北部盒8气层组储层的岩石学特征、孔渗特征、孔隙结构及孔隙类型等进行深入研究,分析了影响储层储集性能的主要因素。研究表明,以辫状河沉积为主的盒8储集层具成分成熟度高而结构成熟度中等的岩石学特点,储层以次生溶孔和高岭石晶间孔最为发育,微孔—中孔是主要的油气储集空间,微喉和细喉是盒8的基本渗流通道,为典型的中低孔、特低渗储层。平面上储层物性受物源、沉积相带的控制,垂向上压实和胶结作用使储层物性明显变差,溶蚀作用产生的次生孔隙使储层物性得到改善。     

鄂尔多斯盆地北部二叠系下石盒子组致密砂岩成岩作用及孔隙成因

鄂尔多斯盆地上古生界分布有大面积致密砂岩储层.鄂北地区杭锦旗探区和大牛地气田储层的埋藏—成岩作用具较大差异性.两者的对比性研究有助于深刻理解致密砂岩的成储过程.运用铸体薄片和扫描电镜观察等储层测试方法明确了两者储层成岩作用和孔隙发育特征.研究表明:埋深差异、断裂作用和后期抬升作用导致两者储层的成岩阶段分别为中成岩A1期...     

鄂尔多斯盆地北部上古生界天然气的地球化学研究

鄂尔多斯盆地北部上古生界天然气的地球化学参数显示出煤成气的特征为高-较高的甲烷化系数、低-较低的C2 组分含量、低凝析油含量、烃类组分均相对富同位素 13C、轻烃(C5～C7)中高环烷烃含量等,其源岩无疑是石炭-二叠系(C2b-P1s)海陆交互相腐殖型母质为主的煤系气源岩.天然气地球化学参数中的甲烷化系数在平面上和纵向上的变化趋势与气层组的热演化程度存在着良好的相关性,反映出上古生界低渗透储层天然气的"广覆式生(供)气、持续运聚成藏"特征,天然气的主要成藏时期与气源岩的大量生、排烃时期(J2-K1)相匹配.局部地区的石千峰组发育晚期(K1抬升后)形成的天然气藏.气源岩母质的非均质性、成熟度的差异、运移与成藏特征等多因素叠加作用是引起天然气地球化学参数的变化在总体上的规律性与局部的复杂性共存的主要原因.     

三角洲前缘亚相致密砂岩储层的成岩作用与有利成岩相带:以鄂尔多斯盆地子洲气田山_2~3段砂岩为例

致密砂岩储层成岩作用复杂,成岩相分布表现出明显的差异性。以物性、铸体薄片、扫描电镜、X衍射、高压压汞等测试数据为基础,对鄂尔多斯盆地东部子洲气田山32段砂岩的成岩作用和成岩相进行了研究。结果表明:岩性以石英砂岩为主,岩屑含量自西向东表现出增加趋势;残余粒间孔、溶蚀孔和晶间孔为主要孔隙类型;压实压溶作用使原生粒间孔大量损失;胶结作用对储集空间具有双重影响,但整体使物性变差;溶解作用对石英砂岩和岩屑石英砂岩的影响不同,对石英砂岩的溶蚀程度更高;综合多项成岩阶段划分指标,子洲气田山32段砂岩已进入晚成岩B期,部分指标进入C期;参考多项定性和定量参数,划分出6种成岩相,分布于水下分流河道厚砂体中的石英加大粒间孔-溶蚀孔相是最有利的成岩相带,石英加大粒间孔-晶间孔相和粘土杂基充填晶间孔-溶蚀孔相次之,成岩相的平面分布受沉积微相和碎屑组分变化影响明显。     

水-岩作用对储层渗透性影响的数值模拟研究——以鄂尔多斯盆地东北部上古生界砂岩储层为例

油气储层的质量及演化往往受沉积作用和成岩作用的共同制约,成岩作用是影响储层孔渗最直接的因素,水-岩反应贯穿于整个成岩作用阶段,决定了孔渗的演化过程。本次研究以鄂尔多斯盆地东北部上古生界陆源碎屑岩储层下石盒子组-山西组为对象,运用多相流反应溶质运移数值模拟的方法,定量研究水-岩化学作用对含油气盆地储层渗透性能的影响,再现水-岩反应所造成的储层矿物溶解、沉淀以及储层渗透性的变化。结果表明：在成岩作用初期,矿物溶解过程占主导地位,模型运行50 Ma时,储层孔隙度由初始的0.30增至0.36,渗透率由初始的5.00×10^-15 m²增至8.70×10^-15 m²;在油气充注阶段（气体CO₂为主）,整个成岩作用矿物的沉淀量大于矿物的溶解量,导致固相体积增加,模型运行20 Ma时,储层孔隙度由0.20降低至约0.15,渗透率由5.00×10^-13 m²下降至约2.00×10^-13 m²。     

Characteristics of Tight Sandstone Reservoirs and Controls of Reservoir Quality: A Case Study of He 8 Sandstones in the Linxing Area,Eastern Ordos Basin,China

Determining the process of densification and tectonic evolution of tight sandstone can help to understand the distribution of reservoirs and find relatively high-permeability areas. Based on integrated approaches of thin section,scanning electron microscopy(SEM), cathode luminescence(CL), nuclear magnetic resonance(NMR), X-ray diffraction(XRD), N_2 porosity and permeability, micro-resistivity imaging log(MIL) and three-dimensional seismic data analysis, this work discussed the reservoir characteristics of the member 8 of the Permian Xiashihezi Formation(He 8 sandstones) in the Linxing area of eastern Ordos Basin, determined the factors affecting reservoir quality, and revealed the formation mechanism of relatively high-permeability areas. The results show that the He 8 sandstones in the Linxing area are mainly composed of feldspathic litharenites, and are typical tight sandstones(with porosity 10% and permeability 1 mD accounting for 80.3% of the total samples). Rapid burial is the main reason for reservoir densification, which resulted in61% loss of the primary porosity. In this process, quartz protected the original porosity by resisting compaction. The cementation(including carbonate, clay mineral and siliceous cementation) further densified the sandstone reservoirs,reducing the primary porosity with an average value of 28%. The calcite formed in the eodiagenesis occupied intergranular pores and affected the formation of the secondary pores by preventing the later fluid intrusion, and the Fe-calcite formed in the mesodiagenetic stage densified the sandstones further by filling the residual intergranular pores. The clay minerals show negative effects on reservoir quality, however, the chlorite coatings protected the original porosity by preventing the overgrowth of quartz. The dissolution of feldspars provides extensive intergranular pores which constitute the main pore type, and improves the reservoir quality. The tectonic movements play an important role in improving the reservoir quality.The current tectonic traces of the study area are mainly controlled by the Himalayan movement, and the high-permeability reservoirs are mainly distributed in the anticline areas. Additionally, the improvement degree(by tectonic movements) of reservoir quality is partly controlled by the original composition of the sandstones. Thus, the selection of potential tight gas well locations in the study area should be focused on the anticline areas with relatively good original reservoir quality. And the phenomena can be referenced for other fluvial tight sandstone basins worldwide.     

鄂尔多斯盆地上古生界煤层气与致密气联合优选区评价

鄂尔多斯盆地上古生界具有煤层气和致密砂岩气成藏的有利条件。上古生界煤层气与致密砂岩气具有相同的烃源岩,且煤层与致密储层垂向上相互叠置,为二者联合勘探开发奠定了地质基础。在综合考虑煤层气与致密砂岩气成藏地质条件的基础上,建立了鄂尔多斯盆地煤层气与致密砂岩气共同勘探选区的评价指标体系,包括煤层厚度、烃源岩热演化程度、生气强度以及致密储层厚度4个指标。依据建立的评价指标体系,对鄂尔多斯盆地内5个区块进行煤层气与致密砂岩气共同选区评价,评价结果为区块Ⅱ、Ⅲ和Ⅴ为勘探目标区,主要分布在盆地的东西缘,煤层厚度大、烃源岩生气强度大,勘探前景好;区块Ⅰ和Ⅳ为勘探有利区,呈条带状分布在盆地的东北部和西北部,煤层气与致密砂岩气协同勘探潜力较大。     

鄂尔多斯盆地东部盒8段致密砂岩储层特征——以子洲气田清涧地区为例

清涧地区位于鄂尔多斯盆地东部,是子洲气田稳产的主力接替区块。研究区面积大,钻井数目少,地质认识程度低,尚处于开发评价阶段。以盒8段为研究对象,开展了沉积、储层等精细地质研究工作,并与苏里格致密砂岩气田进行综合对比,落实了有效砂体的厚度、规模、发育频率,总结了有效砂体在空间的分布规律,认识到区内有效砂体分布零星,连续性差,与心滩等优势相带对应关系较好,平面上主要集中在研究区的西砂带,垂向上在盒8上2、盒8下2小层相对发育。结合地质与试气资料,以“连续性有效厚度”为主要依据,将储层分成好、中、差、干层等4种类型,优选了富集区,按照开发级次将研究区划分为3类区,建议在一类区、二类区优选直井开发,不建议部署水平井开发。本研究为气田开发方案编制提供了地质依据,同时也可对类似气田的地质工作起到借鉴作用。     

核磁共振方法在致密砂岩储层孔隙结构中的应用--以鄂尔多斯大牛地气田上古生界石盒子组3段为例

采用低场核磁共振实验的方法研究了鄂尔多斯盆地大牛地气田上古生界石盒子组3段岩芯样品的核磁共振弛豫时间T2分布与由压汞毛管压力曲线所获得的孔喉半径分布之间的对应关系和转换方法,建立了T2几何平均值与毛管压力曲线孔喉结构参数之间的统计关系.研究结果表明,致密砂岩储层的核磁共振T2分布与由毛管压力曲线所获得的孔径分布之间存在密切的相关性,二者都反映了岩石的孔隙结构,利用核磁共振技术来评价致密砂岩储层的孔喉结构是有效的,同时也为利用核磁共振测井技术开展致密砂岩储层评价提供了实验基础.     

Structural Evolution and Hydrocarbon Potential of the Upper Paleozoic Northern Ordos Basin, North China

The hydrocarbon potential of the Hangjinqi area in the northern Ordos Basin is not well known, compared to the other areas of the basin, despite its substantial petroleum system.Restoration of a depth-converted seismic profile across the Hangjinqi Fault Zone(HFZ) in the eastern Hangjinqi area shows one compression that created anticlinal structures in the Late Triassic, and two extensions in ~Middle Jurassic and Late Early Cretaceous, which were interrupted by inversions in the Late Jurassic–Early Early Cretaceous and Late Cretaceous, respectively.Hydrocarbon generation at the well locations in the Central Ordos Basin(COB) began in the Late Triassic.Basin modeling of Well Zhao-4 suggests that hydrocarbon generation from the Late Carboniferous–Early Permian coal measures of the northern Shanbei Slope peaked in the Early Cretaceous, predating the inversion in the Late Cretaceous.Most source rocks in the Shanbei Slope passed the main gas-migration phase except for the Hangjinqi area source rocks(Well Jin-48).Hydrocarbons generated from the COB are likely to have migrated northward toward the anticlinal structures and traps along the HFZ because the basin-fill strata are dipping south.Faulting that continued during the extensional phase(Late Early Cretaceous) of the Hangjinqi area probably acted as conduits for the migration of hydrocarbons.Thus, the anticlinal structures and associated traps to the north of the HFZ might have trapped hydrocarbons that were charged from the Late Carboniferous–Early Permian coal measures in the COB since the Middle Jurassic.