差异性成岩演化过程对致密砂岩储集质量与渗流能力的影响——以鄂尔多斯盆地东部上古生界盒8天然气储层为例

【摘要】：在大量岩心观察,常规、铸体、荧光、包裹体薄片镜下研究与定量统计基础上,利用图像粒度与图像孔喉、孔隙度与渗透率、高压压汞、恒速压汞与核磁共振、流体包裹体均一温度与激光拉曼探针成分分析、阴极发光与荧光分析,气-水两相驱替实验和水锁实验等分析测试与实验手段,系统研究了鄂尔多斯盆地东部上古生界盒8段致密砂岩的类型及其岩石学组分、孔隙组合与孔隙结构特征,各砂岩差异性成岩-烃类充注演化过程及其对储层孔隙演化、储集质量和渗流能力的影响。结果显示,不同岩性的砂岩其成岩-烃类充注演化过程存在一定差异。根据砂岩岩石学组分、储层特征及其成岩演化过程的差异,将盒8段砂岩分为石英砂岩、岩屑石英砂岩、高塑性岩屑砂岩(塑性岩屑含量≥15%)、钙质胶结砂岩(碳酸盐胶结物含量15%)4类。差异性成岩-烃类充注演化过程导致各砂岩低渗或致密化时间有先有后。早成岩阶段的压实作用是高塑性岩屑砂岩的主要成岩作用,由压实作用造成的孔隙丧失平均高达22.4%,经历早成岩阶段后高塑性岩屑砂岩基本成为低孔低渗储层,部分成为致密储层,其中记录了2期油气充注,推测是先致密后充注。深埋后基本不能为后期流体活动提供有效空间,由胶结作用造成的孔隙丧失率较低(平均5.2%)。主要发生在早成岩与中成岩阶段A期的碳酸盐胶结作用是钙质胶结砂岩孔隙丧失的主要成岩作用(由胶结作用造成的平均隙丧失高达25.0%),其中记录了第1期油气充注,油气充注主要发生在致密之前。经历中成岩阶段A期(90-140oC)后,钙质胶结砂岩绝大部分孔隙丧失,成为致密储层。石英砂岩与岩屑石英砂岩经历了2期溶蚀作用、3期烃类充注及多期复杂的成岩作用过程。压实作用与胶结作用共同造成了石英砂岩与岩屑石英砂岩的孔隙丧失(分别造成石英砂岩、岩屑石英砂岩平均丧失14.5%和11.8%、13.2%和10.6%的孔隙)。形成于中成岩阶段A-B期(100~150℃)的石英次生加大是导致石英砂岩致密的主要胶结物;中成岩阶段A-B期的石英次生加大与水云母等黏土矿物是岩屑石英砂岩与岩屑砂岩低渗与致密的主要胶结物。结合烃类包裹体温度(80~160℃)、埋藏热史及成岩-烃类充注演化过程研究,推测该2类砂岩的致密化过程与前两期油气充注的关系是边充注边致密,而与第三期油气充注的关系是先致密后充注。成岩的类型与产状是影响孔隙结构的主要岩石学组分,成岩过程导致的孔隙结构是影响储层质量、渗流特征与产能的关键。总体上,石英砂岩的孔隙较发育(面孔率3.7%)、物性较好(孔隙度9.4%,渗透率1.250m D,可动孔隙度6.3%),特别是喉道较大,孔喉之间的连通性较好、数量较多,其储层质量与渗流能力(可动流体饱和度58.3%,束缚水饱和度低41.7%)最好,产能最高(工业气流层、低产层、干层分别占该类砂岩的60.7%、28.6%、8.9%)。岩屑砂岩的孔隙较发育(平均面孔率2.0%)、物性与渗流能力较好(孔隙度8.9%,渗透率0.550m D,可动孔隙度3.1%,可动流体饱和度39.2%,束缚水饱和度中等60.8%)、产能中等~较高(工业气流层、低产层、干层分别占该类砂岩的44.4%、32.2%、23.4%)。岩屑砂岩与高塑性岩屑砂岩孔隙不发育(面孔率1.5%,孔隙度7.3%,平均渗透率0.397m D,可动孔隙度2.8%,可动流体饱和度39.2%,束缚水饱和度较高66.4%,工业气流层、低产层、干层分别占该类砂岩的22.2%、8.3%、69.4%)与钙质胶结砂岩孔隙不发育,储集性能与渗流能力较差(面孔率几乎为零,孔隙度4.0%,渗透率0.159m D),产能最低(分别占工业气流层、低产层、干层的5.9%、5.9%、88.2%)。 【作者单位】：西北大学大陆动力学国家重点实验室 中国科学院油气资源研究重点实验室/中国科学院地质与地球物理研究所 中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司勘探开发研究院
【关键词】：流体包裹体 油气充注期次 珠海组储层 白云凹陷 珠江口盆地
【基金】：国家自然科学基金(41272138) 国家科技重大专项(2011ZX05008-004-61;2016ZX05008-004-032)
【分类号】：P618.13
【正文快照】： 差异性成岩演化过程对致密砂岩储集质量与渗流能力的影响——以鄂尔多斯盆地东部上古生界盒8天然气储层为例@罗静兰$西北大学大陆动力学国家重点实验室!陕西西安710069 @罗晓容$中国科学院油气资源研究重点实验室/中国科学院地质与地球物理研究所!北京100029 @刘新社$中国

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