南部地區(qū)砂巖儲(chǔ)層作用劃分

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1、南部地區(qū)砂巖儲(chǔ)層作用劃分ok32。區(qū)內(nèi)發(fā)育大型辮狀河三角洲[6],砂體連片分布,處于很有利的沉積相帶,儲(chǔ)層的成巖改造作用強(qiáng)烈,其埋深已超過3400m,機(jī)械壓實(shí)作用使得原生孔隙大大減少,形成了致密砂巖儲(chǔ)層。成巖相是構(gòu)造、流體、溫壓等條件對(duì)沉積物綜合作用的結(jié)果,預(yù)測(cè)有利孔滲性成巖相是儲(chǔ)集層研究和油氣勘探的重點(diǎn)[7-9]。為此,筆者對(duì)蘇南沉積相進(jìn)行研究,優(yōu)選影響致密砂巖儲(chǔ)層的物性參數(shù),劃分并定義了不同成巖相,以為下一步的勘探部署提供一定參考。1主要成巖作用類型與成巖階段1.1機(jī)械壓實(shí)作用蘇里格南部地區(qū)下二疊統(tǒng)石盒子組

2、盒8段埋深介于3400~4400m,已達(dá)到深埋藏階段,壓實(shí)作用強(qiáng)烈。碎屑顆粒之間以凹凸接觸、縫合線接觸為主(圖1-a),在某些區(qū)域剛性顆粒出現(xiàn)了微裂隙(圖1-b)。壓實(shí)作用使得原生孔隙幾乎消失殆盡,顆粒之間的塑性礦物(如云母,泥質(zhì)等)以假雜基的形式賦存。機(jī)械壓實(shí)作用是造成盒8段儲(chǔ)層致密及滲透率低下的主要原因,而且在較細(xì)顆粒中的壓實(shí)作用更強(qiáng),滲透率更低。1.2膠結(jié)作用1.2.1自生黏土礦物膠結(jié)作用通過鏡下觀察和薄片鑒定報(bào)告,發(fā)現(xiàn)自生黏土膠結(jié)物主要有伊利石和高嶺石(表1)。高嶺石多數(shù)是長(zhǎng)石蝕變生成的,保持了原顆粒的

3、形態(tài);而伊利石則賦存在顆粒周圍(圖2-b、c),占據(jù)了大量的孔隙空間;由于成巖階段已進(jìn)入中成巖B期,蒙脫石含量相對(duì)較低,同時(shí)伊利石大量生成。經(jīng)統(tǒng)計(jì),蘇南盒8段儲(chǔ)層中自生黏土膠結(jié)為主要的膠結(jié)類型,是造成儲(chǔ)層質(zhì)量下降的主要因素之一。1.2.2硅質(zhì)膠結(jié)作用盒8段儲(chǔ)集層硅質(zhì)膠結(jié)作用的主要形式表現(xiàn)為石英的次生加大現(xiàn)象,硅質(zhì)膠結(jié)物含量介于0~15%。加大邊寬度在0.15mm左右,可見到石英加大Ⅲ—Ⅴ級(jí)現(xiàn)象(圖2-a)。石英次生加大現(xiàn)象明顯的顆粒成縫合線形式接觸,孔隙空間幾乎被占據(jù),僅發(fā)育少量粒內(nèi)溶孔,儲(chǔ)層質(zhì)量較差。自生綠泥

4、石的膠結(jié)作用在盒8段也較為常見(圖2-d),而與其他黏土礦物不同的是,綠泥石在中成巖階段轉(zhuǎn)化為了綠泥石環(huán)帶(膜),附著在剛性顆粒的周圍,從而有效地減少了壓實(shí)作用對(duì)孔隙的破壞作用,對(duì)儲(chǔ)層質(zhì)量起到了一定的保持作用[10-12]。1.2.3碳酸鹽膠結(jié)作用碳酸鹽膠結(jié)物主要有方解石和鐵方解石,少量白云石和鐵白云石以及菱鐵礦。碳酸鹽膠結(jié)物主要以充填粒間空隙、交代礦物、襯邊狀以及連晶形式出現(xiàn)(圖2-e、f)。長(zhǎng)石的溶蝕提供了大量的Ca2+,Ca2+結(jié)合了孔隙流體中的CO32-,形成了方解石沉淀,同時(shí)隨著成巖階段的不斷深入,方

5、解石會(huì)結(jié)合黏土礦物轉(zhuǎn)化中釋放出的Fe2+,生成鐵方解石[13]。隨著地層pH值的升高,碳酸鹽礦物缺乏有效的溶解,致使其成為導(dǎo)致盒8段致密的一個(gè)重要因素。但從另一個(gè)角度來說,早期形成的碳酸鹽膠結(jié)可能會(huì)被后期酸性水溶蝕,為形成次生溶蝕孔隙提供物質(zhì)基礎(chǔ)[14-16]。1.3溶蝕作用由于埋深的不斷加深和地溫的上升,組分中較不穩(wěn)定的組分發(fā)生了溶蝕作用。其中主要是長(zhǎng)石的溶蝕(圖3-a)和巖屑的溶蝕(圖3-b)。有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸是長(zhǎng)石等硅鋁酸鹽礦物和其他易溶組分溶解的重要成巖流體。石盒子組下伏地層為海陸過渡相的煤

6、系地層,有機(jī)質(zhì)成熟度高,以腐殖型為主,部分為混合型[17-20],具備產(chǎn)生大量有機(jī)酸的條件,為不穩(wěn)定礦物的溶解提供了充足的酸性介質(zhì)來源[21]。長(zhǎng)石常沿其解理縫或邊緣溶蝕,形成的孔隙類型主要為粒內(nèi)溶孔、鑄?？?此外長(zhǎng)石在大量有機(jī)酸的作用下,變得很不穩(wěn)定,有利于長(zhǎng)石的高嶺土化。使得高嶺石的晶間孔成為另一個(gè)重要的孔隙來源。巖屑溶蝕常見斑點(diǎn)狀或蜂窩狀,主要是富凝灰質(zhì)的火山巖巖屑的溶蝕作用普遍,其對(duì)提高儲(chǔ)層質(zhì)量起到了積極作用。1.4成巖序列與成巖階段盒8段經(jīng)強(qiáng)烈的壓實(shí)作用,顆?；疽园纪菇佑|為主,僅少部分顆粒以點(diǎn)—線接

7、觸,在壓實(shí)作用較強(qiáng)的區(qū)域,出現(xiàn)縫合線接觸以及微裂縫;石英次生現(xiàn)象加大嚴(yán)重,長(zhǎng)石溶蝕強(qiáng)烈,自生伊利石含量較高,同時(shí)蒙脫石含量很低,此外孔隙中出現(xiàn)了鐵白云石膠結(jié)物,泥質(zhì)巖中的干酪根鏡質(zhì)體反射率介于1.5%~2.1%。對(duì)照成巖階段劃分規(guī)范表,認(rèn)為盒8段目前處于成巖演化階段的中成巖B期與晚成巖階段的過渡時(shí)期(圖4)。圖4中反映了孔隙度隨埋深增加的變化特征,研究層段深度范圍內(nèi)存在3個(gè)孔隙較為發(fā)育的層帶,分別是3700~3800m、3950~4030m和4280~4330m,通過統(tǒng)計(jì)對(duì)比這3個(gè)層帶內(nèi)次生孔隙發(fā)育區(qū)和正常壓實(shí)

8、區(qū)的某些特征礦物含量及孔隙度變化規(guī)律(表2),認(rèn)為造成前2個(gè)層段孔隙增大的原因主要是次生溶蝕孔隙的形成,而第三個(gè)層段孔隙增大則主要是由于剛性礦物的支撐作用,最大限度保持了孔隙空間。2成巖相類型及其特征筆者的成巖相劃分方案(表3),是從現(xiàn)今成巖現(xiàn)象和成巖機(jī)制的角度出發(fā),優(yōu)選多個(gè)儲(chǔ)層物性參數(shù)(如孔隙度、滲透率等)量化不同成巖相的優(yōu)劣級(jí)別。2.1成巖相劃分方案2.1.1相對(duì)高滲粗粒弱壓實(shí)—溶