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《元壩地區(qū)須家河組砂巖儲(chǔ)層成巖作用類型探究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、元壩地區(qū)須家河組砂巖儲(chǔ)層成巖作用類型探究摘要:通過(guò)對(duì)四川盆地元壩地區(qū)須家河組砂巖儲(chǔ)層的薄片鑒定和陰極發(fā)光分析,表明該地區(qū)儲(chǔ)層巖性主要經(jīng)歷了壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、溶蝕交代作用和破裂作用幾種成巖作用。壓實(shí)作用和碳酸鹽膠結(jié)作用為主的破壞性成巖作用,幾乎破壞了全部的原生孔隙;溶蝕作用和微裂縫的發(fā)育為建設(shè)性成巖作用,提高了儲(chǔ)集性能。關(guān)鍵詞:元壩地區(qū);須家河組;成巖作用砂巖的儲(chǔ)層質(zhì)量顯著受成巖作用的控制,成巖過(guò)程中發(fā)生的壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、交代作用、溶蝕作用等對(duì)儲(chǔ)層物性影響較大[1-2]o不同成因機(jī)制的砂巖儲(chǔ)層成巖作用,其孔
2、滲性不相同[3],原生孔隙的保存、次生孔隙的形成和演化也有較大差異[4-5]o砂巖成巖作用類型的正確認(rèn)識(shí)和分析對(duì)于儲(chǔ)層質(zhì)量的評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)至關(guān)重要。1地質(zhì)背景元壩地區(qū)位于四川盆地東北部,該地區(qū)須家河組地層廣泛發(fā)育,其巖性主要為灰、深灰色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、黑色碳質(zhì)泥巖與灰色砂礫巖互層,縱向上可劃分為五段,其中一、三、五段以泥巖為主,二、四段以砂巖為主(圖1)。四川盆地發(fā)育多物源大型三角洲砂體、多期疊置,大面積分布,盆內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的大中型氣田主要分布在三角洲前緣有利相區(qū)。而元壩地區(qū)位于龍門-米倉(cāng)山前三角洲前緣,發(fā)育須二、須
3、三及須四水下分流河道沉積,都為元壩地區(qū)重要的儲(chǔ)層,而須二和須四儲(chǔ)層段發(fā)育相對(duì)較好。圖1元壩地區(qū)須家河組巖性縱向分布示意圖2樣品和實(shí)驗(yàn)方法樣品采自四川盆地元壩地區(qū),埋藏深度主要在3800-5000m,分布地層包括須家河組的須二段、須三段和須四段,主要巖性為巖屑砂巖、長(zhǎng)石巖屑砂巖、巖屑石英砂巖。對(duì)采集樣品進(jìn)行了普通薄片和鑄體薄片的觀察和鑒定分析(包括茜素紅染色分析)研究其主要的巖石學(xué)特征,包括巖石類型、巖石成分以及礦物的占位關(guān)系等。利用成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的CL8200MK5陰極發(fā)光儀(配
4、以Leica偏光顯微鏡)進(jìn)行陰極發(fā)光分析,根據(jù)各礦物的Mn、Fe含量的不同,其發(fā)光性不同這一原理,進(jìn)一步分析驗(yàn)證各礦物成分及其相互關(guān)系,并結(jié)合普通薄片鑒定結(jié)果,綜合分析其成巖作用類型。3成巖作用類型元壩地區(qū)的儲(chǔ)集砂巖主要經(jīng)歷了壓實(shí)作用、壓溶作用、膠結(jié)作用、交代作用、溶蝕作用,破裂作用(主要是指微裂縫)等。3.1壓實(shí)作用通過(guò)薄片觀察,該研究區(qū)壓實(shí)作用比較強(qiáng)烈,是導(dǎo)致元壩地區(qū)須家河組砂巖低孔-低滲,致密性的主要破壞性成巖作用之一,主要表現(xiàn)為:①云母的彎曲變形;②長(zhǎng)石、石英、粉砂質(zhì)泥巖巖屑以及低級(jí)變質(zhì)巖巖屑等碎屑顆粒
5、的定向排列;③碎屑顆粒的點(diǎn)-線接觸,且主要以線接觸為主,局部見(jiàn)凹凸接觸和縫合線接觸,局部還可以看到石英顆粒間鋸齒狀縫合線處的壓溶作用;④石英、長(zhǎng)石等剛性顆粒呈碎裂狀⑤低級(jí)變質(zhì)巖巖屑(如千枚巖、板巖和片巖)和粉砂質(zhì)泥巖巖屑等的擠壓變形形成假雜基,薄片中呈長(zhǎng)條狀甚至呈啞鈴狀。3.2膠結(jié)作用通過(guò)薄片觀察,在元壩地區(qū)須家河組砂巖儲(chǔ)層中,主要發(fā)育硅質(zhì)、自生粘土礦物、碳酸鹽等膠結(jié),并且以硅質(zhì)、泥質(zhì)和鈣質(zhì)膠結(jié)為主。膠結(jié)物總量平均值約為8.65%,其中儲(chǔ)集層的主要膠結(jié)物為硅質(zhì)膠結(jié)物和碳酸鹽膠結(jié)物,其平均值約為1.45%和6.3
6、%,此外,還有少量的粘土質(zhì)膠結(jié)物等。3.2.1碳酸鹽膠結(jié)從薄片觀察,在該研究區(qū),碳酸鹽膠結(jié)物較為發(fā)育,但含量變化比較大,且以方解石膠結(jié)物居多,其平均值約為4.41%,白云石膠結(jié)物平均含量?jī)H占0.866%左右。大部分的碳酸鹽膠結(jié)物都呈鑲嵌狀分布于石英次生加大邊周圍,由此可以推斷碳酸鹽膠結(jié)物形成于石英次生加大之后,為早期形成;而其來(lái)源可能為壓溶作用帶來(lái)的碳酸鹽膠結(jié)物,也可能為流動(dòng)的孔隙水(主要為有機(jī)酸)沉淀形成,通過(guò)對(duì)薄片進(jìn)行茜素紅和鐵氧化鉀溶液染色發(fā)現(xiàn),早期形成的碳酸鹽膠結(jié)物主要為普通的方解石和白云石膠結(jié)物,晶粒
7、較小,細(xì)粒狀,結(jié)晶程度差,晚期形成的碳酸鹽膠結(jié)物主要為含鐵方解石和含鐵白云石膠結(jié)物,呈鑲嵌狀和櫛殼狀,結(jié)晶程度好。須三段、須四段早期碳酸鹽膠結(jié)作用較為明顯,且以方解石膠結(jié)為主。3.2.2硅質(zhì)膠結(jié)-自生石英在該研究區(qū)硅質(zhì)膠結(jié)較為發(fā)育,主要為圍繞石英顆粒邊緣生長(zhǎng)的石英次生加大,平均含量為2.41%,須二、須四含量相對(duì)較高,偶爾見(jiàn)到石英的多期加大邊,此外,還有沿長(zhǎng)石解理縫或由于擠壓產(chǎn)生的破裂縫充填的石英脈。通過(guò)薄片鑒定分析表明,硅質(zhì)膠結(jié)物SiO2的主要來(lái)源可能有兩個(gè),第一,石英顆粒間的壓溶作用帶來(lái)的Si02;第二,在
8、須二、四段儲(chǔ)層中,可見(jiàn)到孔隙充填物中有伊利石化現(xiàn)象,甚至有自生礦物伊利石的產(chǎn)出,須三段孔隙中有自生高嶺石的沉淀,并且長(zhǎng)石含量極低,根據(jù)長(zhǎng)石溶解方式:(1)同生到埋藏成巖作用初期KAlSi308(鉀長(zhǎng)石)+A12Si205(OH)4(高嶺石)=KA13Si3OlO(OH)2(伊利石)+2Si02+H20;3A12S12O5(OH)4(高嶺石)+2K+=2KA13Si3010(OH)2(伊