鄂爾多斯盆地東部上古生界致密儲層成巖作用特征及其與天然氣成藏耦合關(guān)系

【摘要】：本論文借助巖心觀察、常規(guī)薄片、鑄體薄片、掃描電鏡、常規(guī)壓汞測試、恒速壓汞測試、巖心核磁共振測試、伊利石K-Ar測年和流體包裹體測溫及組分測定等分析化驗(yàn)測試手段,結(jié)合盆地埋藏—熱演化史及試氣成果等資料,對鄂爾多斯盆地東部上古生界致密砂巖儲層的成巖作用及成巖相特征進(jìn)行了深入的研究；根據(jù)盆地天然氣聚集的實(shí)際地質(zhì)狀態(tài)推算致密儲層物性上下限,將其與儲層孔隙致密恢復(fù)結(jié)果結(jié)合來確定儲層的致密時(shí)間；并與儲層內(nèi)大量天然氣富集成藏的時(shí)間對比耦合,從而確定上古生界不同類型砂巖儲層的成巖—成藏耦合關(guān)系。 研究結(jié)果表明,上古生界致密砂巖儲層發(fā)生多類成巖作用,經(jīng)歷了漫長而復(fù)雜的成巖演化,已經(jīng)演變到了中成巖B期階段。研究區(qū)上古生界致密砂巖儲層的成巖作用在粒徑、分選程度、礦物組分和孔喉大小等方面顯示獨(dú)特性。依據(jù)成巖作用及其孔隙組合特征劃分出3類成巖相,分別是硅質(zhì)膠結(jié)+溶蝕孔隙相、混合膠結(jié)+溶蝕孔隙相和混合膠結(jié)致密相,并對不同成巖相內(nèi)試氣結(jié)果給予分析。 首先采用國內(nèi)外普遍采取的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法,對致密砂巖氣儲層界限進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；從致密砂巖微觀孔喉內(nèi)天然氣運(yùn)移受力狀態(tài)入手,建立孔喉半徑與物性參數(shù)之間的線性回歸關(guān)系,以不同受力狀態(tài)下孔喉半徑界限參數(shù)推算相應(yīng)物性上下限參數(shù)。根據(jù)鄂爾多斯盆地天然氣聚集的實(shí)際成藏狀態(tài),對其物性上下限進(jìn)行推算。 在確定初始孔隙度的基礎(chǔ)上,首先恢復(fù)壓實(shí)作用造成的孔隙損失量；然后根據(jù)膠結(jié)物形成序列及其含量差異,確定不同類型膠結(jié)作用造成的孔隙損失量；同理再確定不同類型溶蝕作用造成的孔隙增加量。最終按成巖演化序列將二者結(jié)合,從而還原儲層砂巖的致密化過程。依據(jù)推算的上古生界致密砂巖儲層致密上下限確定研究區(qū)儲層致密時(shí)間,將其與儲層內(nèi)天然氣大規(guī)模聚集富集的時(shí)間耦合分析,最終確定研究區(qū)上古生界不同類型砂巖儲層的成巖—成藏耦合關(guān)系。耦合結(jié)果顯示盒8段和太原組巖屑石英砂巖儲層顯示“先致密、后成藏”的成巖—成藏關(guān)系,山2段石英砂巖儲層顯示“邊致密、邊成藏”的成巖—成藏耦合關(guān)系。 針對氣源巖的生氣強(qiáng)度、蓋層封閉狀態(tài)和儲層致密差異等因素,對盆地東部上古生界天然氣聚集條件進(jìn)行詳細(xì)分析；在良好的氣源基礎(chǔ)上,不同成巖演化狀態(tài)的砂巖儲層與泥巖隔夾層的三維配套組合控制了其內(nèi)天然氣的聚集程度,從而使氣藏顯示出三維空間內(nèi)相鄰或疊置的“準(zhǔn)連續(xù)型聚集”特征。 【關(guān)鍵詞】：鄂爾多斯盆地 致密砂巖儲層 成巖作用 致密界限 成巖成藏耦合
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：P618.13
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目錄6-9
• 第一章 引言9-18
• 1.1 選題目的及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 成巖演化研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 致密砂巖儲層界限研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 成巖-成藏耦合研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 主要研究內(nèi)容、思路及以及方法13-14
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容13-14
• 1.3.2 研究思路及技術(shù)路線14
• 1.4 完成的主要工作量14-16
• 1.5 主要研究成果及創(chuàng)新點(diǎn)16-18
• 1.5.1 主要研究成果16-17
• 1.5.2 創(chuàng)新點(diǎn)17-18
• 第二章 鄂爾多斯盆地東部上古生界地質(zhì)條件18-38
• 2.1 區(qū)域地質(zhì)概況18-20
• 2.2 上古生界氣源特征20-23
• 2.2.1 上古生界氣源巖分布特征20-21
• 2.2.2 上古生界煤系烴源巖評價(jià)21-23
• 2.2.3 上古生界氣源巖生氣強(qiáng)度特征23
• 2.3 上古生界地層發(fā)育特征23-27
• 2.4 上古生界儲層特征27-38
• 2.4.1 砂巖儲層形態(tài)與連通性27-28
• 2.4.2 砂巖儲層巖性特征28-30
• 2.4.3 砂巖儲層物性特征30-33
• 2.4.4 砂巖儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征33-38
• 第三章 盆地東部上古生界致密砂巖儲層成巖作用特征38-72
• 3.1 成巖作用類型38-44
• 3.1.1 壓實(shí)作用38
• 3.1.2 膠結(jié)作用38-43
• 3.1.3 溶解作用43-44
• 3.2 成巖階段劃分依據(jù)44-47
• 3.3 成巖階段和成巖序列47-48
• 3.4 成巖相特征48-58
• 3.4.1 典型單井砂巖段成巖相劃分49-56
• 3.4.2 主要含氣層段成巖相平面展布56-58
• 3.5 致密砂巖儲層成巖特征差異58-72
• 第四章 盆地東部上古生界致密砂巖儲層物性界限的確定72-94
• 4.1 經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法確定致密砂巖氣物性界限72-74
• 4.1.1 經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法確定致密砂巖氣儲層下限72-73
• 4.1.2 經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法確定致密砂巖氣儲層上限73-74
• 4.2 孔喉半徑確定致密砂巖氣物性界限74-86
• 4.2.1 微觀孔喉內(nèi)天然氣受力因素75-77
• 4.2.2 上古生界致密砂巖儲層下限孔喉半徑的確定77-79
• 4.2.3 上古生界致密砂巖儲層上限孔喉半徑的確定79-84
• 4.2.4 上古生界致密砂巖儲層物性界限的確定84-86
• 4.3 上古生界砂巖儲層的致密狀態(tài)86-94
• 第五章 盆地東部上古生界致密砂巖成巖—成藏耦合關(guān)系94-116
• 5.1 上古生界儲層致密化恢復(fù)94-99
• 5.1.1 恢復(fù)砂巖初始孔隙度94
• 5.1.2 計(jì)算壓實(shí)、膠結(jié)作用造成的孔隙度損失量94-96
• 5.1.3 計(jì)算溶蝕作用造成的孔隙度增加量96-99
• 5.2 上古生界致密砂巖天然氣成藏期次99-112
• 5.2.1 自生伊利石確定上古生界天然氣成藏期次99-103
• 5.2.2 流體包裹體確定上古生界天然氣成藏期次103-112
• 5.3 上古生界致密儲層成巖—成藏耦合112-116
• 第六章 盆地東部上古生界致密砂巖氣成藏控制因素116-133
• 6.1 生氣強(qiáng)度及其控氣作用116-122
• 6.2 蓋層條件及其控氣作用122-129
• 6.2.1 泥巖排替壓力特征124
• 6.2.2 泥巖累計(jì)厚度特征124-129
• 6.3 儲層條件及其控氣作用129-130
• 6.4 盆地東部致密砂巖氣聚集模式130-133
• 結(jié)論133-135
• 參考文獻(xiàn)135-149
• 攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果149-150
• 致謝150-151
• 作者簡介151

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