差異性成巖演化過程對(duì)致密砂巖儲(chǔ)集質(zhì)量與滲流能力的影響——以鄂爾多斯盆地東部上古生界盒8天然氣儲(chǔ)層為例

【摘要】：在大量巖心觀察,常規(guī)、鑄體、熒光、包裹體薄片鏡下研究與定量統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上,利用圖像粒度與圖像孔喉、孔隙度與滲透率、高壓壓汞、恒速壓汞與核磁共振、流體包裹體均一溫度與激光拉曼探針成分分析、陰極發(fā)光與熒光分析,氣-水兩相驅(qū)替實(shí)驗(yàn)和水鎖實(shí)驗(yàn)等分析測試與實(shí)驗(yàn)手段,系統(tǒng)研究了鄂爾多斯盆地東部上古生界盒8段致密砂巖的類型及其巖石學(xué)組分、孔隙組合與孔隙結(jié)構(gòu)特征,各砂巖差異性成巖-烴類充注演化過程及其對(duì)儲(chǔ)層孔隙演化、儲(chǔ)集質(zhì)量和滲流能力的影響。結(jié)果顯示,不同巖性的砂巖其成巖-烴類充注演化過程存在一定差異。根據(jù)砂巖巖石學(xué)組分、儲(chǔ)層特征及其成巖演化過程的差異,將盒8段砂巖分為石英砂巖、巖屑石英砂巖、高塑性巖屑砂巖(塑性巖屑含量≥15%)、鈣質(zhì)膠結(jié)砂巖(碳酸鹽膠結(jié)物含量15%)4類。差異性成巖-烴類充注演化過程導(dǎo)致各砂巖低滲或致密化時(shí)間有先有后。早成巖階段的壓實(shí)作用是高塑性巖屑砂巖的主要成巖作用,由壓實(shí)作用造成的孔隙喪失平均高達(dá)22.4%,經(jīng)歷早成巖階段后高塑性巖屑砂巖基本成為低孔低滲儲(chǔ)層,部分成為致密儲(chǔ)層,其中記錄了2期油氣充注,推測是先致密后充注。深埋后基本不能為后期流體活動(dòng)提供有效空間,由膠結(jié)作用造成的孔隙喪失率較低(平均5.2%)。主要發(fā)生在早成巖與中成巖階段A期的碳酸鹽膠結(jié)作用是鈣質(zhì)膠結(jié)砂巖孔隙喪失的主要成巖作用(由膠結(jié)作用造成的平均隙喪失高達(dá)25.0%),其中記錄了第1期油氣充注,油氣充注主要發(fā)生在致密之前。經(jīng)歷中成巖階段A期(90-140oC)后,鈣質(zhì)膠結(jié)砂巖絕大部分孔隙喪失,成為致密儲(chǔ)層。石英砂巖與巖屑石英砂巖經(jīng)歷了2期溶蝕作用、3期烴類充注及多期復(fù)雜的成巖作用過程。壓實(shí)作用與膠結(jié)作用共同造成了石英砂巖與巖屑石英砂巖的孔隙喪失(分別造成石英砂巖、巖屑石英砂巖平均喪失14.5%和11.8%、13.2%和10.6%的孔隙)。形成于中成巖階段A-B期(100~150℃)的石英次生加大是導(dǎo)致石英砂巖致密的主要膠結(jié)物;中成巖階段A-B期的石英次生加大與水云母等黏土礦物是巖屑石英砂巖與巖屑砂巖低滲與致密的主要膠結(jié)物。結(jié)合烴類包裹體溫度(80~160℃)、埋藏?zé)崾芳俺蓭r-烴類充注演化過程研究,推測該2類砂巖的致密化過程與前兩期油氣充注的關(guān)系是邊充注邊致密,而與第三期油氣充注的關(guān)系是先致密后充注。成巖的類型與產(chǎn)狀是影響孔隙結(jié)構(gòu)的主要巖石學(xué)組分,成巖過程導(dǎo)致的孔隙結(jié)構(gòu)是影響儲(chǔ)層質(zhì)量、滲流特征與產(chǎn)能的關(guān)鍵。總體上,石英砂巖的孔隙較發(fā)育(面孔率3.7%)、物性較好(孔隙度9.4%,滲透率1.250m D,可動(dòng)孔隙度6.3%),特別是喉道較大,孔喉之間的連通性較好、數(shù)量較多,其儲(chǔ)層質(zhì)量與滲流能力(可動(dòng)流體飽和度58.3%,束縛水飽和度低41.7%)最好,產(chǎn)能最高(工業(yè)氣流層、低產(chǎn)層、干層分別占該類砂巖的60.7%、28.6%、8.9%)。巖屑砂巖的孔隙較發(fā)育(平均面孔率2.0%)、物性與滲流能力較好(孔隙度8.9%,滲透率0.550m D,可動(dòng)孔隙度3.1%,可動(dòng)流體飽和度39.2%,束縛水飽和度中等60.8%)、產(chǎn)能中等~較高(工業(yè)氣流層、低產(chǎn)層、干層分別占該類砂巖的44.4%、32.2%、23.4%)。巖屑砂巖與高塑性巖屑砂巖孔隙不發(fā)育(面孔率1.5%,孔隙度7.3%,平均滲透率0.397m D,可動(dòng)孔隙度2.8%,可動(dòng)流體飽和度39.2%,束縛水飽和度較高66.4%,工業(yè)氣流層、低產(chǎn)層、干層分別占該類砂巖的22.2%、8.3%、69.4%)與鈣質(zhì)膠結(jié)砂巖孔隙不發(fā)育,儲(chǔ)集性能與滲流能力較差(面孔率幾乎為零,孔隙度4.0%,滲透率0.159m D),產(chǎn)能最低(分別占工業(yè)氣流層、低產(chǎn)層、干層的5.9%、5.9%、88.2%)。 【作者單位】：西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國科學(xué)院油氣資源研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所 中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院
【關(guān)鍵詞】：流體包裹體 油氣充注期次 珠海組儲(chǔ)層 白云凹陷 珠江口盆地
【基金】：國家自然科學(xué)基金(41272138) 國家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05008-004-61;2016ZX05008-004-032)
【分類號(hào)】：P618.13
【正文快照】： 差異性成巖演化過程對(duì)致密砂巖儲(chǔ)集質(zhì)量與滲流能力的影響——以鄂爾多斯盆地東部上古生界盒8天然氣儲(chǔ)層為例@羅靜蘭$西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室!陜西西安710069 @羅曉容$中國科學(xué)院油氣資源研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所!北京100029 @劉新社$中國

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