【30卷6期】致密砂岩成岩作用及其对储层的影响

文章编号:1000-2634(2008)06-0057-05

致密砂岩成岩作用及其对储层的影响3

雷卞军1,刘斌2,李世临3,王小蓉4,刘华明5

(1.西南石油大学资源与环境学院,四川成都610500; 2.吉林油田勘探开发研究院天然气所,吉林松原138000;

3.西南油气田分公司川东气矿,重庆400000;

4.西南油气田分公司川中油气矿,四川遂宁629000;

5.吉林油田长春采油厂,吉林长春130000)

摘　要:针对鄂尔多斯盆地乌审旗地区上古生界山1-盒8段地层为一套富含同沉积火山物质的致密砂岩,其成岩作用与孔隙演化关系密切的实际,在沉积相研究基础上,利用X衍射、扫描电镜和20口井的300余块常规薄片观察分析得出:本区盒8、山1段砂岩储集层主要成岩作用有水化反应、压实作用、碎屑物质的蚀变作用、交代作用、胶结作用、溶蚀作用。其成岩序列为水化反应-压实作用-石英次生加大-(火山物质的碳酸盐化、火山物质和长石的高岭石化、火山物质的硅化作用)-溶蚀作用-高岭石胶结-自生石英胶结-方解石胶结。压实和溶蚀作用分别为主要破坏性成岩作用和建设性成岩作用,二者对砂岩储层孔隙发育影响较大。

关键词:鄂尔多斯盆地;上古生界;砂岩;成岩作用;孔隙演化

中图分类号:TE121.2 文献标识码:A DO I:10.3863/j.issn.1000-2634.2008.06.014

鄂尔多斯盆地自1989年部署陕参1井在古生界喜获工业气流以来,天然气勘探呈现持续、快速发展的态势,先后发现并探明了靖边、榆林、乌审旗、苏里格、子洲等千亿立方米大型气田。盆地苏里格地区大规模天然气勘探集中于2000—2002年,主要勘探目的层系为上古生界下石盒子组和山西组,历时3年高效、快速探明了苏里格气田,为我国又一特大型整装气田[1]。

乌审旗地区属于鄂尔多斯盆地苏里格气田东砂带,位于由东向西缓倾的伊陕斜坡北部,南起巴拉素,北至巴汗淖,西抵嘎鲁图,东到小纪汗,面积约9000km2(图1)。该区主要目的层为下石盒子组盒8段和山西组山1段,大致埋深约2800～3000m,为一套低孔低渗(孔隙度3%～9%;渗透率(0.1～0.6)×10-3μm2)的河道砂体。这些河道砂体的物性差别较大,储层非均质性较强,沉积-成岩作用对储层的形成起了关键作用。

该区山1-盒8段砂岩中富含同沉积的火山物质,前人对本区此类碎屑岩的成岩作用、孔隙演化研究不多,特别是对砂岩中同沉积的火山物质的沉积-成岩作用的重视程度不够。在对研究区山1-盒8段沉积相及砂体展布规律作过详细研究后,本文重点探讨了该区山1-盒8段砂岩成岩作用类型、孔隙演化规律及其对储层的影响

。

图1　研究区位置图

1　沉积背景及储层岩石学特征

1.1　沉积背景

早二叠世晚期,海水开始退出鄂尔多斯盆地,山

第30卷　第6期 西南石油大学学报(自然科学版) Vol.30　No.6　2008年　12月 Journal of South west Petr oleu m University(Science&Technol ogy Editi on) Dec.　2008

3收稿日期:2007-05-13

作者简介:雷卞军(1955-),男(汉族),安徽休宁人,教授,从事沉积学和储层地质学研究。

西组分布广泛,为沼泽煤系沉积环境。山西组中晚期,海水退出北方大陆,盆地中央隆起消失,转入内陆河流、三角洲及湖泊沉积。进入下石盒子期,气候由温暖潮湿变为干旱炎热,植被大量减少,北部古陆进一步抬升,物源丰富,沉积物供给充分,相对湖平面下降,河流-冲积平原体系向南推进,河流相沉积异常发育[2]。研究区总体上处于河流沉积环境,其中山1时期主要发育曲流河沉积,盒8时期主要发育辫状河沉积。

晚古生代期间盆地周缘曾发生多期强烈的火山活动,导致区内山1-盒8段砂岩中含有大量同沉积的火山物质。火山喷发作用产生的炽热状态的火山碎屑和火山灰落入沉积水体中,由于原始火山物质与陆源碎屑石英或硅质岩屑相比其稳定性较差,所以当其一进入沉积水体就开始发生成岩反应。这些火山物质的早期成岩作用对砂岩整个成岩演化起着比较重要的影响,并且成为区内山1-盒8段砂岩中重要的组分。

1.2　储层岩石学特征

受盆地西北部富石英物源区和盆地周缘火山活动的共同控制,区内山1-盒8段砂岩储层主要为中-粗粒石英(质)岩屑砂岩和岩屑(质)石英砂岩。碎屑成分中石英和岩屑含量皆高,仅局部层段偶见微量长石颗粒(含量小于1%)。盒8段石英含量最高,一般可达57.75%～59.78%,岩屑含量为16.24%～30.25%。山1段石英含量为52.02%～55.20%,岩屑含量为18.43%～39.36%。岩屑中以喷出岩、火山玻璃含量最高,一般可达15%～30%,石英岩、玉髓次之。颗粒分选中等,磨圆度多为次棱角-次圆状,颗粒间接触关系以线接触为主,部分为凹凸接触。粒间见少量杂基充填,充填物主要为高岭石和水云母,另外还有方解石充填。砂岩总体上成分成熟度较高,结构成熟度中等。

2　成岩作用类型

根据20口井300余块常规薄片和铸体薄片、扫描电镜观察等分析,区内山1-盒8段砂岩现今处于晚成岩C期。主要成岩作用有水化作用、压实与压溶作用、交代作用、溶蚀与蚀变作用、胶结作用。

2.1　水化作用

富含火山碎屑物质的石英岩屑砂岩最早期的成岩作用是水化反应,当这些火山碎屑物质刚进入沉积水体就同水体接触发生反应。研究表明在开放环境中,即使在淡水和低温条件下,火山碎屑物质(火山玻璃、长石等)也可以与淡水反应而发生蚀变(B j orlykke K,1979;Surda m R C,1989)[3-4],只不过反应速度较为缓慢。长石和火山碎屑物质从早期淡水沉积环境到后期有机质演化形成的酸性水环境,一直处于蚀变状态,从而使得现今长石含量极少(几乎为零)以及火山玻璃脱玻程度严重致使在显微镜下难以识别。同时,水化反应带来的热效应进一步促使后续反应的进行。

2.2　压实与压溶作用

研究区山1-盒8段砂岩中富含大量塑性火山碎屑,这些塑性火山碎屑抗压实性极差,显微镜下常见其变形成假流纹状或压扁状(图2(a)),部分充填于孔隙间的塑性火山碎屑还被挤压成假杂基状。石英颗粒之间多呈线接触,部分呈凹凸接触甚至出现压裂现象。当火山碎屑含量很低时,颗粒间才呈现点接触。特别地,石英颗粒间压溶溶解的二氧化硅进入地层流体,还将为后期硅质胶结提供重要的物质来源。塑性火山碎屑含量高的砂岩地层被压实成致密岩相,导致原生粒间孔隙大大减少,流体很难进入砂岩储层从而阻碍了溶蚀等建设性作用对砂岩储层的改造

。

(a)大量火山物质被压实成假流纹状和压扁状,陕146井(盒8下),正交偏光,×100;(b)交代岩屑的两期方解石,其中成岩早期的方解石有溶蚀现象,陕148井(山1段),单偏光,×100;(c)粒间孔中充填自形程度较好的小型自生石英,陕246井(盒8下),单偏光,×25;

(d)粒间孔中析出高岭石胶结物,见胶结物晶间微孔,陕240井(山1段),单偏光,×200。

图2　山1-盒8段砂岩偏光镜下显微照片

盒8时期区内接受辫状河沉积,大面积发育心滩,石英颗粒粒度一般较粗,沉积后地层中的石英含量较高,火山塑性物质相对较少。而山1时期区内

85西南石油大学学报(自然科学版)　2008年

普遍接受曲流河沉积,发育边滩、天然堤等多种微相,导致区内山1段地层泥质夹层较多,石英颗粒粒度较细,地层中石英含量较低,火山塑性物质相对较多,从而使得该区山1段砂岩经早成岩A期-晚成岩B期压实作用后,原生粒间孔隙极大地减少。2.3　交代作用

区内山1-盒8段砂岩中常见火山物质被方解石交代现象。前人研究认为,该区方解石主要形成于成岩晚期[5]。而根据实际的观察研究和种种证据表明,交代型方解石形成分两期:成岩早期和成岩晚期。方解石交代火山物质现象开始于成岩早期,形成的方解石遭受过成岩晚期酸性流体的溶解,部分方解石边缘有被溶蚀的现象(图2(b))。当碱性火山物质掉入沉积水体中,开始发生水化反应时就有Ca2+、Mg2+参与反应。一直到浅埋藏环境,这种反应都在进行。由于大气环境、有机质因喜氧细菌作

用引起的氧化反应等能提供CO

32-或HCO

3

-,因此

在成岩早期流体同碱性火山物质表面Ca2+、Mg2+发生反应而产生方解石交代现象。而晚期的交代型方解石主要为铁方解石,由于形成时间晚,该类方解石一般未遭溶蚀。交代型方解石常常晶形不好,边界呈蚕食状、港湾状,方解石常保留着被交代岩屑的残余和假象。

在区内研究层段部分浅色泥岩中见大量菱铁矿结核,在正交偏光下呈花瓣状和放射状,高级白干涉色。在单偏光下呈灰黑色团块状,可能为泥岩中某种含铁有机质富集而产生菱铁矿结核,并常呈带状分布。

2.4　溶蚀与蚀变作用

在成岩早期,火山软物质、粘土物质由于压实脱水形成了不少的收缩缝。这些微缝隙虽然不能直接成为砂岩储集空间,但是它为后继的溶蚀、胶结、交代作用提供了重要通道。山1-盒8段砂岩溶蚀的对象主要为火山物质、方解石和长石。有机质演化释放的CO

2

和有机酸使得地下流体呈酸性,大量火山物质和长石被地下酸性流体溶蚀而形成许多次生溶孔,同时也产生了大量蚀变型高岭石。

区内山1-盒8段砂岩中蚀变高岭石分为杂基蚀变型和碎屑蚀变型2类,以杂基蚀变型高岭石为主。杂基蚀变型高岭石主要指颗粒间的中-基性火山灰或火山玻璃的蚀变。杂基蚀变型高岭石晶体表面脏、晶形差、晶粒小,往往不能大量地提供有效晶间孔隙[6]。同时,杂基蚀变型高岭石晶间常保留火山灰或火山玻璃残余,部分晶形极差的未蚀变完全

的高岭石一般在镜下难以与火山物质区分开。碎屑蚀变型高岭石主要指长石颗粒的蚀变。碎屑蚀变型高岭石晶体表面稍脏、晶形稍好、晶粒稍粗,集合体常呈板状发育,保留长石颗粒外形。碎屑蚀变型高岭石虽然能形成部分晶间孔隙,但由于晶间孔孔径细小(一般不足1μm),且在区内山1-盒8段地层砂岩中含量低,从而对储层的意义不大。

2.5　胶结作用

研究区山1-盒8段砂岩中胶结作用主要为硅质胶结和高岭石胶结。同时,在镜下还见水云母、绿泥石胶结和少量的方解石胶结。

硅质胶结主要表现为石英颗粒的次生加大和重结晶石英。区内山1-盒8段砂岩中石英次生加大一般为Ⅱ-Ⅲ级,次生加大较普遍,自形晶面发育,部分加大边呈镶嵌状结构[7]。硅质重结晶石英有2种:微显晶质细粒石英和显晶质自形石英。重结晶产生的微显晶质细粒石英一般产于微孔隙中,产状多为水滴连珠状、浑圆状,是由于原地下流体溶解火山物质而形成的剩余难溶硅质再次连体胶结形成。而显晶质自形自生石英则多产于溶孔之中,晶体明显呈自形,晶体较粗(粗粉砂),一般在孔隙之中单独生长(图2(c)),在该区山1-盒8段地层中分布较广。

根据统计分析,研究区山1-盒8段砂岩中叠复石英消失的Si O

2

含量仅为硅质胶结所需要的Si O

2含量的三分之一,说明硅质胶结需要的更多Si O

2

主要是由酸性火山灰和火山玻璃提供。根据镜下薄片观察发现,重结晶的微显晶质石英和显晶质的自形自生石英与石英次生加大边产于不同期次,石英次生加大边的形成早于重结晶的微显晶质细粒石英和显晶质的自形自生石英。这可能是由于石英次生加

大边所需要的Si O

2

主要是由压溶作用下叠复石英

消失的Si O

2

来提供,并具有近源的特点[8]。实际观察发现,石英含量越高的砂岩,石英次生加大越普遍越严重。当石英含量超过65%时,石英往往因为加大边相连而呈“假线接触”和“假凹凸接触”,据此也

证明了石英次生加大边所需要的Si O

2

主要是由石英压溶作用产生。而重结晶的微显晶质细粒石英所

需Si O

2

大部分来源于酸性火山物质的溶解作用分

离的Si O

2

,这也解释了为什么大多数重结晶的微显

晶质细粒石英往往夹杂在火山物质之中。高岭石胶结主要来自于孔隙水的沉淀,这种直接从孔隙水中

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第6期雷卞军等:　致密砂岩成岩作用及其对储层的影响

析出的高岭石在区内山1-盒8段砂岩中含量不高。此类胶结型高岭石晶体表面较干净(部分有少量沥青质残余),晶形好、晶粒粗大,往往发育良好的晶间孔隙。在显微镜下晶体集合体明显呈蠕虫状、手风琴状,松散填集在杂基较少、残余粒间孔发育的石英砂岩中。虽然高岭石占据了部分粒间孔隙空间,但是它却发育了大量晶间孔隙同时也阻止了其他自生矿物生长于孔隙之中。一般这类高岭石产生于孔隙度较好的砂岩中(图2(d ))。

粘土矿物的胶结主要表现为水云母和绿泥石的出现。水云母呈外形不规则的薄片状、鳞片状集合体,多呈填隙状和塔桥状产出。绿泥石呈竹叶状或叶片状,晶体大小均匀,多在3μm 左右,常见石英碎屑颗粒边镶嵌绿泥石。

方解石晚期胶结作用往往伴随交代部分孔隙边缘的石英和孔隙中间的高岭石出现。胶结形成的方解石晶体表面明亮,晶形好。晚期方解石胶结作用较少,它对孔隙结构再次形成了破坏。

在详细研究了上述几种主要成岩作用的基础上,对各种成岩产物和成岩组构特征进行综合分析,总结出本区山1-盒8段砂岩成岩作用类型、期次及成岩环境与孔隙演化对应的关系(图3)

。

图3　成岩序列及孔隙演化

3　成岩作用对储层的影响

影响储层孔隙发育的成岩作用主要有压实作

用、溶蚀与蚀变作用、胶结作用[9]

。压实作用对孔隙产生破坏,溶蚀与蚀变作用对孔隙发育具有建设性,

而胶结作用形成的不同产物则对孔隙的影响不同。3.1　压实作用、硅质胶结作用、方解石交代和胶结

作用对孔隙的破坏

压实作用对原生孔隙的破坏是使岩石孔隙度不可逆地降低。特别是在区内山1-盒8段砂岩为富含塑性火山岩屑的石英岩屑砂岩,使得该地层中砂岩的抗压性比通常的石英砂岩或岩屑石英砂岩差。随着上覆地层厚度的增加,压实作用表现得越来越强烈。到晚成岩A 期,原生孔隙大约减少了20%,为几种主要成岩作用中对孔隙破坏最严重的一种。事实表明,在区内山1-盒8段储层孔隙主要发育于其中的石英含量较高(40%以上)、颗粒较大(中-粗砂级)的砂岩中,此类砂岩的抗压实性较好。盒8段中石英含量约为54%,高于山1段石英含量48%,且盒8段普遍发育心滩,石英颗粒粗,从而使

得盒8段抗压实性较好,部分原生孔隙得以保存,再经后期成岩改造而成为区内主要产层段。

硅质胶结主要表现为石英颗粒的次生加大和重结晶石英,碳酸盐胶结主要为方解石胶结。石英的次生加大边虽然占据了部分孔隙空间,但它一定意义上抑制了压实作用对储层的损害[10-11]

。重结晶产生的微显晶质细粒石英即使部分发育于粒间孔隙之中,由于结晶颗粒细小对砂岩储层的影响不严重。但是,重结晶产生的自形自生石英由于晶粒较粗,故对孔隙有一定影响。

方解石交代火山物质发生在成岩早期,这种早期方解石交代产物一方面阻碍了浅埋藏期岩石内部水化反应和后期酸性流体溶蚀作用的进行,封闭了岩石;另一方面阻碍了早期油气向岩石内部孔隙的充注。虽然方解石交代火山物质并没有直接减少砂岩孔隙度,但是它却阻碍了溶蚀等建设性成岩作用对砂岩孔隙的改善。方解石胶结一般发生在成岩晚期,方解石胶结物一旦形成往往未遭到地下流体溶蚀,从而使砂岩孔隙度极大地减少。3.2　溶蚀与蚀变作用对孔隙的建设性作用

区内研究层段溶蚀的对象主要为火山碎屑物质、长石、杂基。溶蚀作用主要形成石英粒间溶孔、火山碎屑颗粒粒内溶孔、长石晶模孔和高岭石晶间孔等次

生孔隙[12]

。其中,溶蚀石英粒间填隙物形成的粒间溶孔、溶蚀高岭石晶间物质形成的晶间孔最为常见。溶蚀作用形成的次生孔隙可使孔隙度提高3%～5%,这对此类致密砂岩储层来讲具有起死回生的重要性。另外,火山物质和长石蚀变的高岭石虽然原始晶间孔

6西南石油大学学报(自然科学版)　2008年

不太发育,晶间常见被蚀变物质残余,但是如果有地

下流体溶蚀晶间残余而且能够持续带走反应物使得反应继续,那么蚀变型的高岭石也能提供良好晶间孔,在区内盒8段砂岩中就发现不少此类高岭石产生的晶间孔隙。从145块砂岩样品的薄片观察和面孔率度统计得出,区内山1-盒8段砂岩中高岭石含量与面孔率之间存在一定的正相关性(图4)

。

图4　高岭石含量与孔隙度关系图

4　结　论

(1)乌审旗地区上古生界山1-盒8段砂岩中

由于含有较多同沉积的火山物质,此类火山物质成

岩反应时间发生较早。其火山物质的含量高低和火山物质成岩演化同砂岩储层孔隙演化关系密切。

(2)成岩早期火山物质进行的水化反应是后续火山物质硅化、碳酸盐化、泥化的基础。

(3)压实作用、硅质胶结作用、胶结作用和早期方解石的交代作用对孔隙具有破坏性影响。压实作用是孔隙空间减少的主要因素,其中火山软物质和石英颗粒相对含量的高低直接决定了抗压实作用效果的好坏。

(4)溶蚀与蚀变作用对孔隙具有建设性影响。

晚成岩A -B 期的地下酸性流体对储层的溶解作用是孔隙得以改善的主要因素。

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东营:石油大学出版社,1998.

(助理编辑:王威)

1

6第6期雷卞军等:　致密砂岩成岩作用及其对储层的影响

Abstract:I n the p r ocess researching the reservoirs in Hongtai area,which is based on the casting and conventi onal thin secti on ins pecti on data,many intragranular fractures are found .Because the devel opment scope and degree of fractures in the downdi p bl ock are l o wer than the ones in hanging wall in the research area,the further the distance fr om the wall is,the l ower the devel opment degree,and the width and length of the fractures decrease with the dis 2tance increasing,after researching and analyzing the fractures,it is recognized the origin of the fractures is not by nor mal compacti on,but the influence of reverse sli p fault .Because there is an cl ose relati onshi p bet w een the width of the intergranular fractures and the distance fr om the wall,a method by using regressi on and statistics is put for 2ward t o forecast the relati onshi p bet w een the width of fracture devel opment belt and the distance fr om the wall,which can qualitatively f orecast the scope of fracture devel opment .

Key words:Tuha Basin;Hongtai area;intragranular fracture;regressi on analysis;quantitative f orecast

D I AGENES I S O F T I GHT STAN D ST O N

E AND THE INFL UENCE O N RESERV O I R

LE IB ian Οjun 1,L I U B in 2,L I Shi Οlin 3,WANG Xiao Οr ong 4,L I U Hua Οm ing 5(1.Res ource and Envir onment I nstitute,

South west Petr oleu m University,Chengdu Sichuan 610500,China;2.I nstitute of Nati onal Gas,Exp l orati on and De 2vel opment Research I nstitute,J ilin O ilfield Company,Songyuan J ilin 138000,China;3.East Sichuan Gas Field,South west O il and Gas Field Company,Chongqing 400000,China;4.Central Sichuan O il and Gas Field,South west O il and Gas Field Company,Suining Sichuan 629000,China;5.Changchun O il Pr oducti on of J ilin O ilfield Compa 2ny,Changchun J ilin 130000,China )JOURNAL O F SOU TH W EST PETROL EUM UN I V ERS ITY (SC IEN CE &TECH 2

NOLOGY ED ITI ON ),VOL.30,NO.6,57-61,2008(I SSN 1000-2634,IN CH IN ESE )

Abstract:The sandst one reservoirs of Shan1ΟHe8me mber are tight quartz sandst ones with many syn Οdepositi onal volcanics in upper palez oic sandst one ofW ushenzhao ΟT ong wangcheng area,there is a tight relati on bet w een deposi 2ti on Οdiagenesis and pore evoluti on .On the basis of the sedi m entary facies research,according t o the data of X Οdif 2fracti on,scanning electr on m icr oscope and more than 300r ock slides fr om 20wells,it is pointed out that the main diagenesis of sandst one reservoirs are hydrate reacti on,co mpacti on,alterati on of detrital material,metas omasis,ce 2mentati on and diss oluti on in the sandst one reservoirs of He8,Shan1me mber .The digenetic series are hydrate reac 2ti on Οcompacti on Οsecondary gr o wth of quartz Ο(carbonatati on of volcanics,kaolinizati on of volcanics and felds par,silicati on of volcanics )Οdiss oluti on Οce mentati on of authigenous quartz Οce mentati on of kaolinite Οce mentati on of calcite .Compacti on is main destructive diagenesis,while diss olui on is main constructive diagenesis,both of the m i m 2pact reservoirs a l ot .

Key words:O rdos Basin;upper Palez oic;sandst one;diagenesis;pore evoluti on

SED I M ENTAR Y STRUCTURE AN D SEQUENCE B O UN DAR Y I D ENT I F I CAT I O N BASE D O N F O R M A 2T I O N D I P LO G

L I Guo Οyong 1,XU Huai Οm in 1,L I U Tai Οxun 1,WANG Hai Οgeng 2,CHANG Lun Οjie 3(1.Faculty of Res ource and I n 2

for mati on Technol ogy,China University of Petr oleum ,Changp ing Beijing 102249,China;2.Exp l orati on and Devel op 2ment Research I nstitute of Bohai O ilfield,Tianjin B ranch,CNOOC,Tanggu Tianjin 300450,China;3.Exp l orati on and Devel opment Research I nstitute,Tari m O ilfield,CNPC,Korla Xinjiang 841000,China )JOURNAL O F SOU TH 2

W EST PETROL EUM UN I V ERS ITY (SC IEN CE &TECHNOLOGY ED IT I ON ),VOL.30,NO.6,62-66,2008(I SSN 1000-2634,IN CH IN ESE )

Abstract:Correlated co mparis on method is adop ted t o p r ocess di p l og data of critical wells,By co mbining structural

?7? Journal of Southwest Petr oleu m University (Science &Technol ogy Editi on ) No .6

烃类充注对储层成岩作用影响

烃类充注对储层成岩作用影响 油气等有机烃类在储层中的聚集改变了成岩作用环境，从而控制着矿物的交代、转化及自生矿物的形成等成岩作用过程。所以充分认识有机油气注入与储层中矿物形成、转化之间的关系，深入探讨成岩作用机理，不仅可以为储层有利次生孔隙带的预测提供理论依据，而且可以确定油气充注方式、期次和时间，对研究油气藏的形成过程、总结油气藏的形成模式和分布规律具有重要的理论意义和应用价值。 其形成主要与有机质成熟过程释放有机酸对长石等颗粒的溶解有密切关系。近年来，随油气勘探发展，储层成岩作用在理论研究、具体实践中均获得了长远进展。在成岩作用的现代概念（Walther，1983）提出至今约一百年的历史中，成岩作用的研究经历了几个发展阶段，并取得了许多重大的进展。20 世纪40-50 年代以前，沉积学主要研究沉积作用的过程，大多数沉积地质学家的观点是沉积矿床为沉积作用或至多在同生期沉积就形成了（孙永传等，1996）。但是从20 世纪中期开始，人们对成岩（后生）作用的研究给予了很大的关注，成矿作用的阶段性的认识则从根本上改变了沉积岩石学的许多传统观念，并孕育了成岩作用研究的新时代。从上世纪70 年代中期开始至90 年代，成岩作用的研究进入了一个崭新的阶段，其中与石油地质学家的参与有着重要的关系。后期，由于诸多因素，促使石油地质学家们及沉积学家对储层成岩作用的研究愈加重视，其显著特征是对成岩反应中无机和有机过程相互作用及其系统演化的探索，并重新评价油气地质演化过程和有利储层形成及其演化历史（Hower等，1976），，成岩作用的研究由此进入了一个快速发展的阶段，相当一部分学者称之为现代成岩作用研究阶段。在该阶段盆地油气活动的研究为成岩作用或者成烃-成岩作用的深入研究提供了契机（Bredehoeft等，1990；），我国学者对诸多含油气盆地储层成岩作用也开展了不懈的研究和探索，为深入揭示中国陆相含油气盆地的成岩作用规律研究奠定了基础，成岩作用的研究亦被列入沉积学和储层地质学重要研究方向。盆地油气活动在成岩作用或成烃-成岩作用中的深入研究对于认识小尺度内成岩特征与大尺度盆地演化，揭示成岩作用的时空规律具有重要的意义（李忠等，2006）。目前，大多数研究者已认识到，储层的成岩作用是一个十分复杂的地球化学过程，受到构造演化、沉积作用、矿物、盆地热流性质、油气运移及成岩环境中的物理化学条件等多种因素控制，最关键的是在油气充注过程中，矿物与孔隙油气之间的相互作用条件、方式及随之发生的迁移方向、途经与沉淀位置等，油气流动是影响成岩作用的关键因素（张枝焕等，2000；）。 综合前人的研究，油气充注对成岩作用的影响可以概括为三个方面：（1）抑制胶结作用的进行，主要是抑制石英、伊利石和碳酸盐矿物的胶结；（2）油气中所包含的有机酸溶蚀可溶矿物，形成溶蚀孔隙，增加了储集空间；（3）油气形成产生的超压能缓冲压实作用，有利于原生孔隙的保存。 1油气充注对胶结作用的抑制 石油生成、运移后在储层中产生聚集，油气的注入孔隙水化学组成发生改变，造成孔隙水的无机离子的浓度减小，且直接由碳酸盐胶结作用、间接使pH值发生变化、油气部分代替地层水从而阻止了矿物的离子间质量传递，使矿物的交代和转化、自生矿物的形成受到抑

致密砂岩储层构造裂缝形成机制及定量预测研究进展_徐会永

第19卷第4期 2013年12月地质力学学报JOUＲNAL OF GEOMECHANICS Vol.19No.4 Dec．2013 文章编号：1006- 6616（2013）04-0377-08致密砂岩储层构造裂缝形成机制及 定量预测研究进展 徐会永1，冯建伟2，葛玉荣 3（1.中国石油大学期刊社，山东青岛266580； 2.中国石油大学地球科学与技术学院，山东青岛266580； 3.中国石油测井有限公司，新疆哈密735200） 收稿日期：2013- 03-02基金项目：山东省博士后基金项目“基于应力场模拟的低渗透砂岩储层裂缝多参数定量建模”（201003104） 作者简介：徐会永（1977- ），男，汉族，山东庆云人，副编审，博士，主要从事沉积学及石油地质学等方面的研究及科技论文编辑工作。E- mail ：xhy7714@https://www.sodocs.net/doc/a513703402.html, 摘 要：致密砂岩裂缝性储层已逐渐成为非常规油气资源勘探开发的重点，构造裂 缝形成机制研究及定量预测也相应成为热点问题。从构造地质学和地质力学角度对目前的裂缝研究方法进行系统分析，并对含微裂隙的岩石损伤力学实验分析、复合 地层本构关系及破裂准则的建立以及不同应力场作用下裂缝参数的定量表征方法进 行详细对比后认为，裂缝的产生、裂缝的位置和方向以及裂缝参数的量化是实现裂 缝准确预测的关键。今后裂缝研究的发展方向主要有3个，即基于构造地质学和岩 石损伤力学的宏观野外观察和微观室内试验相结合研究裂缝形成机制，考虑多重影 响因素并基于能量转换理论的复合岩石破裂准则建立，基于精细构造地质模型的有 限元数值模拟实现各期应力场作用下裂缝参数的三维定量表征。 关键词：致密砂岩储层；构造裂缝；形成机制；定量预测；非常规油气 中图分类号：P542；P553文献标识码：A 0引言 随着中国油气资源勘探开发逐渐由东部向西部、由常规储层向非常规储层转变，致密 气、页岩气和煤层气成为国家“十二五”规划后的开发重点［1］。很多学者认为在致密气、 页岩气和煤层气3种非常规天然气中，应该优先发展致密气［2 3］。致密气资源量数据相当可靠、开发致密气技术较成熟、致密气的分布与常规气在很多地方重叠、基础设施建设成本较低［3］，因此致密气的开发前景比页岩气更明朗。中国石化已启动鄂尔多斯致密油气增储上产会战［3］。此外，来自国土资源部的数据显示，2011年全国天然气产量为1011.15?108m 3［4］，致密气产量约为350?108m 3［3］，约占全国天然气总产量的三分之一。 非常规气藏开发有很多相似之处，如都需要打水平井和丛式井、都需要压裂工艺等。国内已基本掌握了致密砂岩油气的开发配套技术，有些技术已达国际先进水平。但大规模开发不能照搬国外模式，还需要通过有的放矢的基础研究和工程技术的先导性试验，提出适合中

成岩作用对储层物性的利弊影响分析

Advances in Geosciences地球科学前沿, 2019, 9(4), 289-300 Published Online April 2019 in Hans. https://www.sodocs.net/doc/a513703402.html,/journal/ag https://https://www.sodocs.net/doc/a513703402.html,/10.12677/ag.2019.94032 Advantages and Disadvantages Effects of Diagenesis on Reservoir Physical Properties Song Hu1, Xiaoxiao Lu2,Danfeng Zhang3, Jing Cheng4 1Petroleum Exploration and Production Research Institute, SNOPEC, Beijing 2Daqing Branch of China Petroleum Logging Co. LTD., Songyuan Jilin 3Greatwall Drilling Company, CNPC, Beijing 4International Logging Company of Greatwall Drilling Company, CNPC, Beijing Received: Apr. 7th, 2019; accepted: Apr. 22nd, 2019; published: Apr. 29th, 2019 Abstract Compared with the traditional theory, the diagenesis types cannot be divided into two categories completely. In fact, both the diagenesis itself and its combination have two sides. In this paper, the diagenesis of the W oil field is taken as an example, and the main diagenesis types are summarized by the methods of observing cores, identifing common and casting thin sections, and detecting scanning electron microscope. And the dialectic influence of diagenesis on the physical properties of reservoirs is discussed in the light of the theory of dialectics. The results show that the main di-agenetic types, such as compaction, cementation, dissolution, recrystallization, their own or their combination, have a common duality, complexity and interrelated influence on the physical prop-erties. They are characterized by interdependence and mutual transformation of reservoir im-provement and destruction. In line with the advantages and disadvantages to find the principle of high-quality reservoirs, it is conducive to the ultimate improvement of reservoir physical proper-ties if the compaction, cementation and metasomatism are relatively developed in the early stage of diagenesis as well as the dissolution is more developed in the later stage of diagenesis. Keywords Diagenetic Type, Diagenetic Evolution, Physical Property, Materialist Dialectics, Two Sides 成岩作用对储层物性的利弊影响分析 胡松1，路肖肖2，张丹锋3，成婧4 1中国石化石油勘探开发研究院，北京 2中国石油测井有限公司大庆分公司，吉林松原 3中国石油集团长城钻探公司，北京 4中国石油长城钻探工程公司国际测井公司，北京

碎屑岩成岩作用和储层岩石学研究新进展

碎屑岩成岩作用和储层岩石学研究新进展 储层研究贯穿于油气勘探开发的始终，其在石油地质研究中所占比重也随着油气勘探开发阶段的向前推移而不断增大。 本文重点介绍沉积物（岩）的成岩作用和储层岩石学研究新进展。 一、砂质沉积物（岩）的成岩作用 （一）砂质沉积物（岩）的形成演化包括五个阶段：风化剥蚀—搬运—沉积—成岩—变质。 （二）成岩作用在沉积物（岩）的形成演化旋回中占有特别重要的地位 1、不同程度地改造了沉积物的成分和结构，甚至可以把它变得面目全非。 2、碎屑岩中有很多自生矿物形成于成岩阶段而非沉积产物，特别是自生粘土矿物。 3、砂体的很多结构也形成于成岩期而非沉积期形成。因而在恢复砂体沉积环境、再建古地理时必须了解其成岩变化，否则就会导致得出错误的结论。 4、成岩作用对砂质沉积物（岩）的孔隙性和渗透性有很大影响。要全面评价储层，必须把沉积相研究和成岩作用研究紧密结合起来。 5、砂岩孔隙类型的确定关系到储层评价预测和寻找优质储层的方向。而孔隙成因的确定有赖于成岩作用的深入研究。 6、成岩致密带和成岩隔层的研究可为新区合理部署探井和划分开发层系提供重要依据。 7、成岩史和孔隙演化史的研究是油气成藏的重要组成部分。 8、成岩圈闭的发现为勘探非构造隐蔽油藏指出了新领域。 9、生油岩成岩作用和粘土矿物成岩演化的研究已作为判别生油岩成熟度的重要标志。有机质热演化的研究成果是现代晚期生油理论和油气初次运移理论的重要支柱。 10、油层保护和改造与储层的成岩粘土矿物、自生矿物、岩石成岩后结构构造有密切关系。 11、原来当作岩浆热液成因的砂岩中的金属矿，实际上是成岩期在地下水作用下，沉积物中分散物质发生溶解、沉淀、富集形成的，提出了“成岩矿产”的概念和沉积期分异作用的理论，受到了广泛重视。 12、随着成岩作用研究的不断深化，使我们有可能模拟预测地下孔隙性砂体的性质和展布，提高油气勘探成功率，国内外已有不少成功的例子。 综上，成岩作用关系到油气生成、运移、聚集成藏等一系列石油地质问题，也关系到不少金属矿床的形成，具有重要的理论意义和实际意义，发展迅速，国内外都十分重视。 （三）成岩作用研究的历史、现状和发展趋势 成岩作用这一概念自贡别尔（V on Gumbel，C.W.1886）提出已有100多年的历史。在本世纪四十年代以前，主要是对碎屑岩的研究，特别是对其中的一些矿物如石英、长石、锆石等的自生作用进行观察。自四十年代及五十年代发现了中东及加拿大的碳酸盐岩大油田后，碳酸盐岩石学、沉积学及成岩作用方面的研究在六十年代和七十年代蓬勃发展。就在碳酸盐岩研究工作方兴未艾之时，在七十年代后期和八十年代初，人们的注意力又开始转移到碎屑岩的研究上来。

致密砂岩油藏与常规砂岩油藏开发的地质主控因素差异

致密砂岩油藏与常规砂岩油藏开发的地质主控因素差异 随着世界油气工业勘探开发领域从常规油气向非常规油气延伸，非常规油气的勘探和研究日益受到重视。20 世纪90 年代以来，中国出现深盆气、根源气、深盆油、向斜油、非稳态成藏、致密油、致密气、页岩气、页岩油、源岩油气等概念。油气地质基础研究呈现出由常规油气向非常规油气发展的新趋向（图1）。 图1 中国陆上主要非常规油气有利区分布图（据邹才能等，2013C）致密油是一种重要的非常规资源，是指夹在或紧邻优质生油系的致密储层中，未经过大规模长距离运移而形成的石油聚集，是与生油岩系共生或紧邻的石油资源。储层致密、油气在运移、聚集、成藏等方面与常规砂岩油藏存在较大差异，导致致密砂岩油藏与常规砂岩油藏开发上地质主控因素存在较大差异，本文主要从储层特征、流体性质、边界条件进行简要分析。 一、储层特征 非常规油气储层以纳米、微米孔喉为主，微观孔喉结构复杂，决定了其低孔低渗的储集特征，控制了油气聚集机制、富集规律等基本地质特征。

（一）储层质量 1.宏观 致密砂岩储层以纳米级孔喉系统为主，导致其储层致密物性较差，一般孔隙度小于10%，渗透率小于0.1mD，而常规砂岩储层物性相对较好，如表1-1。 致密砂岩油藏储层总体致密是其与常规油气储层的最大区别。 表1-1 致密砂岩储层与常规砂岩储层宏观储层质量对比 2.微观 （1）孔隙结构 孔隙结构：岩石中所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通的关系。微米与纳米尺度是通过扫描电镜与微-纳米CT扫描可以识别的微观孔隙形态与空间特征，如图1-1。 图1-1微观孔隙形态与空间特征（据于清艳，2015）

试论成岩作用与油气成藏的关系

《成岩作用与储层评价》文献综述试论成岩作用与油气成藏的关系 专业______地质学_______ 班级__ 资信研10-4班___ 姓名______蔡晓唱_______ 学号_____S1*******_____

试论成岩作用与油气成藏的关系 20世纪80年代以来，油气运移、成岩作用、盆地分析研究相互渗透，并取得了长足的进展。将成岩作用、油气的成藏史等纳入到盆地发展演化历史中统一考虑，是当前研究的一个趋势所在[1]。本文从烃类流体充注与储层成岩作用的关系、用储层油气包裹体岩相学确定油气成藏期次、示烃成岩矿物与油气成藏的关系、利用成岩过程中自生石英数量的变化确定油气藏形成时间、岩性油气藏中成岩作用对油气聚集的控制作用五个方面简要论述了储层成岩作用与油气生成、运移和成藏的关系。 1 烃类流体充注与储层成岩作用的关系 由有机质转化来的有机流体是整个地壳流体活动的一部分，对成岩演化有着至关重要的影响，也是盆地发展演化的一个重要侧面。有机质转化形成的有机酸引起了地质界的广泛关注，主要是因为它可以溶解矿物，形成次生孔隙[2]。有机酸主要由干酪根含氧基团的热催化断落、烃类与矿物氧化剂之间的氧化还原反应、原油微生物降解和热化学硫酸盐还原作用转化而来，但就其生成时间而言，尚未有定论。泌阳凹陷碎屑岩储层在碱性-强碱性原始地层水中发现石英溶解型次生孔隙，不但丰富了次生孔 为石英自生加大提供了新的解释。塔中隙的成因理论，而且石英溶解所产生的SiO 2 地区志留系烃类侵位后因淡水注入而使烃类被氧化，所产生的有机酸促进了钾长石等矿物的溶解，导致了次生孔隙的发育。 除有机质转化产生有机酸外，油气的产生对成岩作用有着重要意义。油气运移成藏的成岩记录是从岩石学和地球化学方法反演成藏过程的基础，国际上对储层中烃类流体充注与成岩作用关系给予高度重视。九十年代以来学者们开始关注“烃类流体侵位与储层成岩作用”领域的研究，这主要基于两方面原因，一是早期烃类流体侵位有利于优质储层形成，二是储层成岩纪录有助于重构油气成藏过程[3]。1999年和2000年AAPG年会曾将“成岩作用作为烃类流体运聚记录”作为分会讨论的主题，要使叠合盆地成藏年代学分析理论和分析方法取得进展，一个重要的基础是必须深入分析其中烃类流体充注与储层成岩作用关系，建立起烃类流体运聚-储层成岩作用-烃类流体包裹体-自生矿物形成关系的解释定量模式，为成岩矿物及其包裹的流体化石作为烃类流体运聚的记录提供理论基础。 烃类流体注入储层，一方面，储层胶结物及其中流体包裹体记录了成藏条件（温度、压力、流体成分和相态)，另一方面，随着含油气饱和度增加，孔隙水流体与矿物之间的反应受抑制（如储层中石英次生加大等）或中止（自生伊利石、钾长石的钠

致密砂岩储层评价研究现状

致密砂岩储层评价研究现状 致密砂岩油气藏作为一种特殊非常规油气藏，已受到石油工业界的高度关注。目前致密砂岩储层的评价主要是在地层层组划分的基础上，依据测井解释、岩心物性分析、X-衍射分析、显微薄片鉴定等分析和实验资料，结合产能情况，对储层岩性、储层的物性下限、脆性、厚度和分布范围等多个方面进行评价。 标签：致密砂岩储层储层评价研究现状 0引言 致密砂岩油气藏作为一种特殊非常规油气藏，已受到石油工业界的高度关注。自20世纪80年代以来多位石油地质专家提出了深盆气（Masters，1979）、盆地中心气（Rose，1986）和连续型油气藏（Schmoker，1995）等新概念，就是针对非常规储层用新的思维以及创新的技术方法[1～3]。中国致密储层天然气的分布十分广泛勘探潜力巨大，形成了以四川盆地须家河组、鄂尔多斯盆地苏里格地区二叠系为代表的致密砂岩大气区[4]。 目前致密砂岩储层的评价主要是在地层层组划分的基础上，依据测井解释、岩心物性分析、X-衍射分析、显微薄片鉴定等分析和实验资料，结合产能情况，对储层岩性、储层的物性下限、脆性、厚度和分布范围等多个方面进行评价。 1岩性评价 岩性评价是致密砂岩储层评价的重要组成部分之一，且较常规储层评价的要求更高。致密砂岩储层储集空间小，测井信息中所包含的孔隙部分贡献相对较低，因此，为了求准测井孔隙度，要求更加精细的岩性组分以保障骨架参数的准确性。此外，岩性评价能够十分有助于致密砂岩储层的压裂设计，如可根据岩性类别及其组分确定出的脆性指数以及黏土矿物类型及其各种黏土相对含量，均是压裂设计着重考虑的因素。 常规测井评价岩性的方法主要为：以自然伽马测井计算泥质含量，以密度、中子和声波孔隙度测井确定岩性骨架类别及其比例大小。如果有自然伽马能谱测井资料，可进一步确定出黏土类型。最后以岩性实验分析（如X衍射）刻度测井计算结果。近年来，斯伦贝谢公司研发的新一代地球化学元素测井技术-元素俘获谱测井（ECS）已在我国推广应用，丰富了测井岩性评价的内容，提升了岩性组分的计算精度[5～7] [14]（如图1）。 2有效储层物性下限评价 有效储层物性下限是指储集层能够成为有效储层应具有的最低物性。有效储层是指在现有工艺技术及经济条件下能够产出具有商业价值油气流的储层。有效储层的物性下限值主要包括储层孔隙度、渗透率和含油饱和度下限值。有效储层

致密砂岩岩石物理模型研究

致密砂岩岩石物理模型研究致密砂岩油气作为非常规能源的一种，对世界常规能源的接替起到了至关重要的作用。其显著的特征是渗透率低（小于或等于0.1×10-3μm2）、岩石压实紧密、微观储渗机理复杂。多数情况下，致密储层的胶结程度高，塑性大，岩屑含量及粘土含量相对多，常规的解释与评价方法很难揭示岩石的储集与渗流机理，并且现有的岩石物理解释模型也难以精细的表征其微观特征，表征物性特征的参数同样也不仅仅为孔、渗的数值大小，因此对于致密砂岩，基于岩石微观孔隙结构参数的表征是对物性进行描述的重要内容。但在致密砂岩储层中如何明确裂缝的形成过程并把它表征出来一直是一个难点。在致密砂岩形成过程中，成岩作用对其影响最大。在成岩作用过程中，压实作用和胶结作用较大幅度地降低了储层的孔隙度和渗透率，粘土等矿物的充填也是渗透率降低的重要原因。 致密砂岩储层复杂的地质特征使得储层的渗流特征、弹性及物性特征有别于常规砂岩储层，加之极强的非均质性，使得致密砂岩岩石物理分析研究具有很大的挑战性，常规的孔隙度、渗透率以及饱和度等公式适用性差，利用测井手段识别致密砂岩中的气层特别困难、精确评估致密砂岩储层难度大。对此许多学者进行了岩石物理分析及建模方法、测井评价、储层横向预测，以及在开发过程中利用微地震、时移地震等进行储层动态监测的研究。有效的对岩石物理模型进行研究，能够合理地对储层含油气性进行预测。 1、致密砂岩储层特征 在常规砂岩储层中，有效孔隙度通常只比总孔隙度稍低，然而如图 3-1 所示（蓝色部分为容纳气体的孔隙空间），致密砂岩储层中，强烈的成岩作用导致有效孔隙度值比总孔隙度要小很多。伴着成岩作用的发生，致密砂岩得原生孔隙结构发生重大改变，平均孔隙直径减小，弯曲度加大，不连通孔隙增多，于是岩石的孔隙类型和孔隙微结构变得十分复杂。

成岩作用研究方法

储层成岩作用的研究方法2008-05-08 14:17储层成岩作用的研究方法 一、总体思路 首先，对成岩作用的产物进行研究，包括系统地对储层岩心进行详细观察（宏观和薄片两方面）和分析测试，特别注意储层孔隙在时间和空间上的变化，以此获得较准确的岩性资料、各种成岩现象和孔隙变化的特征，推测可能经历的成岩作用过程。其次，根据孔隙流体温度和压力等成岩参数，从物理化学和热化学等角度探讨成岩反应的机理。最后，结合盆地的地层、构造、沉积等资料、建立储层成岩模式，寻找出孔隙的演化规律。 二、常用研究方法 储层成岩作用研究需要应用各种手段进行综合性分析。除了岩石学中详细论述过的常规研究方法外，还涉及许多先进的测试技术。常用的研究方法和手段可分为岩石矿物学方法和非岩石学方法两类，现分别简述如下： ·岩石矿物学方法 在对露头或岩心进行详细观察的基础上，用仪器作进一步分析测试。主要目的是获得岩性参数和温度参数，观察发生过的各种成岩现象。除了常规的偏光显微镜法外，还涉及以下技术。 （1）孔隙铸体研究对岩石结构、孔隙结构进行观察 （2）阴极发光显微镜观察它是研究矿物成分、胶结世代、岩石结构和构造的主要手段，特别是对于一般显微镜难以解决的钙质及硅质胶结现象和某些重结晶现象等有较大的作用。 （3）扫描电镜观察由于放大倍数高，分辨率高，可以观察到普通显微镜观察不到的东西，如粘土矿物、微孔隙等。扫描电镜对矿物鉴定的基本根据是形貌和晶形，对于晶貌相似的矿物，效果较差。现在普遍把扫描电镜配上能谱仪，这就把形貌分析和成分分析结合在一起。 （4）X－射线衍射分析它能进行粘土矿物的定性定量分析，计算混层比，自生矿物的鉴定和全岩定量分析等。 （5）电子探针分析其特点是灵敏度高，不破坏样品，分析元素范围大。主要对岩石和矿物进行化学成分分析。 （6）气液包裹体显微镜分析主要获得古地温和古盐度参数。 ·非岩石学方法

鄂尔多斯盆地致密砂岩气层测井评价新技术

作者简介:杨双定,1966年生,高级工程师;1991年毕业于西南石油学院测井专业,1999年获西南石油学院地球探测与信息专业硕士学位;现从事测井资料综合解释及方法研究工作。地址:(710201)陕西省西安市长庆路方元大厦。电话:(029) 86029722。E 2mail :cjc_ysd @https://www.sodocs.net/doc/a513703402.html, 鄂尔多斯盆地致密砂岩气层测井评价新技术 杨双定 (中国石油集团测井有限公司长庆事业部) 杨双定.鄂尔多斯盆地致密砂岩气层测井评价新技术.天然气工业,2005;25(9):45～47 摘　要　鄂尔多斯盆地上古生界以陆相、海陆交互相碎屑岩为主,属于低孔、低渗的致密砂岩储集层。由于其低孔、低渗、非均质性强等原因,使利用常规测井资料正确识别气层的难度增大。文章分析认为,上古生界气田测井特征受岩性物性作用比较明显,石英砂岩和岩屑砂岩的测井特征与含气特征不同,电性上高低电阻率气层共存。在综合利用成象测井新技术提供的新方法及多信息、高精度参数,在分析储层特征的基础上,结合实验数据确定了核磁共振变等待时间的测井参数,提出了对致密气层识别有效的气层识别新方法,主要为基于核磁共振测井的差谱法、移谱法,基于交叉偶极声波测井纵波差值法。通过实例分析,证明了方法的有效性,较好地解决了低孔、低渗致密气层和低阻砂岩储层的气层识别问题,提高了测井识别的准确率,解释符合率达85%以上。 主题词　鄂尔多斯盆地　核磁测井　声波测井　致密砂岩　储集层　流体 一、储层特征 鄂尔多斯盆地上古生界以陆相、海陆交互相碎屑岩为主。自下而上发育着石炭系本溪组、太原组、 二叠系山西组、石盒子组和石千峰组。其中太原组、山西组、石盒子组是主要储集层,储集层岩性为浅灰色含砾粗砂岩,灰—灰白色中粒石英砂岩,灰绿色岩屑质石英砂岩,岩屑砂岩等。 上古生界主要储集层砂岩经历了漫长而复杂的成岩后生作用的改造,储集岩中的原生孔隙大部分遭受破坏,仅存残余粒间孔、自生溶孔以及高岭石晶间孔,从而构成了上古生界低孔、低渗砂岩的储集体系。通过12口井的岩心分析样品统计,其物性特征如表1所示。 表1　储层物性统计表 地　层孔隙度(%)平均孔隙度(%) 渗透率(10-3μm 2) 平均渗透率 (10-3μm 2) 石盒子组3～169.60.05～6.79 1.09山西组 4～10 6.1 0.01～5.63 0.69 该类储层一般必须经压裂改造才有产能,是否产气的影响因素多,即使采用成像测井,也存在多解 性,测井解释难度大。 二、电性特征 在鄂尔多斯盆地上古生界气田,测井特征受岩 性物性作用比较明显,随岩石中岩屑含量增加,或粒度变细,孔隙度减小,渗透率降低,密度增大,电阻率增大,双测向曲线趋于重合。相反,随岩石中岩屑含量减小,或粒度变粗,孔隙度增大,渗透率升高,密度变小,双测向曲线幅度差异变大。一般纯石英砂岩的自然伽马值小于35A PI ,Pe 值小于2b/e ,骨架密度值为2.65g/cm 3,井径正常或缩径;岩屑砂岩自然伽马值大于40A PI ,Pe 介于2.2～3.2b/e ,骨架密度值为2.7g/cm 3,常扩径。高低阻气层并存,山2 段储层电阻率在100Ω?m 可能出水,而盒8段电阻率20Ω?m 可出纯气。 三、气层测井识别新方法 常规测井识别气层主要是通过气层与水层的电阻率差异来识别,对于低孔、低渗、低阻气层识别难度较大。测井新技术的应用,为气层识别提供了新的依据。利用核磁共振测井、交叉偶极声波测井等成象测井资料提取气层识别方法,提高气层识别精度。 ? 54?第25卷第9期 天　然　气　工　业 地质与勘探

油气储层成岩作用及定量评价技术

成岩作用的概念很早在国外就已经被提出，但是并未受到重视，近年来有了较快的发展。成岩作用演化具有多期阶段性，每一阶段都有不同的物化性质和演化模式，造成成岩作用研究的难点，之前的研究大都是基于野外露头和岩心观察的定性描述，对成岩作用和成岩相的定量研究及其和优质储层展布特征之间的关系研究很少。 1?储层成岩作用类型 1.1?机械压实作用 机械压实作用是一种埋藏成岩作用，主要是物理变化，指沉积物埋藏后，随着埋藏深度的增加，在压力作用下，岩层中碎屑颗粒或者矿物颗粒之间的水分排出，导致颗粒排列变得紧密。 1.2?胶结作用 胶结作用指胶结物或者矿物从孔隙溶液中沉淀出来，将疏松的沉积物固结起来的一种成岩作用。主要分为碳酸盐岩胶结作用、硅质胶结作用、和粘土矿物胶结。 1.3?交代作用 交代作用的实质是一种同时并进的溶解和沉淀作用，是一种在保持被交代矿物晶形或集合体形态的矿物的情况下，一种矿物代替另一种矿物的转化作用。矿物交代过程中既可以交代原生矿物的部分，也可以完全替代原生矿物颗粒；晚期交代作用还会交代早期形成的交代产物。1.4?溶解作用 溶解作用主要是使已有的矿物完全或部分地溶解，主要发生在长石颗粒内、岩屑颗粒中易溶组分内和碳酸盐胶结物内。在东营凹陷ES4s湖泊碳酸盐岩心中观察到很多种溶解（溶蚀）现象。 2?成岩作用的影响 成岩作用对储层质量的影响可以分为建设性影响和破坏性影响，其中有机酸导致的溶蚀、溶解作用产生了大量次生孔隙，改善储层物性。部分粘土矿物转换也会增加储层孔隙度和渗透率，孔隙度和渗透率明显增加。而压实作用及胶结作用则会破坏储层质量，降低储层孔隙度和渗透性。3?成岩作用定量评价技术 3.1?成岩作用数值模拟 目前国内成岩作用的数值模拟主要有两种，一是作用模拟，二是效应模拟。第一种主要是利用计算机技术模拟不同类的成岩作用，例如石英次生加大、机械压实、绿泥石环边胶结等，与油气储层质量评价的联系较弱。第二种效应模拟研究的重点是各种成岩作用造成的综合影响，而不是单因素成岩作用的机理，目前这种模拟方法应用较广泛，可以模拟成岩演化过程中温度、压力、成分、时间的变化，从而定量刻画储层成岩阶段。 3.2?储层成岩相测井评价 油气储层往往经历多期成岩演化阶段，成岩作用类型也是多种多样，纵向上和平面上的储层成岩作用和成岩相的展布在优势储层评价过程中越来越重要。目前的研究方法一般分为三步，首先根据研究区野外露头和岩心资料，经过薄片鉴定、X衍射等，确定成岩作用和成岩相类型。第二步则根据不同成岩相，统计各自的自然伽马、自然电位、密度、中子等不同测井值的范围，利用测井交会图、图版等统计不同成岩相的测井响应参数范围。第三步，利用第二步的参数范围编写识别算法和数学模型，利用软件根据测井参数自动识别储层成岩相。 4?结束语 近年来，随非常规油气资源的勘探和开发快速发展，研究人员对成岩作用也越来越重视，然而限于成岩作用成岩机制和成岩演化的复杂性以及储层非均质性，成岩作用和成岩相的定量评价技术发展缓慢，但随着油气勘探的深入，储层成岩作用也会引起更多的重视。 参考文献 [1]陈欢庆，林春燕，张晶，等.?储层成岩作用研究进展[J].?大庆石油地质与开发，2013，32（2）：1-9.? [2]赖锦，王贵文，王书南，等.?碎屑岩储层成岩相测井识别方法综述及研究进展[J].?中南大学学报（自然科学版），2013，44（12）：4942-4953. ? 油气储层成岩作用及定量评价技术 刘奕蔚 中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院 湖北 武汉 430223 摘要：成岩作用是油气储层研究领域的重要内容，随着实验分析技术和沉积储层理论研究的进步，成岩作用的研究有了较大的发展，成岩作用的评价也由野外现象观察的定性评价向定量评价转变。笔者通过对国内外文献的调研，总结了成岩作用的研究内容、类型及定量评价技术，以期促进成岩作用理论的发展。 关键词：油气储层?成岩作用?成岩相 Diagenesis?and?Quantitative?Evaluation?of?petroleum?Reservoirs Liu?Yiwei Exploration and Development Research Institute of Sinopec Jianghan Oil?eld Company，Wuhan 430223，China Abstract：Diagenesis?is?an?important?branch?in?petroleum?reservoir?research.?with?the?progress?of?experimental?analysis?and?sedimentary，the?study?of?diagenesis?has?made?great?progress?and?the?evaluation?of?diagenesis?develops?from?qualitative?to?quantitative.?Based?on?the?research?of?domestic?and?foreign?literature，the?author?summarizes?the?research?contents，types?and?quantitative?evaluation?techniques?of?diagenesis. Keywords：petroleum?reservoir；diagenesis；diagenesis?facies? 155

致密储层的研究

1.2 致密储层研究 1.2.1 致密储层的基本特征 致密砂岩储层具有岩性致密、低孔低渗、气藏压力系数低、圈闭幅度低、自然产能低等典型特征。由于不同学者所研究的对象和角度不同，对致密的理解也不相同。低渗透储层本身就是一个相对概念，随着资源状况和技术条件的变化，致密储层的标准和界限也会随之变化，因此长期以来致密砂岩储层一直没有一个完整的、明确的定义和界限。美国联邦能源管理委员会(FERC)把低渗透(致密)天然气储层定义为估算的原始地层渗透率为0．1 X10-3 um2或者小于0．1×10-3 u m2(B．E．Law等，1986)的储层。关德师( 1995) 等在《中国非常规油气地质》 中,把致密砂岩气藏的储层描述为孔隙度低(小于12%)、渗透率比较低( 1 ×10- 3 um2) 、含气饱和度低( 小于60%)、含水饱和度高( 大于40% )。杨晓宁( 2005) 认为致密砂岩一般是指具有7% ~ 12%的孔隙度和小于1. 0× 10- 3 um2的空气渗透率,砂岩孔喉半径一般小于0. 5 um。按照我国的标准, 致密储层有效渗透率 ≤0. 1 ×10- 3 um2(绝对渗透率≤1 ×10- 3 um2)、孔隙度≤10%。另外一般具有较高的毛细管压力，束缚水饱和度变化也比较大，一般储层中的束缚水饱和度都比较高。张哨楠根据对鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩储层束缚水饱和度的分析，束缚水饱和度都在40％以上；在孔隙度为4％～11％的范围内，束缚水饱和度在42％～56％之间变化。他根据对四川盆地上三叠统致密砂岩储层孔隙度和束缚水饱和度的统计(表1)，用两种方法测试的结果表明束缚水饱和度和孔隙度之间存在负相关关系。鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩储层的孔隙度、渗透率和束缚水饱和度之间的关系同样说明致密砂岩储层的束缚水饱和度随着孔隙度和渗透率的降低而增高(图1)。

致密砂岩气国内外现状

致密砂岩气研究现状 根据中国近年来发现的大型致密砂岩气藏的开发地质特征，可将致密砂岩气划分为 3 种主要类型。透镜体多层叠置致密砂岩气，以鄂尔多斯盆地苏里格气田为代表。发育众多的小型辫状河透镜状砂体，交互叠置形成了广泛分布的砂体群，整体上叠置连片分布，但气藏内部多期次河道的岩性界面约束了单个储渗单元的规模，导致储集层井间连通性差，单井控制储量低。苏里格气田砂岩厚度一般为30?50 m辫状河心滩形成的主力气层厚度平均10 m左右，砂岩孔隙度一般4%- 10% 常压渗透率为（0.001?1.000 ）X 10-3卩m2含气饱和度55%?65% 埋藏深度3 300?3 500 m异常低压，平均压力系数0.87，气藏主体不含水。鄂尔多斯盆地上古生界天然气藏，鄂尔多斯盆地构造简单稳定。成熟源岩面积13X104平 方千米，烃源岩成熟度0.6%~3%，砂岩平均孔隙度8.3% , 平均渗透率小于1*103 2 卩m; 四川盆地上三叠统须家河组平均孔隙度 4. 77% ,平均渗透率小于1*103卩m；为致密-超致密砂岩储层，储层总体表现为低孔低渗高含水，强非均质性的特征。 孔喉直径均值0.313卩m；成熟度1.0%~3.6%源岩分布面积（1.4~1.7 ）X104如2 （大于100m，连片砂体面积超过1X 104如2,砂体普遍含气，以川中地区须家河组气藏、松辽盆地长岭气田登娄库组气藏为代表的多层状致密砂岩气，砂层横向分布稳定。川中地区须家河组气藏发育 3 套近100 m 厚的砂岩层，横向分布稳定，但由于天然气充注程度较低，构造较高部位含气饱和度较高，而构造平缓区表现为大面积气水过渡带的气水同层特征。须家河组砂岩孔隙度一般为4%?12%，常压渗透率一般为（0.001?2.000 ）X 10-3卩m2埋藏深度为2 000?3 500 m，构造高部位含气饱和度55%?60%，平缓区含气饱和度一般为40%?50%，常压—异常高压，压力系数1.1 ?1.5。长岭气田登娄库组气藏砂层横向稳定，为砂泥岩互层结构，孔隙度4%?6%常压渗透率一般小于0.1 X 10-3卩m2天然气充注程度较高，含气饱和度55%?60%，埋藏深度 3 200 ? 3 500 m ，为常压气藏。 块状致密砂岩气，以塔里木盆地库车坳陷迪西1井区为代表，侏罗系阿合组厚层块状砂岩厚度达200?300 m,内部泥岩隔夹层不发育，孔隙度4%?9%常压渗透率一般小于0.5 X 10-3卩m2,埋藏深度4 000?7 000 m，为异常高压气藏，压力系

国外致密砂岩气藏储层研究现状和发展趋势

国外致密砂岩气藏储层研究现状和发展趋势 谷江锐 刘岩(中国石油勘探开发研究院) 摘要 致密砂岩气藏具有低孔渗、连通性差的特点,储层评价研究水平是有效开发该类气藏的关键因素。美国和加拿大致密砂岩气藏勘探和开发程度最高,在致密储层评价研究方面积累了大量的经验。致密砂岩气藏主要指发现于盆地中心或者是连续分布的大面积天然气藏,也有观点认为大多数的致密气藏是位于常规构造、地层或复合圈闭中的低渗储层中,通常被称为 甜点 。国外致密气藏描述、评价和评估主要依赖于岩石学、测井和试井三种手段。未来致密砂岩气藏储层评价描述水平的提高主要基于两个方面:一是为了准确地评估和开发致密气藏,需要从岩心、测井和钻(录)井以及试井分析中获取更多的基础数据;二是使致密储层描述向高精度发展,进一步研究气藏砂体展布和含气富集带,包括透镜体砂岩大小、形状、方向和分布的确定,储层物性在空间分布的定量描述,低渗、特低渗岩心物性测定技术。 关键词 致密砂岩气藏 砂岩储层 气藏类型 储层评价 发展趋势 DOI:10 3969/j.issn.1002 641X 2009 07 001 1 引言 在世界石油资源供需矛盾加剧、原油价格居高不下、天然气储采比持续下降的形势下,随着人类对清洁、环保、高效能源需求的持续高涨,人们对非常规能源特别是非常规天然气的关注日益增加。非常规天然气又称分散天然气,是指储藏在地质条件复杂的非常规储层中的天然气,主要包括致密砂岩气、页岩气、煤层甲烷气、地下水中(水溶性)的天然气以及天然气水合物等。 与常规天然气相比,非常规天然气的类型和赋存形式更为多样,分布范围更为广泛,潜在资源量远远大于常规天然气资源。M asters [1]提出的天然气资源金字塔充分说明了致密气资源在世界天然气资源分布中的重要地位(图1)。从图上可以看出, 在金字塔的底部,致密气资源(储层渗透率 0 1) 的体积非常巨大。另据世界石油委员会报告(Raymond 等,2007),在全球,致密砂岩气藏中的天然气资源量大约为114 108m 3,煤层甲烷气资源量大约为233 108 m 3[2] 。 图1 天然气资源金字塔示意图(Masters,1980) 本文关注致密砂岩气藏,致密砂岩气的开发主 要局限在拥有巨大储量的美国和加拿大。美国已有近70年勘探开发低渗透致密砂岩气藏的历史,在非常规天然气优惠政策促进下,致密储层气开采的天然气量逐年增加,随之形成了一套较为成熟的勘探开发技术、方法系列,积累了大量的经验,也发表了许多这方面的成果。致密砂岩气藏本身具有的低孔渗、连通性差的复杂地质条件的特点,开采难度相对较大,给地质工程师和油藏工程师带来了很大的挑战,以致于当前低渗致密气田的有效开发,特别是储层评价研究,已是国内低渗透致密气田面临的一个普遍问题。为了对国外低渗致密气田的储层研究现状和做法有所了解,本文通过查阅大量文献资料,从致密砂岩气藏的类型、储层评价手段等角度入手,总结了国外特别是北美的致密砂岩气藏的储层研究成果,并就其发展趋势进行了分析,力求对国内致密气砂岩储层的评价研究起到一定的参考借鉴作用。 2 致密砂岩气藏的定义及其一般特征 致密砂岩储层通常是指储层渗透率低的砂岩储层,根据储层所含流体的不同,对孔隙度和渗透率的要求也不同,所以低渗透储层是一个相对的概念。不同的组织对致密砂岩气藏有不同的定义,最原始的定义可以追溯到1978年美国天然气政策法案,其中规定只有砂岩储层对天然气的渗透率等于或小于0 1 10 -3 m 2 时的气藏才可以被定义为致

致密砂岩油藏与常规砂岩油藏开发的地质主控因素差异

致密砂岩油藏与常规砂岩油藏开发的地 质主控因素差异 令狐采学 随着世界油气工业勘探开发领域从常规油气向非常规油气延伸，非常规油气的勘探和研究日益受到重视。20 世纪90 年代以来，中国出现深盆气、根源气、深盆油、向斜油、非稳态成藏、致密油、致密气、页岩气、页岩油、源岩油气等概念。油气地质基础研究呈现出由常规油气向非常规油气发展的新趋向（图1）。 图1 中国陆上主要非常规油气有利区分布图（据邹才能等， 2013C） 致密油是一种重要的非常规资源，是指夹在或紧邻优质生油系的致密储层中，未经过大规模长距离运移而形成的石油聚集，是与生油岩系共生或紧邻的石油资源。储层致密、油气在运移、聚集、成藏等方面与常规砂岩油藏存在较大差异，导致致密砂岩油藏与常规砂岩油藏开发上地质主控因素存在较大差异，本文主要从储层特征、流体性质、边界条件进行简要分析。 一、储层特征 非常规油气储层以纳米、微米孔喉为主，微观孔喉结构复杂，决定了其低孔低渗的储集特征，控制了油气聚集机制、 令狐采学

富集规律等基本地质特征。 （一）储层质量 1.宏观 致密砂岩储层以纳米级孔喉系统为主，导致其储层致密物性较差，一般孔隙度小于10%，渗透率小于0.1mD，而常规砂岩储层物性相对较好，如表1-1。 致密砂岩油藏储层总体致密是其与常规油气储层的最大区别。 表1-1 致密砂岩储层与常规砂岩储层宏观储层质量对比 2.微观 （1）孔隙结构 孔隙结构：岩石中所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通的关系。微米与纳米尺度是通过扫描电镜与微-纳米CT扫描可以识别的微观孔隙形态与空间特征，如图1-1。 图1-1微观孔隙形态与空间特征（据于清艳，2015） 非常规油气储层孔隙微观结构复杂，孔喉多小于1μm。 表1-2非常规油气致密砂岩储层与常规油气砂岩储层特征 对比表 令狐采学