东营凹陷北带古近系次生孔隙发育带成因机制及演化模式

摘要

次生孔隙发育带的成因及演化是中深层优质储层评价和油气勘探部署的重要依据。一个含油气盆地往往发育多个次生孔隙发育带,目前普遍认为埋藏相对较浅、与有机质演化成熟阶段相对应的第一个次生孔隙发育带为有机酸溶解长石和碳酸盐胶结物成因；而对深层次生孔隙发育带的成因存在不同的观点,一种观点认为深层次生孔隙发育带为深层溶蚀成因,另一种观点认为深层次生孔隙发育带为浅层形成、保存至深层的古次生孔隙发育带。如果对次生孔隙发育带成因及演化认识不清,将直接影响中深层油气勘探成功率。因此,开展次生孔隙发育带成因机制及演化模式研究对中深层油气勘探具有重要的理论指导意义。本论文以东营凹陷北带古近系沙三中亚段～沙四段砂砾岩体为研究对象,综合运用岩心观察、薄片鉴定、图像分析、扫描电镜观察、流体包裹体分析、粘土矿物分析、镜质体反射率测试和岩心物性分析等多种技术方法,结合构造演化史、有机质热演化史、油气成藏史等研究成果,对中深层次生孔隙发育带的形成机制和演化模式进行了系统研究。
　　 次生孔隙发育带指次生孔隙百分含量大于50％的高孔隙度储层(或称为有效储层)集中发育带。据此,研究发现民丰洼陷北带沙四段次生孔隙发育带最为典型,共发育四个次生孔隙发育带,其中,沙四上亚段发育次生孔隙发育带Ⅰ、Ⅱ,深度范围分别为2800m-3500m、3750m-4050m；沙四下亚段发育次生孔隙发育带Ⅲ、Ⅳ,深度范围分别为4300m-4500m,4700m-4900m。因此,论文以民丰洼陷北带沙四段次生孔隙发育带为重点展开论述。
　　 民丰洼陷北带沙四段次生孔隙发育带储层均为近岸水下扇扇中辫状水道砂砾岩,次生孔隙主要为长石溶解孔隙,其次为碳酸盐胶结物溶解孔隙,发育少量石英溶解孔隙、黄铁矿溶解孔隙和裂缝。次生孔隙发育带Ⅰ、Ⅱ内储层主要为油层,少量为油水同层和含油水层；次生孔隙发育带Ⅲ、Ⅳ内储层均为气层。次生孔隙发育带Ⅰ、Ⅱ储层成岩作用以长石溶解强烈、碳酸盐胶结物充填长石溶解孔隙现象普遍、碳酸盐胶结物溶解为典型特征；次生孔隙发育带Ⅲ、Ⅳ内储层成岩作用以大量沥青和黄铁矿充填孔隙、碳酸盐自形程度高、溶解作用弱、长石溶解弱及其溶解孔被碳酸盐充填现象不明显为典型特征。次生孔隙发育带Ⅰ、Ⅱ内储层经历了“碱性-酸性-碱性-酸性-弱碱性”、“常压-常压-常压”、“地温升高-降低-升高”的成岩环境演化,具有“压实作用/黄铁矿胶结/菱铁矿胶结/石膏胶结→长石溶解/石英次生加大→碳酸盐胶结/石英溶解/长石加大→碳酸盐和长石的溶解/黄铁矿胶结”的成岩作用演化序列特征。次生孔隙发育带Ⅲ、Ⅳ内储层经历了“碱性-酸性-碱性-酸性-弱酸性”、“常压-超压-常压”、“升温-降温-升温”的成岩环境演化,具有“压实作用/硬石膏胶结/石盐胶结/黄铁矿胶结/菱铁矿胶结→长石溶解/石英加大→碳酸盐胶结/石英溶解/长石加大→碳酸盐溶解/长石溶解/石英加大→黄铁矿胶结和沥青充填”的成岩作用演化序列特征。
　　 在次生孔隙发育带成岩环境演化和成岩作用序列研究的基础上,分别建立了沙四上亚段和沙四下亚段成岩环境演化及储层改造模式。次生孔隙发育带Ⅰ、Ⅱ为近岸水下扇沉积旋回中上部扇中辫状水道砂体中部储层在早期有机酸作用下形成大量次生孔隙,演化成以原生孔隙为主的孔隙发育带,之后受到碳酸盐胶结轻微破坏形成古次生孔隙发育带,在地层抬升过程中古次生孔隙发育带又经历了有机酸的再次溶解改造,最后油气充注成藏对次生孔隙发育带进行保护,形成现今次生孔隙发育带,其成因机制可概括为“酸溶为主、碱溶为辅、早期成孔、早期成带”,演化概括为“早期成因-多期改造-晚期油气充注保护”型演化模式。次生孔隙发育带Ⅲ、Ⅳ为近岸水下扇沉积旋回中上部扇中辫状水道砂体中部储层在早期有机酸作用下形成以原生孔隙为主(次生孔隙绝对量较大)的孔隙发育带,由于油气早期充注和超压的保护,在地层抬升和再次沉降过程中受轻微改造,直到深埋藏(埋深大于4000m,地层温度大于160℃)时“古油藏”原油裂解形成大量沥青和黄铁矿充填原生孔隙后才形成的现今次生孔隙发育带,其成因机制可概括为“酸溶为主、碱溶为辅、早期成孔、晚期成带”,其演化可概括为“早期油气充注-超压保护-晚期成因”型演化模式。

目录

文摘

英文文摘

第一章 引言

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 次生孔隙形成机制

1.2.2 次生孔隙发育的控制因素

1.2.3 孔隙演化

1.2.4 东营凹陷古近系次生孔隙研究现状

1.3 研究内容及技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

第二章 地质概况

2.1 盆地构造-沉积演化特征

2.2 地层发育特征

2.2.1 孔店组

2.2.2 沙河街组

2.2.3 东营组

2.3 重点研究区概况

第三章 次生孔隙发育带的分布特征

3.1 次生孔隙发育带的概念

3.2 东营凹陷北带古近系次生孔隙带分布特征

3.3 民丰洼陷北带古近系次生孔隙发育带分布特征

3.3.1 有效储层孔隙度下限

3.3.2 次生孔隙发育带分布特征

第四章 次生孔隙发育带成因机制

4.1 次生孔隙发育带储层沉积特征

4.2 次生孔隙发育带次生孔隙类型及特征

4.2.1 次生孔隙发育带Ⅰ次生孔隙类型及特征

4.2.2 次生孔隙发育带Ⅱ次生孔隙类型及特征

4.2.3 次生孔隙发育带Ⅲ次生孔隙类型及特征

4.2.4 次生孔隙发育带Ⅳ次生孔隙类型及特征

4.3 次生孔隙发育带含油性特征

4.4 次生孔隙发育带成岩作用特征及演化

4.4.1 次生孔隙发育带Ⅰ成岩作用特征及演化

4.4.2 次生孔隙发育带Ⅱ成岩作用特征及演化

4.4.4 次生孔隙发育带Ⅲ成岩作用特征及演化

4.4.4 次生孔隙发育带Ⅳ成岩作用特征及演化

4.4.5 次生孔隙发育带成岩作用差异性

4.5 次生孔隙发育带成岩环境特征及演化

4.5.1 温度、压力特征及演化

4.5.2 流体介质特征及演化

4.6 成岩环境演化与储层改造

4.6.1 沙四下亚段成岩环境演化与储层改造

4.6.2 沙四上亚段成岩环境演化与储层改造

4.7 次生孔隙发育带成因机制

4.7.1 沙四下亚段次生孔隙发育带成因机制

4.7.2 沙四上亚段次生孔隙发育带成因机制

第五章 次生孔隙发育带演化模式

5.1 次生孔隙发育带形成与保存的控制因素

5.1.1 沉积成岩作用对次生孔隙发育带的控制作用

5.1.2 油气充注对次生孔隙发育带的控制作用

5.1.3 砂砾岩体分布位置对次生孔隙发育带的控制作用

5.1.4 超压对次生孔隙发育带的控制作用

5.2 次生孔隙发育带演化模式

5.2.1 演化模式

5.2.2 石油地质意义

结论

参考文献

攻读博士学位期间取得的研究成果

致射

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