川西坳陷中段须家河组致密储层特征及成因机制

摘要

川西坳陷中段须家河组砂岩是我国重要的天然气产层和储层，同时也是我国埋藏深度最大和最为致密的碎屑岩储层之一。川西坳陷中段须家二段和须四段储层是上三叠统油气勘探的重点层段之一，但由于其埋深大，地质特征复杂，普遍经历了复杂的成岩作用，造成储层致密-超致密并具有极强的非均质性，储层形成机制也不明确，这些因素制约着油气勘探的进程。本次研究以沉积学、石油地质学、储层地质学等理论为指导，利用岩心资料、薄片鉴定、物性分析、扫描电镜、X衍射、碳氧同位素、包裹体测温等测试分析手段，对该地区储层特征、储层致密的影响因素等进行了深入分析和探讨。
　　本次研究以刘宝珺1980年的砂岩分类方案为标准，收集四千余组砂岩组分数据，通过投点QFR砂岩分类三角图来确定研究区须二段和须四段砂岩类型和分布;研究区须二段和须四段岩石类型都以岩屑砂岩为主，其次为岩屑石英砂岩和长石岩屑砂岩，总体表现为贫长石富岩屑的特点，这个特点在须四段中表现得尤为突出。通过对砂岩组分和结构特征分析，可以发现研究区须二段和须四段储层砂岩中杂基含量都极低，填隙物主要是胶结物，其中碳酸盐胶结物是主要的胶结物，还有一些硅质胶结物和粘土胶结物;须二段砂岩中碳酸盐胶结物以白云石胶结物为主，须四段砂岩中碳酸盐胶结物以方解石为主，须二段砂岩中硅质胶结物含量较须四段高，须二段砂岩中伊利石含量要比须四段少，须二段砂岩中很少见到高岭石发育，须四段顶部砂岩中高岭石比较发育;须二段和须四段砂岩结构成熟度中等，砂岩粒径以中-细粒为主，分选以好分选为主，磨圆以次棱角状为主，须二段砂岩碎屑颗粒胶结方式以压结式、孔隙-压结式为主，须四段砂岩碎屑颗粒胶结方式以孔隙式为主。
　　结合岩石薄片观察、扫描电镜、X射线衍射分析等手段对成岩作用特征进行研究:研究区须二段和须四段储层砂岩发育的成岩作用主要是压实压溶作用、碳酸盐胶结作用、硅质胶结作用、粘土矿物胶结作用和溶蚀作用。须二段碳酸盐矿物成因主要与生物成因气有关，须四段碳酸盐矿物成因主要与有机酸有关;硅质胶结物主要来源是外来硅质、石英碎屑颗粒压溶作用和长石等硅铝酸盐组分溶蚀，压溶作用在须二段更加发育且有较多的外来硅质来源;粘土矿物的主要来源是长石的溶解，须二段高岭石基本全都转化为伊利石，残余极少，须四段高岭石含量较高，长石残余较少;溶蚀作用的对象主要是长石和含有长石组分的岩屑，溶蚀介质主要是有机酸，溶蚀作用在须四段更加发育。
　　在对成岩作用类型和成因研究的基础上，对成岩阶段和成岩序列进行了分析:研究区须二段和须四段大部分砂岩成岩阶段都已经进入晚成岩阶段，也还有部分地区还在中成岩A～B阶段，成岩变化可划分为早成岩A期、早成岩B期、中成岩A期、中成岩B期和晚成岩期等三个阶段五个期次;成岩序列主要为早期连晶方解石胶结→自生绿泥石生长→石英Ⅰ期加大→长石、岩屑溶解、高岭石沉淀→石英Ⅱ期加大、粒间自生石英→自生伊利石生长→溶蚀作用→晚期碳酸盐胶结物→后期溶蚀作用。
　　通过薄片观察、压汞测试等方法对孔隙类型、孔隙结构及物性特征进行了分析:研究区须二段和须四段储层砂岩的主要孔隙类型有残余粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔以及裂缝，次生孔隙是主要的储集空间;须二段和须四段储层砂岩的孔隙结构较差，非均值性较强，毛管压力曲线平台不明显，略显粗歪度;须二段和须四段储层砂岩孔隙度和渗透率都很低，均属低孔-特低渗储层，须二段孔隙度较须四段更差，而须二段渗透率却要比须四段好;须四段孔渗关系呈很好的正相关，表明须四段渗透率的变化主要受孔隙发育程度控制，须二段由于有很大数量裂缝的发育，其孔渗关系的相关性不是很好。
　　综合上述研究区须二段和须四段岩石学特征、成岩作用特征、孔渗特征，探讨须二段和须四段储层砂岩致密的主要原因。压实作用使孔隙损失在70％左右，石英等刚性颗粒发育或者早期绿泥石发育都能对压实作用有很好的抵抗作用;须二段砂岩中绿泥石对原生孔隙有很好的保护作用，须四段中绿泥石与孔隙度的相关性不明显;伊利石对研究区须二段和须四段砂岩的物性主要起到破坏性的作用;碳酸胶结物主要对须二段和须四段砂岩的孔渗能力起到破坏作用;整体来讲，胶结物加强了研究区须二段和须四段储层砂岩致密过程;溶蚀作用和裂缝能很大程度上改善了储层砂岩物性，但是研究区须二段和须四段砂岩的溶蚀作用都不是很发育，或者溶蚀孔大多被胶结物充填，溶蚀作用对研究区须二段和须四段储层砂岩孔渗能力的改善作用有限。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题目的与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 致密储层的定义

1．2．2 致密储层的成因

1．2．3 研究区的研究现状

1．3 主要研究内容与技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术路线

1．4 主要成果及认识

1．5 论文工作量

第2章 区域地质概况

2．1 区域构造概况

2．2 地层发育概况

第3章 储层岩石学特征

3．1 碎屑岩的组分特征

3．1．1 岩石类型

3．1．2 碎屑组分特征

3．2 填隙物特征

3．3 碎屑岩结构特征

第4章 储层成岩作用特征

4．1 压实和压溶作用

4．2 碳酸盐胶结作用

4．2．1 碳酸盐胶结作用特征

4．2．2 碳酸盐胶结作用机制

4．3 硅质胶结作用

4．3．1 硅质胶结作用特征

4．3．2 硅质胶结作用机制

4．4 粘土矿物胶结作用

4．4．1 粘土矿物胶结作用特征

4．4．2 粘土矿物胶结作用机制

4．5 溶蚀作用

4．5．1 溶蚀作用特征

4．5．2 溶蚀作用机制

4．6 成岩阶段与序列

4．6．1 成岩阶段

4．6．2 成岩序列

第5章 储层孔隙结构及物性特征

5．1 孔隙类型

5．1．1 原生孔隙

5．1．2 次生孔隙

5．2 孔隙结构特征

5．2．1 孔隙结构参数分布

5．2．2 毛管压力曲线特征

5．3 储层物性总体特征

5．4 储层孔渗关系

第6章 致密成因机制探讨

6．1 压实作用对致密储层的影响

6．2 胶结作用对致密储层的影响

6．3 溶蚀作用对致密储层的影响

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果