川西豐谷構(gòu)造上三疊統(tǒng)須四段特低滲儲(chǔ)層成巖儲(chǔ)集相與成巖演化序列

林 煜,徐樟有,吳勝和,倪玉強(qiáng),郁 智

(1.中國(guó)石油大學(xué)(北京)地球科學(xué)學(xué)院,北京昌平 102249; 2.中國(guó)石油大學(xué)(北京)油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京昌平 102249; 3.吉林油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,吉林松原 138000)

川西豐谷構(gòu)造上三疊統(tǒng)須四段特低滲儲(chǔ)層成巖儲(chǔ)集相與成巖演化序列

林 煜1,2,徐樟有1,2,吳勝和1,2,倪玉強(qiáng)1,2,郁 智3

(1.中國(guó)石油大學(xué)(北京)地球科學(xué)學(xué)院,北京昌平 102249; 2.中國(guó)石油大學(xué)(北京)油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京昌平 102249; 3.吉林油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,吉林松原 138000)

川西拗陷豐谷構(gòu)造上三疊統(tǒng)須家河組四段儲(chǔ)層屬致密的低孔、特低滲儲(chǔ)層.在分析化驗(yàn)資料的基礎(chǔ)上,對(duì)該段儲(chǔ)層的成巖作用、成巖階段、成巖儲(chǔ)集相及其成巖演化序列進(jìn)行研究,探討須四段優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層成因機(jī)制.結(jié)果表明:須四段儲(chǔ)層成巖儲(chǔ)集相可以劃分成4類(lèi),即弱壓實(shí)強(qiáng)溶蝕殘余粒間孔-溶孔成巖儲(chǔ)集相、壓實(shí)溶蝕溶孔成巖儲(chǔ)集相、中強(qiáng)壓實(shí)弱溶蝕溶孔-微孔隙成巖儲(chǔ)集相和強(qiáng)壓實(shí)致密成巖儲(chǔ)集相.由于不同的儲(chǔ)層成巖儲(chǔ)集相經(jīng)歷了不同的成巖演化序列,使得儲(chǔ)層中的殘余原生粒間孔和次生溶孔的形成條件各不同,儲(chǔ)層中孔隙的發(fā)育程度主要決定于巖石的組分、孔隙的壓實(shí)、自生礦物的充填以及多期溶蝕作用等因素,并與酸性流體的注入有緊密聯(lián)系.

川西拗陷;豐谷構(gòu)造;須四段;特低滲儲(chǔ)層;成巖儲(chǔ)集相;成巖演化

成巖儲(chǔ)集相是指描述影響儲(chǔ)層性質(zhì)的某種或某幾種成巖作用和特有的儲(chǔ)集空間的組合[1].這一概念最早出現(xiàn)在“棗園油田棗南孔一、孔二段儲(chǔ)集層綜合評(píng)價(jià)”和“棗園油田油藏精細(xì)描述與儲(chǔ)集層綜合評(píng)價(jià)研究”報(bào)告中.在10多年的發(fā)展過(guò)程中,不同的學(xué)者針對(duì)不同地區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn),從不同角度開(kāi)展了卓有成效的研究[2-7].目前成巖儲(chǔ)集相的劃分主要是根據(jù)儲(chǔ)層巖石學(xué)特征和成巖作用類(lèi)型的描述,以及視壓實(shí)率、視膠結(jié)率、成巖綜合系數(shù)和物性的定量分析.筆者根據(jù)川西拗陷豐谷構(gòu)造須家河組四段儲(chǔ)層低孔、特低滲的特點(diǎn),在分析化驗(yàn)資料的基礎(chǔ)上,對(duì)儲(chǔ)層經(jīng)歷過(guò)的成巖作用類(lèi)型、特征及其對(duì)儲(chǔ)層性質(zhì)的改造機(jī)理進(jìn)行研究,進(jìn)而劃分儲(chǔ)層成巖儲(chǔ)集相類(lèi)型,分析不同成巖儲(chǔ)集相的演化過(guò)程和演化序列,探討須四段優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層成因機(jī)制,其成果可為該區(qū)須四段優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的分布預(yù)測(cè)奠定基礎(chǔ).

1 地質(zhì)概況

豐谷構(gòu)造位于川西拗陷中段孝泉-新場(chǎng)-合興場(chǎng)-豐谷NEE向繼承性隆起帶的東端(見(jiàn)圖1),現(xiàn)今地表為一近NEE向的鼻狀構(gòu)造.鉆井資料表明豐谷構(gòu)造地層齊全,地表為第四系覆蓋,鉆遇地層由上至下分別為白堊系劍門(mén)關(guān)組;侏羅系上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組、遂寧組,中統(tǒng)沙溪廟組、千佛崖組,下統(tǒng)自流井組;上三疊統(tǒng)須家河組(須二段、須三段、須四段、須五段)[8].須家河組各段儲(chǔ)層發(fā)育程度不同,其中須四段是目前豐谷構(gòu)造主要產(chǎn)氣層段之一,也是本次研究的目的層段.按照旋回對(duì)比,分級(jí)控制的原則,須四段可進(jìn)一步細(xì)分為上中下3個(gè)亞段、11個(gè)砂組和22個(gè)小層.

2 儲(chǔ)層特征

2.1 巖石類(lèi)型

依據(jù)鉆井取心井巖心分析資料對(duì)儲(chǔ)層的巖性進(jìn)行綜合分析.須四段儲(chǔ)層的巖石類(lèi)型有礫巖、砂巖和粉砂巖,其中砂巖含量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),顏色為灰白、淺灰、深灰和灰綠,見(jiàn)平行層理、斜層理、植物碎片、泥礫等,層理面炭屑、白云母富集.按碎屑組分的不同,砂巖可進(jìn)一步細(xì)分為鈣屑砂巖(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為39.5%)、巖屑砂巖(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29.9%)、長(zhǎng)石巖屑砂巖(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.2%)和巖屑石英砂巖(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.4%).

圖1 豐谷構(gòu)造區(qū)域位置

2.2 儲(chǔ)集空間類(lèi)型

須四段孔隙空間類(lèi)型包括殘余粒間孔、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、晶間微孔及微裂縫.其中殘余粒間孔多呈三角形、長(zhǎng)條形,孔徑為0.03～0.20 mm,在鈣屑砂巖中發(fā)育(見(jiàn)圖2),粒間溶孔由粒間方解石膠結(jié)物和顆粒邊緣溶蝕形成,是粒間孔的溶蝕擴(kuò)大,也主要發(fā)育在鈣屑砂巖中(見(jiàn)圖2(a));粒內(nèi)溶孔為碎屑顆粒內(nèi)部遭受溶蝕形成的孔隙,被溶蝕的顆粒主要是長(zhǎng)石和酸性噴出巖巖屑(見(jiàn)圖2(b));晶間微孔孔徑小于0.01 mm,主要為黏土雜基(伊利石、綠泥石)、自生高嶺石以及石英加大和自生石英等晶體之間的微孔隙(見(jiàn)圖2(c));微裂縫為由構(gòu)造應(yīng)力或成巖作用形成的,呈細(xì)密分布,縫寬為0.01～0.02 mm(見(jiàn)圖2(d)).

圖2 須四段儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間類(lèi)型

2.3 物性特征

通過(guò)對(duì)676個(gè)樣品點(diǎn)進(jìn)行物性分析,發(fā)現(xiàn)須四段儲(chǔ)層孔隙度介于0.66%～13.96%之間,平均為5.47%,滲透率介于(0.000 8～70.8)×10-3μm2之間,平均為1.131×10-3μm2,孔隙度與滲透率相關(guān)性整體較好(見(jiàn)圖3).按我國(guó)儲(chǔ)層劃分標(biāo)準(zhǔn),屬致密-超致密型儲(chǔ)層,但部分鈣屑砂巖及少量巖屑砂巖孔滲相對(duì)較好,為近致密或低滲透儲(chǔ)層,即相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層.

圖3 須四段儲(chǔ)層孔隙度與滲透率關(guān)系

2.4 沉積微相類(lèi)型

在須家河組四段沉積時(shí)豐谷地區(qū)主要發(fā)育辮狀河三角洲沉積,以水下分流河道廣泛發(fā)育和砂質(zhì)沉積作用非?；钴S為主要特征[8].本次研究根據(jù)區(qū)域沉積背景、巖心描述、薄片觀察及砂體測(cè)井曲線形態(tài)分析等,在須四段識(shí)別出水下分流河道、水下分流河道間、河口壩、遠(yuǎn)砂壩、水下天然堤和辮狀河前三角洲泥6種沉積微相.

3 成巖作用類(lèi)型及特征

豐谷構(gòu)造須四段儲(chǔ)層埋藏深度大(3 500～4 000 m),儲(chǔ)層砂巖經(jīng)歷了復(fù)雜和強(qiáng)烈的成巖變化,演化程度深.主要成巖作用類(lèi)型有壓實(shí)壓溶作用、各種自生礦物的膠結(jié)充填作用和溶蝕作用.析出的自生礦物主要為碳酸鹽礦物、硅質(zhì),其次為自生黏土礦物,以及少量的鹽類(lèi)礦物.

3.1 壓實(shí)和壓溶作用

機(jī)械壓實(shí)作用開(kāi)始時(shí)間早且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),從沉積物堆積下來(lái)后即已開(kāi)始,隨埋藏深度和上覆地層壓力的不斷增加,沉積物被壓實(shí),原生孔隙不斷被破壞,并可進(jìn)一步發(fā)展為壓溶作用[9-10].

巖屑砂巖、長(zhǎng)石巖屑砂巖和巖屑石英砂巖的機(jī)械壓實(shí)作用表現(xiàn)在:(1)碎屑顆粒接觸緊密,多呈線-凹凸接觸,甚至呈縫合接觸;(2)剛性碎屑顆粒的破碎;(3)塑性顆粒變形、扭曲及其假雜基化;(4)原生粒間孔損失殆盡.細(xì)粒的鈣屑砂巖壓實(shí)作用也較強(qiáng)烈,顆粒多呈線-凹凸接觸,原生孔隙完全被破壞,只有極少量的殘余粒間孔.粗、中粒的鈣屑砂巖壓實(shí)作用強(qiáng)度相對(duì)較弱,殘余粒間孔較發(fā)育.主要原因有:(1)結(jié)構(gòu)成熟度較高,泥質(zhì)雜基含量低;(2)方解石早期膠結(jié),有效抵抗壓實(shí)作用;(3)烴類(lèi)早期充注原生粒間孔,減緩了壓實(shí)作用.壓溶作用在石英含量高的巖屑砂巖、巖屑石英砂巖中表現(xiàn)較明顯,發(fā)生在石英顆粒接觸處,顆粒接觸由點(diǎn)接觸演化到線接觸、凹凸接觸,直至縫合接觸.在石英集中處呈縫合接觸,表明其受到較強(qiáng)的壓溶作用.

3.2 充填膠結(jié)作用

豐谷構(gòu)造須四段砂巖常見(jiàn)的膠結(jié)物類(lèi)型主要有碳酸鹽礦物、硅質(zhì)、各種自生黏土礦物及少量鹽類(lèi)礦物(石鹽、石膏和鈣芒硝).

(1)碳酸鹽膠結(jié)物.可分為早期及晚期碳酸鹽膠結(jié)物,早期碳酸鹽膠結(jié)物以亮晶方解石為主,均為無(wú)鐵方解石(見(jiàn)圖4(a)),主要形成于沉積早期及壓實(shí)作用較弱的早成巖期.晚期碳酸鹽膠結(jié)物主要為含鐵方解石、白云石和鐵白云石(見(jiàn)圖4(b)).

(2)硅質(zhì)膠結(jié).二氧化硅主要以石英顆粒的次生加大邊和自生石英晶體的形式產(chǎn)出.石英加大常形成平整的自形晶面(見(jiàn)圖4(c)),并與壓溶作用伴生.自生石英多充填于粒間,呈不規(guī)則粒狀,晶粒大小不一,也可交代黏土雜基.

(3)黏土礦物充填膠結(jié).本區(qū)黏土礦物主要為綠泥石、伊利石、伊/蒙混層和高嶺石,分布較為普遍,但絕對(duì)含量較低.綠泥石主要充填孔隙(見(jiàn)圖4(d)),部分分布于粒表;伊利石多充填孔隙或呈橋接式,部分呈薄的孔隙襯里(或顆粒包膜)的形式存在(見(jiàn)圖4(e));富伊利石層在形態(tài)上接近伊利石的不規(guī)則片狀,富蒙脫石層主要為皺紋狀薄膜和蜂窩狀薄膜,其上具一些刺狀的突起;高嶺石分布較局限,在鈣屑砂巖中常見(jiàn),晶體呈假六方片狀(見(jiàn)圖4(f)).

(4)鹽類(lèi)礦物充填膠結(jié).個(gè)別樣品在掃描電鏡下見(jiàn)到少量鹽類(lèi)礦物,主要有石鹽、石膏和鈣芒硝,含量低且分布局限.

3.3 溶蝕作用

豐谷構(gòu)造須四段溶蝕作用主要有碎屑顆粒的溶蝕、膠結(jié)物和雜基的溶蝕.碎屑顆粒中灰?guī)r巖屑、長(zhǎng)石(見(jiàn)圖4(g))和火山巖巖屑(見(jiàn)圖4(h))較易發(fā)生溶蝕,而石英、石英巖巖屑、片巖巖屑、白云巖巖屑不易發(fā)生溶蝕.粒間方解石膠結(jié)物溶蝕形成粒間溶孔(見(jiàn)圖4(i)),粒間由火山灰蝕變而成的雜基溶蝕形成雜基內(nèi)溶孔.

3.4 破裂作用

破裂作用形成的各種裂縫可以改善儲(chǔ)層的滲透性[11].本區(qū)破裂作用分2種類(lèi)型:一是與構(gòu)造活動(dòng)有關(guān)的微裂縫;二是與壓碎作用有關(guān)的壓碎縫.構(gòu)造縫的特點(diǎn)是邊緣平直,延伸遠(yuǎn),切割力強(qiáng),破壞巖石原始結(jié)構(gòu),具有一定方向性,成組分布.壓碎縫一般延伸近,僅限巖石的碎屑顆粒內(nèi)而不穿切顆粒,其應(yīng)力可來(lái)自構(gòu)造應(yīng)力上覆地層巖柱壓力等各種成巖過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力,在顯微鏡下常見(jiàn)石英表面的壓裂紋,云母因受力而明顯彎曲.

圖4 豐谷構(gòu)造須四段儲(chǔ)層成巖作用類(lèi)型

4 成巖儲(chǔ)集相及其演化序列

4.1 成巖作用階段

成巖作用階段劃分的主要依據(jù):(1)巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特點(diǎn).須四段儲(chǔ)層碎屑顆粒接觸緊密,多呈線-凹凸接觸,甚至呈縫合接觸,石英次生加大較強(qiáng)烈,粒間溶孔中見(jiàn)自生石英晶體生長(zhǎng),顆粒呈鑲嵌狀接觸.(2)自生礦物分布、組合和形成順序.須四段儲(chǔ)層發(fā)育晚期含鐵碳酸鹽礦物,如含鐵方解石、鐵白云石.(3)黏土礦物組合、伊利石/蒙皂石(I/S)混層黏土礦物的轉(zhuǎn)化.掃描電鏡下黏土礦物以伊利石為主,含少量伊/蒙混層.(4)包裹體均一溫度.由豐谷21井須四段鈣屑砂巖中自生石英中包裹體均一溫度測(cè)定可知,均一溫度大多在85～100℃之間,說(shuō)明自生石英主要形成于中成巖A期.

須四段儲(chǔ)層所經(jīng)歷的成巖階段有同生成巖階段、早成巖階段A期(T3x5～J1,埋深<2 000 m,古地溫為古常溫～65℃,鏡質(zhì)體反射率小于0.35%)和B期(J2,埋深為2 000～3 100 m,古地溫為65～85℃,鏡質(zhì)體反射率為0.35%～0.50%)、中成巖階段A期(J3～K1,埋深為3 100～6 000 m,古地溫為85～130℃,鏡質(zhì)體反射率為0.50%～1.30%)和B期(K2～E,最大埋深為6 000 m,后抬升至3 500～4 000 m,古地溫為130～150℃,鏡質(zhì)體反射率為1.30%～2.00%)(見(jiàn)圖5).

圖5 須四段儲(chǔ)層埋藏史及成巖階段劃分

4.2 成巖儲(chǔ)集相類(lèi)型及特征

成巖儲(chǔ)集相發(fā)育的主要控制因素包括沉積環(huán)境、盆地構(gòu)造背景、盆地充填史和成巖序列、成巖條件(主要指成巖環(huán)境介質(zhì)性質(zhì)、溫度、壓力、酸堿度和氧化還原條件及其變化,以及有機(jī)質(zhì)演化的影響)、成巖作用類(lèi)型和強(qiáng)度、成巖時(shí)限和過(guò)程.根據(jù)巖石學(xué)特征、沉積微相、成巖作用類(lèi)型、視壓實(shí)率、視膠結(jié)率、儲(chǔ)集空間組合及孔隙度和滲透率等,將豐谷地區(qū)須四段劃分4類(lèi)成巖儲(chǔ)集相,見(jiàn)表1.

4.3 成巖儲(chǔ)集相成巖演化序列

成巖作用發(fā)生的時(shí)間既有先后順序,又相互疊加.須四段成巖演化基本序列為:機(jī)械壓實(shí)→無(wú)鐵方解石膠結(jié)→壓溶作用→硅質(zhì)次生加大→黏土礦物向伊/蒙混層礦物和伊利石轉(zhuǎn)變→溶蝕作用→高嶺石結(jié)晶→晚期石英次生加大→含鐵碳酸鹽膠結(jié).各類(lèi)成巖儲(chǔ)集相成巖演化又有所不同.

4.3.1 A相-弱壓實(shí)強(qiáng)溶蝕殘余粒間孔-溶孔成巖儲(chǔ)集相

弱壓實(shí)強(qiáng)溶蝕殘余粒間孔-溶孔成巖儲(chǔ)集相發(fā)育在中粒鈣屑砂巖中,主要的成巖作用為溶解作用,儲(chǔ)滲空間組合為粒間溶孔+殘余粒間孔+巖屑溶孔+裂縫(見(jiàn)圖6).

表1 豐谷構(gòu)造須四段儲(chǔ)層成巖儲(chǔ)集相類(lèi)型及特征

圖6 須四段A類(lèi)成巖儲(chǔ)集相成巖演化序列

早成巖A期:這一時(shí)期地層孔隙水主要受煤系沉積環(huán)境控制,水介質(zhì)偏酸性,膠結(jié)作用弱,膠結(jié)物為粒間方解石,局部見(jiàn)石膏和鈣芒硝等鹽類(lèi)礦物.沉積物呈弱固結(jié)-半固結(jié),粒間孔減少,孔隙度降到30%.

早成巖B期:此階段有機(jī)質(zhì)半成熟,烴類(lèi)充注粒間孔.烴類(lèi)的存在一方面阻止了膠結(jié)物的大量生成(阻礙水巖作用),另一方面極大地減弱了快速壓實(shí)階段強(qiáng)壓實(shí)作用的發(fā)生,至J2沉積期末,仍保留20%的孔隙度.

中成巖A期:隨著埋深增加,地溫進(jìn)一步升高,烴源巖進(jìn)入成熟高峰期,大量有機(jī)酸生成,使粒間方解石膠結(jié)物、碳酸鹽巖屑顆粒邊緣以及酸性噴出巖巖屑發(fā)生溶解,形成粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔.這一期溶蝕作用的時(shí)間長(zhǎng)、規(guī)模大,為主要的次生孔隙形成期.石英次生加大和自生石英、高嶺石、含鐵白云石充填部分次生孔隙.燕山早期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成部分構(gòu)造裂縫,使儲(chǔ)滲性能改善.

中成巖B期:含鐵方解石和鐵白云石充填部分次生孔隙.燕山晚期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和喜山期運(yùn)動(dòng)形成構(gòu)造裂縫,使儲(chǔ)集性能改善,最終形成孔隙-裂縫型儲(chǔ)層.

4.3.2 B相-壓實(shí)溶蝕溶孔成巖儲(chǔ)集相

壓實(shí)溶蝕溶孔成巖儲(chǔ)集相主要發(fā)育在中粒長(zhǎng)石巖屑砂巖和(含礫)巖屑石英砂巖中,主要的成巖作用為溶蝕作用,儲(chǔ)滲空間組合為粒內(nèi)(粒間)溶孔+裂縫(見(jiàn)圖7).

圖7 須四段B類(lèi)成巖儲(chǔ)集相成巖演化序列

早成巖A期:孔隙水偏酸性,膠結(jié)作用較弱,膠結(jié)物為少量粒緣綠泥石薄膜、粒間菱鐵礦、方解石,局部見(jiàn)石鹽.沉積物呈弱固結(jié)-半固結(jié),雜基充填作用及壓實(shí)作用使粒間孔隙縮小,孔隙度降至20%.

早成巖B期:有機(jī)質(zhì)半成熟,酸性孔隙水溶蝕形成少量粒內(nèi)和粒間溶孔,局部發(fā)生少量方解石膠結(jié)和石英次生加大.沉積物進(jìn)入快速壓實(shí)階段,孔隙度降至6.5%,儲(chǔ)層發(fā)生致密化.

中成巖A期:主要的次生孔隙形成期.烴源巖進(jìn)入成熟高峰期,大量有機(jī)酸生成,部分長(zhǎng)石、巖屑和雜基發(fā)生溶解,形成粒內(nèi)溶孔.伊/蒙混層轉(zhuǎn)化、伊利石沉淀及伊利石的溶解形成伊利石晶間微孔和溶孔.石英次生加大、自生石英、少量含鐵方解石和鐵白云石充填部分次生孔隙.燕山早期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成部分構(gòu)造裂縫,使儲(chǔ)滲性能改善.

中成巖B期:含鐵方解石和鐵白云石發(fā)生充填和交代,原生孔隙破壞殆盡.燕山晚期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和喜山期運(yùn)動(dòng)形成構(gòu)造裂縫,使儲(chǔ)集性能改善,最終形成孔隙-裂縫型儲(chǔ)層.

4.3.3 C相-中強(qiáng)壓實(shí)弱溶蝕溶孔-微孔隙成巖儲(chǔ)集相

中強(qiáng)壓實(shí)弱溶蝕溶孔-微孔隙成巖儲(chǔ)集相主要發(fā)育在中粒巖屑砂巖中,主要的成巖作用為溶蝕作用,儲(chǔ)滲空間組合為溶孔+微孔+裂縫(見(jiàn)圖8).

圖8 須四段C類(lèi)成巖儲(chǔ)集相成巖演化序列

早成巖A期:沉積物弱固結(jié)-半固結(jié).雜基充填作用及壓實(shí)作用使粒間孔隙縮小.

早成巖B期:沉積物進(jìn)入快速壓實(shí)階段,由于巖屑砂巖塑性組分和雜基含量高,壓實(shí)作用增強(qiáng),塑性碎屑假雜基化,使粒間孔完全破壞而致密化,孔隙度降至5%.局部發(fā)生少量方解石膠結(jié)和石英次生加大.

中成巖A期:烴源巖進(jìn)入成熟高峰期,有機(jī)酸生成.少量長(zhǎng)石、巖屑發(fā)生微弱溶解,形成少量粒內(nèi)溶孔.伊/蒙混層轉(zhuǎn)化、伊利石沉淀及伊利石的溶解形成伊利石晶間微孔和溶孔.壓實(shí)作用增強(qiáng),顆粒呈線-凹凸接觸.燕山早期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的構(gòu)造裂縫不發(fā)育.

中成巖B期:含鐵方解石和鐵白云石充填和交代,原生孔隙破壞殆盡.燕山晚期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和喜山期運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生少量構(gòu)造裂縫,形成部分裂縫型儲(chǔ)層.

4.3.4 D相-強(qiáng)壓實(shí)致密成巖儲(chǔ)集相

強(qiáng)壓實(shí)致密成巖儲(chǔ)集相主要發(fā)育在細(xì)粒鈣屑砂巖和細(xì)粒巖屑砂巖中,主要的成巖作用為壓實(shí)作用,儲(chǔ)滲空間組合為少量微孔隙(見(jiàn)圖9).

早成巖A期:沉積物弱固結(jié)-半固結(jié).雜基充填作用及壓實(shí)作用使粒間孔隙減少.

早成巖B期:沉積物進(jìn)入快速壓實(shí)階段,由于細(xì)粒鈣屑砂巖和細(xì)粒巖屑砂巖粒度細(xì),壓實(shí)作用和方解石膠結(jié)作用使粒間孔完全破壞而致密化.局部發(fā)育少量方解石膠結(jié)和石英次生加大.

中成巖A期:烴源巖進(jìn)入成熟高峰期,有機(jī)酸生成.此時(shí)儲(chǔ)層已致密化,僅有少量長(zhǎng)石、巖屑發(fā)生微弱溶解,形成少量粒內(nèi)溶孔.僅存不可壓縮的黏土礦物微孔.燕山早期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的構(gòu)造裂縫不發(fā)育.

中成巖B期:少量含鐵方解石和鐵白云石充填和交代.燕山晚期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和喜山期運(yùn)動(dòng)形成的構(gòu)造裂縫不發(fā)育.

圖9 須四段D類(lèi)成巖儲(chǔ)集相成巖演化序列

5 結(jié)論

(1)豐谷構(gòu)造須四段儲(chǔ)層經(jīng)歷的成巖作用主要有壓實(shí)壓溶作用、充填膠結(jié)作用、溶蝕作用和破裂作用.儲(chǔ)層中原生粒間孔大多被破壞,僅保留部分殘余粒間孔.其他粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、鑄?？椎却紊芸资窃谒嵝运橘|(zhì)條件下溶蝕形成的,以碳酸鹽膠結(jié)物溶蝕為主,其次是長(zhǎng)石和火山巖巖屑的溶蝕.此外,儲(chǔ)層中還發(fā)育少量由構(gòu)造應(yīng)力或成巖作用形成的微裂縫.這是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成的主要原因.

(2)須四段儲(chǔ)層中大量次生溶孔的形成,必須滿足3個(gè)條件:一是巖石中有可溶物質(zhì),如碳酸鹽礦物、鋁硅酸鹽礦物、巖屑等;二是巖石沒(méi)有因?yàn)樵缙趬簩?shí)和膠結(jié)作用而致密化,原始孔滲性相對(duì)較好,孔隙流體能在其孔隙體系中流動(dòng);三是有充足的酸性流體流過(guò)巖石,將溶蝕物質(zhì)帶走而不在其孔隙中沉淀.

(3)須四段儲(chǔ)層成巖儲(chǔ)集相可劃分4種,即弱壓實(shí)強(qiáng)溶解殘余粒間孔-溶孔成巖儲(chǔ)集相、壓實(shí)溶解溶孔成巖儲(chǔ)集相、中強(qiáng)壓實(shí)弱溶蝕溶孔-微孔隙成巖儲(chǔ)集相和強(qiáng)壓實(shí)致密成巖儲(chǔ)集相.其中,形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的成巖儲(chǔ)集相只有2種,即弱壓實(shí)強(qiáng)溶蝕殘余粒間孔-溶孔成巖儲(chǔ)集相和壓實(shí)溶蝕溶孔成巖儲(chǔ)集相.

(4)須四段儲(chǔ)層所經(jīng)歷的成巖階段有同生成巖階段、早成巖階段A期和B期、中成巖階段A期和B期.成巖演化基本序列為:機(jī)械壓實(shí)→無(wú)鐵方解石膠結(jié)→壓溶作用→硅質(zhì)次生加大→黏土礦物向伊/蒙混層礦物和伊利石轉(zhuǎn)變→溶蝕作用→高嶺石結(jié)晶→晚期石英次生加大→含鐵碳酸鹽膠結(jié).不同成巖儲(chǔ)集相的成巖演化又有所不同.

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Diagenetic reservoir faciesand diagenetic evolutionary sequences of extra-low permeability reservoir in Xu4 Formation of Fenggu Structure in western Sichuan/2011,35(2):1-8

L IN Yu1,2,XU Zhang-you1,2,WU Sheng-he1,2,N I Yu-qiang1,2,YU Zhi3
(1.College of Geosciences,China University of Petroleum,Changping,Beijing 102249,China;2.State Key L aboratory of Petroleum Resources and Prospecting,China University of Petroleum,Changping,Beijing 102249,China;3.Research Institute of Exp loration and Development of Jilin Oilfield,PetroChina,Songyuan,Jilin 138000,China)

The reservoir of Xu4 Formation in Fenggu Structure of western Sichuan Dep ression belongs to the low po rosity and extra-low permeability reservoir.Research has been carried out about the reservoir’s diagenesis,diagenesis stage,diagenetic reservoir facies and diagenetic evolution sequence on the basis of analysis assay data.The diagenetic-reservoir facies are divided into 4 types,namely,the residual intergranular pores-dissolved pores diagenetic reservoir facies w ith w eak compaction and strong dissolution,the dissolved po res diagenetic reservoir faciesw ith compaction and dissolution,the dissolved po resmicroporosity diagenetic reservoir faciesw ith middle to strong compaction and weak dissolution and the tight diagenetic reservoir faciesw ith strong disso lution.The fo rmation conditionsof the relic p rimary intergranular pores and secondary dissolution pores in the reservoirsare different due to their different diagenetic evo lutionary sequences.The p reservation of po res in reservoir is mainly controlled by the rock components,compaction of pores,the filling of authigenic minerals and themulti-stages dissolution,as w ell as the injection of acid fluid.

western Sichuan Dep ression;Fenggu structure;Xu4 Formation;low permeability reservoir;diagenetic reservoir facies;diagenesis evolution

TE121.3

A

1000-1891(2011)02-0001-08

2010-12-16;審稿人:付 廣;編輯:陸雅玲

國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)(2008ZX05017-001-01-03HZ);中國(guó)石油科技中青年創(chuàng)新基金項(xiàng)目(07E1002)

林 煜(1985-),男,博士生,主要從事精細(xì)油藏描述及開(kāi)發(fā)地質(zhì)方面的研究.