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孝泉—丰谷地区须家河组四段砂岩相对优质储层形成的水—岩相互作用机理

王君泽  
【摘要】:孝泉-丰谷地区深层须家河组具备形成大中型气田的地质条件,也是目前川西坳陷深层天然气勘探热点。但由于其具有超深、超致密、裂缝性、非均质性等难题制约,勘探开发难度极大。在众多的地质难题中,关键问题之一就是相对优质储层的成因机理和发育情况,而成岩作用是控制优质储层成因诸多因素中最重要的因素,其直接影响着储层的微观孔隙结构,决定了砂岩的孔渗条件。 论文主要针对孝泉-丰谷地区储层成岩过程中水-岩相互作用机理研究,同时通过对储层砂岩岩石学及物性特征分析,结合本区主要成岩作用类型,探讨研究区相对优质储层形成的水-岩相互作用因素。对研究区相对优质储层成因进一步分析,建立了孝泉-丰谷地区相对优质储层预测的地质模型。 研究区须四段储层岩石类型主要为岩屑砂岩、岩屑石英砂岩、长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩、长石砂岩、石英砂岩以及长石石英砂岩。其中岩屑砂岩和岩屑石英砂岩占到了全部岩石的93.09%,而富含长石的砂岩仅占全部岩石的6.24%。因而极富岩屑而贫长石是研究区砂岩骨架颗粒的主要特征。次生孔隙为研究区主要的储集空间类型,占到总面孔率的86.83%,原生孔隙为10.08%,裂隙孔及未分孔仅占3.09%。长石的溶蚀作用是研究区次生孔隙形成的主要成因。 研究区主要成岩作用类型有压实压溶作用、各种自生矿物的胶结充填作用和溶解作用。析出的自生矿物主要为碳酸盐矿物、硅质,其次为自生粘土矿物等。通过对研究区成岩过程中主要水-岩相互作用机制研究,研究区须四段主要的自生矿物有碳酸盐矿物(方解石、白云石),石英,高岭石,伊利石和绿泥石。碳酸盐胶结物为须家河组第一重要的自生矿物,碳、氧同位素特征表明,长石的溶解以及粘土矿物的转化是研究区碳酸盐胶结物的主要来源。须四段高岭石的分布基本都分布在上亚段,少数会涉及到中亚段。自生绿泥石在须四段含量较低。 地层水分析认为,须四段则具有明显的淡水背景,很低的长石含量对须四地层水化学特征有重大的影响。总体来看,在排除埋藏因素外,成岩过程中的水-岩相互作用机制是导致须四、须二两套地层离子含量和同位素上的差异重要原因。 热力学分析认为,温度是影响长石溶蚀的主要因素;钙长石具有较低的吉布斯自由能增量,且在低温条件下更容易发生溶蚀,钾长石是最稳定的长石类型之一。通过对研究区自生粘土矿物沉淀机制研究认为,低的K+/H+活度比以及充足的K+迁移场所(相邻的薄层泥岩)是须四段顶部高岭石得以保存的主要原因。 自生石英以及石英次生加大中包裹体均一温度分析认为:研究区须四段硅质胶结物的来源主要与长石等矿物溶解释放的硅有关,粘土矿物的转化提供了部分的硅质来源,压溶作用在碎屑石英含量较高的砂岩中可能是硅质来源的另一个途径。 研究区相对优质储层的成岩因素分析认为,压实作用和胶结作用是研究区储层主要的破坏性成岩作用,且压实作用为第一重要因素;不同的岩石骨架颗粒组成对研究区相对优质储层的影响因素不同;碳酸盐胶结物是研究区须四段第一重要的破坏性成岩胶结物,对储层质量具有较明显的破坏作用;溶蚀作用,尤其是长石的溶蚀作用是研究区须四段主要的建设性成岩作用。


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