留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

鄂尔多斯盆地姬塬油区铁边城区块长8储层成岩致密化及其与油气成藏关系

康昱 陈刚 张卫刚 黄军平 夏晓雨 霍建伟

康昱, 陈刚, 张卫刚, 黄军平, 夏晓雨, 霍建伟. 鄂尔多斯盆地姬塬油区铁边城区块长8储层成岩致密化及其与油气成藏关系[J]. 地质科技通报, 2021, 40(2): 64-75. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0207
引用本文: 康昱, 陈刚, 张卫刚, 黄军平, 夏晓雨, 霍建伟. 鄂尔多斯盆地姬塬油区铁边城区块长8储层成岩致密化及其与油气成藏关系[J]. 地质科技通报, 2021, 40(2): 64-75. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0207
Kang Yu, Chen Gang, Zhang Weigang, Huang Junping, Xia Xiaoyu, Huo Jianwei. Diagenetic densification of Chang 8 sandstone reservoirs and its relationship with hydrocarbon accumulation in Tiebiancheng area, Jiyuan Oilfield, Ordos Basin[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2021, 40(2): 64-75. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0207
Citation: Kang Yu, Chen Gang, Zhang Weigang, Huang Junping, Xia Xiaoyu, Huo Jianwei. Diagenetic densification of Chang 8 sandstone reservoirs and its relationship with hydrocarbon accumulation in Tiebiancheng area, Jiyuan Oilfield, Ordos Basin[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2021, 40(2): 64-75. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0207

鄂尔多斯盆地姬塬油区铁边城区块长8储层成岩致密化及其与油气成藏关系

doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0207
基金项目: 

国家自然科学重点基金项目 41630312

国家基础科学人才培养创新基金项目 XDCX2018-08

详细信息
    作者简介:

    康昱(1992—),男,现正攻读矿产普查与勘探专业博士学位,主要从事盆地构造分析和储层地质学研究工作。E-mail: 1274601440@qq.com

    通讯作者:

    陈刚(1965—),男,教授,博士生导师,主要从事含油气盆地地质学研究。E-mail: chengang@nwu.edu.cn

  • 中图分类号: P618.130.2+1

Diagenetic densification of Chang 8 sandstone reservoirs and its relationship with hydrocarbon accumulation in Tiebiancheng area, Jiyuan Oilfield, Ordos Basin

  • 摘要: 通过铸体薄片、扫描电镜、阴极发光、X衍射、高压压汞和流体包裹体等多种测试分析,系统研究了鄂尔多斯盆地姬塬油区东南部铁边城区块延长组长8油层组致密砂岩储层的岩石物性、成岩作用和致密化过程及其与油气充注成藏的时序关系。结果表明,研究区长8储层岩石类型以细粒岩屑长石砂岩为主,成分成熟度和结构成熟度低,储集性能较差,平均孔隙度为7.34%、平均渗透率为0.11×10-3 μm2,属于较为典型的(特)低孔-超低渗致密储层,成岩作用类型以压实、胶结和溶蚀作用为主,成岩演化阶段主体已进入中成岩A期;储层成岩-致密化过程先后经历了早成岩A-B期压实+胶结减孔、中成岩A1期溶蚀增孔+胶结减孔、中成岩A2期胶结减孔3个主要阶段。早白垩世末(100 Ma)最大埋深之前的压实和胶结作用是储层致密化的根本原因,造成孔隙度分别降低了21.14%和14.0%,溶蚀增加的孔隙度仅为1.76%;早白垩世中期2个主要幕次(123 Ma和105 Ma)的大规模烃类充注-成藏事件开始发生时,储层孔隙度已在晚期胶结作用影响下降至7.82%,成为典型的(特)低孔-超低渗致密砂岩储层,因而具有“先致密、后成藏”的特征。

     

  • 图 1  研究区长8储层沉积背景和砂体展布特征(图例中数值砂体厚度)

    a.盆地构造分区及姬塬油区位置;b.姬塬油区长8储层沉积环境及砂体展布特征;c.研究区长8储层砂体展布特征

    Figure 1.  Sedimentary background and the sandy body distribution characteristics of Chang 8 reservoirs in the study area

    图 2  研究区长8储层砂岩类型及成分分类(a.砂岩分类;b.砂岩成分;c.胶结物类型)

    1.石英砂岩;2.长石质石英砂岩;3.岩屑质石英砂岩;4.长石岩屑质石英砂岩;5.长石砂岩;6.岩屑质长石砂岩;7.长石质岩屑砂岩;8.岩屑砂岩

    Figure 2.  Sandstone components and types of Chang 8 reservoirs in the study area

    图 3  铸体薄片和扫描电镜观察下储层的孔隙类型

    a.J51井,2 367.4 m,粒间孔,铸体薄片;b. J51井,2 366 m,粒间孔,扫描电镜;c. J43井,2 265.27 m,粒间孔-长石溶孔,铸体薄片;d. J95井,2 358.5 m,粒间孔-长石铸模孔,铸体薄片;e. J209井,2 344.72 m,粒间孔-微裂隙,铸体薄片;f. Y263井,2 306.7 m,绿泥石晶间孔,铸体薄片

    Figure 3.  Main pore types observed by casting thin sections (polished thin section) and SEM

    图 4  研究区长8储层孔隙结构与物性特征

    Figure 4.  Characteristics of pore structure (a) and physical properties (b) of Chang 8 reservoirs in the study area

    图 5  研究区长8储层成岩作用的微观镜下特征

    a.J209井,2 344.72 m,碎屑颗粒紧密接触,云母弯曲变形;b.J209井,2 343.6 m,粒间孔内充填方解石,阴极发光下呈亮黄色;c.Y263井,2 306.7 m,粒间孔或次生溶孔内充填铁方解石;d.J51井,2 367.4 m,铁方解石胶结物,阴极发光下呈橘红色;e.Y273井,2 329.3 m,碎屑颗粒表面附着的叶片状绿泥石;f.Y263井,2 304.7 m,自生石英晶体表面附着的叶片状绿泥石;g.J209井,2 344.7 m,伊利石薄膜,正交偏光下呈高级干涉色;h.J209井,2 343.6 m,碎屑颗粒表面的鳞片状、丝缕状伊利石;i.J51井,2 362.5 m,碎屑颗粒表面的蜂窝状或卷片状伊/蒙混层;j.J109井,2 213.35 m,呈书页状集合体充填于粒间孔内的高岭石胶结物,部分表面被丝缕状伊利石附着;k.J95井,2 358.5 m,石英次生加大边;l.J51井,2 366 m,自生石英晶体;m.J43井,2 265.27 m,长石溶蚀形成的粒内溶孔;n.J209井,2 347.46 m,长石溶蚀形成的铸模孔,内部可见自生石英晶体;o.J51井,2 363.9 m,晚期铁方解石交代长石颗粒

    Figure 5.  Micro-features of diagenesis of Chang 8 reservoirs in the study area

    图 6  研究区长8储层砂岩的流体包裹体镜下特征

    a.J209井,2 343.8 m,石英颗粒内部及早期次生加大边内侧的深褐色烃类包裹体;b.J51井,2 366.2 m,沿切穿石英次生加大边的微裂隙中呈条带状分布的浅褐色-灰色液态烃包裹体;c.J209井,2 342.25 m,串珠状分布在长石溶蚀解理缝中的灰色烃类包裹体;d.J51井,2 364 m,分布在晚期碳酸盐胶结物中的灰色液态烃类包裹体

    Figure 6.  Characteristics of fluid inclusions under microscope of Chang 8 reservoirs in the study area

    图 7  研究区长8储层埋藏-热演化史、成岩-孔隙演化史及与烃类充注事件的关系

    a.J119井埋藏-热演化史和油气充注事件;b.流体包裹体均一温度分布特征;c.成岩演化阶段;d.孔隙演化史

    Figure 7.  Comprehensive analysis diagram of the tightening process of Chang 8 reservoirs in the study area

    图 8  长8和长7原油与长8储层包裹体烃的甾烷质量色谱对比特征

    Figure 8.  Mass chromatographic feature of crude oil of Chang 7 and Chang 8 comparising with that of the Chang 8 reservoirs inclusion hydrocarbon

    表  1  研究区长8储层孔隙度演化模拟计算公式

    Table  1.   Calculation formula of porosity evolution simulation of Chang 8 reservoirs in the study area

    孔隙度演化参数 计算公式[39-42] 符号注解
    分选系数 $ {S_0} = \sqrt {{D_{25}}/{D_{75}}} $ φce.现今胶结物体积分数;
    φori.粒间面孔率;
    φmatr.杂基原生微孔面孔率;
    φave.样品实测孔隙度;
    φpor.总孔隙面孔率;
    φdiss.溶蚀孔面孔率;
    φi-e.自生晶间孔面孔率;
    φfiss.成岩缝面孔率;
    D25.粒度累积频率曲线上25%处的粒径大小;
    D75.粒度累积频率曲线上75%处的粒径大小
    初始孔隙度 φ1=20.91+(22.9/S0)
    压实后剩余孔隙度 φ2=φce+(φori+φmatrφave/φpor
    压实过程损失孔隙度 L1=φ1-φ2
    压实过程孔隙度损失率 F1=L1/φ1×100%
    压实-胶结-交代后剩余孔隙度 φ3=φ2-φce
    胶结-交代过程损失孔隙度 L2=φce
    胶结-交代过程孔隙度损失率 F2=L2/φ1×100%
    溶蚀作用产生的孔隙度 φ4=φdiss/φpor·φave
    自生晶间孔产生的孔隙度 φ5=φi-e/φpor·φave
    微破裂作用产生的孔隙度 φ6=φfiss/φpor·φave
    成岩作用产生的孔隙度 φ7=φ4+φ5+φ6
    次生孔隙度增加率 F3=φ7×100%/φ1
    微孔率 Fmicr=(φave-φpor)×100%/φave
    计算现今孔隙度 φn=φ3+φ7
    下载: 导出CSV
  • [1] 邹才能, 陶士振, 侯连华, 等. 非常规油气地质[M]. 北京: 地质出版社, 2013: 93-114.
    [2] 贾承造, 邹才能, 李建忠, 等. 中国致密油评价标准、主要类型、基本特征及资源前景[J]. 石油学报, 2012, 33(3): 343-350. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYXB201203000.htm
    [3] 朱筱敏, 潘荣, 朱世发, 等. 致密储层研究进展和热点问题分析[J]. 地学前缘, 2018, 25(2): 141-146. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DXQY201802019.htm
    [4] 罗晓容, 王忠楠, 雷裕红, 等. 特超低渗砂岩油藏储层非均质性特征与成藏模式: 以鄂尔多斯盆地西部延长组下组合为例[J]. 石油学报, 2016, 37(增刊): 88-97. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYXB2016S1009.htm
    [5] Lai Jin, Wang Guiwen, Wang Ziyuan, et al. A review on pore structure characterization in tight sandstones [J]. Earth-Science Reviews, 2018, 177: 436-457. doi: 10.1016/j.earscirev.2017.12.003
    [6] Lai Jin, Wang Guiwen, Wang Song, et al. Review of diagenetic facies in tight sandstones: Diagenesis, diagenetic minerals, and prediction via well logs [J]. Earth-Science Reviews, 2019, 185: 234-258. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012825218300527
    [7] 赵会涛, 郭英海, 杜小伟, 等. 鄂尔多斯盆地高桥地区本溪组砂岩储层微观孔隙分形特征[J]. 地质科技通报, 2020, 39(6): 175-184. http://dzkjqb.cug.edu.cn/CN/abstract/abstract10083.shtml
    [8] 周林, 刘皓天, 周坤, 等. 致密砂岩储层"甜点"识别与评价方法[J]. 地质科技通报, 2020, 39(4): 165-173. http://dzkjqb.cug.edu.cn/CN/abstract/abstract10012.shtml
    [9] 李易隆, 贾爱林, 何东博, 等. 致密砂岩有效储层形成的控制因素[J]. 石油学报, 2013, 34(1): 71-82. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYXB201301007.htm
    [10] 赵仲祥, 董春梅, 林承焰, 等. 低渗-致密砂岩储层"甜点"成因机制研究: 以西湖凹陷X气田花港组为例[J]. 中国矿业大学学报, 2018, 47(5): 995-1007. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGKD201805009.htm
    [11] 周志恒, 钟大康, 凡睿, 等. 致密砂岩中岩屑溶蚀及其伴生胶结对孔隙发育的影响: 以川东北元坝西部须二下亚段为例[J]. 中国矿业大学学报, 2019, 48(3): 574-586. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGKD201903013.htm
    [12] 刘宝珺, 张锦泉. 沉积成岩作用[M]. 北京: 科学出版社, 1992: 24-25.
    [13] 刘明洁, 刘震, 刘静静, 等. 砂岩储集层致密与成藏耦合关系: 以鄂尔多斯盆地西峰-安塞地区延长组为例[J]. 石油勘探与开发, 2014, 41(2): 168-175. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SKYK201402006.htm
    [14] 操应长, 葸克来, 刘可禹, 等. 陆相湖盆致密砂岩油气储层储集性能表征与成储机制: 以松辽盆地南部下白垩统泉头组四段为例[J]. 石油学报, 2018, 39(3): 247-265. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYXB201803001.htm
    [15] 高长海, 王健, 罗瑞, 等. 致密砂岩储层成岩史与成藏史耦合关系研究: 以南堡凹陷滩海地区沙一段为例[J]. 中国矿业大学学报, 2019, 48(4): 819-829. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGKD201904015.htm
    [16] 徐国盛, 崔恒远, 刘勇, 等. 东海盆地西湖凹陷古近系花港组砂岩储层致密化与油气充注关系[J]. 地质科技通报, 2020, 39(3): 20-29. http://dzkjqb.cug.edu.cn/CN/abstract/abstract10019.shtml
    [17] 谢洪升, 李伟, 冷福, 等. 致密砂岩油藏可动流体赋存规律及制约因素研究: 以鄂尔多斯盆地华庆油田长6段储层为例[J]. 地质科技情报, 2019, 38(5): 105-114. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKQ201905011.htm
    [18] 曾治平, 刘震, 马骥, 等. 深层致密砂岩储层可压裂性评价新方法[J]. 地质力学学报, 2019, 25(2): 223-232. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZLX201902008.htm
    [19] 杨华, 李士祥, 刘显阳, 等. 鄂尔多斯盆地致密油、页岩油特征及资源潜力[J]. 石油学报, 2013, 34(1): 1-11. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYXB201301000.htm
    [20] 姚泾利, 邓秀芹, 赵彦德, 等. 鄂尔多斯盆地延长组致密油特征[J]. 石油勘探与开发, 2013, 40(2): 150-158. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SKYK201302002.htm
    [21] 陈红汉. 油气成藏年代学研究进展[J]. 石油与天然气地质, 2007, 28(2): 143-150 doi: 10.3321/j.issn:0253-9985.2007.02.003
    [22] 付金华, 邓秀芹, 王琪, 等. 鄂尔多斯盆地三叠系长8储集层致密与成藏耦合关系: 来自地球化学和流体包裹体的证据[J]. 石油勘探与开发, 2017, 44(1): 48-57. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SKYK201701007.htm
    [23] Parnell J. Potential of palaeofluid analysis for understanding oil charge history [J]. Geofluids, 2010, 10: 73-82. doi: 10.1111/j.1468-8123.2009.00268.x
    [24] Zhu Shifa, Wang Xiaoyu, Yi Qin, et al. Occurrence and origin of pore-lining chlorite and its effectiveness on preserving porosity in sandstone of the middle Yanchang Formation in the southwest Ordos Basin [J]. Applied Clay Science, 2017, 148: 25-38. doi: 10.1016/j.clay.2017.08.005
    [25] Cao Zhe, Liu Guangdi, Meng Wei, et al. Origin of different chlorite occurrences and their effects on tight clastic reservoir porosity [J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2018, 160: 384-392. doi: 10.1016/j.petrol.2017.10.080
    [26] Wang Wurong, Yue Dali, Zhao Jiyong, et al. Diagenetic alteration and its control on reservoir quality of tight sandstones in lacustrine deep-water gravity-flow deposits: A case study of the Yanchang Formation, southern Ordos Basin, China[J]. Marine and Petroleum Geology, 2019, 110: 676-694. doi: 10.1016/j.marpetgeo.2019.07.046
    [27] Li Yang, ChangXiangchun, Yin Wei, et al. Quantitative impact of diagenesis on reservoir quality of the Triassic Chang 6 tight oil sandstones, Zhenjing area, Ordos Basin, China[J]. Marine and Petroleum Geology, 2017, 86: 1014-1028. doi: 10.1016/j.marpetgeo.2017.07.005
    [28] Surdam R C, Crossey L J, Hagen E S, et al. Organic-inorganic and sandstone diagenesis [J]. AAPG Bulletin, 1989, 73(1): 1-23. http://ci.nii.ac.jp/naid/80004430238
    [29] 魏新善, 傅强, 淡卫东, 等. 鄂尔多斯盆地延长组成岩流体滞留效应与致密砂岩储层成因[J]. 石油学报, 2018, 39(8): 858-868. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYXB201808002.htm
    [30] Worden R H, Morad S. Clay minerals in sandstones: Controls on formation, distributionand evolution [M]. [S. l. ]: Wiley-Blackwell, 2009.
    [31] Luo Long, Meng Wanbin, Gluyas J, et al. Diagenetic characteristics, evolution, controlling factors of diagenetic system and their impacts on reservoir quality in tight deltaic sandstones: Typical example from the Xujiahe Formation in Western Sichuan Foreland Basin, SW China[J]. Marine and Petroleum Geology, 2019, 103: 231-254. doi: 10.1016/j.marpetgeo.2019.02.012
    [32] Athy L F. Density, porosity and compaction of sedimentary rocks[J]. AAPG Bulletin, 1930, 4(1): 1-24. http://femsec.oxfordjournals.org/lookup/ijlink?linkType=ABST&journalCode=gsaapgbull&resid=14/1/1&atom=%2Ffemsec%2F87%2F1%2F113.atom
    [33] Maxwell J C. Influence of depth, temperature, and geologic age on porosity of quartzose sandstone[J]. AAPG Bulletin, 1964, 48(5): 697-709. http://www.researchgate.net/publication/308482401_Influence_of_Depth_Temperature_and_Geologic_Age_on_Porosity_of_Quartzose_Sandstone
    [34] Maxwell M. Parameters influencing porosity in sandstones: A model for sandstone porosity prediction[J]. AAPG Bulletin, 1987, 71(5): 485-491. http://ci.nii.ac.jp/naid/30002453797
    [35] 寿建峰, 朱国华. 砂岩储层孔隙保存的定量预测研究[J]. 地质科学, 1998, 33(2): 244-250. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKX802.013.htm
    [36] 潘高峰, 刘震, 赵舒, 等. 砂岩孔隙度演化定量模拟方法: 以鄂尔多斯盆地镇泾地区延长组为例[J]. 石油学报, 2011, 32(2): 249-256. doi: 10.3969/j.issn.1001-8719.2011.02.016
    [37] 王艳忠, 操应长, 葸克来, 等. 碎屑岩储层地质历史时期孔隙度演化恢复方法: 以济阳坳陷东营凹陷沙河街组四段上亚段为例[J]. 石油学报, 2013, 34(6): 1100-1111. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYXB201306008.htm
    [38] 刘震, 孙迪, 李潍莲, 等. 沉积盆地地层孔隙动力学研究进展[J]. 石油学报, 2016, 37(10): 1193-1215. doi: 10.7623/syxb201610001
    [39] Beard D C, Weyl P K. Influence of texture on porosity and permeability of unconsolidated sand [J]. AAPG Bulletin, 1973, 57(2): 349-369. http://aapgbull.geoscienceworld.org/content/57/2/349
    [40] Pate C R. Assessing the relative importance of compaction processes and cemeneation to reduction of porosity in sandstores: Discussion[J]. AAPG Bulletion, 1989, 73(10): 2706-2714. doi: 10.1306/44b4aa19-170a-11d7-8645000102c1865d
    [41] 任大忠, 孙卫, 屈雪峰, 等. 鄂尔多斯盆地延长组长6储层成岩作用特征及孔隙度致密演化[J]. 中南大学学报: 自然科学版, 2016, 47(8): 2706-2714. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZNGD201608023.htm
    [42] 黎盼, 孙卫, 高永利, 等. 致密砂岩储层差异性成岩演化对孔隙度定量演化表征影响: 以鄂尔多斯盆地马岭地区长8-1储层为例[J]. 地质科技情报, 2018, 37(1): 135-142. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKQ201801018.htm
    [43] 邓秀芹, 刘新社, 李士祥. 鄂尔多斯盆地三叠系延长组超低渗透储层致密史与油藏成藏史[J]. 石油天然气地质, 2009, 30(2): 156-161. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYYT200902009.htm
    [44] 罗晓容, 张刘平, 杨华, 等. 鄂尔多斯盆地陇东地区长8-1段低渗油藏成藏过程[J]. 石油与天然气地质, 2010, 31(6): 770-778. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYYT201006013.htm
    [45] 任战利, 李文厚, 梁宇, 等. 鄂尔多斯盆地东南部延长组致密油成藏条件及主控因素[J]. 石油天然气地质, 2014, 35(2): 190-197. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYYT201402005.htm
    [46] 邹才能, 朱如凯, 白斌, 等. 论非常规油气与常规油气的区别和联系[J]. 中国石油勘探, 2015, 20(1): 1-16. doi: 10.3969/j.issn.1672-7703.2015.01.001
    [47] 赵靖舟, 曹青, 白玉彬, 等. 油气藏形成与分布: 从连续到不连续: 兼论油气藏概念及分类[J]. 石油学报, 2016, 37(2): 145-159. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYXB201602001.htm
  • 加载中
图(8) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  784
  • PDF下载量:  900
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-06-08

目录

    /

    返回文章
    返回