鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区上古生界致密砂岩有利储层控制因素研究

作     者：穆相骥 

作者单位：中国石油大学(华东) 

学位级别：硕士

导师姓名：邱隆伟

授予年度：2019年

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：致密砂岩 成岩演化 控制因素 上古生界 杭锦旗地区 鄂尔多斯盆地 

摘      要：杭锦旗地区是鄂尔多斯盆地致密气勘探的重要阵地,其上古生界地层发育大规模的致密砂岩气储层,但杭锦旗地区储层发育规律不明,改造过程复杂,空间上表现出非均质性强的特征,有利储层的控制因素和平面分布特征是当前研究的难点。本论文以鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界致密砂岩储层为研究对象,综合利用包括实测物性数据在内的分析化验资料、以及铸体薄片、阴极发光和扫描电镜的观察,结合碳氧同位素分析和流体包裹体分析测试,重点对上古生界山西组和下石盒子组储层的沉积特征、储集特征和成岩特征进行了精细研究,通过反演回剥法明确了有利储层的孔隙演化过程,建立了孔隙度演化模型,结合储层控制因素的分析建立了储层评价标准和有利储层的分布模式。研究表明,研究区储层的沉积相类型主要为辫状河三角洲前缘亚相及辫状河三角洲平原亚相。不同层段岩性有差异,山1段储层岩性以亚岩屑砂岩为主,山2段岩性以亚岩屑砂岩和岩屑砂岩为主,盒1段储层岩性以岩屑砂岩为主,整体均表现为高石英、低长石、高岩屑、低成分成熟度和低结构成熟度的特征。岩相类型主要包括含砾砂岩、粗砂岩、中-粗砂岩、中砂岩、细砂岩五种,其中粗砂岩和中-粗砂岩含量较高。研究区致密砂岩储层储集空间类型多样,主要发育粒间溶蚀孔、粒内溶孔、铸模孔、高岭石晶间孔等次生孔隙以及部分裂缝。成岩作用类型复杂,发育机械压实、交代充填、胶结等破坏性成岩作用和大气水淋滤、地层流体溶蚀等建设性成岩作用。主要经历了三期成岩流体演化,呈酸碱交替的演化特征,包括原始湖泊沉积水控制的弱碱性流体、大气淡水淋滤控制的酸性流体、埋藏环境下沉积地层水所控制的碱性流体。目前正处于中成岩阶段B期,其成岩作用演化序列依次是:机械压实作用→绿泥石包膜环边→黄铁矿胶结→早期碳酸盐胶结→石英次生加大→长石溶蚀/岩屑溶蚀→自生高岭石/蒙脱石伊利石化→自生石英颗粒→石英溶蚀/石英质岩屑溶蚀→晚期方解石胶结/铁方解石胶结→高岭石伊利石化。通过采用反演回剥的方法,建立孔隙成岩演化的定量模型,阐明了孔隙成岩演化过程定量化来恢复成岩演化历史,从而为储层成因机理研究提供了理论参数。岩屑发育对储层物性的影响是多方面的,以研究区下石盒子组储层为例,根据岩屑类型对储层物性的影响,将全部岩屑类型划分为A(减孔类岩屑)、B(增孔型岩屑)、C(保孔型岩屑)三类。减孔类岩屑包括有泥岩岩屑、片岩岩屑、板岩岩屑和千枚岩岩屑;增孔类岩屑包括有变质石英砂岩岩屑、砂岩岩屑、变质石英岩屑、碳酸盐岩屑以及花岗岩岩屑和酸性喷出岩岩屑;保孔类岩屑主要包括脉石英岩屑和燧石岩屑。在储层基本特征和成岩环境演化及成岩作用序列的研究基础上,明确了有利储层形成的先决条件是要有有利的原始沉积条件,主要包括有优势沉积微相和粗碎屑的原始沉积物;储层质量得以提升的关键取决于原始颗粒组分,在下石盒子组储层中,骨架颗粒中的石英和B、C两类岩屑共同控制着储层的物性特征,而山西组储层中石英颗粒与储层物性的正相关关系较好;埋藏成岩作用过程中发育广泛的溶蚀孔隙是形成有利储层的直接原因。通过以上系统的研究,可根据相关参数和特征划分为Ⅰ类有利储层,Ⅱ类较有利储层,Ⅲ类一般储层,Ⅳ类差储层。有利储层的分布位置主要受控于相对粗粒岩相的岩石类型中,骨架颗粒中的石英、B类岩屑、C类岩屑总含量共同控制着储层的物性特征,而后期成岩作用是有利储层发育的必要条件,压实作用、胶结作用和溶蚀作用的相对强弱也作为储层分类的依据。