海陆过渡相高黏土含量微孔致密岩屑砂岩储层特征

海陆过渡相地层中致密砂岩气、页岩气和煤层气的勘探开发前景十分广阔。过去的研究工作主要集中在海陆过渡相的页岩和煤层的地质和地球化学特征上,对其中的致密砂岩关注较少。以黔西地区海陆过渡相上二叠统龙潭组砂岩为例,利用薄片观察、压汞法、核磁共振实验等技术手段,综合分析龙潭组致密砂岩储层特征。龙潭组砂岩属于岩屑砂岩,典型储层特征包括砂体单层厚度薄,岩屑和黏土含量高,基本以微孔为主,孔喉结构复杂,孔隙度和渗透率非常低。与国内其他大规模开发的致密砂岩相比,龙潭组砂岩岩屑成分含量更高,孔喉结构更致密,致密砂岩气潜力比较有限。龙潭组砂岩与泥岩和煤层呈互层分布,致密砂岩气与页岩气和煤层气的合采方式是可行的,从而为海陆过渡相非常规气开发找到突破口。

致密砂岩成藏期后古孔隙度反演研究

以鄂尔多斯盆地十里加汗地区二叠系下石盒子组致密岩屑砂岩为研究对象,通过逆向思维利用反演方法建立成藏期后砂岩孔隙度演化数学模型。首先利用流体包裹体均一温度和前人自生伊利石测年成果综合判断成藏期次并确定出成藏期后的界限;在砂岩压实与胶结综合减孔模型的基础上建立成藏期后砂岩孔隙度反演模型;以锦32井气藏岩屑砂岩为例从砂岩现今孔隙度出发进行单点砂岩孔隙度反演模拟,重建成藏期后孔隙度演化过程,将反演模拟结果与已有的Athy模型和双元函数模型以及前人的压实实验结果进行对比分析。研究结果表明:1)研究区下石盒子组成藏期后的界限对应的地质年代是距今130 Ma左右,该界限是根据与天然气包裹体伴生的盐水包裹体均一温度的上限值130℃确定的;2)锦32井的反演模拟结果显示,现今孔隙度为7.7%的砂岩储层在距今100 Ma达到最大埋深(3500 m左右)时为7.4%,而在成藏末期(埋深2700 m左右)为11.1%;3)在成藏之后的继续深埋过程中,现今孔隙度为10.7%与3.7%的两个砂岩点的反演模拟结果表明成藏末期砂岩孔隙度越大,其压实减孔幅度也越大;这一结果更加接近已有的压实实验结果:高孔砂岩和低孔砂岩的减孔趋势会逐渐靠近;而已有的Athy模型和双元函数模型的模拟结果显示高孔砂岩和低孔砂岩的减孔趋势是相互平行的;4)与已有的两个模型相比,只有反演模型能够模拟出抬升过程中的砂岩压实回弹(锦32井所选砂岩的回弹量为0.3%),这更符合研究区后期抬升剥蚀厚度与砂岩孔隙度正相关关系的地质认识。与已有模型相比,所建立的反演模型能够更客观地反映砂岩储层在成藏期后沉降和抬升过程中的孔隙度演化趋势,然而孔隙度变化幅度的恢复精度仍有待于进一步提高。