碳酸盐岩早期差异成储路径及其对储集性能的影响:以滨里海盆地N油田石炭系KT-Ⅰ与KT-Ⅱ层系为例

以滨里海盆地N油田石炭系KT-Ⅰ与KT-Ⅱ层系碳酸盐岩储集层为例,综合岩心、薄片、扫描电镜、高压压汞、常规物性分析以及各类测试资料,对碳酸盐岩储集层特征以及早期成储路径展开系统研究,并进一步探讨成储路径与储集层孔喉结构和质量的关系。结果表明,KT-Ⅰ层系以云岩类储集层为主,颗粒灰岩次之,其中云岩类储集层以晶间(溶)孔、小型溶洞为主,孔喉连通性好,为高孔—高渗的孔洞型储集层,而颗粒灰岩类储集层以粒内溶孔、铸模孔及生物体腔孔发育为特征,孔喉连通性差,属中孔—低渗的孔隙型储集层。KT-Ⅱ层系以粒间(溶)孔和生物体腔孔发育的颗粒灰岩为特征,为中高孔—高渗的孔隙型储集层。进一步分析表明,KT-Ⅰ层系云岩与灰岩储集层单旋回厚度小,皆受高频海平面升降变化驱动的早成岩期岩溶的控制,而KT-Ⅱ层系单旋回厚度大,颗粒滩未经历早期岩溶的改造。3类储集层的成储路径分别为:(1)KT-Ⅰ云岩类储集层,准同生期白云石化作用导致矿物相转变并使得部分矿物更易遭受溶蚀→早成岩期岩溶作用控制储集层的形成→云岩抗压溶岩石骨架有利于储集层的保护;(2)KT-Ⅰ颗粒灰岩储集层,早成岩期岩溶作用优化储集层→初期压实控制胶结流体通道进而控制胶结作用—粒间孔与粒内孔差异胶结控制储集层的保护;(3)KT-Ⅱ颗粒灰岩储集层,原始沉积环境控制储集层的形成→初期压实与早期胶结作用控制储集层的保护。成储路径差异控制了不同的孔渗特征与孔喉结构,而孔喉结构进一步控制了早期岩溶型云岩、早期岩溶型颗粒灰岩、原生孔保存型颗粒灰岩3种储集层的质量。研究结果将为具类似特征的碳酸盐岩储集层成因分析提供参考,也因发现了云岩较灰岩更易早期溶蚀的现象而具有较为重要的岩溶地质学意义。

沧东凹陷孔二段页岩纹层结构类型及其对储集性能的影响

富有机质页岩大多发育有纹层结构,不同的纹层结构对页岩的储集性能有着不同的影响。以沧东凹陷孔二段页岩为研究对象,通过对X射线衍射测试数据、岩心观察、薄片鉴定、氩离子抛光-场发射扫描电镜、AMICS等资料的分析,根据矿物纹层组合关系,总结出3种页岩纹层结构类型,分别为长英质-碳酸盐-黏土型纹层结构、黏土(有机质)-碳酸盐-方沸石型纹层结构、长英质-有机质-黏土(有机质)纹层结构。研究表明,长英质-有机质-黏土(有机质)纹层结构纹层平直且层厚较小,互层现象明显;层理缝与矿物解理缝发育较多且后期被白云石充填,有机孔与粒间孔大量发育,溶蚀孔与晶间孔也少量发育,有机质孔与矿物颗粒间的边缘微裂缝构成了良好的孔-缝联通体系;孔隙度较为均匀的分布在0~6%,孔径介于微孔与宏孔间,孔容最大,储集性能最好。

歧北斜坡沙二段储层碱性环境成岩演化及其对储集性能的影响

为深化认识歧北斜坡沙二段储层成岩环境、演化模式及孔隙发育机理,通过岩石(铸体)薄片、扫描电镜、X射线衍射分析等手段,对沙二段致密砂岩储层碱性环境成岩作用特征、成岩演化模式、碱性环境成因机制及其对储层孔隙发育的影响进行研究。结果表明:储层中存在石英溶蚀、多期碳酸盐矿物胶结交代、硬石膏交代以及碱性黏土矿物组合等多种碱性环境的成岩现象;目前储层成岩阶段处于中成岩A_(2)亚期,整个成岩演化过程中,成岩环境经历了碱性—酸性—碱性的变化;早期成岩阶段,碱性成岩环境的形成与同沉积期的咸水湖盆环境密切相关,中成岩A_(2)亚期阶段,由于金属阳离子富集,酸性水来源减少并大量消耗,导致孔隙水介质pH值升高,重新恢复为碱性成岩环境;碱性环境形成的多期碳酸盐胶结物大量充填孔隙,使储集空间大幅降低,同时,储层中的早期碱性流体介质也抑制了酸性流体对储层的溶蚀改造强度,但碱性环境下石英溶蚀形成了大量次生孔隙,是研究区储层孔隙发育的主要机制。研究成果对预测研究区优质储层分布具有指导意义。

凝灰质成分对砂岩储集性能的影响

与正常砂岩相比,凝灰质砂岩的碎屑颗粒来源多样,矿物成分复杂、易于转化,成岩作用及孔隙演化过程更为复杂。对贝尔凹陷苏德尔特地区兴安岭油层岩心、薄片、压汞、扫描电镜等实验资料及前人研究成果综合分析表明,砂岩中凝灰质成分的性质、组分、含量、成因不同,对砂岩孔隙结构及储集性能的影响也不同;不同埋藏阶段与成岩环境凝灰质的蚀变存在较大差异,对砂岩孔隙发育的影响也不尽相同。脱玻化作用能在一定程度上改善砂岩的储集性能,粗粒易溶部分的溶蚀对次生孔隙起到显著的建设性作用;由凝灰质蚀变的黏土矿物、特殊矿物以及这些矿物在中、晚埋藏阶段形成的一系列矿物转换有利于次生孔隙的发育,但对渗透性的改善并不十分显著。

塔里木盆地中部泥盆系东河砂岩成岩作用与储集性能控制因素

根据对岩石的铸体薄片和阴极发光薄片、地层厚度、古地温梯度以及镜质体反射率等资料分析研究认为 :塔中地区东河砂岩经历了压实作用、粘土胶结、石英次生加大、碳酸盐胶结、溶蚀作用、自生高岭石沉淀等多种成岩作用 ,目前已经达到了晚期成岩阶段。这些成岩作用在塔中 4井以东和以西的地区存在较明显的差异 ,西部进入早成岩阶段B期和晚成岩阶段A期的时间较早 ,成岩演化程度较高 ,且具有下部溶蚀上部胶结的分带性 ;而东部则反之。优质储层主要分布于颗粒成分较纯、泥质含量较低、构造位置上长期处于高部位、被油气充注但未被晚期碳酸盐胶结的地区 ,即二叠纪以来长期处于构造高部位的前滨 临滨相带地区。

苏里格致密砂岩气田储层岩石孔隙结构及储集性能特征

基于覆压条件下储层渗透率的变化特征,分析认为苏里格气田整体为致密砂岩气田。在50~60 MPa的覆压下,渗透率相对变化量的1/3次方与常压渗透率的1/2次方表现为线性关系。储层孔隙度表现出一定的覆压敏感性,覆压孔隙度与常压孔隙度比值的1/3次方与常压孔隙度表现出较好的线性关系。扫描电镜及常规压汞实验分析表明,储层孔隙半径表现为百微米级至纳米级尺度的连续分布,渗透率越小的储层微米级孔隙所占比例越少,纳米级孔隙越多;储层喉道半径总体小于1μm,表现为纳米级尺度的连续分布。束缚饱和度与渗透率具有一定的负相关性,与特定渗透率值对应的束缚饱和度并非定值,而是一个数值范围。拟合分析表明常压孔隙度与单位厚度储能系数呈较好的幂函数关系。由于物性越差的储层覆压敏感性越强,含气饱和度越低,其储气能力也越差,因此蕴含的天然气资源也越小,物性较好的储层则反之。

歧口凹陷沙河街组火山岩成岩作用及对储集性能的控制

根据岩心观察资料,利用偏光显微镜、扫描电镜等对歧口凹陷沙河街组火山岩的成岩作用进行了详细地研究,把成岩作用类型分为早期和晚期两个阶段、13种成岩作用类型。根据成岩作用阶段划分依据,结合盆地埋藏-热演化史和烃类充注史等资料,将歧口凹陷沙河街组火成岩成岩作用阶段划分为早期和晚期两个阶段。火成岩共发生了3期溶蚀作用、2期构造作用、2期油气充注作用,以及绿泥石、硅质、碳酸盐等胶结作用。主要成岩序列为溶蚀作用Ⅰ→构造作用Ⅰ→栉壳状绿泥石→细纤维状绿泥石→硅质Ⅰ→较粗纤维状绿泥石→烃类充注Ⅰ→硅质充填Ⅱ→亮晶方解石Ⅰ→构造作用Ⅱ→溶蚀作用Ⅱ→烃类充注Ⅱ→亮晶方解石Ⅱ→铁方解石→硅质充填Ⅲ→溶蚀作用Ⅲ。成岩作用对储集性能的控制具有改善和破坏的双重作用,对储集性能具有改善作用的成岩作用类型有挥发分逸出作用、熔蚀作用、冷凝收缩作用、脱玻化作用、机械压实破裂作用、风化淋滤溶蚀作用、次生溶蚀作用。对储集性能具有破坏作用的成岩作用类型有熔结作用、充填作用、机械压实压溶作用、胶结作用。

不同岩性的成岩演化对致密砂岩储层储集性能的影响——以鄂尔多斯盆地东部上古生界盒8段天然气储层为例

通过各类薄片显微镜下的定量统计与研究,利用图像孔喉、毛细管压力、扫描电镜、阴极发光、荧光分析等分析测试手段,对鄂尔多斯盆地东部盒8段致密砂岩的类型、岩石学特征、成岩作用、成岩-烃类充注演化历史及孔隙结构特征进行深入研究,分析各砂岩的成岩演化过程及其对砂岩孔隙结构与储集性能的影响。研究表明,盒8段不同砂岩类型的岩石学特征、孔隙发育状况及其成岩演化过程存在一定的差异。石英砂岩与岩屑石英砂岩经历了3期明显的烃类充注过程和多期复杂的成岩作用,应是边充注边致密,二者各类孔隙均较发育,含气性和储集性能均较好。高塑性岩屑砂岩与钙质胶结砂岩的成岩-烃类充注演化过程相对简单,前者经历早成岩阶段压实作用后部分成为致密储层,含气性和储集性能较差;后者在中成岩阶段A期后成为致密储层,各类孔隙均不发育,基本为非储层。该研究成果对深入理解砂岩类型,岩石学组分的成岩-烃类充注演化过程及其对储层储集性能的影响,预测有利储集地带均具有重要意义。

塔里木盆地北部古近系-白垩系成岩相及其储集性能

塔里木盆地北部地区白垩系-古近系储集层岩性主要为处于中成岩阶段的岩屑砂岩和长石岩屑砂岩。在不同地区和不同层段,岩石组成、成岩矿物组合、成岩演化、孔隙组合类型有明显的差异;根据储集层中自生矿物种类、分布、生成顺序、孔隙类型组合和孔隙形成特征以及构造作用等对储集性能的影响,将古近系-白垩系储集层成岩相划分为强胶结挤压致密型成岩相、中等胶结溶解型成岩相和弱胶结成岩相,其中以方沸石和白云石组合胶结为主的储集层物性最好。根据不同地区、不同构造带古近系、白垩系储集层岩性、物性参数等将本区储集层分为4个级别:Ⅰ、Ⅱ类储集层可以作为油气勘探的主要目的层,Ⅲ类储集层属低渗透储集层可以作为寻找天然气的目的层,而Ⅳ类储集层为特低孔特低渗非常致密型储集层,甚至为非储集层。

松辽盆地升平气田营城组火山岩岩相及其储集性能控制因素分析

升平气田下白垩统营城组火山岩的岩性学与岩相学、火山活动机制等研究结果显示,火山岩岩石类型主要为火山碎屑岩和火山熔岩,少量火山碎屑熔岩、沉火山碎屑岩、火山碎屑沉积岩和次火山岩。熔岩以流纹岩为主,少量英安岩。营城组重点含气层段营三段可划分为4个火山喷发-喷溢旋回。火山活动以喷发频率高和喷发迅速、间隔时间短和冷凝迅速、较强烈的中心式爆发与较宁静的裂隙式溢流喷发交替为特征。可识别出火山爆发相、火山溢流相、火山侵出相、火山通道相和火山沉积相5个相和溅落熔岩、火山碎屑岩、熔岩、火山重力流、火山颈和次火山岩6个亚相。高产气流井主要位于火山爆发相以及爆发相与溢流相互层地带。火山岩的储集性能主要受岩性、岩相、火山岩厚度及其空间分布特征的控制,其次受火山活动特点、古地貌、成岩作用与构造作用的影响。

花岗岩储层储集性能定量评价方法及应用

常规录井、测井数据是钻探过程中了解地层真实情况的第一手资料,基于该类资料的储层储集性能评价是花岗岩潜山油气藏安全钻探和高效开发的基础,但常规录井、测井均有其局限性,应用该类参数直接进行储层评价的准确度不高。从地层岩石力学性质出发,深入分析了录井功指数和测井岩石力学参数评价模型的原理与应用特点,引入模糊数学理论将二者有机地结合起来,建立了测录综合评价体系,弥补了单一评价体系的不足,尤其是测录综合评价系数的确定可对花岗岩储层进行快速识别与评价。同时,该方法将原有多参数体系降维成单参数评价体系,消除了多参数造成的多解性,实现了花岗岩储层储集性能的定量评价。实际应用结果表明,该方法能够较好地满足矿场勘探要求,具有良好的应用前景。

泌阳凹陷湖相白云岩油气储集性能及勘探潜力

泌阳凹陷白云岩发育于深凹区核二段及核三段上亚段 ,形成于浅湖相和较深湖相环境 ,岩石类型以泥质白云岩、铁白云岩为主 ,成岩过程中发生了压实、溶解、充填及成岩破裂等作用 ,形成了以溶蚀孔洞为主的储集空间 ,与多种类型的裂缝相配置 ,构成互为连通的孔洞缝网络体系 ,形成白云岩油气藏的主要储集层。白云岩沉积规模较大 ,且油源丰富 ,具有较大的勘探潜力。

鄂尔多斯盆地西缘奥陶纪生物礁及其储集性能

应用沉积学和石油地质学理论,通过野外剖面观测、岩心观察、室内薄片和测试分析,对鄂尔多斯盆地西缘奥陶纪生物礁进行了详细研究,认为有北部的乌海桌子山地区下奥陶统桌子山组珊瑚生物礁,中部的棋探1井下奥陶统克里摩里组层孔虫-海绵生物礁和南部的石节子沟上奥陶统背锅山组珊瑚生物礁。北部生物礁发育的时代早,南部晚;北段礁体生长发育2～3期,南段发育可达4期;北段及南段生物礁生长的水体环境相对较浅,中部相对较深。生物礁与各种滩共生,发育礁滩型储层,生物格架孔和组构选择性溶蚀的溶孔是其主要储集空间类型,物性条件显示其储集性能不佳;但是,生物礁处在有利于礁滩储层发育的台地边缘相带,可以作为油气勘探的重要目标。

三塘湖盆地牛东油田火山岩岩性岩相特征及其对储集性能的控制作用

为评价火山岩储集性能,优化评价井位部署,为牛东油田储量升级及产能建设方案的编制提供科学依据,以连续取心井资料为基础,通过岩心观察、薄片鉴定、全岩分析和测井解释,在牛东油田识别出火山熔岩和火山碎屑岩2大类10种火山岩岩石类型,其中火山熔岩以安山岩和玄武岩为主,火山碎屑岩以火山角砾岩和凝灰岩为主。通过钻井、测井、地震多学科结合,建立了3大类6种火山岩相,包括溢流相、爆发相和火山沉积相,以溢流相为主,火山活动表现出裂隙式喷发的特点。结合火山岩储层微观特征研究,认为火山岩岩性岩相是控制火山岩储集性能优劣的基础。

陆西凹陷九佛堂组砂体成因类型及储集性能

利用岩心观察、薄片鉴定、粒度分析及地震和测井解释等分析方法,对开鲁盆地陆家堡坳陷陆西凹陷九佛堂组砂体成因类型及储集性能进行研究。结果表明,储集砂体主要为曲流河三角洲前缘水下分流河道砂体、辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体、扇三角洲前缘水下分流河道砂体和滑塌浊积扇砂体4种类型,其储集性能主要表现为高—中孔、低—特低渗。3类水下分流河道砂体自凹陷南西、南东、北东和北西向五十家子庙洼陷呈收敛状分布,浊积扇砂体则发育在以上3类砂体的前端,呈星点状散布于五十家子庙洼陷的深湖—半深湖相沉积中。3类水下分流河道砂体主要为分布在凹陷主干断裂附近的构造油气藏的储集层,五十家子庙洼陷中九佛堂组上段的滑塌浊积扇砂体可形成砂岩透镜体型岩性油气藏,是今后勘探的有利目标。

煤的显微构造及其储集性能

利用扫描电子显微镜研究煤中微米级构造变形，揭示了煤的显微构造变形现象，如裂隙、角砾、碎粒、糜棱质、滑移面等。这些显微构造直接影响着煤的储集性能，裂隙和角砾的发育增加了煤中的大孔和中孔，提高了有效孔隙率；碎粒和糜棱质增加了煤的比表面积和甲烷吸附量，同时也有充填孔隙、堵塞通道的作用。研究显微构造在理论上可为煤层气生、储、运机理研究提供微观依据；在应用上可成为煤层气资源评价和开采的指标之一。

煤储层储集性能主控因素分析

煤层气主要以吸附状态存在于煤层中,而其吸附量取决于煤层的储集物性,因此研究煤层储集性能的主控因素对于煤层气的勘探和开发具有重要意义。将煤层孔隙分为基质孔隙和割理孔隙,并分析了煤层孔隙的构成特征。从煤的物质组成和演化程度方面分析了基质孔隙发育的影响因素,认为煤层基质孔隙度的影响因素主要包括显微组分、灰分含量、变质程度等;利用逐步回归分析方法研究了镜质组含量、壳质组含量、惰质组含量、灰分含量、镜质体反射率等5个参数对煤层储集性能的影响。研究认为镜质体反射率(变质程度)和惰质组含量是影响煤储层储集性能的主控因素。

川西简阳地区二叠纪火山岩成岩作用及其对储集性能的影响

利用岩心观察、薄片鉴定、地球化学测试、扫描电镜等方法,研究川西简阳地区二叠纪火山岩的成岩作用类型及演化特征,并分析成岩作用对储层储集性能的影响。研究区内火山岩储层的储集空间组合为粒间孔、脱玻化孔和溶蚀孔,其发育受11类成岩作用影响,成岩演化经历了冷却固结成岩、岩浆期后热液作用、风化淋滤和埋藏成岩4个阶段。计算结果显示,脱玻化作用为火山岩最大增加15.1 cm 3/kg的储集空间,最大增孔体积达4%。钠长石溶蚀可增加1.19%~2.39%的储集空间。火山岩岩性相同时,风化程度越高,物性越好。黏土矿物绿泥石化后的体积大于蚀变前的体积,证明绿泥石化会降低储集空间。研究区内火山岩储集空间的形成主要受控于脱玻化作用、风化淋滤作用和溶蚀作用,而绿泥石化和充填胶结作用是主要的减孔因素。

川西坳陷成岩矿物相带对砂岩储集性能的控制作用

川西坳陷中段沙溪庙组砂岩储层极具非均质性,现今砂岩储集物性的优劣主要受成岩矿物相带的控制,其中以绿泥石-沸石成岩矿物相带为主体,高岭石成岩矿物相带为次,是研究区内有利于次生孔隙发育的成岩相标志,而板状碳酸盐成岩矿物相带以及石英增生成岩矿物相带则是砂岩致密化的重要标志。

煤层灰分对其储集性能的影响

在煤层气勘探开发中,煤层储集性能的评价对煤层气储量、产能的预测至关重要,将直接影响钻探成 功率和勘探开发成本。以往对煤层储集性能的评价主要依靠其孔隙度和渗透率的直接测定。但由于煤层易碎,完 好的在钻井中很难得到。因此对井下煤层储集性能的评价比较困难。此外,孔隙度和渗透率测定的费用也较高。 根据扫描电子显微镜观察和统计分析,灰分充填煤层中的孔隙,影响煤层的储集性能,而且煤层灰分产率与孔隙度 之间存在线性关系,当灰分产率增高时孔隙度降低。因此,可以根据灰分产率预测煤层储集性能和非均质性。灰 分产率的测定用样少,极易获得,而且费用很低。因此,这种方法在煤层储集性能的评价中是十分有用的。