鄂尔多斯盆地中南部地区延长组砂岩溶蚀增孔模型的建立与应用

溶蚀作用作为一种建设性的成岩作用,对于砂岩储层储集空间的扩大以及储层性能的改善具有重要作用。由于现有研究更多的是从定性的角度出发表征溶蚀作用对于砂岩储层孔隙度的影响,对于溶蚀作用产生的孔隙度增加值有多少,对砂岩储层性能的改善效果有多大,目前暂不能定量表征。本文采用化学反应动力学基本原理,基于录井、测井数据,结合砂岩成岩序列、地层埋藏史和热史等资料,采用化学反应动力学基本原理,对鄂尔多斯盆地中南部地区延长组砂岩现今孔隙度特征及成因进行了分析,构建了砂岩溶蚀增孔定量模型,并用该模型对延长组砂岩孔隙度演化进行了模拟,取得以下主要认识:(1)研究区延长组现今砂岩孔隙度剖面总体上可分为正常趋势段和次生溶蚀增孔段两部分,依据次生孔隙形成的起始层位和形态特征,现今砂岩孔隙度剖面可划分为双峰Ⅰ型、双峰Ⅱ型、单峰Ⅰ型和单峰Ⅱ型4种类型;(2)延长组现今砂岩孔隙度主要经历了孔隙度减小和孔隙度增大两种变化效应。其中浅部地层孔隙度减小主要是缘于机械压实作用,深层孔隙度减小则是由于压实和胶结共同作用,而孔隙度增大主要由有机酸溶蚀长石等矿物形成的;(3)建立了砂岩溶蚀增孔定量表征模型,具体包括3个阶段:(1)地层进入酸化窗口之前,由于酸化溶蚀发生的条件不满足,砂岩溶蚀增孔量为0;(2)地层进入酸化窗口内,砂岩累计溶蚀增孔量是现今次生增孔量和时间的函数;(3)地层继续深埋超过酸化窗口后,溶蚀孔隙不再变化。表明砂岩溶蚀增孔模型是一个分段函数,具有明显的窗口效应;(4)运用砂岩溶蚀增孔模型对研究区延长组砂岩孔隙度演化进行了模拟,发现研究区南部镇泾地区红河1井长8砂岩、东部安塞地区丹40井长6砂岩及北部姬塬地区峰12井长4+5砂岩在酸化窗口内溶蚀作用产生的增孔量具有明显的阶段性演化特征,实现了溶蚀作用对于砂岩孔隙度增加值的定量表征。本文建立的砂岩溶蚀增孔模型可以定量计算酸化窗口内溶蚀作用形成的孔隙度增加值,首次实现了砂岩溶蚀增孔的定量模拟,在分析溶蚀作用和砂岩储层性能演化等方面具有比较重要的探索性意义。

深层储集层长石溶蚀增孔的物理模拟与定量计算

以塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带白垩系巴什基奇克组深层储集层为例,开展成岩物理模拟实验研究,定量计算巴什基奇克组砂岩在早期长期浅埋—后期快速深埋地质过程下,长石骨架颗粒的溶蚀率及溶蚀增孔量。运用场发射扫描电镜大面积扫描分析技术,定量计算大北、克深地区实际岩心样品中长石骨架颗粒的溶蚀度及溶蚀增孔量值,实验数值与实际岩心数值相互校验,由此建立了陆相深层较高长石骨架颗粒含量储集层中长石溶蚀增孔量的演化过程模型。定量计算出克深地区长石在早期长期浅埋—后期快速深埋地质过程下,最大溶蚀增孔量为0.86%~2.05%,模拟的埋深超过7 000 m砂岩的长石溶蚀增孔量值稍稍偏大,校准后绝对误差值为0.23%。大北地区次生溶蚀孔隙的贡献者主要是方解石,长石次之,定量计算出该地区长石最大溶蚀增孔量为0.62%~1.48%,模拟埋深超过7 000 m砂岩中长石溶蚀增孔量值稍稍偏大,校准后绝对误差值为0.15%。造成误差的原因有二:(1)模拟实验代表了深层储集层的均一、理想状态;(2)实际地质情况下深层储集层的非均质性强,不同地区溶蚀作用强弱存在差异。

碳酸盐岩储层埋藏溶蚀改造与水岩模拟实验研究进展

深层-超深层碳酸盐岩是当前全球油气勘探的焦点,也是未来我国有望实现油气商业发现的热点领域.对于深埋藏环境下优质碳酸盐岩储层形成而言,目前研究普遍强调了早期表生溶蚀作用和晚期埋藏溶蚀改造作用的重要性.作为表征储层溶蚀作用机理的有效手段,水岩溶蚀模拟实验能够再现实际地质条件下碳酸盐岩和地层流体之间的相互作用过程,为碳酸盐岩储层溶蚀改造研究提供了新视角.为此,系统回顾了近年来碳酸盐岩溶蚀模拟实验的研究进展,并尝试从实验模拟的角度讨论溶蚀作用对深层-超深层碳酸盐岩成储过程的控制作用.首先回顾了碳酸盐岩储层的溶蚀改造作用,同时总结了碳酸盐岩水岩溶蚀模拟实验的技术与方法,其次梳理了基于溶蚀模拟实验取得的碳酸盐岩储层溶蚀改造规律与认识,最后展望了现有研究对深层-超深层油气勘探以及碳封存与再利用中的应用前景.不难看出,开展碳酸盐岩溶蚀模拟实验有望为寻找埋藏成岩过程中的次生孔隙发育带、阐释规模性溶蚀作用发生的有利条件提供依据,同时也可为未来碳酸盐岩成储机制和实验模拟研究提供一定的借鉴意义.

鄂尔多斯盆地中生界异常低压成因定量分析

鄂尔多斯盆地中生界具有明显的异常低压特征，根据其低压分布特征，从构造抬升、温度降低、溶蚀增孔作用等方面定量剖析了异常低压的成因机制。中生界地层压力演化主要经历了晚三叠世到早白垩世期间的压力增大并达到最大阶段，以及早白垩世末以来的压力降低直至现今的异常低压阶段。早白垩世末以来，构造抬升引起的孔隙反弹、地层温度降低和溶蚀增孔作用共同造成的压力降低幅度达20-25MPa，降低比例达54％-77％，这3者的共同作用是鄂尔多斯盆地中生界地层压力降低的主要原因，其中温度降低是影响压力降低的最主要因素。上述3因素与其他多种因素共同作用，使得地层压力逐渐降低，最终形成了现今地层压力为10～18MPa的异常低压分布格局。