四川盆地东南部小河坝组优质储层的形成机制

探讨四川盆地东南部下志留统小河坝组砂岩形成优质储层的控制因素及形成机制。以野外剖面测量为基础,通过孔渗分析、薄片鉴定、阴极发光及扫描电镜等手段,结合前人的研究成果,对小河坝组海相碎屑岩的储层形成机制进行分析。认为沉积微相控制了储层形成的先决条件,水下分流河道和远砂坝主要沉积了一套粉砂岩,具有形成储层的先天条件;而分流间湾主要沉积了一套泥岩或粉砂质泥岩,不能形成储层。生烃中心对小河坝组储层具有重要的控制作用,砂岩中沥青的含量与生烃中心的距离具有明显的负相关性。岩性在纵向上的叠置关系也是影响储层形成的重要因素,具有砂泥互层的地层结构,因砂岩不易压实和胶结,可形成相对较好的储层;而厚层的砂岩因压实和胶结作用严重,反而难以形成好的储层。

川东南志留系小河坝组致密砂岩储层孔隙结构

针对川东南地区下志留统小河坝组致密砂岩储层,利用铸体薄片、扫描电镜、物性测试、高压压汞、恒速压汞等技术手段,结合前人的研究成果,对储层微孔隙类型和结构特征进行研究。结果表明:储层演化程度较高,原生孔隙发育较少,次生溶孔占总孔隙的80%,包括微米级粒间溶孔、微米-纳米级粒内溶孔和杂基溶孔;高压压汞屏蔽了半径较大的孔隙,表征的孔喉半径为0.01～1.26μm,半径>0.1μm的喉道所占比例<10%;恒速压汞测试表明,渗透率不同的样品孔隙半径大小及分布范围相近,孔隙半径主要集中在145μm左右,分布范围为40～260μm;喉道半径大小相差悬殊,且分布范围较大,为0.1～2.7μm。高压压汞和恒速压汞结合表征小河坝组致密砂岩的孔隙半径为0.01～260μm,喉道半径为0.01～2.7μm;致密储层孔隙度主要受单位体积有效孔隙数量、有效孔隙半径大小的影响,而渗透率主要受控于有效喉道半径的大小和分布,储层物性的差异则是这些孔-喉结构参数共同影响的综合体现。

基于分形理论的新安江模型参数空间尺度效应分析

水文尺度效应一直是当今水文科学研究的前沿问题。基于分形理论建立模型空间敏感参数在不同尺度之间的定量转换方程,进而提出了一种水文模型参数空间尺度效应分析方法。以三水源新安江模型为例,分析模型参数在嘉陵江小河坝站以上流域的空间尺度效应。结果表明:新安江模型空间敏感参数(SM、KG、KI、CG、CI、CS)具有随空间尺度变化的标度不变性,与流域集水面积之间定量关系可用幂函数关系进行描述,并可建立相应的定量转换方程。通过在研究流域不同空间尺度上的应用检验,发现基于分形理论标度不变性建立的新安江模型参数空间尺度转换方程具有较高的适用性,能实现有资料地区模型参数向无资料地区的移用,为无资料地区水文模型参数的确定提供参考。

川东南志留系小河坝组致密砂岩孔隙类型及成因

为研究川东南地区志留系小河坝组海相致密砂岩储层微观孔隙特征及形成机理,开展了岩石薄片鉴定、阴极发光、电子探针、场发射扫描电镜和高压压汞测试等实验分析。结果表明:①小河坝组致密储层孔隙类型有残余原生粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔、基质孔、晶间孔及微裂缝,其中次生溶孔(粒间溶孔和粒内溶孔)占主导,被溶物质主要为碎屑长石和方解石胶结物;②孔隙发育情况受沉积微相、长石溶蚀作用和下伏烃源岩生烃强度共同影响,离生烃中心越近、长石含量越高的远砂坝砂岩中,次生溶孔最为发育;③双流坝—冷水溪一带微观孔隙最为发育,储层物性相对较好。研究结果为川东南地区致密砂岩气勘探指明了新方向。

四川盆地志留系小河坝组海相碎屑岩勘探方向及潜力

四川盆地已在陆相碎屑岩和海相碳酸盐岩获得油气勘探发现,而海相碎屑岩还未获得突破,制约的关键因素是已有钻井未揭示良好的砂岩储层。基于露头、钻井和地震资料,从盆缘到盆内开展系统沉积演化特征的研究,刻画四川盆地志留系下统小河坝组三角洲展布,对比塔里木盆地东和砂岩地震相特征,预测小河坝组砂岩储层发育情况,分析四川盆地志留系小河坝组海相碎屑岩成藏条件和勘探潜力。研究揭示:①四川盆地志留系小河坝组沉积了浪控三角洲,发现了4个具大型前积结构、大型楔状构造的三角洲前缘砂体,面积4 550 km^2,为海相碎屑岩储层有利发育区。②川东地区志留系小河坝组具备有利成藏条件,下伏为龙马溪组优质烃源岩,上覆为韩家店组的广覆式厚层的泥岩盖层,形成良好的生储盖组合。川东地区小河坝组三角洲河口坝砂体与下伏龙马溪组厚层烃源岩发育区叠置,具备形成构造—岩性、岩性气藏条件;③志留系小河坝组海相碎屑岩有望成为四川盆地一个崭新勘探领域,可先寻找前积砂体与逆断层控制的断鼻构造配置的构造岩性圈闭;获得突破后,进一步探索斜坡区的单砂体岩性圈闭。

川东南小河坝组砂岩成岩作用与孔隙演化

通过普通薄片鉴定、铸体薄片鉴定、扫描电镜、X射线衍射以及阴极发光等多种实验测试手段对川东南地区小河坝组砂岩成岩作用以及孔隙演化进行详细研究。研究结果表明:研究区小河坝砂岩主要以含泥长石石英粉砂岩为主,少量的长石粉砂岩,碎屑颗粒组合具有高石英、高长石、低岩屑的特点。原生残余粒间孔和次生溶蚀孔是小河坝砂岩的主要孔隙类型。压实作用是造成原生孔隙减少的主要因素之一,溶蚀作用改善了砂岩的孔隙度,而胶结作用,尤其是钙质胶结,造成孔隙度的进一步降低。

川东南地区下志留统等深流沉积特征

现代海洋地质调查表明在碳酸盐岩台地边缘斜坡附近存在等深流沉积体。然而,保存在地层中台地边缘的等深流沉积报道较少。通过野外露头宏观观察、实测及岩石显微观察,认为在川东南地区下志留统小河坝组和石牛栏组中存在等深流沉积。在南川三泉、石柱金竹、武隆黄草场剖面中,小河坝组发育对称递变层理及具周期性变化的条带状构造;在桐梓白杨树、坡渡剖面中,石牛栏组下部发育瘤状灰岩、泥质条纹—条带状灰岩,上部见薄板状砂岩。通过对小河坝组和石牛栏组的沉积特征与现代巴哈马台地、马尔代夫碳酸盐岩台地边缘等深流沉积特征对比,并参考经典深水等深流沉积特征,认为川东南地区小河坝组存在等深流沉积,并在南川三泉地区发育等深积岩丘;石牛栏组上部薄板状细—粉砂岩沉积体亦可能为等深积岩,其下部的条纹状灰岩也可能由等深流(底流)迁移有关的牵引流沉积作用而形成。上述认识为古代等深流沉积研究提供了实例,对探讨川东南地区古地理演化及油气储集层性质有积极意义。

四川盆地志留系小河坝组砂岩油气地质特征与勘探方向

四川盆地志留系小河坝组砂岩认识程度较低、勘探方向不明确。应用野外露头、探井、地震和测井等资料,系统研究四川盆地小河坝组砂岩的沉积、储层、成藏等油气地质特征,评价勘探潜力和方向,得到以下4点认识:①四川盆地小河坝组砂岩以粉砂岩为主,发育2类砂体,分别为前陆盆地三角洲前缘远端砂坝砂体和夹于前三角洲泥岩中的薄层砂体,2类砂体在川东地区大面积分布;②小河坝组砂岩储层整体低孔隙度低渗透率、特致密,后期成岩作用致使储层致密化,局部发育相对较高孔层段,成藏期可能发育较好储层;③小河坝组砂岩储层、龙马溪组优质泥质烃源岩和韩家店组厚层泥页岩盖层,形成一套优质的生储盖成藏组合,川东地区的开江古隆起形成与演化有利于小河坝组砂岩的成藏和保存;④小河坝组砂岩是四川盆地天然气勘探的潜在领域,2类砂体都有一定潜力,其中远端砂坝砂体有利勘探面积约为1×10^4km^2。成果对提高该领域地质认识、指导天然气勘探,有重要意义。

四川盆地东部小河坝组沥青纳米孔隙网络及其成藏意义

四川盆地东部志留系小河坝组砂岩油气显示较好,但是勘探开发未获得较大突破。应用薄片鉴定、扫描电镜等技术手段,开展了小河坝组砂岩微观结构特征研究,在小河坝组砂岩中发现了固体沥青和沥青纳米孔隙网络系统。通过与加拿大蒙特尼致密砂岩气成藏特征进行对比分析,提出了3点结论:①小河坝组砂岩除了发育原生孔隙、次生孔隙外,还发育固体沥青网络及存在其中的固体沥青纳米孔隙网络体系;②小河坝组砂岩沥青纳米孔隙网络源自早期充注于其中的液态烃的二次裂解,二次裂解生成的天然气泡被固化后形成沥青纳米孔隙网络;③沥青纳米孔隙网络的区域发育受控于沉积微相、砂泥组合、成藏演化过程,砂泥互层型地层组合有利于沥青纳米孔隙网络的形成,该组合发育区具有较大勘探价值。研究成果对于提高四川盆地东部小河坝组成藏地质认识和指导天然气勘探有重要意义。

川东南回龙场地区小河坝组砂岩元素特征及古环境意义

川东南志留系小河坝组具有良好的生储盖组合,勘探前景较好,但小河坝组的沉积学和地球化学等基础研究薄弱,制约了目的层系的油气勘探。以川东南回龙场地区为例,系统采集了研究区小河坝组101个样品,利用常量及微量元素分析了小河坝组古沉积环境及其演化特征。结果表明,小河坝组主要形成于淡水—微咸水、温暖潮湿、弱氧化—弱还原的浅水三角洲沉积环境;纵向上,海平面变化表现为2个海侵—海退旋回,自下而上划分为X1、X2、X3和X4共4段。X1、X3段为海侵体系域(TST),气候温暖湿润,古盐度较低,水体还原性强,古水深较深;X2、X4段为高水位体系域(HST),气候干燥炎热,古盐度较高,水体还原性弱,古水深较浅。