论文部分内容阅读
研究区位于准噶尔盆地腹部中石化登记的中部1区块和中部3区块,构造上分别位于盆1 井西凹陷和昌吉凹陷西段,勘探目的层主要为侏罗系砂岩储层,少量为白垩系砂岩储层,埋深约为 4000~6500m,一般砂岩储层孔隙度分布在 4~20%,渗透率分布在0.1~100×10<-3>μm<2>,较大的孔隙度和渗透率区间出现在次生孔隙发育带内,其余主要属低孔低渗储层,储层物性特征是腹部区块油气勘探部署需要考虑的关键因素之一。深化腹部深层砂岩成岩作用以及储层物性的影响因素研究、寻找次生孔隙发育带、分析昌吉凹陷西段永进地区西山窑组相对优质砂岩储层的展布是本论文研究的主要内容。本研究综合运用各种砂岩样品微观测试分析,结合岩芯观察、钻井、测井和地震资料,研究砂岩成岩作用,孔隙发育和保存机理及影响因素,为有利砂岩储层的展布预测提供依据。
研究区各井实测温度压力值与深度的关系揭示:准噶尔盆地腹部今平均地温梯度低,约为2.2℃/100m,盆地模拟研究表明白垩纪以来的地温梯度小幅降低,从 2.5℃/100m 降到2.2℃/100m;深部普遍发育超压,压力系数约在1-2~2.0之间,盆1井西凹陷超压顶界面深度相对较浅,约在4450~4800m,昌吉凹陷西段较深,约在5200~5900m。
常规薄片资料分析表明,侏罗系和白垩系砂岩具有成分成熟度低、结构成熟度较高的特点,砂岩中塑性岩屑含量高,因此砂岩压实作用普遍较强。对比孔隙度和深度的关系发现,盆 1 井西凹陷的砂岩约在 4000~4700m 之间发育一个相对高的次生孔隙度带,孔隙度主要分布在7.5~21%,昌吉凹陷西段的砂岩约在 4800~6500m 之间发育一个相对高的次生孔隙度带,孔隙度集中在 5.5~14%之间。
常规岩石薄片、铸体薄片、扫描电镜以及砂岩中碳酸盐胶结物碳氧同位素资料表明这两个相对高孔隙度带的孔隙主要是次生孔隙,早期碳酸盐胶结物溶解是产生次生孔隙最主要的因素。碳酸盐胶结物的碳氧同位素δ<13>C值范围为-1.98~-19.07‰,δ<18>O值分布在-11.62~-21.28‰,侏罗系顶、不整合面下50m内碳氧同位素明显偏重,可能说明该带碳酸盐胶结物与大气淡水有关,推测该带部分碳酸盐岩次生孔隙经历过大气淡水淋滤作用;而该深度以下碳酸盐胶结物的碳氧同位素明显变轻,表明碳酸盐的胶结物和次生孔隙多与相对更深部位含有机酸的孔隙流体侵入有关。盆地的低地温梯度导致侏罗系煤系地层有机质的生烃门限深度较大,大致为3500m,有机酸产生的深度约为3500~7500m,对应镜质体反射率(R<,o>)为0.5~1.3。盆1井西凹陷和昌吉凹陷西段次生孔隙带砂岩储层发育深度相应的实测和模拟的镜质体反射率(R<,o>)值为0.65~1.0%,处于有机酸发育深度范围之内。根据X—衍射分析蒙/伊混层间层比 (%S)为15~30%;石英次生加大主要有两期,多为Ⅰ-Ⅱ级加大;长石主要为Ⅰ级加大以及含铁方解石和铁白云石等自生矿物的普遍发育等成岩指标,认为研究区目的层段主要处于晚成岩A期,对应于有机质低—中等成熟期,也是与有机酸有关的次生溶蚀孔隙发育时期。由于地温梯度较低,长石的溶解和粘土矿物的正常转化出现在较大的埋深范围,深度小于4000m 范围内石英次生加大现象不普遍,部分石英出现Ⅰ级加大,4000~6200m 范围内,石英次生加大一般以Ⅱ级为主,少量为Ⅲ级加大。石英次生加大边的包裹体均一温度约为81~135℃;少量长石次生加大可以达到Ⅱ级。
受早期绿泥石包膜的影响,永1井5820~6120m 深度范围内的砂岩石英次生加大主要为Ⅰ-Ⅱ级,只有少量长石次生加大。铸体薄片和扫描电镜资料显示,永1井该深度段内早期绿泥石包膜普遍发育,其形成时间早于早期碳酸盐和长石的溶解,可有效抑制石英次生加大,有利于保存早期碳酸盐溶蚀形成的次生孔隙。
超压系统的存在可能影响了粘土矿物的正常转化,尤其是蒙脱石向伊利石的正常转化,因而抑制了Si<4+>的产生,减少石英次生加大的物质来源;研究发现,深部次生孔隙带发育深度大致位于超压顶封层附近,这可能是由于在相对封闭的深部超压体系内,含碳酸盐溶解物质和有机酸的超压流体周期性的被迁移到超压顶面附近或超压系统边缘沉淀,所以,那里既是次生孔隙发育带,又是碳酸盐胶结物含量高值带。超压流体幕式排泄是超压系统边缘砂岩中孔隙度增加的主要原因。
原始砂岩碎屑组分、粒径对砂岩物性的影响主要表现为:塑性岩屑含量越高,砂岩机械压实作用越强,孔隙发育越差;颗粒的分选、磨圆越好,溶解作用越强;砂岩的粒径与孔隙关系密切,细砂岩和中砂岩孔隙普遍发育且孔隙度相对较大,在沉积相上主要表现为三角洲前缘水下分流河道和河口坝砂体是有效储层发育部位。
在上述研究的基础上,利用各种测井、岩芯资料界定了昌吉凹陷西段永进地区侏罗系深部砂岩有效储层物性即工业油气流储层的岩心实测的孔隙度、渗透率下限值分别为8%和0.45×10<-3>μm<2>。根据古水流方向和砂体展布以及成岩相带研究,结合地震反演剖面,认为永进地区侏罗系西山窑组J<,2>x<,2_>2砂组分流河道是该区最有利储层发育带,主要发育在永1井上倾方向至永3井下倾方向之间;而J<,2>x<,1_>1砂组河口坝的发育局限在永2井和永8井之间。