鄂尔多斯盆地姬塬—华庆地区长8油层组砂岩中自生绿泥石对储层质量的影响

论文摘要

本论文以十一五国家科技重大专项专题之一—“鄂尔多斯盆地中生界延长组储层特征研究（2008ZX05001-004-003）”为依托,选取鄂尔多斯盆地姬塬—华庆地区长8油层组自生绿泥石为研究对象,通过薄片分析、全岩及粘土矿物X射线衍射分析、扫描电子显微镜分析、物性分析和压汞分析等手段对自生绿泥石的赋存状态、分布特征、形成机制,及其对储层物性及孔隙结构的影响等进行了探讨,研究主要取得了以下认识:（1）自生绿泥石是鄂尔多斯盆地姬塬—华庆地区长8油层组砂岩中含量最高的自生粘土矿物,主要以孔隙衬里形式存在,常与充填粒间孔隙的自生高岭石共生。（2）根据自生绿泥石的产出方式和赋存状态等特征,对姬塬—华庆地区长8油层组自生绿泥石形成的成岩机制作如下总结:（a）鄂尔多斯盆地姬塬—华庆地区长8油层组砂岩的埋藏前组成中存在较多的中基性火山物质,包括中基性熔岩和火山碎屑物质,这为自生绿泥石的发育提供了重要的物质来源;（b）铁的卸载与姬塬—华庆地区长8油层组沉积相以曲流河三角洲和扇三角洲为主,且长8沉积时期鄂尔多斯盆地的湖水具有一定的盐度有关;（c）自生绿泥石的形成时间大致相当于早成岩阶段早期甚至更早,绿泥石环边沉淀开始的时间应在大多数长石（也包括其它骨架颗粒）溶解之前,在以后的埋藏成岩过程中,这些绿泥石仍然继续定向生长并持续到自生石英沉淀后的成岩阶段;（d）虽然自生绿泥石和高岭石共生,但二者并非同时形成,而是存在时间差,自生绿泥石形成于地温达到60℃—70℃以前,长7烃源层中的有机酸还没有大量排出的成岩时间,当有机酸大量排出后,绿泥石生长停止或减慢,高岭石的沉淀取代绿泥石,成为主要自生矿物。（3）根据姬塬—华庆地区长8油层组作为孔隙衬里的自生绿泥石的形成时间,与孔隙流体介质演化以及和自生高岭石沉淀之间的关系,从以下两个方面讨论自生绿泥石对砂岩孔隙的保护作用:（a）以孔隙衬里方式沉淀的自生绿泥石及其在埋藏成岩过程中的继续生长增加了岩石的机械强度和抗压实能力,该作用使粒间孔隙（原生孔隙为主）不致因压实作用而进一步减少;（b）作为孔隙衬里的自生绿泥石可以通过分隔孔隙水与石英颗粒表面来抑制自生石英胶结物在碎屑颗粒表面成核,由于姬塬—华庆地区长8油层组长石的溶解作用主要发生在有机质热演化形成有机酸的相对较晚的成岩阶段,与之有关的自生石英的沉淀作用发生较晚,这些自生石英对岩石机械强度和抗压实能力的增加有限,因而作为孔隙衬里的自生绿泥石对石英成核的抑制作用是积极的。（4）选取高岭石含量为0,而自生绿泥石含量大于0的102个样品进行自生绿泥石含量与孔隙度—渗透率关系曲线的关系进行了研究,根据具有不同自生绿泥石含量的砂岩样品的孔隙度—渗透率关系方程的特征获得了0.01、0.1、1和10×10-3μm2渗透率所分别对应的孔隙度,对比研究结果得出以下结论:（a）总的来说,随着砂岩中自生绿泥石含量的增加,要获得相同渗透率所需要的孔隙度是增加的,但对于不同的渗透率区间和不同的自生绿泥石含量,获得相同渗透率所需要的孔隙度增加的幅度是不同的;（b）由于姬塬—华庆地区长8油层组大多数样品（70%左右）的渗透率都介于0.04×10-3—0.8×10-3μm2之间,因而获得0.01×10-3μm2、0.1×10-3μm2渗透率所对应的孔隙度值的可信程度相对较高;（c）基于自生绿泥石对孔隙度—渗透率关系的影响,在考虑姬塬—华庆地区的孔隙度下限（如进行与孔隙度有关的储量计算或定义渗砂岩）时应考虑自生绿泥石含量的高低。假定以0.1×10-3μm2的渗透率为参照,对于姬塬—华庆地区长8油层组而言,缺乏自生绿泥石或自生绿泥石含量较低时,可以考虑采用7%—8%的孔隙度下限;当自生绿泥石含量较高时,如自生绿泥石含量为8%—10%或更高的时候,则应该考虑采用9%—10%的孔隙度下限。（5）通过鄂尔多斯盆地姬塬—华庆地区长8油层组10个砂岩样品的薄片分析、X射线衍射分析、扫描电子显微镜分析、物性分析和压汞分析,研究了这些砂岩中自生绿泥石含量与各种孔隙结构参数之间的关系。研究结果表明:（a）在孔隙度变化不大的情况下,随着自生绿泥石含量的增加,砂岩的渗透率降低,排驱压力增加,中值压力增加,与之对应的喉道半径显著减小,同时喉道均值和各种类型喉道的百分数也都显著降低;（b）自生绿泥石含量的增加可以改善喉道分选性和非均质性,但这是牺牲了大喉道的数量来实现的;（c）砂岩中自生绿泥石含量的增加还会显著降低退出效率,这可能说明以孔隙衬里方式存在的自生绿泥石的含量较高时,石油的采收率相对较低;（d）在孔隙度类似的前提下,以孔隙衬里方式产出的自生绿泥石含量的增加,会降低砂岩储层质量并影响烃类开发效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 选题依据及选题意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 研究内容和技术路线
• 1.4 完成工作量
• 第2章 区域地质背景
• 2.1 构造背景及勘探现状
• 2.2 地层简述
• 2.3 沉积相简述
• 2.3.1 姬塬地区长8 油层组沉积相特征
• 2.3.2 华庆地区长8 油层组沉积相特征
• 2.4 研究区块及涉及井位
• 第3章 姬塬—华庆地区长8 油层组自生绿泥石的形成机制
• 3.1 样品选择、研究方法和分析结果
• 3.1.1 铸体薄片分析
• 3.1.2 全岩和粘土矿物X 射线衍射分析
• 3.1.3 扫描电镜分析
• 3.2 自生绿泥石形成机制
• 3.2.1 自生绿泥石赋存状态
• 3.2.2 成岩过程中绿泥石的形成机制
• 第4章 自生绿泥石对砂岩孔隙构成与物性以及孔隙度—渗透率关系的影响
• 4.1 自生绿泥石对砂岩孔隙构成和物性的影响
• 4.1.1 姬塬—华庆地区长8 油层组砂岩孔隙构成总体特征
• 4.1.2 自生绿泥石对砂岩孔隙构成和物性的影响
• 4.2 自生绿泥石对砂岩孔隙度—渗透率关系的影响
• 4.2.1 资料收集与样品选择
• 4.2.2 分析和讨论
• 4.3 本章小结
• 第5章 自生绿泥石对砂岩孔隙结构的影响
• 5.1 实验方法、样品的选择和分析测试结果
• 5.2 自生绿泥石对砂岩孔隙结构的影响
• 5.3 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的学术成果
• 图版说明及图版