鄂尔多斯盆地坪北油田上三叠统延长组成岩作用及孔隙结构
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摘要
鄂尔多斯盆地坪桥北区上三叠统延长组长4+5_2～长6_2油层属低孔特低渗低含油饱和度油层，找出影响本区储层物性的主要因素，为预测有利储集带则成为该区迫切需要解决的问题。
本文在高分辨率层序地层学研究的基础上，通过15口井的常规物性、压汞、铸体分析、薄片鉴定、扫描电镜、X光衍射、阴极发光、粒度分析等多项测试手段，对坪北油田延长组长4+52～长62储层岩石学、成岩作用及次生孔隙进行了详细研究。认为该区储层岩石类型主要为细粒长石砂岩，主要成岩矿物为绿泥石、浊沸石、方解石和自生石英等，具有成分成熟度低、结构成熟度较高的特点。在成岩作用研究的基础上，建立了成岩及孔隙演化模式。预测本区砂岩原始孔隙度为35％，经机械压实和化学压溶作用孔隙度损失了21.7％，后经自生矿物的胶结作用，孔隙度损失了8.2％，当进入有机质成熟阶段，有机酸的溶解作用产生次生孔隙，使孔隙度增加5％，现今保存的平均孔隙度为10.1％。
研究区储层砂体的储集空间以次生孔隙为主，并以次生粒间孔隙占优势，次为填隙物内溶孔、粒内溶孔。长4+52砂岩孔喉组合为小孔细喉型，长6l和长62砂岩孔喉组合为细小孔微细喉型。
研究区储层性质主要受沉积微相和成岩作用的控制，构造运动对本区储层性质的影响较有限。长4+52～长62油层砂体的沉积微相类型主要有水下分流河道、河口坝、水下天然堤和水下决口扇等，其中水下分流河道砂体的物性相对最好，其次为河口坝砂体。方解石、绿泥石、浊沸石的胶结作用、压实压溶作用和浊沸石、长石的溶解作用也是影响储集性能的主要因素。较有利的储集砂体为水下分流河道或河口坝砂体。
Chang 4+52Chang 62 pay zones in Yanchang Formation of the Upper Triassic in northern Pingqiao of Ordos Basin are of low porosity and very low permeability and low oil saturation. So it is an urgent need to find out the main factors affecting the reservoir physical properties and more favorable reservoir belt.
On the basis of the study of high resolution sequence stratigraphy, this paper discusses the reservoir petrology's diagenesis and secondary pore of the Chang 4+52~Chang 62 pay zones in detail by using the methods of analysis of mercury injection, cast section, popular section, scanning electron microscope, x-ray diffraction and etc. The reservoir rock is mainly composed of feldspar fine sandstone, which is characterized by low compositional maturity and relatively high textural mature. The main diagenetic minerals of the reservoir rock are chlorite, laumontite ,calcite and authigenic quartz and so on. The pattern of diagenetic and porosity evolution are established. The primary porosity of the reservoir rocks was 35%, which was reduced by 21.7% by compaction and pressure solution and 8.2% by cementation. The secondary pores were produced by organic acids' dissolution during organic matter maturing stage , resulting an increase of porosity by 5%. The preserved average porosity is 10.1% at present.
The main reservoir space of Chang 4+52~Chang 62 sandstone in the area is secondary pores, especially the secondary intergranular pores. Chang 4+52 sandstones have small pore and fine throat, however, Chang 61-Chang 62 sandstones have fine pore and tiny throat.
Reservoir properties are mainly controlled by sedimentary microfacies and diagenesis;
the effect of the tectonic movements on the reservoir is relatively limitted. The main sedimentary microfacies are submerged distributary channel, debouch bar, submerged natural levee and flood-plain splay. The research shows that the physical property of subermerged distributary channel sandbodies are the best and debouch bar comes second. The cementation of laumonite, calcite and chlorite, compact and pressure solution, as well as the dissolution of laumontite, feldspar are also of main factors which affect reservoir properties. The more favorable reservoir sandbodies are submerged distributary channel sandbodies and debouch bar sandbodies on delta front.
本文在高分辨率层序地层学研究的基础上，通过15口井的常规物性、压汞、铸体分析、薄片鉴定、扫描电镜、X光衍射、阴极发光、粒度分析等多项测试手段，对坪北油田延长组长4+52～长62储层岩石学、成岩作用及次生孔隙进行了详细研究。认为该区储层岩石类型主要为细粒长石砂岩，主要成岩矿物为绿泥石、浊沸石、方解石和自生石英等，具有成分成熟度低、结构成熟度较高的特点。在成岩作用研究的基础上，建立了成岩及孔隙演化模式。预测本区砂岩原始孔隙度为35％，经机械压实和化学压溶作用孔隙度损失了21.7％，后经自生矿物的胶结作用，孔隙度损失了8.2％，当进入有机质成熟阶段，有机酸的溶解作用产生次生孔隙，使孔隙度增加5％，现今保存的平均孔隙度为10.1％。
研究区储层砂体的储集空间以次生孔隙为主，并以次生粒间孔隙占优势，次为填隙物内溶孔、粒内溶孔。长4+52砂岩孔喉组合为小孔细喉型，长6l和长62砂岩孔喉组合为细小孔微细喉型。
研究区储层性质主要受沉积微相和成岩作用的控制，构造运动对本区储层性质的影响较有限。长4+52～长62油层砂体的沉积微相类型主要有水下分流河道、河口坝、水下天然堤和水下决口扇等，其中水下分流河道砂体的物性相对最好，其次为河口坝砂体。方解石、绿泥石、浊沸石的胶结作用、压实压溶作用和浊沸石、长石的溶解作用也是影响储集性能的主要因素。较有利的储集砂体为水下分流河道或河口坝砂体。
Chang 4+52Chang 62 pay zones in Yanchang Formation of the Upper Triassic in northern Pingqiao of Ordos Basin are of low porosity and very low permeability and low oil saturation. So it is an urgent need to find out the main factors affecting the reservoir physical properties and more favorable reservoir belt.
On the basis of the study of high resolution sequence stratigraphy, this paper discusses the reservoir petrology's diagenesis and secondary pore of the Chang 4+52~Chang 62 pay zones in detail by using the methods of analysis of mercury injection, cast section, popular section, scanning electron microscope, x-ray diffraction and etc. The reservoir rock is mainly composed of feldspar fine sandstone, which is characterized by low compositional maturity and relatively high textural mature. The main diagenetic minerals of the reservoir rock are chlorite, laumontite ,calcite and authigenic quartz and so on. The pattern of diagenetic and porosity evolution are established. The primary porosity of the reservoir rocks was 35%, which was reduced by 21.7% by compaction and pressure solution and 8.2% by cementation. The secondary pores were produced by organic acids' dissolution during organic matter maturing stage , resulting an increase of porosity by 5%. The preserved average porosity is 10.1% at present.
The main reservoir space of Chang 4+52~Chang 62 sandstone in the area is secondary pores, especially the secondary intergranular pores. Chang 4+52 sandstones have small pore and fine throat, however, Chang 61-Chang 62 sandstones have fine pore and tiny throat.
Reservoir properties are mainly controlled by sedimentary microfacies and diagenesis;
the effect of the tectonic movements on the reservoir is relatively limitted. The main sedimentary microfacies are submerged distributary channel, debouch bar, submerged natural levee and flood-plain splay. The research shows that the physical property of subermerged distributary channel sandbodies are the best and debouch bar comes second. The cementation of laumonite, calcite and chlorite, compact and pressure solution, as well as the dissolution of laumontite, feldspar are also of main factors which affect reservoir properties. The more favorable reservoir sandbodies are submerged distributary channel sandbodies and debouch bar sandbodies on delta front.
引文
[1]李道品，低渗透油田开发，北京：石油工业出版社，1997年
[2]梅志超，陕甘宁盆地东部上三叠统长6油层组沉积相研究，延长油矿管理局，西北大学地质系，1994年
[3]杨俊杰，宋国初，陕北上三叠统湖泊三角洲沉积与油气藏形成，见杨俊杰主编低渗透油气藏勘探开发技术，北京：石油工业出版社，1993年
[4]朱国华，陕甘宁盆地西南部上三叠系延长统低渗透砂体和次生孔隙砂体的形成，沉积学报，1985年，3(2)
[5]谢庆邦，贺静，陕甘宁盆地南部上三叠统延长组低渗砂岩储层评价，见杨俊杰主编低渗透油气藏勘探开发技术，北京：石油工业出版社，1993年
[6]柳益群，陕甘宁盆地东部上三叠统含油长石砂岩的成岩特点及孔隙演化，沉积学报，1995年，14(3)
[7]张立飞，陕北鄂尔多斯盆地埋藏变质作用研究，地质学报，1992年，66(4)
[8]梅志超，刘文荣，鄂尔多斯盆地三叠系长石砂岩中的自生浊沸石，见西北大学成立四十五周年学术报告会论文集(上集)，1987年
[9]柳益群，关于成岩作用与变质作用界线的讨论，地质论评，1996年，42(3)
[10]赵孟为，划分成岩作用与埋藏变质作用的指标及其界线，地质论评，1995年，41(3)
[11]张旭辉，油藏工程方案，江汉石油管理局勘探开发研究院内部资料，1999年
[12]陈新民、张昌民，坪北油田储层地质模型研究，中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院内部资料，2001年
[13]胡文瑞等，安塞特低渗油田开发实践，全国低渗透油田开发技术座谈会论文选，石油工业出版社，1994年
[14]长庆油田石油地质志编写组，中国石油地质志(卷十二)，北京：石油工业出版社，1992年
[15]王锡福，鄂尔多斯盆地区域地质背景及油气地质特征概述，见王锡福等主编，鄂尔多斯盆地地震油气勘探，北京：地质出版社，1992年
[16]孙肇才，谢秋元等，鄂尔多斯盆地——一个不稳定的克拉通内部叠合盆地的典型，见朱夏，徐旺主编，中国中新生代沉积盆地，北京：石油工业出版社，1990年
[17]赵重远，论含油气盆地的整体动态综合分析，见赵重远等主编，含油气盆地地质学研究进展，西北大学出版社，1993年
[18]张小会，鄂尔多斯中生代盆地构造演化与晚三叠世湖盆中的米兰柯维奇旋回，西北大学博士论文，1996年
[19]赵重远，刘池阳，华北克拉通沉积盆地形成与演化及其油气赋存，西北大学出版社，1990年
[20]刘宝君，余光明等编，岩相古地理学教程，地质矿产部岩相古地理工作协助组办公室编辑出版，1990年
[21]王允许，郑荣才，鄂尔多斯盆地靖安地区长6油层组沉积微相和储层特征研究，长庆石油勘探开发研究院，成都理工学院，1998年
[22]刘宝君主编，沉积岩石学，北京：地质出版社，1980年
[23]华东石油学院岩矿教研室主编，沉积岩石学，北京：石油工业出版社，1981年
[24]曾允孚、夏文杰主编，沉积岩石学，北京：地质出版社，1989年
[25]王英华，张绍平，阴极发光技术在地质学中的应用，北京：地质出版社，1990年
[26]陈丽华，扫描电镜在地质学上的应用，北京：科学出版社，1986年
[27]许怀先，陈丽华，石油地质实验测试技术与应用，北京：石油工业出版社，2001年
[28]李恕军，安塞油田侯市地区长6油层储层特征，西安石油学院学报，1998年，17(4)
[29]李文厚，沉积学教程，西北大学地质系
[30]黄克难、刘安林，江汉盐湖盆地储层的成岩演化模式及深层有利孔隙带预测，江汉石油管理局勘探开发研究院，1993年
[31]郑浚茂、庞明，碎屑岩储集岩的成岩作用研究，武汉：中国地质大学出版社，1989年
[32]西北大学地质系，碎屑岩的成岩作用，西北大学出版社，1986年
[33]徐龙，王阵奇，王官屯油田官1-63断块油藏描述，江汉石油学院地质系，大港油田采油三厂，1995年
[34]朱国华，粘土矿物对陕甘宁盆地中生界砂岩储层性质的影响及其意义，石油勘探与开发，1988年，15(4)
[35]M.D. Wilson and E.D. Pittman, Authigenic Clay in Sandstones Recognition of Influence on Reservoir Properties and Paleoenvironmental Analysis, JSP, 1977, Vol. 47, No. 1
[36]朱国华，陕北延长统砂体成岩作用与油气富集的关系，石油勘探与开发，1985年，12(6)
[37]朱国华，成岩作用对砂岩储层孔隙结构的影响，沉积学报，1984年，2(1)
[38]朱国华，陕北浊沸石次生孔隙砂体的形成与油气关系，石油学报，1985年1期
[39]刘玉林，陈刚，碎屑岩储集层溶蚀型次生孔隙发育的影响因素，沉积学报，1998年，16(2)
[40]谢继容，砂岩次生孔隙形成机制，天然气勘探与开发，2000年，23(1)
[41]Barth T. and Borgund A.E. et al; Volatile Organic Acids Produce During Kerogen Maturation-amouns, Composition and Role in Migration of Oil, Org. Geochem, 1988(13)
[42]梅博文，储层地球化学，西北大学出版社，1992年
[43]史基安、晋慧娟，长石砂岩溶解作用发育机理及其影响因素分析，沉积学报，1994年，12(3)
[44]Surdam R C, Crossey L J, Heasler H P, Organic-inorganic Interaction and Sandstone Diagenesis, AAPG Bulletin, 1989, 73(1)
[45]吴崇筠、薛叔浩，中国含油气盆地沉积学，北京：石油工业出版社，1992年
[46]Indu D. Meshri, Role of Organic Matter in Sediment Diagenesis, 1986, SEPM, No. 38
[47]王益清、朱忠德，油气勘探与石油地质综合研究—理论、方法和程序，武汉：中国地质大学出版社，1998年
[48]应凤祥，碎屑岩成岩阶段划分规范，北京：石油工业出版社，1993年
[49]中国石油天然气总公司勘探局编，石油地质学新进展(五)，北京：石油工业出版社，1998年
[50]Scherer M., Parameters Influencing Porosity in Sandstones: A Model for Sandstone Porosity Prediction, Bull. AAPG 71(5)
[51]刘孟慧、赵澄林，碎屑岩储层成岩演化模式，石油大学出版社，1993年
[52]方少仙，广西百色盆地东部地区第三系储层研究，成都科技大学出版社，1991年
[53]罗明高，定量储层地质学，地质出版社，1998年
[54]罗蜇谭，油气储层的孔隙结构，北京：科学出版社，1986年
[55]Shanmugan G., Significance of Secondary Porosity in Interpreting Sandstone Composition, Bull, AAPG, 69(3)
[56]谢庆邦，陕北三叠系延长组低渗储集层孔隙结构特征及其评价，石油勘探与开发，1988年，15(2)
[57]王振奇，鄂尔多斯盆地葫芦河地区三叠系延长组低渗致密砂岩储层特征研究，江汉石油学院，1998年，20(2)
[58]赵澄林、胡爱梅，油气储层评价方法，北京：石油工业出版社，1998年
[59]刘孟慧、赵澄林，压汞试验在评价细碎屑岩低渗透储层中的应用，华东石油学院学报，1988年第2期
[60]赵澄林、刘孟慧，东濮凹陷下第三系碎屑岩沉积体系与成岩作用，北京：石油工业出版社，1992年
[61]Wescott W.A., Diagenesis of Cotton Valley Sandstone (Upper Jurassic) East Texas,Implications of Tight Gas Formation Pay Recognition, AAPG, V.67, No.6, 1986
[62]陈永武，储集层与油气分布，北京：石油工业出版社，1995年
[63]裘怿楠、薛叔浩，中国陆相油气储集层，北京：石油工业出版社，1997年
[64]张佳琪，志丹探区上三叠统延长组沉积微相与储层特征，西北大学，1999年
[2]梅志超，陕甘宁盆地东部上三叠统长6油层组沉积相研究，延长油矿管理局，西北大学地质系，1994年
[3]杨俊杰，宋国初，陕北上三叠统湖泊三角洲沉积与油气藏形成，见杨俊杰主编低渗透油气藏勘探开发技术，北京：石油工业出版社，1993年
[4]朱国华，陕甘宁盆地西南部上三叠系延长统低渗透砂体和次生孔隙砂体的形成，沉积学报，1985年，3(2)
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[6]柳益群，陕甘宁盆地东部上三叠统含油长石砂岩的成岩特点及孔隙演化，沉积学报，1995年，14(3)
[7]张立飞，陕北鄂尔多斯盆地埋藏变质作用研究，地质学报，1992年，66(4)
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[17]赵重远，论含油气盆地的整体动态综合分析，见赵重远等主编，含油气盆地地质学研究进展，西北大学出版社，1993年
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[58]赵澄林、胡爱梅，油气储层评价方法，北京：石油工业出版社，1998年
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[62]陈永武，储集层与油气分布，北京：石油工业出版社，1995年
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[64]张佳琪，志丹探区上三叠统延长组沉积微相与储层特征，西北大学，1999年