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冷湖地区古近系储层成岩作用特征及其对孔隙演化的影响
油气藏评价与开发
2018, 8 (2):
7-13.
DOI: null
应用钻井取心资料,岩石薄片,铸体薄片,扫描电镜及测录井资料,同时结合分析化验数据,对冷湖地区古近系储层的成岩作用特征及其对储层孔隙的影响进行了细致研究.结果表明:冷湖地区古近系储层成熟度较低,储层中原生孔隙,次生孔隙和微裂缝均有发育,储层物性较差;成岩作用类型多样,对储层物性影响较大的主要为压实作用,胶结作用和溶蚀作用,其中压实作用是破坏储层物性的最根本原因.研究区储层整体因压实作用造成的孔隙度损失平均达21.65 %,胶结作用是使储层物性进一步减少的重要因素,造成孔隙损失平均达3.34 %,溶蚀作用是储层增孔的重要途径,但由于溶蚀流体的缺乏使其贡献有限,增孔约为2.26 %.储层物性与成熟度成正相关性,与埋藏深度成负相关性,表现为低成熟度和深埋藏的路乐河组(E1+2)压实和胶结作用最强,储层物性最差,下干柴沟组下段(E3 1)次之,成熟度最高和埋藏最浅的下干柴沟组上段(E3 2)储层物性最优.  View image in article
图4
冷湖地区古近系成岩作用特征
正文中引用本图/表的段落
压实作用在研究区各个层位均有发生(图4),是研究区最为普遍的成岩现象,在显微镜下,可见泥质碎屑和云母等可塑颗粒在压实作用下发生形变,部分颗粒扭曲变形会挤入孔隙中呈现出假杂基现象(图4a,b),随着地层埋深的增加,压实作用作用力变强,镜下易观察到部分颗粒呈定向排列,石英和长石等脆性颗粒在强压实作用下发生脆裂产生脆性裂纹(图3f),颗粒之间接触关系由点接触转变为点—线接触或线接触.冷湖地区古近系储层镜下观察以机械压实作用为主,压溶作用相对少见.
碳酸盐胶结作用是研究区储层中分布最普遍,也是最主要的胶结作用类型之一.研究区碳酸盐胶结物主要由方解石,含铁方解石组成,同时发育少量白云石和含铁白云石.根据碳酸盐胶结物的成分,晶形及结构特征,胶结物分为早晚两期.早期形成的碳酸盐胶结物未经过强烈的成岩作用改造,通常自形程度较好,多以泥晶,微晶状围绕于颗粒间或充填于粒间孔隙中(图4c).随着成岩作用的进行,成岩流体pH值会发生变化,随着温压的升高,在高温高压的缺氧环境下,孔隙水中的黏土矿物发生转化从而产生大量的Fe2+和Mg2+,它们易进入碳酸盐矿物的晶格中,从而形成晚期阶段的含铁碳酸盐胶结物,其晶形一般较大,在显微镜下呈紫红色[15,16].研究区储层中方解石胶结物分布广泛,方解石胶结状态多呈连晶式,而铁方解石多呈分散式或衬边状充填孔隙中(图4d).
冷湖地区古近系储层中石英胶结物以石英次生加大生长和自生石英的形式的赋存于孔隙中,自生石英常呈微细粒状或六方双锥晶体状生长于孔隙壁或充填于孔隙中(图4e),研究区储层中石英次生加大总体属于Ⅱ-Ⅲ级,加大边厚约0.01~0.03 m,形态规则多样(图4f),同时在扫描电镜下可见出现长石颗粒被溶蚀时,常伴随自生石英或石英次生加大现象(图4h),依次可推断SiO2可能源于长石颗粒的溶蚀.
利用X衍射手段对储层样品进行分析,可知研究区储层中常见的黏土矿物包括高岭石,伊利石,蒙脱石及绿泥石等.绿泥石多分布于扇三角洲前缘的水下分流河道中[17],常呈薄膜式分布于碎屑颗粒表面或以孔隙衬垫形成充填于孔隙喉道中.高岭石来源多样,通常形成于成岩过程中酸性流体对长石颗粒及黏土杂基淋滤,亦可从孔隙溶液中直接沉淀形成.扫描电镜下,研究区储层中高岭石一般以假六方片状或不规则板状出现,集合体则以书页状或者蠕虫状的形式产出(图4g).黏土矿物在一定成岩流体环境下会发生转化,如在Ca2+离子含量较高的成岩流体环境下,高岭石会转化为蒙脱石,而在富含K+离子的成岩流体环境下,高岭石会转变为呈针丝絮状的伊利石(图4h),从而使储层中出现伊蒙混层.
研究区储层溶蚀现象相对不发育,虽然冷湖地区古近系储层成熟度偏低,含有较多可被溶蚀的碳酸盐胶结物,杂基等物质,但溶蚀作用的发生往往需要具备三个条件[18]:可溶物质,溶蚀流体和流体流通孔道,三者缺一不可.研究区由于缺乏充分的溶蚀流体使得溶蚀现象只在部分地区出现.在冷湖地区新生界古近系储层中,按溶蚀作用对象可分为:碎屑颗粒的溶蚀,以长石颗粒被溶蚀为代表,镜下常见颗粒沿长石的解理缝发生溶蚀,或长石颗粒边缘发生溶蚀,形成不规则状的粒间溶孔,也存在长石颗粒内部溶蚀现象,从而形成粒内溶孔,长石颗粒在被强烈溶蚀的情况下,扫描电镜观察会呈蜂窝状(图4h);碳酸盐胶结物的溶蚀,以方解石胶结物的溶蚀作用为主,溶蚀作用使方解石胶结物边缘呈扭曲的不规则状,形成粒间溶孔或贴粒缝(图4i).
压实作用是研究区储层物性变差的主要成岩作用类型.碎屑颗粒在压实应力作用下发生扭曲变形,颗粒排列趋于紧密,岩石骨架密度变大,镜下可见碎屑颗粒呈点—线排列形式,原生孔隙空间迅速减少;研究区储层成分成熟低较低,含有较多的杂基,而塑性杂基易在压实应力作用下弯曲变形挤入孔隙中(图4a),使得孔隙体积进一步减小.通过对30口井和260余张薄片的统计分析,结合分选系数,可知研究区储层原始孔隙度大约在33.62 %~41.56 %,平均为37.16 %.利用Houseknecht DW提出的压实和胶结作用与粒间孔隙体积损失的关系图,可定量评价压实作用对储层孔隙破坏量值(图5),研究区储层整体因压实作用造成的孔隙度损失可达6.69 %~33.44 %,平均21.65 %,其中E31,E1+2层位,E32层位因压实造成的孔隙度损失平均值分别为24.15 %,16.72 %和14.86 %(图5),可见储层孔隙因压实作用引起的损失具有随着埋深的增加而变大的特征,与前文述及的薄片镜下观察的颗粒排列关系结果一致.同时不难发现冷湖地区古近系储层孔隙损失主要集中于压实作用效应区(图5),说明压实作用是造成研究储层孔隙减小最根本的原因.
研究区石英胶结物以石英次生加大边产出,或者以自生石英的形式占据于孔隙中,不论以哪种方式产出都减少了孔隙空间(图4e,4f,4h).自生黏土矿物对储层孔隙的贡献不尽相同,如绿泥石环边利用抑制石英次生加大及胶结物的形成,高岭石一般是酸性环境的指示剂,因此,绿泥石和高岭石一般与孔隙度正向相关性,而伊蒙混层,伊利石等黏土矿物一般都占据于孔喉中,与孔隙度呈负相关性.研究区因胶结作用造成的孔隙度损失可达0.74 %~7.06 %,平均3.34 %(图5),可见胶结作用是冷湖地区古近系储层孔隙减小的重要因素.
本文的其它图/表
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