深层砂岩的成岩异质性及其石油侵位的关系:一个案例研究的中侏罗世中粮在阜康凹陷形成,准噶尔盆地中部(中国西北)

文摘

中侏罗世的中粮形成深度约4000 - 6000米日益成为舆论焦点作为当前深部储层目标在准噶尔盆地中部(中国西北)。根据岩相学、SEM、稳定同位素和流体包裹体分析,本研究的目标是研究沉积的影响在砂岩成岩岩相异构和检查之间的关系在异构储层成岩演化和充油。晶粒尺寸控制水泥、孔隙度和储层属性的总体丰富通过其影响塑性岩屑沙粒,因此在机械压实。成岩早期方解石胶结物是一个例外,这一趋势。韧性lithic-rich非常细粒度砂岩压实的容易变形,clay-rich谷物,导致一个非常快速的在埋藏过程中孔隙度损失。相比之下,解散和胶结发生以及韧性在细粒度砂岩压实。两集的充油发生在相对粗粒度砂岩岩相。与石油侵位成岩作用交替发展,一些成岩变化和充油同时发生。韧性lithic-rich,高度致密砂岩和钙质胶结砂岩可以创建紧密嵌在渗透储层砂岩渗透率障碍,可能导致非均匀流。

1。介绍

储层非均质性是指一个系统属性的空间变化(如孔隙度、渗透率和孔隙结构)在指定的范围内(1- - - - - -4]。水库的内在复杂性是各种地质作用的结果,包括沉积环境、成岩作用和构造的影响。异质性是一个关键因素影响储层内流体流动和分布(5,6]。成岩研究相关的储层描述已经几乎完全局限于识别和量化的矿物成分和孔隙类型结合使用扫描电子显微镜(SEM)和薄片,肯定不成岩特征异构性,特别是在尺度大于微观尺度。的主要纹理和碎屑成分砂岩,砂体几何和建筑,最终由沉积环境控制,决定性的重要决定的速度和路径流体流动影响的程度和分布早期成岩变化在砂岩7- - - - - -12]。早期成岩作用反过来又会产生大量控制deep-burial砂岩的成岩演化[9,10,13]。似乎可信的砂岩成岩异质性产生的一个重要组件从最初的结构变化和谷物成分原则上[8,14]。因此,成岩变化与沉积环境和岩相是一个重要的概念评价一定程度的大规模异构特征成岩特征(9,10]。这是至关重要的实现一个完整的和足够的空间表示的异构水库。

水动力波动和不同沉积相关联直接确定砂岩沉积结构和组分参数,生产差异压实作用和成岩过程,以及储层质量演进[15- - - - - -17]。一些砂岩岩相已经经历了一个快速通过压实和胶结孔隙度损失已经达到一定高度毛细管入口压力在早期成岩作用,充当低渗透性壁垒后期流体(包括碳氢化合物)流入水库(17- - - - - -19]。然而,研究微分砂岩成岩作用和孔隙演化的水库规模水平仍远未充分探讨的文献。

近年来,侏罗系岩性和地层圈闭成为深层油气藏勘探的主要焦点在准噶尔盆地中部(中国西北)。等油田Mobei、Mosuowan Moxizhuang油田被发现在侏罗纪砂岩(图1(一)),反映出深层勘探前景。没有获得重大发现富康凹陷。到2014年底,胜利油田公司SINOPIC,已完成七井(图1(b)),并取得实质性结果中下侏罗纪砂岩。原始可采石油储量估计约2109.35×10⁴t(1.55亿桶)。本研究的重点是中侏罗世中粮(数据形成2和3)。这种地层埋藏深度约为4000 - 6000米。砂岩具有强烈非均质岩石学疏密度为2.1 -16.4%,渗透率的0.02 - -28.9。石油的不均匀性显示已经从核心描述,指出测井井测试。这项研究的目的是探讨影响砂岩成岩沉积环境和岩相的异质性和解读异构储层的成岩演化途径及其对油气运移的影响。

2。地质背景

阜康凹陷位于准噶尔盆地,面积约136000公里²(52509米²新疆维吾尔自治区北部,西北中国(图1(a))。准噶尔盆地是三角形的,在由Qinggelidi Kelameili山脉东北部,由Yilinheibiergen Bogda山脉南部,和由Zhayier Halalate山西北。盆地位于哈萨克斯坦之间的三个结,西伯利亚,塔里木和是一个哈萨克斯坦的一部分块(20.]。准噶尔盆地是由前寒武纪结晶基底和部分击倒海西褶皱基底(21),是一个上古生代、中生代和新生代叠合盆地。盆地经历了海西、印支、燕山期和喜马拉雅造山运动。三个主要阶段的变形盆地已经承认:中晚二叠世裂谷阶段,三叠纪早第三纪的萧条阶段,新第三纪到第四纪前陆阶段(22,23)(图3)。准噶尔盆地包含六个结构单元:Wulungu抑郁,吕梁隆起,西方隆起,中央抑郁,掩冲带、南部和东部隆起(24]。每个结构单元都有一个不同的结构形式和构造历史。阜康凹陷位于中央抑郁(图1(b))。凹陷内的主要结构是一个northeast-southwest热门单斜层(图2),它形成的结果Bogda山脉的隆起南缘盆地早第三纪以来的24]。侏罗纪地层相对平坦躺或轻轻蘸西南2 - 3°倾角(图2)。观察到的故障大多northeast-directed east-west-directed正常故障局限于侏罗纪地层(数字1(b)和2)。抛出的错误通常是几十上百米,长度小于2公里。这些正常的缺点和深逆转的缺点,在一些地方,显示花结构(图2)。

中央盆地石炭系包含第四纪沉积物填充厚达10公里(图3)。而不是试图采用百科全书式的覆盖所有的沉积物,在这里,我们只有总结一般沉积演化的侏罗纪。在早侏罗纪和早中侏罗世时期,中央盆地是一个陆内浅湖流域小幅度摆动下构造机制。中央盆地沉积相识别包括冲积扇、河流、三角洲、湖相(25,26]。存款是典型的含煤继承和由集团、砂岩和泥岩(图3)。由于早期燕山期造山运动,湖泊面积开始减少迅速在晚侏罗纪中晚期。包括河流、三角洲、浅湖相。存款是砂岩和泥岩(图3)。中粮屯河形成和底层之间的联系-不整合。中粮屯河形成局部侵蚀,上侏罗纪继承完全缺席(图3)。

以前勘探和地球化学研究表明,潜在烃源岩的富康凹陷包含四组(即。、石炭纪、二叠纪、三叠纪和侏罗纪(图)3)。在这些烃源岩中,大多数侏罗纪地层中发现的碳氢化合物通常被认为是源于二叠系和侏罗系源相(27- - - - - -29日]。这些烃源岩深埋地下,不容易渗透的钻,先前发表的有机地球化学研究已经几乎完全局限于北部和东部斜坡的凹陷29日,30.]。较低的二叠纪Pingdiquan形成包含深湖黑色泥岩、页岩油,白云泥岩厚度共50 - 650米(30.]。泥岩的总有机碳(TOC)含量从10.2%至0.5不等。有机质是i ii型干酪根与镜质体反射率(Ro)值的1.2 - -2.0% (29日]。它可以推断出,烃源岩成熟到成熟向凹陷中心(30.]。烃源岩在较低的侏罗纪和较低的中侏罗世继承是由lacustrine-swamp深灰色泥岩和薄煤层carbargilites夹。总共泥岩厚度高达500米(30.]。TOC含量从3.7%至0.3不等。有机质是ii iii型干酪根Ro值为0.6 (-1.0%29日]。八道的烃源岩是更好的质量比三工和-。推测这些烃源岩成熟高度成熟向凹陷中心(30.]。

富康凹陷,中粮屯河形成的存款来自Kelameili山脉东北和Bogda山脉南部[31日- - - - - -33]。在中粮的沉积地层,研究区目睹了各种各样的沉积环境中从浅湖到三角洲蜿蜒的河流系统的总厚度700 - 900米[33]。形成可以划分为三个岩性单元(图4)。较低的单位由grayish-green泥岩和粉砂岩夹层之间的非常细,细粒度砂岩。中间单位包括grayish-green非常细,细粒度砂岩,粉砂岩,泥岩。上单位主要包括灰褐色的含砾石中等粒度的砂岩,细粒度砂岩,细粒度砂岩,粉砂岩和泥岩层间。下白垩统泥岩广泛分布的总厚度140 - 180米,可以作为主要的地区侏罗纪烃扮演的海豹。

3所示。样品和方法

从d 1核心记录和取样,d2, d 3,那么,于,D-8井(图4)。特定的砂岩的岩相、沉积相关联定义基于核心描述(比例的砂页岩,床厚度、颗粒大小、程度的生物扰动作用和变形、沉积构造、生物碎屑和泥岩内碎屑,碳酸盐水泥分布,等等)。这是结合电缆测井解释为中粮描绘整个沉积环境的形成。核心都检查下紫外(UV)光储层属性(含油饱和度、油浸、油田,荧光,并没有显示)。

28传统核心样本选择代表不同的沉积相(图和岩相,不同的储层属性4)。矿物学、碳氧稳定同位素和流体包裹体分析的地质与地球物理研究所,中国科学院,北京,中国。

所有样品都浸满蓝色环氧树脂真空之前表明孔隙度抛光薄片做准备。砂岩岩石成分被300 -量化模态分析。此外,薄片研究确定增长间隙的存在和习惯成岩矿物和定义不同胶结物之间的结构关系。阴极发光(CL)观察了使用Relion三世冷阴极装置在梁15 500 keV的电压μ答:进一步确定其结构关系,选择样本检查使用高分辨率的场发射新星NanoSEM 450扫描电子显微镜配有牛津阿兹特克的一个综合分析系统能量色散x射线能谱(EDS)和电子背散射衍射(EBSD)。碳涂层薄片是安装在黄金网格。所有的后向散射电子(BSE)图像获得20 keV的工作距离5 - 8毫米。EDS用于定性识别的矿物质。

14个样本包含一个一代的方解石胶结物(无论是早期或晚期)被选为碳和氧同位素分析。样本地> 200目,然后浸泡在3%次氯酸钠去除有机物。随后,粉末样本反应以100%磷酸为4小时25°C,和有限公司₂提取和分析。整个过程完成了使用FinniganδS质谱仪。使用磷酸acid-CO氧同位素组成进行了计算₂分离系数为1.0125,25°C。所有结果都是用标准符号表示相对于PDB标准。重复分析的重现性一般优于±0.2%。

100年9个样品准备μ米厚的双重抛光部分流体包裹体的岩相观察和microthermometric测量。岩相学的孔隙沥青(免费油和固体沥青)、流体包裹体和流体包裹体组合是首先检查使用尼康80我显微镜下传播和紫外线。发射荧光的波长大于420纳米。利用流体包裹体均一化温度测量进行了使用校准Linkam THMSG600 heating-freezing阶段。step-heating和温度循环技术(35采用均匀化温度记录。精度±0.1°C。流体包裹体显示结构或microthermometric证据伸展、收缩、泄漏或爆裂作用被排除在研究之外。

4所示。结果

4.1。核心描述

沉积学的描述的核心从6井总长度为53.5米(图4)。五个沉积相关联的砂岩杰出:(1)单身,堆放故事蜿蜒的河道,(2)三角洲分流河道,(3)分流河口酒吧,和(5)(4)interdistributary湾shore-shallow湖相关联。这些相关联已确定基于核心部分和测井数据和简要描述如下。单和堆叠故事频道5米厚,fining-up单位主要来自块状含砾石中期到非常细粒度的砂岩,与小沙泥岩和泥岩计算。蜿蜒的通道相协会主导整个上层中粮在研究区地层。三角洲分流通道是细粒度砂岩,向上分级为粉砂岩。个人渠道单位是3米,有时是erosional-based。沉积结构,在一些地方,块状层底部,向上逐渐改变成平面交叉层理向单位的顶部,纹波电流是常见的。分流河口酒吧组成厚达3米,coarsening-up单位从沙泥岩、细粒度砂岩。非常细粒度砂岩常常显示纹波电流。 Interdistributary bay sediments are almost mudstones interlaminated with thin and lenticular very fine-grained sandstones and siltstones (10 to 20 cm thick). The sandstones often exhibit plane parallel lamination in which bioclasts are common. Delta distributary channel, distributary-mouth bar, and interdistributary bay facies associations are mostly limited to the middle and lower units of the Toutunhe Formation in the D-2, D-6, D-7, and D-8 wells. Shore-shallow lacustrine fills are bioturbated mudstones and interbedded very fine-grained sandstones and siltstones displaying current ripple and plane parallel lamination. Mud intraclast-bearing fine-grained sandstones are seen locally. Patchy pyrite and bioclasts are commonly found. Shore-shallow lacustrine facies association dominates the middle and lower Toutunhe Formation in the D-1 and D-3 wells. In the first three facies associations, calcite commonly forms discrete and tightly cemented concretions (up to 30 cm) embedded in weakly cemented or uncemented sandstones (Figure6 (e)),特别是在相对粗粒度级配砂床(图的一部分4)。

4.2。砂岩岩石学

中粮屯河形成的砂岩非常细,细粒度砂岩与粒度中值0.08 - -0.25的值μm。排序范围从温和到分选好的。碎屑的圆度沙粒从稍有棱角的到近圆形。

砂岩是主要是长石岩屑砂岩和岩屑砂岩(图5;(34])。平均框架组合是20.4%的石英,长石23.3%,56.4%的岩石碎片(Q_20.4F_23.3l_56.3)。砂岩是由火山碎屑成分的岩石碎片,平均大约36%的整个岩石体积(WRV)。薄片的火成岩纹理识别包括板条,细石器的,隐晶、霏细岩的,玻璃质的类型。大多数火山岩石碎片组成的全形的板条和细石器的长石本文隐晶基质中显示特征改变粘土(数字6(一)- - - - - -6 (d))。变质岩碎片的平均含量云母片岩,包括变质粉砂岩板岩、千枚岩。沉积岩片段内容一般都不到 。他们大多是页岩和燧石。一些岩屑不定地改变或变形和模糊的或不规则的轮廓(数字6(一)- - - - - -6 (d)),称为“韧性”岩屑沙粒。韧性的谷物的比例 。碎屑石英作为整个岩石平均水平的一小部分主要是单晶和少量的多晶颗粒。多晶石英特性急剧灭绝和吸收湾,这是解释为变质。总平均碎屑长石 。斜长石是最丰富的长石类型观察,平均总长石斜长石比约为0.7。此外,碎屑粘土矩阵是本地丰富, 。

4.3。成岩作用的异质性

三个主要砂岩岩相已定义的基础上纹理和碎屑成分、成岩特征,孔隙空间属性(即。、孔隙数量和类型)。成岩特征定义的三个砂岩岩相描述如下。

4.3.1。韧性Lithic-Rich砂岩

韧性lithic-rich砂岩主要是波纹交错非常细粒度砂岩(平均晶粒尺寸:0.08 - -0.13μ米),发生在所有相关联(图4)。塑性岩屑颗粒构成22 - 40%的整个岩石在这些样本;碎屑矩阵的内容(表1)。砂岩的成岩作用特点是压实的容易变形,clay-rich谷物。机械压实和韧性谷物严重变形的刚性碎屑颗粒之间的挤压,阻塞毛孔的喉咙(数字6(一)- - - - - -6 (c))。除了粘土矿物几乎看不见的薄片,黄铁矿是一个重要的韧性lithic-rich砂岩自生阶段,从来 。黄铁矿主要发生的集群数据集在间质毛孔和早期成岩产品(数字8 (f)和9 (h))。砂岩没有可见的细孔隙度(数字6(一)- - - - - -6 (c))。

4.3.2。严格的钙质胶结砂岩

严格钙质胶结砂岩发生在相对粗粒度级配砂床的岩相(图4),0.17 - -0.19的平均晶粒尺寸值μm(表1)。严格钙质胶结砂岩含方解石超过 。方解石胶结物,主要是由他形的方解石晶体(图9(一个)),代表了一种嵌晶结构和局部更换框架谷物(数字6 (f)和6 (g))。方解石沉淀之前重要的压实,从而限制进一步修改成岩和导致晶间体积。塑性岩屑颗粒的内容在这些样本。成岩早期方解石胶结物展览橙红色发光排放(图6 (g))。EDS分析表明,方解石CaCO均匀几乎100%₃(图8 (g))。方解石的δ¹³−4.3 C值和δ¹⁸O−13.4的值(表2)。砂岩也在薄片(图没有明显的孔隙度6 (f))。

4.3.3。渗透储层砂岩

渗透储层砂岩平面cross-stratified块状,细粒度砂岩沉积主要河道,分流河道和分流河口栏相关联。韧性谷物更丰富的比韧性lithic-rich砂岩在这些样本,从来 ;碎屑矩阵不到的内容(表1)。自生矿物包括方解石、粘土、方沸石,无水石膏,重晶石,石英生长、钠长石和赤铁矿。这些水泥显示片状或零星的纹理。主晶间孔隙度(数字6 (h)和6(我)),计入薄片平均水平 ,而次生孔隙度平均隶属于长石组成和岩屑甚至小水泥(数字6(我),6 (j),7 (d))。

方解石含量很低,一般不到 ,并显示一个不完整的和当地胶结(图7(一),7 (b),9 (b))。方解石胶结物形成明显的压实后,保绿泥石外套、石英次生加大和长石增生或自生钠长石(数字8(一个)和8 (c))。方解石显示黄色到橙色发光(图7 (b))。EDS分析表明,方解石包含Mn在一些样品(图8 (h))。他们有δ¹³−8.4 C值和δ¹⁸O值−−19.0(表2)。

绿泥石的不到内容 。亚氯酸盐水泥似乎facies-related,只观察到在分流河道和分流河口栏相关联。绿泥石是厚,连续纹外套而不是孔隙充填水泥(数字6(我),7 (c)- - - - - -7 (e),8(一个),8 (b),9 (c))。绿泥石大衣表示从碎屑颗粒表面向外生长,缺席的粒间接触点。绿泥石外套背后石英次生加大、方沸石自生钠长石、重晶石、方解石(数字7 (c)- - - - - -7 (e),8(一个),8 (b)和9 (c))。此外,存在少量的伊利石/蒙脱石(数字9 (d)和9 (e)),特别是在河流通道相。

有大的方沸石的体积的变化,从0到 。方沸石胶结物中最丰富的河流通道相。方沸石是几乎完全灭绝和各向同性crossed-polarized光和显示主要孔隙充填胶结(数字7 (d),7 (e),8 (e),9 (e))。方沸石水泥被绿泥石式外套,取而代之的是方解石(数字7 (d)- - - - - -7 (g))和密切intergrown自生伊利石/蒙皂石钠长石、粘土(数字9 (d)和9 (e))。

无水石膏含量最大的变量 。重晶石是罕见的,然而,在一些样品;到重晶石。硫酸盐水泥填补毛孔在补丁和局部取代碎屑颗粒(数字7 (h),8 (b)- - - - - -8 (d)和9 (f))。无水石膏和重晶石增长吞噬绿泥石外套、石英次生加大、长石过度生长,或自生钠长石(数据7(我),7 (j),8 (b),8 (c),9 (f)),通常与一些方解石胶结物(数据并存7 (k),8 (c),8 (d))。

自生石英含量较低,一般不到 。碎屑石英颗粒石英胶结物发生在过度生长(数字7 (c),7(我),8(一个),9 (g)底部),绿泥石外套(图7 (c)方解石和硫酸盐水泥(数据)和封闭7(我)和8(一个))。钠长石水泥不到的内容 。钠长石孔隙填充和增生发生。孔隙充填钠长石晶体自形的表格和prismatic-shaped底部绿泥石的外套和赤铁矿钢圈吞没方解石和硫酸盐水泥(数字8 (b),8 (c),9 (c),9 (d),9 (f)。钠长石晶体,观察到在一些样品,与方沸石密切相关,伊利石/蒙脱石粘土(图9 (d))。

在微量赤铁矿发生非常薄的边缘碎屑颗粒(数字7(左)和8 (c))。grain-riming赤铁矿通常缺席在粒间接触点,表明它不是同沉积沉淀。降水一般潜水氧化的铁氧化物可能发生在侏罗纪末期隆起(36]。

4.4。孔隙沥青和流体包裹体

油显示在核本地化,表明石油的异构特性在水库移民。韧性lithic-rich砂岩和钙质胶结砂岩紧密不含石油显示核心,孔隙沥青,或充油的流体包裹体在薄片。这表明,充油从来没有发生在这些砂岩。相比之下,渗透储层砂岩石油显示核心。孔隙沥青、充油的夹杂物存在,表明石油收取砂岩。因此,渗透储层砂岩已经针对孔隙沥青和流体包裹体的研究。

4.1.1。岩相学

发现了丰富的无气孔油和固体沥青。nonfluorescent固体沥青相比,无气孔油有黄色和蓝白色在紫外光照射下荧光。黄色荧光占主导地位。这些孔隙沥青主要是填补毛孔和罕见的长石乳沟飞机(数字10 ()- - - - - -10 (h))。在绿泥石外套显示一个黄色荧光(数字10 ()和10 (b)),这表明充油保绿泥石外套的降水。

对充油的夹杂物,两个荧光颜色,黄色和蓝白色,曾被观察到。类似于孔隙沥青,占主导地位的荧光颜色是黄色。石油包裹体subspherical和细长的形状,和一些形状不规则的品种也会发生。石油包裹体主要是包含少于30卷两相包裹体。%蒸汽在20°C。三相包裹体含有烃类液相(或nonfluorescent固体沥青),液相水和汽相偶尔出现。大多数石油包裹体发生在愈合裂隙仅限于个人石英颗粒(数字10(我)- - - - - -10(左))。这些石油包裹体通常直径范围从3到5μm。在这种情况下,容易容易找到水溶液包裹体共存。一小部分石油包裹体也躺在水泥(数字10(米)和10 (n)),这表明他们被困的时候沉淀或再结晶。没有观察到油包裹体共轴石英生长,表明石英沉淀石油到来之前。石油包裹体和方解石胶结物的水溶液包裹体小于愈合裂隙内,通常小于3μ米直径。

10/24/11。流体包裹体显微温度学

石油包裹体和方解石胶结物的水溶液包裹体太小,可靠地衡量他们的均匀化温度,和一些夹杂物似乎拉伸或烧得噼啪作响。同时代的油包裹体的水溶液包裹体承载在石英裂隙被选为均一化温度测量。总共有七十二二十四流体包裹体均一化温度测量获得组合(表3)。均一化温度的值显示双峰分布模式:一个种群范围从80到100°C,和其他介于110和120°C(图11)。值得注意的是水溶液包裹体的均一化温度的值与蓝白色同时代的荧光石油包裹体略低于黄色荧光的。

5。讨论

5.1。微分砂岩的成岩序列

流体包裹体数据显示,两集的充油发生在中粮渗透储层砂岩的形成。不同集油侵位,这里,可以用来区分preoil矿物质形成充油之前,oil-stage矿物的形成直接造成充电过程或至少部分重叠的时间,和postoil矿物质沉淀后石油到达水库。油气运移和聚集,这样的划分具有重要意义理解rock-fluid互动的时间和空间特征和评估过程中储层质量的关键时期烃收费(17,18]。

基于结构的自生矿物本身之间的关系和孔隙沥青或石油包裹体共生序列呈现在图12。主要成岩特征之前第一次充油渗透储层砂岩的机械压实、碎屑颗粒的溶解和赤铁矿轮圈的形成,绿泥石外套、伊利石/蒙脱石粘土、方沸石,自生钠长石和石英生长。最早形成的矿物质是绿泥石外套和赤铁矿钢圈,紧随其后的是方沸石,自生钠长石和石英生长。大多数的成岩变化的交互控制的地面上的大气水与不稳定的火山岩石碎片和碎屑长石组成。第一次石油到来,同步与石英胶结是弱智。无水石膏、重晶石、方解石沉淀。当充油发生后期,方解石胶结继续说。这些反应是由高温和控制越来越复杂孔隙水化学因埋葬进展烃流体和岩石之间的相互作用。

渗透储层砂岩相比,容易变形,压实的clay-rich谷物和关联的自生粘土主导韧性lithic-rich砂岩之前第一次石油侵位。微量的黄铁矿沉淀在这一时期。韧性压实持续但减少增加埋葬。以后几乎没有液体进入砂岩。严格钙质胶结砂岩、方解石胶结物大大填充和闭塞的粒间孔隙之前第一次石油的到来。类似于韧性lithic-rich砂岩,砂岩内没有其他成岩反应发生。

5.2。Texture-Dependent机械压实

岩屑砂岩的机械压实控制岩屑的数量和类型11,37,38]。火山岩片段中砂岩的主要框架组件中粮形成和经常改变。火山岩片段启动故障可能在运输或风化(38,39),继续在埋葬。当被风化或成岩作用,火山岩片段非常韧性(37]。因此,改变火山岩碎片是最重要的贡献者砂岩的压实机械。葬礼后,这些韧性谷物刚性碎屑颗粒之间的变形。他们成了涂抹的表面刚性谷物和被挤进孔隙喉咙导致重大损失(数字6(一)- - - - - -6 (d))。温和的逆相关性提出了孔隙度和渗透率和韧性粮食内容剔除严格钙质胶结砂岩样品的阴谋在图13,这表明韧性压实是砂岩孔隙丧失的主要原因。包含塑性颗粒超过韧性lithic-rich砂岩平均孔隙度为5%,从3.5到6.3%,平均渗透率0.10 mD,从0.04到0.18。相比之下,用不到渗透储层砂岩韧性谷物含量平均孔隙度为13%,从8.6到15.9%,平均渗透率2.76 mD,从0.57到11.50。20%的阈值丰富似乎适用于这些韧性谷物。

值得注意的是,很明显,从图14韧性谷物的丰度与晶粒尺寸有一个粗略的负相关。大部分的细粒度砂岩(波纹交错)往往有更大数量的韧性谷物,因此低的孔隙度和较差的储层属性。这表明,沉积相及岩相预测韧性组件(很重要11,15,38]。

5.3。自生矿物的起源及其对储层质量的影响

5.3.1。亚氯酸盐

绿泥石的前兆阶段和铁的来源和运输^{2 +}铁,几乎完全由古气候控制,paleosoil,河流系统发展,显著影响的形成绿泥石外套(40]。火山岩碎片是最可能的铁源^{2 +}和毫克^{2 +}离子在中粮形成绿泥石的外套。5个十七渗透储层砂岩样品含绿泥石外套(表1),因此,虽然不频繁,他们表明,绿泥石外套在砂岩非均匀沉淀。

绿泥石外套上的石英次生加大石英颗粒可以防止普遍胶结限制成核站点和抑制主要晶间孔隙度砂岩的闭塞(41,42]。图7 (c)说明小休息在绿泥石的连续性外套石英颗粒允许降水石英生长。这是一个令人信服的理由保护绿泥石外套的原生孔隙度。包含绿泥石的砂岩层预计将有相对较高的孔隙度值与给定成分,质地,和埋葬/温度。绿泥石的角色外套保护原生孔隙度,但是,中粮的形成并不是那么重要。粘土颗粒外套没有影响降水的水泥除了石英(42]。因为矿物学的不成熟自然的砂岩,石英降水几乎是中粮形成体积可以忽略不计。因此,绿泥石大衣对原生孔隙度保存几乎没有影响。

5.3.2。方沸石

在文献中报道的机制可能导致砂岩自生方沸石的形成包括直接从孔隙水沉淀或湖水,含酸性和碱性的孔隙水与碎屑硅酸盐反应,形成凝胶,改变前体沸石的43]。在中粮形成,没有证据非方沸石前驱沸石被发现。方沸石的降水钠铝硅酸盐凝胶通常被认为是与热液有关的更改(44]。没有热液凝胶或其他类型的凝胶已被观察到。方沸石水泥在砂岩自形的、孔隙充填或块状形态,表明直接沉淀(45]。然而,不均匀,局部出现的方沸石表明这样一个机制并不是他们形成的主要手段。火山岩碎屑和粘土相关衍生品的反应与生理盐水和碱性孔隙流体可能产生的一些水泥(46- - - - - -48]。在一些地方,方沸石水泥与水晶粘土不良密切相关,可能一些伊利石/蒙脱石粘土(数字9 (d)和9 (e))。

5.3.3。方解石

的δ¹⁸O值紧密方解石的钙质胶结砂岩符合早期方解石的降水从大气水在低温下。消极的δ¹³C值可能是相关重要的碳贡献soil-derived碳酸氢盐或氧化有机物在早期成岩作用。早期方解石的胶结,特别是完全胶结砂岩,导致大量的孔隙度损失。正如前面所讨论的那样,方解石形成离散和紧密粘合结核在相对粗粒度级配砂床的一部分。这符合一个露头研究焦et al。49)表明,早期方解石结核一般发生在相对粗粒度砂岩在中央一个向上变细层三角洲分流河道序列的一部分。他们表示,这些具体的东西,在一些地方,4米在大小和分布不均匀。

对晚期方解石胶结物,负面的δ¹³C签名表明他们相关的供应有限公司₂来自脱有机物和Ca^{2 +}地层水的离子。较低的δ¹⁸O值与增加温度和流动的相互作用在埋藏成岩作用。石油包裹体数据的存在10(米)和10 (n))表明,在晚期方解石的形成,水液体碳氢化合物的比例是高。此外,晚期方解石胶结物在Mn显示轻微的浓缩^{2 +}离子(图6 (d))。曹et al。50)提出,锰^{2 +}最有可能来自于准噶尔盆地火山物质的浓缩Mn吗^{2 +}孔隙水的离子与解散火山材料密切相关的“热”在深层二叠系烃源岩烃液体,而不是火山碎片在浅层砂岩。因此,我们得出这样的结论:一些已故的锰方解石沉淀^{2 +}介绍了富烃液体从深度到中粮的形成。它是公平地说,充油的一个插曲,最终来自源相深地区的二叠纪富康凹陷,发生在中粮的形成。这是完全符合生物标志物组成的分析和地球化学的起源在中粮形成原油郝et al。51)表明,油是谁来自中粮的二叠纪、侏罗纪源相的形成。

5.3.4。无水石膏和重晶石

的一个来源和英航^{2 +}硫酸离子需要巩固。这些被认为是在中粮的形成。薄煤层二叠系烃源岩含有石膏(52]。这些石膏矿床空间可以提供离子对硫酸盐水泥。英航的一个可能的来源^{2 +}离子是底层空侏罗纪煤(53,54]。无水石膏和重晶石沉淀在晚成岩作用,可能暂时应对northeast-southwest趋势倾斜的富康凹陷由于早第三纪以来的Bogda山脉的隆起24]。我们初步认为很大一部分源自于二叠纪的深层烃源相可能迁移沿着断层从深度和泄露到中粮的形成。同步上升断层运移的碳氢化合物,和英航^{2 +}入侵了中粮形成和沉淀重晶石和硬石膏。虽然没有发现石油包裹体在硫酸盐水泥,因为有限的薄片在流体包裹体研究中,岩石的证据表明,重晶石和硬石膏水泥与方解石后期,可能同时含有石油包裹体。因此硫酸盐水泥的降水可能排充油。这进一步证实了从前有一集的中粮的形成,最终来自二叠纪源相。硫酸盐水泥的优先发生在相对粗粒度砂岩可能是由于通过这些砂岩容易流动的液体。这些硫酸盐水泥通常减少孔隙度和渗透率,但并不能完全防止后期流发生在局部的地区类似于晚期方解石。

5.4。时间的二次解散

确定二次解散的时机是很困难的。火山岩和碎屑长石组成,碎片在近地表大气水冲洗(非常不稳定55]。然而,早期成岩方沸石水泥,在一些样品,已经观察到部分溶解(数字7 (d)- - - - - -7 (g))。此外,遗迹绿泥石大衣代表微妙的纹理(图9 (c)),建议后期解散。这是因为这样的面料,如果形成相对较早,应该被摧毁或收回后矿物(56]。因此,二次解散最有可能贯穿埋葬。

埋藏成岩作用的地球化学几乎封闭的系统已被接受(42,57]。在这样一个系统下面的淡水,孔隙水流动是有限的和沉积物的主要化学成分没有显著改变。认为重要的净增加孔隙度可能发生在埋藏成岩作用由于浸出框架谷物的有机酸主要是有问题的(42,57]。此外,有机酸量不足以显著影响散装rock-water平衡,尽管存在广泛在油田地层水(58,59]。有机酸也可以中和驱逐从烃源岩和迁移中砂岩(57]。因此,我们得出结论,大部分通过砂岩次生孔隙度由大气水涌入浅埋葬。

5.5。成岩异质性对流体流动的影响

两个砂岩岩相,高度压缩,韧性lithic-rich,非常细粒度的砂岩,严格钙质胶结砂岩可以创建嵌入在多孔储层砂岩渗透率壁垒或挡板。前面讨论的原因,这些渗透障碍的早期成岩。沉积环境和岩相、孔隙水化学在近地表条件下关键零部件都是在他们的形成和分布。这些障碍按相差很大的丰富和发生。如果他们在大面积连续在一个水库,他们对流体流动产生重大影响6,19,60]。

由于储层划分按相交的障碍,石油运移和聚集在一个水库不可避免的阻碍。一个invasion-percolation-based罗石油运移模型等。18,19)表明,油迁移异构储层横向通过一个更大的部分比均匀。罗等。18,19)认为,并不是所有的渗透储层隔间隔开相交障碍按作为积累的途径迁移或陷阱,其中相当一部分充满了地层水。虽然在个别油水接触渗透隔间基本上是水平的,交叉的阻塞效应屏障按油水舱之间的联系,使差异导致储层范围内的油水接触不均匀。在中粮的形成,测试表明,油和水区域通常夹层之间的;存在一个复杂的油水关系。储层非均质性最可能给一个充分的理由,来解释复杂的油水分布在中粮的形成。

此外,按intra-sand-body障碍可能大大增加流体的曲折和改变扫描效率,影响复苏期间注水(6,60]。

这项研究集中在储层非均质性的核心。的结合露头研究和地下数据将被用于预测的地区分布韧性lithic-rich砂岩和钙质胶结砂岩紧密,因此在宏观尺度描述储层非均质性和更高的层次结构。这需要单井异质性特征和井间相关性的感兴趣的领域,尤其是核心是深钻的严格限制。因此,按测井响应这些障碍可以被量化。我们的未来的工作是构建区域障碍间层网络和建模石油迁移。

6。结论

我们强调评价砂岩成岩异质性需要考试系统的沉积环境和岩相,基本上确定砂岩的主要结构和成分。

五个沉积相关联的砂岩杰出的基于核心部分和测井数据:单身,堆放故事蜿蜒的河道,三角洲分流河道、分流河口酒吧,interdistributary湾,shore-shallow湖相关联。

中粮屯河形成的砂岩主要由长石岩屑砂岩和岩屑砂岩。ductile-lithic沙粒粒径和丰富是最重要的初级碎屑成岩作用控制,孔隙度、和储层属性。这些控件操作主要通过影响机械压实。

中粮屯河中定义的三个主要砂岩岩相已经形成。韧性lithic-rich非常细粒度的砂岩,它发生在所有相关联,被压实的容易变形,clay-rich谷物,导致快速的在埋藏过程中孔隙度损失。紧密钙质胶结砂岩一般发生在相对粗粒度级配砂床的岩相。相比之下,细粒度的渗透储层砂岩沉积主要河道,分流河道和分流河口栏相关联,包含相对较少丰富ductile-lithic谷物。各种自生矿物中相对粗粒度砂岩岩相主要片状结构。绿泥石外套只发生在分流河道和分流河口栏相。方沸石和伊利石/蒙脱石粘土通常存在于河流通道相。成岩作用进行交替充油,一些成岩变化和充油同时发生。晚成岩方解石和硫酸盐水泥可能表明石油迁移。

高度压缩,韧性lithic-rich砂岩和紧密钙质胶结砂岩可以创建嵌入多孔储层渗透性障碍,导致非均匀流。

信息披露

作者承担全部责任中表达的观点和结论手稿。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作得到了中国科学院的战略重点研究项目(没有。XDA14010202)和由中国国家自然科学基金(没有。41372151)。作者感谢陶先生徐在胜利油田公司SINOPIC,有用的建议。

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