珠江口盆地珠一坳陷始新统中-深层砂岩储层形成机理摘要
珠江口盆地珠一坳陷古近系始新统文昌组、恩平组油气资源丰富,是珠江口盆地中-深层油气勘探主要层系。各次级凹陷构造、沉积环境、成岩环境等地质要素差异对储层形成的影响缺乏系统研究,制约了勘探进程。针对此现状,利用显微薄片、扫描电镜与能谱、阴极发光、同位素、电子探针、流体包裹体、物性、X-射线衍射等分析方法和盆地模拟等技术,系统分析了始新统中-深层砂岩储层的基本地质特征、孔隙演化特征、成烃-成储-成藏耦合特征、储层形成机理、主控因素与储层发育模式等,获得的研究认识为珠一坳陷始新统中-深层砂岩储层预测提供了科学依据,对中-深层、深层碎屑岩储层形成机理研究有借鉴意义。文昌组储层岩性以岩屑石英砂岩、长石石英砂岩为主,恩平组主要为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩;储集空间主要有残余原生孔、颗粒溶孔、胶结物溶孔和晶间孔,尤以颗粒溶孔最为发育,各次级凹陷不同层位储层具有不同的孔隙组合特征。始新统砂岩储层成岩演化阶段整体处于中成岩A期。不同次级凹陷储层孔隙演化具有显著差异性:发育早期胶结作用和长期浅埋藏的地区压实减孔率较小,如惠州、陆丰凹陷恩平组;胶结减孔时期则与胶结物类型密切相关,陆丰凹陷文昌组、惠州凹陷恩平组方解石、硬石膏等在浅埋藏破坏原生孔隙,而惠州凹陷文昌组、恩平凹陷恩平组中较多自生石英、高岭石等来源于长石溶蚀,对储集空间破坏较晚;除发育广泛的长石溶蚀作用外,部分地区具有较强的方解石、硬石膏溶蚀作用。恩平组溶蚀增孔时期主要集中在中新世,文昌组则差异较大,陆丰凹陷胶结物和碎屑颗粒均发生溶蚀,溶蚀增孔期主要为中新世和渐新世。惠州凹陷则以渐新世时期的溶蚀增孔最为关键,番禺4洼则为典型的晚期溶蚀,主要溶蚀增孔期为中新世。陆丰凹陷、惠州凹陷、番禺4洼文昌组储层孔隙演化至今,孔隙度分别为11.7%、13.2%和12.7%,陆丰凹陷、惠州凹陷、西江主洼、恩平凹陷恩平组储层现今孔隙度分别为14.2%、16.6%、16.0%和12.9%。珠一坳陷古近系始新统的成烃-成储-成藏耦合特征主要为3种:一是以陆丰凹陷LF14-4文昌组和LF13-1恩平组为代表的“早生烃,早保存、中改善,持续充注”的耦合特征,烃源岩成烃-砂岩成储-油气充注成藏配置关系较好,形成了高产油气藏;二是以惠州凹陷HZ25-7文昌组代表的“早生烃,早致密、中成储,晚成藏”的耦合特征,其特征为缺乏早期烃类充注,储层快速致密,后期油气充注过程中烃源酸性流体溶蚀碎屑颗粒改善储层后得以聚集成藏;三是以西江主洼XJ33-1恩平组为典型代表的“中生烃,早保存,中改善,晚充注”耦合特征,其特征为生烃凹陷生排烃相对较晚,缺乏早期烃类充注,在高刚性颗粒和低地温场有效抑制压实减孔和胶结减孔效应保护粒间体积的前提下,中期烃源酸性流体溶蚀碎屑颗粒显著改善储层,良好耦合关系为高产油气藏形成创造了有利条件。始新统砂岩储层的形成在于溶蚀作用形成次生孔隙、保持性成岩作用发育和早期烃类充注、高含量刚性颗粒、长期浅埋藏等对粒间体积的有效保护。生烃凹陷内优质烃源岩的演化为始新统砂岩储层溶蚀作用提供了充足的烃源酸性流体,沟通地表与储层的断裂提供了大气酸性水。烃源酸性流体对长石和大气酸性水对早期胶结物产生的双重溶蚀是储层形成的主要机制;提高储层抗压实能力并抑制压实减孔效应的早期胶结物在酸性流体作用下溶蚀成孔是始新统储层中典型的保持性成岩作用;早期烃类充注、高含量刚性颗粒、长期浅埋藏等减缓压实作用和成岩演化进程,抑制了压实减孔和胶结减孔,是保护粒间体积的主要机制。文昌组储层低产、中产和高产渗透率下限分别为2.16mD、3.57mD和20.00mD,受孔隙结构差异影响,相同渗透率下限在不同次级凹陷具有不同的储层孔隙度下限,低产储层孔隙度下限以西江主洼和陆丰凹陷较低,分别为10.2%和9.5%,惠州凹陷和番禺4洼略高,分别为10.5%和11.5%;恩平组低产、中产、高产储层渗透率下限分别为2.27mD、5.60mD和26.00mD,低产孔隙度下限以西江主洼和陆丰凹陷较低,分别为11.2%和10.9%,惠州凹陷和恩平凹陷分别为12.0%和12.1%。始新统砂岩储层发育受物源条件、沉积微相、成岩作用、地温场、早期烃类充注及埋藏方式等地质要素控制,富含刚性颗粒物源增强了砂岩抗压实能力;发育于辫状河三角洲平原分流河道和前缘河口坝等高能环境内的砂岩是储层发育的必要基础;低地温场、长期浅埋藏和早期烃类充注是保护粒间体积的重要因素;烃源酸性流体对长石的溶蚀和大气酸性水对早期胶结物的溶蚀是改善储层质量的主要建设性成岩作用。始新统储层具有“远源高能+早胶结+叠加溶蚀模式、富长石+早胶结+叠加溶蚀模式、富长石+强溶蚀模式、低地温+强溶蚀模式和长期浅埋+富长石+强溶蚀模式”等5种发育模式。
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