断层带格局下压实改造分异特征——以库车坳陷白垩系巴什基奇克组为例

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作者张双源
来源长江大学
出版年2017
摘要
随着含油气储层的勘探逐渐由浅层向深层甚至超深层延续,储层成岩作用的研究热度也逐步升高,在这一趋势下,对储层内部成岩改造分异特征以及造成这种分异特征的控制因素的研究精度也日益提高。对于成岩作用的研究,前人从传统的储层内部无机—有机作用的研究到关注盆地类型、构造变形、埋藏轨迹等动力学因素对成岩作用分异特征的制约过程的研究,这一漫长过程完成了成岩作用研究的质的飞跃。随着成岩作用研究的深入,储层所处的沉积背景和构造背景等这些外部动力学因素对于成岩作用研究的地位已经凸显出来。砂岩应变局域化过程中,不仅有应力分布的差异造成的孔隙性砂岩储层内部明显的压实效应分异,也有应变造成的地层间断面(断裂、裂缝与节理等)影响着储层内岩石—流体相互作用的分异特征。因此,深入研究应变局域化背景下,成岩改造分异特征及其制约过程,并探究成岩作用差异的主控因素,是对库车坳陷中新生代碎屑岩储层形成演化规律认识的重要补充,也为中国叠合盆地广泛发育的断层带格局下的储层高精度评价和预测提供理论依据。库车坳陷内白垩系巴什基奇克组的储层是西部重要的天然气产层,无论其高效的产出性能还是优良的储集物性,都使得其备受沉积学者的青睐。本次研究以库车坳陷北部单斜带的白垩系巴什基奇克组第三段地层为重点研究对象,在全面总结前人在沉积和构造背景以及地层对比等方面的研究资料的基础上,通过野外剖面的踏勘以及对裂缝和节理的组系、期次、规模、产状、充填、切割、密度和开启度等的观察与测量,再结合构造背景与沉积环境,建立了断层带格局;根据详细的镜下薄片岩矿分析、观测与统计,并结合视压实率值将压实作用的强弱定量化,从而识别出成岩作用中压实改造的时空分异特征;视压实率计算过程中发现,单纯就储集空间而言,残余粒间原生孔隙的含量决定了压实作用的强弱,因此可以结合原生孔隙的保存机制与破坏机制找寻压实改造分异特征的控制因素,这些控制因素分别为:刚性颗粒(主要是石英颗粒和长石颗粒)的含量、胶结作用的强弱、颗粒粒度的大小以及粘土岩岩屑(塑性岩屑的代表)的含量,最后利用SPSS数据分析软件中的多元线性回归分析方法对压实效应分异特征的主控因素进行识别。研究区压实分异的动力学机制而言,山前褶皱带发育的逆冲推覆断层带来的垂向地层压力以及侧向构造挤压应力对储集层的孔隙度和渗透率造成了极大地影响。由于目的地层埋藏热演化轨迹的模拟以及地层的划分和样品的分布情况,目的层段没有不整合面的存在,储层属于同一套砂体,并且采集的样品埋藏深度基本相同,因此排除了地层垂向上的压力对压实分异特征的影响。而研究区裂缝与节理十分发育,建立的不同断层带格局中构造应力差异较大,构造的差异在很大程度上造就了压实时空分异特征,因此在断层带格局中对储层内部压实分异特征进行研究是有意义的。但是上覆地层压力也是一个不容小觑的因素,需要后续进行大范围的踏勘与室内研究工作,研究其与构造挤压应力的时间配置关系以及对压实改造时空分异特征的控制。本次研究共取得以下四点重要认识:(1)根据野外剖面上发育的裂缝和节理的组系、期次、规模、产状、充填、切割、密度和开启度等的观察与测量,以及裂缝的疏密程度和距离主断层的距离将研究剖面划分为强构造应力带和弱构造应力带,建立了不同的断层带分布格局。(2)通过镜下颗粒数点统计法,对目的层段碎屑组份进行了统计,结果表明在碎屑矿物方面,以刚性颗粒(主要是石英+长石)含量为主;胶结物方面,主要以碳酸盐胶结物(主要是方解石胶结物)为主,其次为粘土胶结物;而在储集空间方面,原生孔隙所占比重较大,其与次生孔隙比值约为4:1,部分样品点有微裂缝发育。结合原生孔隙和胶结物的含量,识别了压实分异特征。(3)通过对重点研究剖面c区剖面的分析发现,目的层段刚性颗粒含量高,相对含量均值为82.8%,其与原生粒间孔隙呈正相关性,与视压实率呈负相关性;粒度均值为0.44mm,其与原生粒间孔隙呈正相关性,与储层压实强弱呈现负相关性;胶结物相对含量均值为13.98%,其与原生粒间孔隙呈负相关性,与压实强弱呈正相关性;粘土岩岩屑相对含量为7.8%,其与原生粒间孔隙呈负相关性,与视压实率呈正相关性。对比这些压实分异的控制因素的影响程度,认为刚性颗粒是压实效应差异的主控因素,其次为胶结作用,粘土岩岩屑和粒度对其影响最小。(4)按照研究区储层的物性以及填隙物含量等特点,建立了研究区的储层评价标准,将储层类别分为四类,研究区孔隙度主要集中在13%~18%范围内,渗透率主要集中在5mD~50mD综上所述,属于中孔-中渗储层,储层类别为Ⅱ类。

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