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中国石油地质学(2012版第三部分)

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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第三章 中国含油气区的储层 第一节储层分布与类型中国油气储集层的层位分布十分广泛,几乎遍布所有地质时代的地层,从太古界结晶岩系到第四系沉积,都已发现工业油气流。但从地质储量来看,则主要集中于中、新生代陆相地层,两者合计占已发现石油储量的 90%左右,而前中生界仅占百分之几。第三章 中国含油气区的储层 第一节储层分布与类型储集层岩石类型丰富多彩,既有陆相、海相沉积岩,也有火成岩和变质岩。在已发现的油气田中,则主要为陆相碎屑岩,尤以河流和三角洲砂体为主,其储量约占已探明原油储量的 海相碳酸盐岩主要为天然气储集层。第二节陆相碎屑岩储层( 1)储集层的规模小主要是因为湖盆规模和水体很小;湖泊周边发育众多的短流河,由于流量小、水流浅,搬运营力和流域面积有限,只能形成大量各种类型的小砂体。储层特点第二节陆相碎屑岩储层( 2)储集层非均质性和不连续性严重陆相碎屑岩储集层岩石、矿物及结构成熟度低,非均质性严重。储集层岩石中长石、岩屑质砂岩所占比例很大。碎屑岩结构颗粒分选差,除滩坝砂体之外,分选良好的砂岩极少。陆相湖盆具有源距短、相带窄、相变快、坡降大的沉积特点。如胜坨油田在面积仅 62现了冲积扇、河流砂体、三角洲、湖底扇、浊积扇砂体五种成因各异互不连续的储集体。储层特点( 3)储集层类型多各种陆相碎屑岩均可成为储集层。已证实的有各类冲 (洪 )积扇、河流砂体、扇三角洲、湖底扇和水下浊积扇以及浅湖滩坝等砂体。第二节陆相碎屑岩储层 储层类型中国陆相碎屑岩储集层的储集特性主要受控于沉积环境。处于湖盆不同发展阶段或不同构造位置,但属同类沉积环境的碎屑岩,往往具有基本相似的储集特性。因此,很有必要从不同沉积环境去认识碎屑岩的储集性能。第二节陆相碎屑岩储层 储层类型一、冲 (洪 )积扇砂砾岩体储集层冲积扇( 发育在山谷出口处,主要由暂时性洪水水流形成、范围局限、形状近似于圆锥状的山麓粗碎屑堆积物第二节陆相碎屑岩储层 储层类型一、冲 (洪 )积扇砂砾岩体储集层第二节陆相碎屑岩储层 储层类型一、冲 (洪 )种微相砂砾岩组合的一种复杂、非均质性扇形储集体,以克拉玛依油田中、下三叠统克拉玛依油层为代表。冲积扇体储油物性属中、低渗透性,孔隙度 16%~20%,渗透率 (100~500)× 10岩富集区为高产部位。它是一个很复杂的非均质体,不同微相部位储集层物性很不相同。平面非均质性明显受微相带控制。扇顶的主槽和扇中的辫流线微相构成高渗透主体带 ,因此形成了明显的方向性。层内非均质性在各微相带中均严重,渗透率级差可高达数百倍。微观孔隙结构非常复杂。冲积扇砾岩的粒度组成极不均,砂充填砾间孔和泥充填砂粒间孔并存。第二节陆相碎屑岩储层 储层类型一、冲 (洪 ) 与潮湿气候环境下冲积扇储集层显著差别。这些由泥质支撑的砾岩层,以泥质砾岩或砾状泥岩夹在其他水携砂砾岩层中间,实际上是一些不渗透隔层,使得冲积扇储集层在垂向上和平面上的连续性受到严重破坏,成为侧向上连续性很差的条带状储集体,如黄骅坳陷枣园油田。① 河流水携牵引流沉积形成的岩石分选好,泥质含量低,具有较高的孔隙度和渗透率;②清水碎屑流沉积形成的岩石分选差,多为砂砾混杂,泥质含量较前者高,孔隙度和渗透率均较低;③ 浊水碎屑流沉积的主要特点是岩石分选差,泥质含量高,孔隙极小,渗透率很低;④泥石流形成的岩石则主要为泥质,含少量砂砾,不具储集性能第二节陆相碎屑岩储层 储层类型二、河道砂体储层第二节陆相碎屑岩储层 储层类型二、河道砂体储层第二节陆相碎屑岩储层 储层类型二、下伏泛滥平原泥岩呈冲刷接触,冲刷面以上发育含砾石中砂岩。向上依次为中砂、细砂、粉砂、泥质粉砂 ,最上部覆以紫红色、灰绿色泛滥平原泥岩。层内渗透率呈明显的正韵律。最高渗透率段处于砂层底部,向上降低,底部和顶部层段渗透率级差一般 10~20; 其非均质程度是各种河道砂体中最大。层内泥质、粉砂质夹层以侧积披覆泥岩为主,多数侧积泥岩易于保存,但向下延伸较短。这类砂体下半部连通性很好 ,上半部呈半隔绝状态,形成了比较复杂的非均质特征。砂体以点坝为主,包括整个曲流带内各微相砂体 ,构成一个成因单元。几何形态与规模取决于曲流带的大小。高弯度曲流河 ,一般发育于构造活动比较稳定时期,因此易于侧向连接扩大其连续性。松辽盆地发现的一些较大型的曲流河砂体,如葡萄花油层,一般都由多期成因的曲流河砂体连接成为一个宽达数千米的大砂体,连通性很好。第二节陆相碎屑岩储层 储层类型二、 底部与下伏泥岩呈突变接触 , 但最粗段并不一定在底部 ; 顶部也可见较粗岩性 (如砾状砂岩 )与上覆泛滥平原泥岩直接接触 。最高渗透率段位置一般处于中下部,渗透率变化较大,层内少见不渗透泥质隔层,辫状河碎屑物中较低的悬移质,在局部河道废弃后易于“复活”,使得废弃充填物也以细粒砂和粉砂为主,少见泥质充填物。一些辫状河砂体中,甚至粒间泥质杂基也很少见。此类辫状河砂体垂直渗透率接近于水平渗透率湖盆中辫状河规模较小,单砂层厚度 3~8m。一些孤立的泛滥平原泥岩中,基本没有侧向连接的辫状河砂体,其宽厚比并不大,接近于现代辫状河的下限值。但辫状河易于侧向摆动改道,侧向连接机遇率高。第二节陆相碎屑岩储层 部粗段较厚 ,并且较均匀 ; 上部粗段很快变细变薄 , 细粒级段较长 , 显示明显的不对称性。底部具以泥砾为标志的冲刷面 , 主体砂岩属细砂级 , 向上粒度变化不大 , 但沉积构造规模向上变小。最高渗透率层段位于底部。渗透率级差很大 , 但主体砂岩部分差异程度较小。层内不稳定薄泥质隔层很少。顺直型分流河道砂体规模很小 ,单砂体厚 3~5m,砂体宽厚比为 20~40。大庆油田萨Ⅱ 13在井网加密到 100~150 仍然表现多数砂体宽度仅为单井控制。第二节陆相碎屑岩储层 原始渗透率级差不大 ,近于顺直型分流河道砂。当河道底部存在泥石流沉积时 ,最高渗透率段偏向中下部。层内粉砂质薄夹层厚度不大 ,部分可受到下一次沉积事件的剥蚀 ,因此连续性较差。砂体的几何形态呈“鞋带状” ,由于不断地填积叠加 ,砂体厚度可以几倍于河流深度。马岭油田早期网状河充填砂体宽仅 400期宽厚比逐渐增大而向辫状河型转化 ,晚期河道砂体宽可达 15~25主体粗相带仍保持相当好的继承性。呈现下粗上细的大的正旋回层序 ,下部以砾岩、砾状砂岩为主体 ,往上渐变为含砾砂岩或粗、中砂岩。内部由许多小正韵律组成 ,每一个小韵律也呈下粗上细 ,多数以突然出现数厘米厚的粉砂或泥粉而结束。第二节陆相碎屑岩储层 储层类型三、三角洲前缘砂体储层“三角洲是河流在一个稳定的水体中或紧靠水体处形成的、部分出露水面的一种沉积物”(巴雷尔, 1912)。第二节陆相碎屑岩储层 储层类型三、三角洲前缘砂体储层鸟足状三角洲又称舌形或长形三角洲,是以河流作用为主的极端类型,是最典型的高建设性三角洲。1965)、 1970)将扇三角洲定义为:“由相邻高地进积到安静水体中的冲积扇”。扇三角洲主要形成于构造活动较强烈的地区,由短而坡度大的河流(主要是辫状河)从附近的物源区携带大量粗碎屑在盆地边缘快速堆积第二节陆相碎屑岩储层 储层类型三、三角洲前缘砂体储层 鸟足状三角洲分流河道砂体以顺直河型为主,少量为低弯曲度的曲流河型。前缘砂体在体积上则以内前缘河口沙坝砂占绝对优势,外前缘席状砂体较少,三层结构组成了三角洲反旋回粒序。鸟足状三角洲距物源远,因而砂岩粒度较细,河口坝主体一般为细砂岩。由于入湖坡降较小,河流作用显著,向湖前积比较自由,不易在河口堆积成较厚的河口坝,砂体厚度较小,略厚于分流河道砂。三角洲河口沙坝在中下部呈现相对较粗的复合韵律特点 ,砂岩交错层理发育 ,反映在层内渗透率变化上则是最大渗透率段在中下部 ,渗透率非均质程度较小 。三角洲外前缘席状砂很不发育 ,属粗粉砂岩 ,呈零星小片分布1、鸟足状三角洲前缘砂体储集层第二节陆相碎屑岩储层 储层类型2、扇三角洲前缘砂体储集层扇三角洲砂体属于粗碎屑岩,砾岩或砾状砂岩占主要地位。坡降陡,湖体深。层序为:湖相 ——前三角洲相,水平层理的深褐色泥岩 ;底积层 ——绿灰色泥质粉砂岩、泥岩与粉、细砂岩间互,水平层理和波痕交错层理发育 ;前积层 ——块状及具高角度斜层理的砂、砾岩为主,夹薄层绿灰色泥岩、泥质粉砂岩,前积层倾角高达 25° 左右 ;顶积层 ——块状砾岩与砾状砂岩,有的可见斜层理,砾石略具定向排列,并与上覆层呈突变接触。第二节陆相碎屑岩储层 储层类型2、扇三角洲前缘砂体储集层前缘砂体几何形态呈扇形。近端厚,远端薄,呈楔形分布。一个扇叶为一个连通的储集体,向远端逐渐变细。扇三角洲体向湖伸展面积很小,多数仅几平方公里,但砂砾岩体沉积厚度大,单层可达数十米,仍然可以成为具有层内非均质性以反韵律和复合韵律粒序为主。扇三角洲前缘砂砾岩体同河流三角洲相比,具有厚度大、面积小、碎屑颗粒粗、分选差、渗透率变化大、孔隙结构复杂的特点。第二节陆相碎屑岩储层 储层类型四、浅湖滩坝砂体储层第二节陆相碎屑岩储层 储层类型四、浅湖滩坝砂体储层湖盆中的滩、坝砂体是由发育在湖泊边缘、湖泊中部局部隆起区以及湖湾等处的砂滩和沙坝形成的。经受湖浪或湖流改造后的滩、坝砂体,结构成熟度和矿物成熟度皆高于其他砂体;泥质含量少,粒度适中,分选良好,原生孔隙大,由于其发育部位邻近生油区,钙质胶结物在成岩后生阶段易被溶解,次生孔隙比较发育,故具有较高的孔隙度、渗透率,和较好的连通性和连续性。砂体的储集特征。第二节陆相碎屑岩储层 储层类型四、浅湖滩坝砂体储层在金湖凹陷阜二段发育的滩、坝砂体可以分为席状砂、丘状砂、肾状砂和土豆状砂 4种几何形态。坝砂以肾状和土豆状为主,丘状次之。滩砂以席状为特征,席状砂体连通性好,连续性高;丘状砂体轴部为低渗带,翼部为高渗带。席状砂的渗透率变化与波浪高能带和低能带相呼应;丘状砂体由于形成时的重力分异,使砂体下粗上细 ,形成轴部渗透率低于侧翼地区。第二节陆相碎屑岩储层 储层类型五、湖底扇砂体储层深湖湖底扇砂体基本上可以概括为两种类型:一是横向体系深断裂一侧发育的粗碎屑岩水下扇体,其范围大,厚度大,能形成一定规模的储集层,油气一般赋存在扇中水道部位。例如辽河西部凹陷西斜坡、东营凹陷西北斜坡和高尚堡等油田沙三段储集层;二是发育在纵向体系三角洲前端的透镜状小型浊积扇以及相关的浊积砂体。例如东营凹陷牛庄油田沙二段储集层,此类砂体被生油岩所包围,往往形成低渗异常高压层,但扇体规模小,难以形成大型油藏。第二节陆相碎屑岩储层 储层类型1、粗碎屑岩水下扇储层粗碎屑岩水下扇一般夹于湖相泥岩中,砂砾岩矿物及沉积结构成熟度低。油气储集层是中扇水道、溢岸支道及席状砂体。水下扇沉积岩相变化快,成因单元砂体侧向连续性一般只限于水道宽度范围,除水道摆动频繁地区外,其他地区砂体侧向连续性变差,油层平面分布不均匀。另一方面,由于储集层砂体内部为多次能量大小不同的重力流事件的产物,各次水道皆为正韵律,水道砂体总的叠加为复合韵律,从而加剧了非均质性。第二节陆相碎屑岩储层 储层类型2、三角洲前缘斜坡扇储层  三角洲前缘斜坡扇是由三角洲前缘沉积物滑塌直接插入深湖相泥岩中形成的,二者形成垂向上有规律的组合,砂体之间以深湖相泥岩隔开。斜坡扇形成过程的每次滑塌,其底部皆对前期沉积物产生侵蚀作用,形成滑塌侵蚀面。侵蚀面上堆积有单层浊积砂体,其上为正常的深湖相泥岩层。浊积砂体是斜坡扇的基本储集单元,由于具有粒度向上变细、分选性向上变好的特征 ,物性表现为底部差 ,中下部最好 ,向上又变差的复合韵律性。深湖地区的浊积砂体由于处于烃源岩的包围之中 ,具有自生、自储、自盖的良好条件 ,因而常形成透镜状岩性油藏。第三节湖相碳酸盐岩储层 储层特征1、骨架碳酸盐岩储层( 1)礁相碳酸盐岩储集层:由造架生物形成的,位于湖泊内部的碳酸盐建隆。东营凹陷平方王礁体油田西 3度最大为 前微相以亮晶藻砾屑白云岩、亮晶螺灰岩为主,相带水体活跃,适宜于喜在迎风坡繁殖的腹足类生活。这里坡度大,易滑塌,碳酸盐颗粒大小混杂。礁缘微相以泥晶粒屑灰岩及含粒屑泥晶灰岩为特征,夹泥岩薄层,孔隙性差。礁后微相以泥晶白云岩为主,含部分管状藻屑、生物碎片及核形石等。礁体储集性能很好,以礁核微相最好,平均孔隙度为 渗透率一般为 (100 10-3 架孔隙是有效的储集层空间。礁前微相的储集性能仅次于礁核,孔隙度平均为 渗透率为(10~100)× 10层特征1、骨架碳酸盐岩储层( 2)礁丘相碳酸盐岩储集层:以生物建造为主,由骨架岩、颗粒碳酸盐岩和泥晶碳酸盐岩共同组成的较深水岩隆,是以泥晶碳酸盐岩为主要成分,介于 生物礁与深水泥丘之间的过渡性岩体。义东生物礁发育在凸起边缘断阶带的构造台地,紧邻深水区,水体较清,是适宜造礁生物生活的地域。大 81个藻礁体和 3个藻礁丘体。礁核亚相是大 81性最佳,礁前亚相的物性次于礁核亚相,礁后亚相物性相对较差。大 81核亚相为主体沉积,厚度较大,物性相对较好,孔隙类型有粒间孔、粒内孔等,孔隙度为 10%~25%,渗透率为 810帽与丘底亚相泥晶灰岩较多,孔隙连通性较差,渗透率都较低。第三节湖相碳酸盐岩储层 储层特征1、骨架碳酸盐岩储层( 3)生物层储集层:生物层的储集性能也比较好 , 孔隙度为 8%~20%, 最高达 可以成为高产储集层。如邵 10井生物层与螺灰岩呈互层 , 单井初日产原油上千吨。生物层以济阳坳陷沙一段 “针孔灰岩”层最典型。分布在东营凹陷的北部陡坡和南部缓坡带。陈家庄凸起由前震旦系硅铝质变质岩组成 ,碎屑入湖形成浑水区 ,对骨架碳酸盐岩的发育不利 , 只能形成 2~5物层以枝管藻骨架白云岩为主体 , 混有多种粒屑成分的粘结岩 , 呈层分布 , 有生物生长层理。生物层以枝管藻白云岩为主 , 呈层分布 ,发育鲕粒及生物残体。第三节湖相碳酸盐岩储层 储层特征(1) 生物一鲕粒滩、坝储集层研究区古近纪沙河街期沙一段早期为咸水湖泊环境,最有利于湖相碳酸盐岩储层形成的沉积相为滨浅湖生物滩和鲕粒滩微相。生物滩和鲕粒滩集中分布于港西凸起和孔店凸起周围沙一段下部第 Ⅲ 小层,主要由灰、褐灰色中 形虫灰岩和鲕粒灰岩组成,局部为云质颗粒灰岩或颗粒云岩, 该类浅滩多形成于湖基面附近,较强的水动力条件可将生物介壳打碎、磨蚀、淘洗,将鲕核反复扬起和滚动,使生物颗粒和鲕粒间的灰泥基质被淘洗干净,形成大量生物体腔孔、介壳遮蔽孔和粒间孔,部分孔隙可保留至今成为有效的储集空间。2、颗粒碳酸盐岩储层第三节湖相碳酸盐岩储层 储层特征(1) 生物一鲕粒滩、坝储集层黄骅坳陷沙一段下部湖相碳酸盐岩储集空间以次生孔隙和裂缝为主,粒间孔、生物体腔孔和介壳遮蔽孔极少。次生孔隙以粒内溶孔、鲕模孔和生物模孔为主,粒间溶孔、溶洞和晶间溶孔较少。粒内溶孔属鲕核、介形虫、腹足内部充填物被溶解后的产物,局部可形成鲕模孔和生物模孔;晶间溶孔和粒间溶孔主要是溶蚀晶粒和颗粒间的石膏、石盐和方解石。第三节湖相碳酸盐岩储层 储层特征2、颗粒碳酸盐岩储层分布于辽河西部凹陷盘山北部湖湾区,湖底为玄武岩形成的水下低隆起,起伏小于 3m,上覆以球粒为主的粒屑滩,含鲕、介形虫、螺、藻屑化石及砂屑等。颗粒含量 65%~95%,是粒径为 泥晶方解石组成,混有泥质及有机质,由化学及生物的凝絮作用形成。最大单层厚度 85m,单井累计厚 336m,面积约 197集性能好,孔隙度最高 渗透率可达 659× 10层厚度越大,储集性能越好( 2)球粒滩第三节湖相碳酸盐岩储层 储层特征2、颗粒碳酸盐岩储层(3) 藻滩储集层内碎屑滩为高能持续动荡环境,处于浅滩的迎风面,以亮晶内碎屑白云岩沉积为主;藻滩为间歇动荡环境,处于浅滩的背风面,向陆一侧,以泥晶藻屑白云岩沉积为主;内碎屑滩、藻滩之间为滩间,为安静低能环境,以泥晶灰岩沉积为主。浅滩的分布有明显的规律性,它们主要呈小面积的长垣状沿近湖缘的滨岸带以及湖内水下隆起区分布,而且往往与湖盆的边缘平行第三节湖相碳酸盐岩储层 储层特征3、泥晶碳酸盐岩储层湖湾浅水及深湖区发育的薄层、纹层状泥晶碳酸盐岩,其原生晶间孔虽很难形成有效储集层,但在有层间缝、成岩收缩缝或适宜的构造缝发育时,或加上部分溶蚀形成的溶沟,仍可使其成为裂缝型储集层。第三节湖相碳酸盐岩储层 储层特征3、泥晶碳酸盐岩储层饶阳凹陷中央隆起带沙三段上部发育碳酸盐岩滩坝沉积,包括藻屑滩微相、鲕粒碳滩微相、泥晶碳酸盐岩湖湾微相及含陆源碎屑的颗粒碳酸盐岩滩微相。研究区西南部,受深泽低凸起影响,陆源碎屑物质供应充足,碳酸盐岩极不发育,发育了滨浅湖陆源碎屑滩砂。而在研究区较高部位陆源碎屑供应停滞、且水体深度适中,阳光充足,适合生物生存,发育了大量的藻屑云岩,形成藻屑颗粒碳酸盐岩滩。藻屑颗粒碳酸盐岩滩西部的中央隆起带斜坡处于波浪波及带,由于水流和湖浪的作用,鲕粒云岩大量发育,形成鲕粒碳酸盐岩滩。受古地形的影响,两条同生断层之间为低洼区,形成泥晶碳酸盐岩湖湾。第三节湖相碳酸盐岩储层 储层特征4、介壳灰岩储层四川盆地中部地区,中 —下侏罗统分布面积约18× 104 主要的石油勘探区,自 1958年以来经历了 50多年的石油勘探历史。该区中 —下侏罗统自下而上可分为自流井组、凉高山组和沙溪庙组,共发现 5套含油气层组。中 —下侏罗统主要发育砂岩和石灰岩两类储层。截至 2010年底,大安寨段共试油井 933口,获工业油气井 541口(其中低产油气井 191口),探井成功率58%。目前,大安寨段年产原油 104 t,占各层段年产油总量的 74%,是川中地区石油开发的主产层。第三节湖相碳酸盐岩储层 储层特征4、介壳灰岩储层含有机质泥质介壳灰岩的储集空间主要表现为沿介壳层间发育有壳间或层间孔隙以及溶蚀孔隙(图 4b)。另外由于介壳多顺层分布,从而易于形成各种层理缝、壳缘缝等,由于含有机质泥质介壳灰岩多发育在欠压实的半深湖泥岩区,其压实程度不强,受构造作用易形成疏松状层间缝和水平缝(图 6a)。( 1) 事件沉积为浅湖 —半深湖相含有机质泥质介壳灰岩储层的发育奠定了物质基础。 双壳类生物主要在滨浅湖区大量繁殖 ,可形成高能介壳滩,半深湖 —深湖区的介壳灰岩一般都是从滨浅湖区受风暴等事件的作用整体搬运而来的 ,属事件沉积层。( 2)欠压实是导致含有机质泥质介壳灰岩储层疏松、孔缝发育的关键。 由于在中 —晚侏罗世盆地快速沉降,快速沉积,导致下伏大安寨段大套暗色泥页岩排水不畅,暗色泥页岩中产生了明显的欠压实现象,使得与泥页岩互层的含有机质泥质介壳灰岩保留了大量的原始层间孔缝。( 3)泥岩的分隔作用, 使得介壳层很少受成岩流体影响,溶解及交代程度均较低,导致大量原生孔隙的保存,同时,埋藏成岩流体对文石的溶蚀作用以形成溶孔。第三节湖相碳酸盐岩储层 储层空间湖相碳酸盐岩储集层储集空间与海相碳酸盐岩储集层相同,仍为“孔、洞、缝”三大类,只是由于沉积相的特殊性,其分布发育程度有其特点。第四节海相碳酸盐岩储层 储层特征1、储集层系分布广海相碳酸盐岩储集层就世界范围而言是极其重要的。但是从中国来看,作为原油储集层其储量所占比例甚小,作为天然气储集层却占有较大比例。从油气储集层的层位来看,分布十分广泛,据 4个盆地统计,有 10个时代21个层系。第四节海相碳酸盐岩储层 储层特征2、成岩史复杂碳酸盐自沉积之后,随上覆沉积物的增加,经历海底浅埋藏和中 发生胶结作用、交代作用、新生变形作用以及压实和压溶作用。第四节海相碳酸盐岩储层 储层特征3、储集空间类型多样第四节海相碳酸盐岩储层 储层类型1、生物礁储层生物礁是碳酸盐沉积中的一种重要类型,也是碳酸盐沉积中一种含油气的沉积类型。生物礁作为储层有较好的孔隙性和渗透性,以稳产、高产为显著特征。据统计。在国外已发现了许多生物礁油气田,目前世界上约有 20%左右的大型油气田与礁型油气藏有关。世界上有 8 口日产万吨以上的油井,其中有 4 口产自生物礁储层。第四节海相碳酸盐岩储层 储层类型1、生物礁储层生物礁是在台地边缘生屑滩或砂屑滩之上发育起来的,造礁生物主要有海绵、水螅、钙质红藻,其次为苔藓虫、管壳石及少量珊瑚等。由这些造礁生物为主构成的粘结岩、障积岩和少量的骨架岩形成生物礁的主体,另有海百合、有孔虫、蜓、腕足、双壳类、腹足类等附礁生物与造礁生物一起组成礁群落。第四节海相碳酸盐岩储层 储层类型1、生物礁储层生物礁井孔隙发育较好,非生物礁井则相对致密。五百梯生物礁岩石基质渗透率较低孔隙的发育很不均匀,孔隙连通性差,空隙间喉道细小,因而渗透率低,后期构造裂缝的形成对储层的渗透性具有重要意义。第四节海相碳酸盐岩储层 储层类型2、浅滩相储层浅滩碳酸盐岩的分布十分广泛,远远超过礁的分布,因为滩的形成无需像礁那样苛刻的地质条件。滩可形成于礁的底部,也可以形成于礁的向岸一侧;在碳酸盐台地的缓坡 ,可能无礁 ,但却有滩的沉积;滩还可以形成于开阔海台地内部,也可以形成于潮间带滩相沉积出现的另一种形式,是作为礁的夹层。作为油气储集层的滩碳酸盐岩主要分布于四川盆地的二叠系、三叠系。第四节海相碳酸盐岩储层 储层类型2、浅滩相储层 嘉陵江组沉积时期,四川盆地乃至整个上扬子地区的沉积,主要受潮汐作用控制。自嘉陵江组一段至五段,由海进至海退形成 3个旋回:嘉一段、嘉三段和嘉五段。下部为海进环境的产物,也是浅滩主要发育的时期,主要为潮坪、泻湖灰岩。嘉一段主要为含泥质灰岩、藻席灰岩、微晶蠕虫灰岩和灰岩 ;嘉三段主要为蠕虫灰岩、藻席灰岩、条带灰岩、微晶灰岩、微晶白云岩 ;嘉五段下部主要为厚层灰岩 ,顶部有厚度不大的白云岩。上述三个层段习惯上统称为滩。嘉陵江组各类滩相的岩石中,发育有粒间孔、粒间和粒内溶孔、铸模孔。由于这些岩石泥少质纯,在后来的构造活动中也能形成比较发育的裂缝,从而使多孔的颗粒灰岩 (白云岩 )成为较好的储集层。据统计 ,泸州一带嘉一段上部 50灰岩(云岩 )、介屑灰岩 (云岩 )较发育,其平均孔隙度为 5%~10%;石龙峡嘉五,鲕灰岩孔隙度达 75%;阳高寺嘉 平均孔隙度为 5%,最高可达 21%。第四节海相碳酸盐岩储层 储层类型2、浅滩相储层碳酸盐岩鲕滩沉积主要分布在台地边缘或海水能量较高的内缓坡,台地内部只发育一些规模较小的点滩。鲕滩沉积受海水的深度、能量条件、化学组成等因素的影响,并随相对海平面变化而迁移。第四节海相碳酸盐岩储层 储层类型2、浅滩相储层飞仙关高能相带的鲕粒滩发育,具有形成颗粒滩型储层的条件。成岩作用是控制该区鲕粒滩储层的非均质性的重要原因,其中海底成岩作用下的胶结,埋藏成岩环境下的压实、压溶是最重要的破坏性成岩作用,而埋藏成岩环境下的溶蚀、白云岩化则是孔隙发育的建设性成岩作用。第四节海相碳酸盐岩储层 储层类型3、潮坪相储层主要有两种类型:一种是超盐度的蒸发坪,包括四川盆地的下三叠统嘉陵江组、下石炭统和鄂尔多斯盆地的下奥陶统;另一类是藻坪,见于四川盆地的上震旦统灯影组。潮下坪: 指平均低潮线以下、正常浪基面以上的地带,其水体循环较好,能量较高。主要岩性为灰白色、灰色以及深灰色泥微晶白云岩、灰泥白云岩夹少量颗粒白云岩及柱状藻叠层白云岩。潮间坪: 指平均高潮面和平均低潮面之间,水体变化很频繁,常常被暴露于海面上。主要岩性为藻纹层微晶白云岩、藻粘结白云岩和砂屑白云岩等。潮上坪: 指在高潮位与特大潮或风暴潮时波浪作用到达地之间的地带,总体特征是海水很浅,含盐度极高。该段主要岩性为深灰色藻纹层状泥质白云岩、细 —粉晶白云岩、藻纹层白云岩和微晶白云岩等。纹层状、鸟眼、窗口状和干裂构造发育。第四节海相碳酸盐岩储层 储层类型3、潮坪相储层:蒸发坪鄂尔多斯盆地靖边气田马五 1- 4亚段属于陆表海蒸发碳酸盐潮坪相。潮上带 ( 含 ) 石膏结核白云岩和潮间带上部的含石膏晶模白云岩最有利于形成储层。第四节海相碳酸盐岩储层 储层类型3、潮坪相储层:蒸发坪马五 1- 4储集岩主要为风化壳型溶蚀孔洞白云岩 ; 另有少数粗粉晶 —细晶白云岩、鸟眼孔白云岩及溶塌角砾岩。溶蚀孔洞白云岩储层的原岩为含膏泥 —细粉晶白云岩。表生风化壳岩溶期,含膏白云岩中的 ( 硬 ) 石膏结核和晶体被大气淡水溶解成孔洞,然后被一种或几种矿物部分充填后的残余空间构成储集体。粗粉晶 —细晶白云岩储集空间主要为以晶间孔。第四节海相碳酸盐岩储层 储层类型3、潮坪相储层:藻坪第四节海相碳酸盐岩储层 储层类型3、潮坪相储层:藻坪第四节海相碳酸盐岩储层 储层类型3、潮坪相储层:藻坪第四节海相碳酸盐岩储层 储层类型4、局限海和开阔海台内浅滩相储层局限海和开阔海台地相的沉积物,在一般地质条件下难以成为好的储集层,但当其遭到多次成岩改造、构造改造或者成岩和构造叠加的改造作用时,也可以成为储集层。台内浅滩,因构造改造作用,其储集层常常难与开阔海的其他沉积相储集层区分,故视作一个整体。第四节海相碳酸盐岩储层 储层类型4、局限海和开阔海台内浅滩相储层台内浅滩主要分布在茅口组的中上部,是开阔台地中较浅水地区,沉积时水体浅、水动力相对较低。岩性以浅灰色、褐灰色中 —厚层状亮 —粉晶生屑灰岩、藻灰岩和白云岩为主,局部夹燧石结核,具有一定抗浪能力的分支状红藻特别发育(图 4a),此外还发育有蜓、珊瑚、有孔虫、腕足类等生物化石(图 4b)。溶孔、溶洞、生物钻孔比较发育,往往可以形成良好的储层。第四节海相碳酸盐岩储层 储层类型4、局限海和开阔海台内浅滩相储层四川盆地栖霞组和茅口组虽然浅滩很多,但与潮坪浅滩和台缘浅滩不同,大多数形成于开阔海低能环境,缺乏反复暴露于大气水遭到淋滤的机会和白云岩化的条件,也缺乏强水流的冲洗和簸选,具有更多的泥晶填隙物,原生孔隙不发育。茅口组储集空间的形成,除后期构造活动和地下水溶蚀作用外,更重要的是茅口期末发生了东吴运动,导致茅口组遭到剥蚀和大气淡水的淋滤、溶解,并由此使其发育了裂隙、溶蚀缝和规模不同的溶洞。第四节海相碳酸盐岩储层 储层类型5、风化淋滤体储层海相碳酸盐岩风化淋滤体储集层的形成,是与地层抬升一沉降密切联系在一起的。抬升,使之暴露地表,遭受地表环境的物理、化学风化淋滤,产生缝、洞、孔及白云岩化作用,构成岩溶地貌。尔后沉降,被晚期泥质岩覆盖。岩溶地貌的高部位,形成风化淋滤储集层,也就是一般所谓的“潜山”。第四节海相碳酸盐岩储层 储层类型5、风化淋滤体储层 顺层孔洞发育带: 粗结构的隐藻礁滩相的凝块石白云岩、叠层石白云岩原生孔隙发育, ,而且更容易受到次生溶蚀。近水平分布的岩溶带: 任丘潜山沙河街组三段沉积前露出水面 ,被湖水包围,在湖面长期停滞的地带岩溶最发育,形成穿层的水平岩溶带。顺断裂带分布的溶洞发育带: 断层是地下水活动的通道,为岩溶的形成提供了条件,任丘潜山的溶洞大量地形成于断层和断裂带附近,断裂发育区也是溶洞率最高的地区,特别是几组断层交汇的地区,溶洞更发育。风化壳孔洞缝发育带 :在风化壳上 ,岩石破碎,裂缝密如蛛网,放空、大漏、扩径等现象大都发生在风化壳上。第五节变质岩和火山岩储层 变质岩储层1、储集空间一般认为变质岩没有原生孔隙 ,在变质结晶过程中,颗粒间可形成一定的缝隙,或在变质较浅部位由于变质结晶不彻底,残留有部分原岩孔隙。由于在深度变质过程中,随着液态物质的参与及大部分固态岩石处于塑性流动状态,结晶和碎裂成因的孔隙缝隙最后都被充填堵塞,所以变质岩储集层以次生储集空间为基本条件。构造作用和表层风化作用是变质岩形成储集空间的主要地质营力。第五节变质岩和火山岩储层 变质岩储层2、储集体分带(1)风化破碎带位于岩体上部,发育状况不一,厚度可以从几米到几百米。此带为物理风化、构造破碎复合作用而成的一个连续的岩石破碎带。该带化学淋溶作用相当强烈,岩石破碎严重,岩石较疏松,储集空间发育,但不均一。(2)裂隙发育带位于风化破碎带的下部,由于构造作用使岩石发生破碎和产生裂隙。并受断层破碎带和构造部位的控制。其发育程度除和构造强烈程度及所处构造位置有关外,还和岩石类型关系密切。以长英质刚性矿物为主的岩石,破碎程度强,该带裂隙发育。而暗色矿物较多的岩石,则破碎程度弱,发育程度次之。(3)致密带位于岩体下部,岩石未发生破碎或局部极轻微破碎,构造成因的储集空间不发育,化学淋溶作用不明显。前两带为储集层,后者为非储集层。第五节变质岩和火山岩储层 变质岩储层3、储集层特征变质岩储集层储集空问虽然以构造成因的裂隙和风化破碎淋溶的孔隙为主 ,但由于岩石性脆 , 裂缝密度大 , 组系多 , 微裂缝发育 , 各种规模裂缝相互连通 , 仍可形成较高的储集能力和渗流能力。以太古代结晶变质岩为储集层的王应油田、东胜堡油田都获得多口日产原油千吨以上的高产井 。第五节变质岩和火山岩储层 变质岩储层变质岩储集层多位于基岩上的凸起部位。该部位风化淋滤溶蚀作用强烈,而且经历时间长。变质岩体内部不同岩类性质的变化影响着储集性能。岩石脆性越大,破裂程度越大,裂缝越发育,储集性能就越好。如王庄油田变质岩储集层中,混合岩化的长英质伟晶岩脉裂缝发育程度高于基体。东胜堡油田混合岩储集层中,浅粒岩、均质混合岩、条痕状混合岩及晴色矿物少的混合花岗岩为高渗透性储集层,而角闪质岩石、变粒岩类等则为低渗透性储集层。不同造岩矿物因溶蚀性的差异,对储集性能的贡献也有所不同。长石溶蚀孔缝最发育,黑云母、角闪石等暗色矿物次之,石英则最差。4、影响储集性能的条件第五节变质岩和火山岩储层 火山岩储层裂隙式喷发复合式喷发中心式喷发火山喷发三种产状:中心、裂隙、复合模式图第五节变质岩和火山岩储层 火山岩储层这类储集层在许多含油气盆地中分布。如黄骅坳陷风化店和王官屯油田的中新生界次火山岩一火山岩,准噶尔盆地克拉玛依油田的石炭系玄武岩,苏北闵桥地区下第三系玄武岩,济阳坳陷滨南和昌潍等地区的下第三系玄武岩一安山岩,辽河坳陷热 平房、荣兴屯和油燕沟等地的中、新生界玄武岩 海海域的锦州 2028构造中生界玄武岩一安山岩,内蒙古二连盆地阿北油田的中生界安山岩等。第五节变质岩和火山岩储层 火山岩储层储集空间主要有孔隙和裂缝两类 :① 原生孔、缝 ,这是在岩石形成过程中产生的 ;② 次生孔、缝 ,是成岩后 ,在表生风化作用和埋藏过程中 ,受地表水、地层水的溶蚀 ,产生了次生孔隙并改造了原生孔隙 ,以及后期构造作用产生的构造裂缝。1、储集空间第五节变质岩和火山岩储层 火山岩储层原生孔隙: 为火山物质喷出地表形成的气孔及不完全被杏仁体充填的残余孔隙、晶间微孔、火山角砾间孔等。次生孔隙: 球粒流纹岩脱玻化孔 ;长石 (包括斑晶、晶屑、微晶、脱玻化形成的长石 )、火山灰、黏土矿物的溶蚀孔 ;气孔充填的碳酸盐杏仁体、裂缝充填的碳酸盐脉以及岩石碳酸盐化形成的碳酸盐矿物的溶蚀孔。裂缝: 可以成为火山岩的主要渗流通道和部分储集空间其成因在于 :火山作用和成岩作用形成爆裂缝、收缩缝 ;构造应力作用使火山岩体发育变形、错动而形成构造裂缝。1、储集空间第五节变质岩和火山岩储层 火山岩储层2、岩相特征火山岩储层岩相划分方案(据王濮珺, 2003)火山岩岩相爆发相空落亚相热基浪亚相热碎屑流亚相喷溢相上部亚相中部亚相下部亚相侵出相内带亚相中带亚相外带亚相火山通道相火山颈亚相次火山岩亚相陷爆角砾熔岩亚相火山沉积相凝灰岩夹沉积岩再搬运火山碎屑沉积岩亚相含外碎屑火山沉积岩亚相喷溢相爆发相喷溢相爆发相喷溢相 火山沉积相侵出相 火山通道相第五节变质岩和火山岩储层 火山岩储层2、岩相特征第五节变质岩和火山岩储层 火山岩储层3、储集物性火山岩储层成因类型与分布特征控制作用 储集空间 储层类型 分布与产状火山作用 原生型火山熔岩 喷溢相 ,层状潜火山岩 浅成侵入相 ,筒状火山碎屑岩 爆发相 ,堆状、环状成岩作用 次生型风化壳岩溶型 内幕储层埋藏岩溶型 酸性流体溶蚀 ,深度不限蚀变型 岩床、岩株,蚀变带构造作用 裂缝 裂缝型 构造高部位 ,断裂带熔岩型储层溶蚀型储层裂缝型储层火山碎屑岩型储层四大类储层结晶作用淬碎作用致密玻璃质 全晶质气孔构造 喷气孔火山作用: 形成熔岩+碎屑岩 原生孔隙储层( 结晶、淬碎 、 收缩)晶间微孔逸出作用杏仁体内孔冷却、收缩缝三塘湖马 19井收缩缝火山作用: 形成熔岩+碎屑岩 原生孔隙储层(结晶、淬碎、 收缩 )流纹质玻璃经脱玻化作用,最大可增加面孔率 产生 深 1 球粒缘孔球粒间孔成岩作用: 脱玻化作用 、淋滤溶蚀作用, 形成 次生溶蚀型储层三塘湖盆地风化淋滤带中的孔缝准西北缘石炭系火山岩油藏主要分布于距石炭系顶面 250- 600岩作用: 脱玻化作用、 淋滤溶蚀作用 , 形成 次生溶蚀型储层长石溶蚀火山灰溶蚀碳酸盐矿物溶蚀马19井溶孔成岩作用: 脱玻化作用、 淋滤溶蚀作用 , 形成 次生溶蚀型储层松辽盆地构造裂缝构造 作用: 形成裂缝型储层0 100650条 /10油 油斑荧光无显示050010001500200050深度(m)古 59井凝灰岩第五节变质岩和火山岩储层 火山岩储层3、储集物性火山岩储层成因类型与分布特征控制作用 储集空间 储层类型 分布与产状火山作用 原生型火山熔岩 喷溢相 ,层状潜火山岩 浅成侵入相 ,筒状火山碎屑岩 爆发相 ,堆状、环状成岩作用 次生型风化壳岩溶型 内幕储层埋藏岩溶型 酸性流体溶蚀 ,深度不限蚀变型 岩床、岩株,蚀变带构造作用 裂缝 裂缝型 构造高部位 ,断裂带熔岩型储层溶蚀型储层裂缝型储层火山碎屑岩型储层四大类储层第五节变质岩和火山岩储层 火山岩储层3、储集物性储集空间主要由孔隙和裂缝两者组成。原生孔隙和次生孔隙都可发育,然而火山岩孔隙与一般碎屑岩粒间孔有极大的差别,即孔隙本身在原生条件下基本处于孤立状态 ,其有效性依赖裂缝的沟通。储集能力的大小并不取决于孔隙本身的发育程度,而取决于裂缝或后期改造沟通的有效孔隙的多少,因此物性可以变化很大。
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本文标题:中国石油地质学(2012版第三部分)
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