陆相细粒岩储层质量的控制因素
——以四川盆地下侏罗统为例
王金艺,金振奎,王昕尧,任奕霖,程浩,焦盼盼
中国石油大学(北京)地球科学学院,北京 102249
由于陆相细粒岩储层与海相细粒岩储层在物质组成、沉积环境方面差别较大,储层质量影响因素也不尽相同。本文以四川盆地下侏罗统为例,利用X射线衍射、氦气法测孔渗、元素地球化学、有机地化分析、扫描电镜等多种实验测试手段,解释陆相细粒岩组成成分、储层物性特征和空间类型,探讨陆相细粒岩储层质量的主控因素。
X-射线衍射分析结果表明,四川盆地下侏罗统细粒岩主要组成矿物为石英、黏土矿物、碳酸盐矿物,以及少量的长石和黄铁矿。其中,脆性矿物(石英、长石和碳酸盐矿物)含量大于50%,黏土矿物与石英在各层段的含量都较高,碳酸盐矿物则在大安寨段含量最高。
陆相细粒岩层段主要由5种岩石类型组成,包括页岩、介壳泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩和介壳灰岩。大安寨段和东岳庙段富有机质页岩和介壳泥岩物性、含气性较好,可作为良好的陆相细粒岩储层。扫描电镜观察可知,下侏罗统细粒岩储集空间可划分为3大类:分别为无机孔、有机孔和微裂缝。其中,无机孔可细分为粒间孔和粒内孔,粒间孔包括颗粒间孔和粒缘孔,粒内孔分为黏土矿物片间孔、溶蚀孔和少量的莓状黄铁矿内孔。统计发现,富有机质介壳泥岩、页岩的储集空间以黏土矿物片间孔、微裂缝和少量有机孔组成。
陆相细粒岩与海相细粒岩形成于不同的沉积环境,经历了独特的成岩作用,其储层特征差异较大。相较于海相细粒岩,陆相细粒岩岩性变化快,所含矿物类型较多,含量变化大,有机质含量低,内部结构复杂,储层质量受组成成分影响较弱。对细粒岩储层的沉积环境分析发现,半深湖控制富有机质细粒岩的分布,还原、低盐度、潮湿、物源充足的沉积环境有利于细粒岩孔隙空间的发育,为储层的形成提供物质基础。
下侏罗统陆相细粒岩已进入中成岩B期阶段,在成岩的不同阶段其孔隙结构是不同的。在早成岩阶段的压实作用下,陆相细粒岩的孔隙度大幅度降低;中成岩阶段A期,随着有机酸大量生成,有机质孔逐渐发育;中成岩阶段B期,有机质已处于高成熟阶段,无机孔逐渐减小趋于稳定,细粒岩受构造运动影响可形成微裂缝。富有机质细粒岩孔隙度普遍较高,厚度较大,封闭性较强,且普遍存在超压。因此,陆相细粒岩储层质量主要受压实作用影响。由于机械压实和化学压实导致的地层致密,使孔隙流体不能及时排出,产生超压。在此条件下,细粒岩储层中的黏土矿物片间孔被保存了下来,为页岩气富集提供了储集空间。因此,提出预测优质页岩储层和有利勘探部位的方法,即首先寻找页岩欠压实带(异常高压带),然后在欠压实带中寻找富含有机质的半深湖灰黑色页岩和灰黑色介壳泥岩。
论文相关信息
第一作者: 王金艺,中国石油大学(北京)博士研究生,沉积学和储层地质学,E-mail:
基金资助: 国家重大 科技 专项(2017ZX05036004-002)
DOI:
引用格式: 王金艺,金振奎,王昕尧,任奕霖,程浩,焦盼盼.西秦岭北缘上新统木梯寺砾岩成因——兼论青藏高原东北缘隆升[J/OL].沉积学报:1-20[2021-09-02].