（矿产普查与勘探专业论文）鄂尔多斯盆地东南缘（宜川旬邑）延长组成岩作用与储层特征研究.pdf

鄂尔多斯盆地东南缘 宜 1 1 旬邑 延长组成岩作用与 储层特征研究 作者简奔 王勇 募 1 9 7 9 靛生 2 0 0 4 年飙0 覃予施泽进教授 2 0 0 7 年6 层毕业于成部理工大学矿产普 查与勘探专业并获工学硕士学位 中文摘要 鄂尔多斯笳地东南缘宜川一句邑地区是一个勘探程度很低的地区 前人没有 对该堍区的沉积钵系 成岩作露及姥层特 芷进行过系统地磷究 本文针对这一地 区存在的问题 以沉积学和石油地质理论为指导 利用多种测试分析手段 对该 区的成岩 乍用及德层憋征进行了深入地分析和探讨 这对该区下一步的浊气勘探 部署和降低勘探成本具有很重要的意义 首先 利用野外露头资料 钻井岩芯资料 薄片鉴定 阴极发光 扫描电镜 镜质体反射率等分析测试手段进行了储滕岩石学特征及成岩作用的磷究 目标区 内岩石的结构成熟度和成分成熟度都较低 以长石砂岩 岩屑长石砂岩及长石岩 眉砂岩为主 成岩作用类型主要有压实作用 胶结作闵 泥质充壤作用 溶镶作 用和交代作用 其中压实作用和碳酸盐岩的胶结作用是工区内储屡物性变麓的主 要原因 该区典型的戏岩序到为 压实作用一早期罄土膜沉淀 乍耀一长石溶蚀一 石英次生加大一晚期方解石胶结一方解石交代长石一长石次生加大一烃类侵位 成岩除段的划分表明研究区已经进入了晚成岩阶段a 期 其次 结合前两项的研究成果 以孔隙度和渗透率及压汞的测试为基础 对 工区内孔隙特征和物性特征进行了研究 并利用适合本区的储层分类评价方案 对工区内的储层进行了分类评价 工区肉储层为赡型的低孔超低渗储层 主要以 i i 类和i i i 类及i 一i i 储层为主 该区主要有利勘探区位于嶷川一厢寺庄地区和旬 邑一黄陵建区 关键词 宜川一甸基地区成岩作翔健瑟特征 r e s e a r c ho nd i a g e n e s i sa n dr e s e r v o i rc h a r a c t e i u s t i c so f y a n c h a n gf o r m a t i o ni ny i c h u a n x u n y ia r e ai nt h e s o u t h e a s to fo r d o sb a s i n i n t r o d u c t i o no ft h ea u t h o r w a n g y o n g w a sb o r ni n19 7 9 u n d e rt h eg u i d a n c eo f p r o f s h iz e ji n h ew a sg r a d u a t e df r o mc o l l e g eo fe n e r g yr e s o u r c e sa tc h e n g d u u n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y a b s t r a c t y i c h u a n x u n y ia r e ai sl o wi ne x p l o r a t i o n n o b o d yh a ss t u d i e do nt h es e d i m e n t a r y f a c i e s d i a g e n e s i sa n dr e s e r v o i rc h a r a c t e r i s t i c ss y s t e m a t i c a l l yi nt h i sa r e a t h i sa r t i c l e e y e so nt h ep r o b l e m se x i s t i n gi nt h i sa r e a u n d e rt h eg u i d a n c eo fs e d i m e n t o l o g ya n do i l g e o l o g yt h e o r i e s w er e s e a r c h e dt h es e d i m e n t a r yf a c i e s d i a g e n e s i sa n dr e s e r v o i r c h a r a c t e r i s t i c sd e e p l yb ym e a n so fm a n yt e s t sa n da n a l y s e s t h i si sv e r yi m p o r t a n tf o r t h en e x to i la n dg a se x p l o r a t i o na n dh e l p f u lt op l a yd o w nt h ec o s to fe x p l o r a t i o n f i r s t l y b ym e a n so fo u t c r o pd r i l l i n gc o r e s l i c e c a t h o d o l u m i n e s c e n c e s e ma n d v i t r i n i t er e f l e c t a n c e r e s e r v o i r l i t h o l o g i c a lf e a t u r e sa n dd i a g e n e s i s i ss t u i e di n d e t a i l i nt h i sa r e a t h e c o m p o n e n t i ma n d t e x t u r a lm a t u r i t i e si sl o w e ra n dt h e l i t h o l o g i c a lt y p e s a r e m o s t l ya r k o s e s l i t h i ca r k o s e s a n d f e l d s p a r i i t h a r e n i t e d i a g e n e s i st y p e s m a i n l yc o m p a c t i o n c e m e n t a t i o n s i l t yf i l l i n g d i s s o l u t i o na n d m e t a s o m a t i s m t h ef o r m e rt w of u n c t i o n sa r et h em a i nr e a s o n so f d e c r e a s i n g r e s e r v o i r q u a l i t y t h e d i a n e n e t i c s e q u e n c eb e i n g a sf o ll o w s m e c h a n i c c o m p a c t i o n a u t h i g e n i c c h l o r i t e c l a y r i m t h ed i s s o l v eo f f e l s p a r n u a r t z o v e r g r o w t h s l a t t e r c a l c i t ec e m e n t a t i o n c a l c i t em e t a s o m a t i s m f f e l s p a r o v e r g r o w t h s h y d r o c a r b o ne m p l a c e m e n t n o w a d a y si ti sap e r i o do ft i m ea t e r m i n a l d i a g e n e s i sf o ry a n c h a n gf o r m a t i o n s e c o n d l y w i t ht h e f o r m e rt w or e s e a r c h b a s e do nt h et e s to fp o r o s i t ya n d p e r m e a b i l i t y s o m er e s e a r c hh a sb e e n d o n e o nt h ec h a r a c t e r i s t i co f h o l ea n d p e t r o p h y s i c a lp r o p e r t y t h er e s e r v o i ro ft h i sa r e ac a nb ed i v i d e di n t o t h r e et y p e s a c c o r d i n gt o t h e a p p r o p r i a t es c h e m e t h e r ea r ei i i i i i i i i i f u r t h e re x p l o r a t i o n t a r g e t sa r ep r e d i c t e dt ob ey i c u a n x i a n g s i m i a oa r e aa n dx u n y i h u a n g l i n ga r e a k e y w o r d s y i c h u a n x u n y ia r e a d i a g e n e s i s r e s e r v o i rc h a r a c t e r i s t i c s 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果 据我所知 除了文中特别加以标注和致谢的地方外 论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果 也不包含为获得盛都理王态堂或其他教 育机构的学位或证书而使用过的材料 与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意 轹 步哆 7 年 月刁日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解成都理工大学有关保留 使用学位论文的规定 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘 允许论文被查阅和 借阅 本人授权成都理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索 可以采用影印 缩印或扫描等复制手段保存 汇编学位论文 保密的学位论文在解密后适用本授权书 7 答名 惨 砷年了月矽日 第1 章引言 1 1 选题来源 第1 章引言 鄂尔多斯盆地是中国第二大中新生代盆地 在油气勘探开发中的地位是不 言而喻的 经过近百年的勘探与开发 整个鄂尔多斯盆地已经累计建成3 0 多个 大中型 超大型油气田 取得了举世瞩目的成就 但就整体而言 整个中部及 北部的勘探程度相对较高 而盆地的西南及东南缘的勘探程度相对要低的多 宜川一旬邑地区地处盆地边缘 上世纪七八十年代对该地区进行了地质普 查 局部地区进行了地质祥查和细查 此后 该地区的勘探开发曾一度停滞 进入九十年代后期及二零零零年之后 由于国际油价上涨及隐蔽油气藏勘探开 发比例的上升 该区的勘探开发又被提上了议程 但该区基础地质工作的前期 研究不足 储层地质学方面还存在以下问题 1 成岩作用类型的研究不够系统 成岩作用对储层物性的影响不明确 2 缺乏对该区成岩阶段及成岩序列的探讨 从而影响了对该区成岩作用过程的系统认识 3 该区储层岩石学特征 孔隙结 构特征 物性特征等缺乏全面系统的研究 这些问题的存在 严重地制约了该 区的油气勘探部署 本论文针对宜川一句邑地区延长组储层研究存在的问题 对宜川一句邑地区的成岩作用及储层特征进行了深入的研究和探讨 对该区下 一步的油气勘探部署具有重要的指导意义 1 2 研究现状及进展 随着油气勘探开发的深入及新理论 新技术方法的不断提出与应用 常规 砂岩储层研究逐步完善 而一种极具工业潜力与经济潜力的储层类型 致密 砂岩储层也逐渐被人们所认识 谢渊 刘剑等 2 0 0 4 根据前人的研究 尹听 2 0 0 5 赵志东 2 0 0 4 李春玉2 0 0 2 鄂尔多斯 盆地延长组发育了全国有名的低渗透致密砂岩储层 随着油气勘探的深入发展 勘探对象越来越复杂 难度越来越大 隐蔽型油气藏比例显著增加 低渗透致 密油气藏比例增大 因此 致密砂岩储层的研究日益成为我国陆相沉积盆地油 气勘探所面临的新课题 成都理工大学士学位论文 一 成岩作用研究现状及进展 以往研究成岩作用主要着重两个方面 1 各种成岩作用及成岩标志 2 成岩阶段的划分 许怀先 陈丽华等 2 0 0 1 随着储层研究的深入发展 对成岩作用也提出了新的要求 有利孑l 隙的发 育要有平面的概念 要确定有利孔隙发育区 需要与沉积相的研究紧密集合起 来 因此 成岩作用的研究也经历着从点一线一面的定性研究一定量研究一更 深入的研究的发展趋势 形成了成岩作用研究的新动向 在成岩作用中有机地球化学研究研究方面 s u r d a m 1 9 8 4 b a r t h 1 9 8 4 和k l a a r a k a 等 1 9 9 3 对有机酸的来源及其对矿物的稳定性进行了研究 认为有机 酸来自干酪根的成熟作用 但对其生成时间存在分歧 s u r d a m 等 1 9 9 3 和m a c e l 等 1 9 9 5 认为在稳定条件下 微生物和矿物氧化剂能使烃类氧化 是有机酸 不可忽略的成因 有机酸对矿物稳定性的影响主要是通过h 和络合金属元素来提高矿物的 溶解度 有机酸还能够络合c a m g a 1 s i 等元素 已经被g i o r d a n o t h 和k h a r a k a 等于1 9 9 4 年通过模拟实验所证实 此外 烃类与岩石间的氧化还原反应可引起 颗粒和胶结物的溶解 k a c h e l 等1 9 9 5 s u r d a m 等1 9 9 3 w a r d e n 等1 9 9 5 地质时期中的地层流体与岩石之间的相互作用已引起不少学者的兴趣 并 正在逐步形成 流体地质学 这一学科 近1 0 年来 国际上召开了一系列学术 会议 专门讨论 水 岩相互作用 与 地质流体 无疑 流体在砂岩成岩和 油气成藏中起着十分重要的作用 但由于流体地质作用是一个复杂的地质过程 还有许多理论和技术难题需要进一步解决 如流体作用的过程 规模和自组织 动力机制等 随着流体包裹体 稳定同位素及各种岩矿测试技术的进步 该学 科在石油地质学领域的应用取得了一些认识 已经初步认识到 高压振荡流体 活动可能对某些自生硅酸盐环带矿物 大尺度条带状 穿层 的碳酸盐胶结分 带 促进烃类生成以及烃类的幕式运移 聚集的形成产生重要控制f n u t 等 1 9 9 0 d e v e r 1 9 8 8 1 9 9 0 c h e n 等 1 9 9 0 t i g e f i 等 1 9 9 0 w i l l i a m s o m 1 9 9 5 国内的 朱家祥等在研究东濮盆地第三系 寿建峰在研究开鲁盆地侏罗系时也注意到了 这种 穿层 的碳酸盐胶结带 并认为它是一种成岩过程中的自发性化学振荡 现象 朱家祥等 1 9 9 5 或与水溶液中钙离子的振荡性释放有关 寿建峰等 1 9 9 5 第1 章引言 盆地热沉降过程中压实水流非常缓慢 不可能引起有意义的温度场扰动和成岩 成矿作用 b e t h k e 1 9 8 5 a p l i n 等 1 9 9 3 p e d e r s e n 等 1 9 9 4 而异常高压囊重 复开 合过程引起的振荡 脉冲 流体确是沉积地壳乃至岩石圈演化过程中经常发 生的地质事件 这种自组织动力机制极可能在较大尺度上对溶蚀 胶结成岩过程 和成岩带结构产生制约 c h e n 等 1 9 9 0 t i g e r t 等 1 9 9 0 李忠 1 9 9 8 x i e 等 1 9 9 0 w a n gc h i y u e n 1 9 9 9 等用北海油田泥岩样品进行了高压振荡流体的幕式作用的 模拟实验 表明泥页岩中流体 热流的振荡性释放导致孔隙度的振荡性变化的 现象确实存在 对储层的成岩作用和机理产生了更深入的认识 w i l s o n 1 9 8 8 较系统地讨论了挪威v e n l r i 琅e 气田异常高征流体与砂岩孔隙生成之间的关 系 认为深层 大于4 5 0 0 m 优质储层的成因与异常高压流体作用和溶蚀作用有 关 费卫红 李忠等 2 0 0 3 对东濮凹陷异常高压与流体活动及其对储集砂岩成 岩作用的制约研究也表明异常高压流体的确对砂岩的成岩压实作用具有抑制作 用 并且这种作用可能显示幕式活动 但也有研究表明 孔隙流体压力的增加 会使岩石变形所需应力值降低 形变量反而显著增大 引自张厚福 1 9 9 9 h e a r d 1 9 6 0 对石英岩在各种孔隙流体压力作用下的物理模拟实验也得出类似结果 尽管耳前还不能确切了解这种作用的影响程度 但这种现象可能是存在的 另 外 也发现在异常高压流体带内碳酸盐等胶结作用出现增强趋势 寿建峰 2 0 0 0 所以 异常高压流体对砂岩成岩作用的影响是多方面的 目前对其认识还十分 肤浅 s c h e r e r 1 9 8 7 认识到深度仅仅是一个类似于纵坐标和横坐标的位置参数 而不是一个反映砂岩成岩作用过程的好的指标 s c h m o k e r 等 1 9 8 8 建立了时 间 温度或镜质组反射率与储集性质的经验关系 指出岩石成分 地层温度和 时间对储层性质的控制作用 j a m e sw s c h m o k e r 1 9 8 8 认为地下砂岩孔隙度的拟 失可以表示为时间 温度指数的函数关系 m a x w e l l 1 9 6 4 通过室内实验对石英 砂岩建立了时间 温度与孔隙度之间的数学关系式 得出时间与孔隙度之间为 线性关系 而温度与孔隙度之间呈指数关系 v o nc o n t e n 和c h o u d h a r y 1 9 6 9 进行的类似研究也认为温度的提高将明显增大岩石的压缩率 s b l o c h j h m c g o w e n 1 9 9 0 讨论了地层埋藏史对砂岩孔隙度的影响 所研究的两套白垩系 砂岩由于经历不同的埋藏史而使保存下来的孔隙度差异较大 1 9 9 3 年a a p g 组 织出版了 d i a g e n e s i sa n db a s i nd e v e l o p m e n t 认为成岩事件是盆地演化过程 成都理工大学士学位论文 中某一时间的产物 而不一定对应某一深度 这个认识是正确的 寿建峰 张 惠良等 2 0 0 5 随着科学技术的的进步和勘探生产的需要 成岩作用的研究已经由早期的 点的研究发展到现在对面的研究 陈彦华 1 9 9 4 钟广法等 1 9 9 7 许怀先等 2 0 0 1 提出将沉积体系和成岩作用这两大对储层有重大影响的因素结合起来 进行成岩相的研究 随着成岩作用研究的深入 成岩作用的定量评价已经成为 人们关注的焦点 马鸣 2 0 0 5 为了对各种成岩作用迸行定量研究 人们引入 了视压实率 视胶结率和视溶蚀率等概念 刘伟等 2 0 0 2 宋子齐 2 0 0 6 等 对不同地区储层进行了尝试性的成岩定量评价 二 储层研究现状 储层是储集油气的场所和油气藏开发的对象 因此储层研究是油气藏研究的 核心 近年来 伴随着各油气探区勘探程度的不断提高 岩性和裂缝等隐蔽油 气藏在勘探中的比例不断提高 储层研究的精度往往决定着勘探的成功率 同 时油气藏开发程度的不断提高也对刻划储层特征和预测储层空间分布提出了更 高的要求 近年来 储层研究领域主要有以下发展趋势 胡宗全 2 0 0 5 形成了描述 评价和预测三个研究层次 储层研究分定性描述 定量评价和空间分布预测三个研究层次 定性描述 主要建立储层的地质概念模型 为评价和预侧技术体系的建立提供理论基础 定量评价将储层地质信息进行数值化 是进行空间分布模拟预测的桥梁 储层 预测是储层研究的最终目的 是储层研究成果在指导油气勘探开发过程中的价 值体现 在储层研究的三个层次上均形成了相应的方法和技术系列 表l 1 储层描 述主要借助地质学家的知识和经验 通过对储层宏观和微观地质特征的观察与 分析来建立储层的地质概念模型 产生了储层沉积学 成岩作用和孔隙演化等 研究方向 扫描电镜 c t 阴极发光 电子探针 包裹体 核磁共振成像 声 发射等先进测试手段的广泛应用使储层沉积作用 成岩作用和孔隙演化的地质 分析更为深入和接近客观 储层评价主要是分析储层储集油气和产出油气的有效性 最重要的技术手 段是将少量实测的样品与测井建立统计数学摸型 将储层物性参数推广到所有 4 第1 章引言 井的全井段 产生了统计评价和测井储层评价等研究方向 神经网络理论及其 在测井储层评价方面的应用 大大提高了测井储层解释的精度和量化程度 表i 1 储层研究的三个层次的特征对比 l 研究层次描述评价预测 研究目的描述储层的地质特征评价储层的优劣预测储层的空间分布 适用的主要阶段勘探勘探及开发的早期开发 主要资料类型地质测井地震 主要手段地质模型 统计数学模型预测数学模型 定量化程度定性 半定量半定量 定量 空间覆盖能力小 中大 成果展现方式文字及符号数值数字化模型及数据体 储层预测着眼于钻井之间的广大未知领域 主要通过建立预测模型来预测 储层特征参数的空间分布 产生了地质模型预测 地质统计学预测 地震属性 预测 储层建模等研究领域 全三维网格计算和可视化技术 储层随机建模和 确定性建模技术使储层参数的空间分布更形象 直观 并且具有更高的精度和 可信度 储层研究在各个层次上及各个研究方向上都取得了重要的进展 但针对某 一个现实的储层对象 三个研究层次之间应密切联系 只有三个层次的研究均 有针对性和高精度 并且能通过有效手段进行整合 才能获得对实际储层对象 特征的准确把握和空间分布的精确预测 也才能有效地服务于油气勘探和开发 形成了多学科交叉的研究特色 常规的储层描述所涉及的地质学分支主要有沉积学 层序地层学 构造地 质学 油层物理学 测井地质学 地震地质学等 近年来 伴随着非常规油气 储层在勘探开发中所占的比例越来越高 促进了其他学科与储层地质学的交叉 如针对岩溶型储层 岩溶古地貌和古水文地质在储层的应用越来越 广泛而深 入 并且取得了较好的应用效果 针对裂缝性储层 构造及应力分析等以前在 工程地质领域的技术方法在储层研究领域得到了广泛的应用 伴随着储层研究 定量化要求的不断提高 数学方法在描述中的地位越来越重要 从常规的多元 统计学和线性地质统计学到现在的非线性理论 在储层描述 评价和预测等方面 成都理工大学士学位论文 都起到至关重要的作用 计算机的硬件和软件的高度发展 促进了测井和地震 技术的发展 测井和地震的发展又导致油气勘探和开发的信息化 促进储层信 息的扩容 这就要求从大量信息中提取有用的储层地质信息 也反过来又对计 算机硬件和软件系统提出了更高的要求 现在 高性能微机和功能强大的工作 站 以其强大的数据存储 运算和管理能力 已成为开展储层研究必备而有力的 工具 形成了独特的技术路线 储层研究的目的是为了预测 就是运用已有的地质 测井和地震信息实现 对储层分布的商精度 高定量化 高空间覆盖率的预测 储层研究的技术路线 就是要从地质模型走向预测数学模型 地质模型从已知资料中归纳储层的主要 地质特征 高度概括储层的特有地质规律 因此地质模型兼具描述和预测的双 重功能 但由于地质模型一般都是定性的 其外推能力在很大程度上取决于研 究者的知识水平和地质经验 多解性较强 精度也相对较低 在地质模型形成后 还要设计与储层地质特征相适合的统计数学模型和预测数学模型 将地质资料 硬 信息及测井和地震 软 信息数据进行空间定位对应 通过数学模型将 储层参数推广到储层分布的三维空间中去 得到该空间内的储层特征参数分布 并且可以通过数值运算转换获得各种储层参数分布场 在当前理论 技术和资 料支持条件下 更准确预测储层各种特征的空间分布是储层研究的最为重要的 内容 是储层研究服务于油气勘探开发的关键环节 此外 储层的研究日益从宏观向微观发展 从定性向定量发展及各种模拟 方法和软件的不断涌现使储层的研究进一步数值化等也是储层研究的发展趋势 隋少强 张义杰等 2 0 0 3 宜川一旬邑地区于上世纪七八十年代进行了地质普查 局部地区进行了地 质祥查和细查 此后 该地区的勘探开发曾一度停滞 进入九十年代后期及二 零零零年之后 由于国际油价上涨及隐蔽油气藏勘探开发比例的上升 该区的 勘探开发又被提上了议程 但该区基础地质工作的前期研究不足 成岩作用类 型的研究不够系统 成岩作用对储层物性的影响不明确 缺乏对该区成岩阶段 及成岩序列的探讨 从而影响了对该区成岩作用过程的系统认识 该区储层岩 石学特征 孔隙结构特征 物性特征等缺乏全面系统的研究 这些问题的存在 6 第1 章引言 严重地制约了该区的油气勘探部署 1 3 研究的主要内容 1 根据野外剖面及钻井岩芯的观察与描述 在常规薄片和铸体薄片鉴定 粒度 分析 阴极发光等测试分析的基础上 进行储层岩石学特征的研究 主要包 括岩石类型 碎屑结构特征 碎屑组合特征及填隙物特征等方面的研究 2 对该区主要成岩作用类型 成岩序列及演化 孔隙的演化等进行全面分析研 究 3 根据自生矿物的组分 分布及生成顺序 孔隙类型 镜质体反射率等进行成 岩阶段划分 4 在孔渗 压汞 常规薄片及铸体薄片鉴定的基础上 对储层的孔隙度 渗透 率及孔喉特征进行分析研究 总结它们之间的关系 5 研究孔渗在平面上的展布 明确有利储层的分布状况 6 储层控制因素分析 主要从沉积作用 成岩作用两方面分析对储层的影响因 素及相对优质储层的形成条件 7 对储层进行综合评价及预测 1 4 研究思路 在前人研究基础上 以现代的石油天然气地质理论为基础 从野外剖面资 料出发 利用露头资料 岩芯资料和钻测井资料 在沉积学理论指导下 结合 有关沉积环境和岩相特征 采用地质研究 地球化学研究等相结合的方法 基 于测试分析的实验数据结果 进行成岩作用及储层的综合研究 从而对有利储 层进行预测和评价 主要的分析手段包括 铸体薄片的鉴定 粘土矿物分析 扫描电镜分析 压汞资料分析 孔隙度 渗透率 孔隙结构等的实验分析数据 技术路线如图1 1 所示 7 成都理工大学士学位论文 1 5 主要完成工作量 图1 1 技术路线框图 1 观察野外剖面3 条 取样1 0 0 余块 拍摄照片1 1 0 余张 2 观察区内1 3 口井的岩芯 取样2 0 0 余块 3 磨制 鉴定普通薄片及铸体薄片3 6 0 片 拍摄显微照片2 0 3 张 4 完成孔隙度及渗透率测试分析各3 0 0 件 5 完成压汞测试分析5 0 件 6 完成了4 3 块样品的粒度分析 7 对4 3 块样品进行了扫描电镜分析 拍摄显微照片1 7 9 张 8 完成了2 0 件样品的阴极发光分析 拍摄照片2 4 0 张 9 完成文字论文一篇 第1 章引言 1 6 取得的主要创新性成果和认识 1 首次对宜川一旬邑地区的成岩作用及储层特征进行了系统深入的研究 对 该地区今后的油气勘探具有指导和借鉴意义 2 根据各种成岩作用的分析及自生矿物的产出状况 对研究区内延长组的 成岩序列进行了分析 该区典型的成岩序列为 压实作用一早期粘土膜沉淀作 用一长石溶蚀一石英次生加大一晚期方解石胶结一方解石交代长石一长石次生 加大一烃类侵位 通过扫描电镜 阴极发光 薄片鉴定及镜质体反射率等资料 的分析 认为该区目前处于晚成岩阶段a 期 3 首次对该区的孔隙演化进行了定量分析 认为压实作用及碳酸盐岩胶结 作用是该区原始孔隙度减小的主要原因 工区内具有次生孔隙产生的良好物质 基础 但次生孔隙并不发育 其原因是强烈的碳酸盐岩胶结给孔隙内流体的流 动带来了很大的困难 制约了可溶矿物的溶蚀 9 成都理工大学硕士学位论文 2 1 区域概况 第2 章区域地质背景 鄂尔多斯盆地北跨伊蒙隆起与河套盆地为邻 南越渭北隆起与渭河盆地相 望 东接晋西挠褶带与吕梁隆起呼应 西经冲断构造带与六盘山 银川盆地对峙 轮廓呈矩形 南北长7 0 0 k m 东西宽4 0 0 k i n 总面积2 5 l o o k m 2 宋国初 1 9 9 3 王锡福 1 9 9 2 这是我国构造最稳定的地区 除盆地边缘地层有轻微褶皱外 盆地主体有超出2 0 万k m 2 的地层近于水平 以不到1 的倾角微向西倾 地质上 称为稳定的 克拉通盆地 李宝芳 1 9 9 5 杨俊杰 1 9 9 4 这里发现9 5 的油 气储量为地层岩性隐蔽油气藏 世界罕见 鄂尔多斯盆地构造形态总体显示为一东翼宽缓 西翼陡窄的不对称的南北向 矩形盆地 盆地边缘断裂褶皱较发育 而盆地内部构造相对简单 地层平缓 盆 地内无二级构造 三级构造以鼻状褶曲为主 很少见幅度较大 圈闭较好的背斜 构造发育 根据盆地现今构造形态 基底性质及构造特征 鄂尔多斯盆地可划分 出伊盟隆起 渭北隆起 晋西挠褶带 伊陕斜坡 天环坳陷及西缘冲断构造带六 个一级构造单元 图2 一1 研究区位于鄂尔多斯盆地的东南部 渭北隆起带上 南起旬邑东到宜川 如 图2 2 所示 2 2 构造演化 鄂尔多斯盆地是发育在华北克 拉通之上并位于其西部的一个多旋 回叠合型盆地 孙肇才等 1 9 8 0 张 恺等 1 9 8 0 孙国凡 1 9 8 1 孙国凡 等 1 9 8 6 是我国形成历史最早 演化时间最长的沉积盆地 其结晶 基底经过太古代微陆块拼接和古元 古代的裂陷再造 于古元古代末期 最终固结 之后进入统一 稳定的 华北地台 克拉通 沉积盖层发育阶 段 开始了沉积盆地的演化历史 其形成和演化明显受古亚洲 特提 图2 1 鄂尔多斯盆地构造单元划分及工区位置图 第2 章区域地赝背景 斯 滨太平洋三大构造域的影响和控制 现今的鄂尔多斯盆地实际上是喜玛拉雅 期以来所形成的一个四周被断层所限的构造盆地 除历时较短的早白垩世外 之 前从未曾成为一个独立的沉积盆地 因此 鄂尔多斯盆地的构造沉积演化 不能 局限于盆地内 应分析不同发展阶段盆地的原型 坚持整体 动态和综合的原则 赵重远 1 9 9 0 1 9 9 3 图2 2 工区具体位置及钻井分布图 通过构造旋回分析和构造层序的划分 经历了漫长地质构造演化历史的鄂尔 多斯盆地 可以划分为5 个大的盆地演化阶段 中新元古代克拉通内裂陷槽或坳 拉槽形成和发育阶段 震旦纪一早古生代华北陆表海盆形成和发育阶段 晚古生 代一早中生代华北克拉通内坳陷形成和发育阶段 中生代中晚期鄂尔多斯内陆盆 地及鄂尔多斯盆地的形成和发育阶段 新生代周缘断陷盆地形成和发育阶段 早二叠世以前以海相沉积为主 自早二叠世以来 海水逐渐向东 西 南三 面退出 至早三叠世中晚期发生质变 毗邻鄂尔多斯北缘的东西向内蒙兴安地槽 褶皱回返并强烈升起 西缘南北向的 古陆架 活动加剧 并高高突起 南部北 西向秦祁海槽完全关闭 从而使鄂尔多斯在构造上成为一个北部受东西向 西部 受南北向 南部受近东西向制约的陆块 这个陆块在古地理上是一个北高 西高 中低向东开口的内陆盆地 在这种古构造格局和古地理面貌控制下 开始了上三 叠统延长组的沉积 并在不同地区形成不同的岩相组合 翟光明等 1 9 8 7 成都理工大学硕士学位论文 延长组是在中三叠世秦岭海槽最终关闭之后的内陆湖盆条件下形成的一套 河一湖相沉积物 其沉积过程经历了湖盆发育初期的平原河流和三角洲环境 中 期的湖泊环境 晚期的三角洲环境和泛滥平原一河流平原环境三个阶段 湖盆发 育到延长组第三段 长7 初期达到鼎盛 湖进范围可到达盆地北部横山一乌审 旗一线 之后 随着河流的不断注入充填 湖盆走向萎缩 延长组地层客观地记 录了这个大型淡水湖盆从初始坳陷湖盆形成 强烈坳陷湖盆扩张 稳定湖盆收缩 抬升湖盆消亡四个不同阶段的发展演化 中生代沉积厚度达数千米 有相当好的 生储盖配置 具备巨大的油气勘探潜力 宜川一句邑地区位于鄂尔多斯盆地东南缘渭北隆起带上 受秦岭及祁连海槽 影响 构造活动非常频繁 它们不仅控制着延长组地层的沉积环境 相带类型和 分布状态 而且直接影响着现今的构造格局及油气成藏规律 三叠纪末期 由于 受印支运动晚期不均衡抬升作用的影响 所形成的断裂不仅改变了盆地南缘的边 界性质和古地理条件 而且造成该地区延长组保留地层不全 钻井揭示大多缺失 长l 地层 部分钻井甚至直接出露长3 地层 2 3 地层分布 鄂尔多斯盆地上三叠系延长组是我国陆相地层三叠系出露最早 研究最早 发育比较齐全的成型剖面 上三叠统延长组也是鄂尔多斯盆地内陆湖盆形成后的 第一套生储油岩系 亦是盆地南部最主要的勘探开发层系 其底部与中三叠统纸 坊组呈假整合接触 顶部受到不同程度的剥蚀 与侏罗系延安组或富县组呈平行 不整合接触 厚度一般为4 0 0 1 4 0 0 m 在盆地南部总体呈西薄东厚 北薄南厚的 特点 即镇原一径川地区由于剥蚀而厚度薄 一般厚6 0 0 8 5 0 m 富县地区沉积较 厚 一般厚1 0 0 0 1 3 5 0 m 自上世纪3 0 年代王竹全和潘钟翔建组以来 经过广大地质工作者的辛勤劳 动 其时代和地层划分取得了重大进展 目前 大多数地质工作者认为延长组时 代属于晚三叠世 根据沉积旋回和岩性组合特征 延长组自上而下划分为5 段 1 0 个油层组 表2 1 研究区具体地层特征如下 长1 0 油层组 南部在朗9 井附近厚3 0 0 m 左右 岩性为灰色 灰绿色中一厚 层状中细粒长石砂岩与灰色 深灰色 灰黑色砂质泥岩 泥岩 碳质泥岩不等厚 互层 局部见煤线 砂岩具麻斑状结构 沸石胶结 自然电位呈高幅大型箱状 钟形负异常 视电阻率一般为指状高阻 旬邑 富县 黄陵地区厚度变化不大 反映了沉积区地势平坦 物源充足 沉积厚度2 5 0 m 左右 与下伏地层纸坊组呈 平行不整合接触 长9 油层组 厚9 0 1 2 0 m 左右 岩性主要为灰色 深灰色 灰黑色砂质泥岩 第2 章区域地质背景 泥岩夹灰色 灰绿色中厚层状细砂岩 常在旬邑 富县地区可见到2 1 5 m 厚的油 页岩 为区域性的标志层 俗称 李家畔页岩 电性表现为高阻 低伽玛 自 然电位偏正的特点 长8 油层组 厚4 5 1 2 0 m 岩性上部为灰色 深灰色泥岩 粉砂质泥岩 粉 砂岩夹灰绿色 灰色厚层状中一细砂岩 下部主要为灰绿色 灰黄色厚层一块状 细砂岩夹灰色 灰绿色 深灰色粉砂质泥岩和粉砂岩 长7 油层组 厚8 0 1 2 0 m 岩性上部为深灰色 灰黑色泥岩夹泥质粉砂岩 粉砂岩 下部为深灰色泥岩 泥质粉砂岩 灰黑色页岩 油页岩 中下部为良好的 区域性对比标志层 俗称 张家滩页岩 在区内均有分布 电性具有三高一低 的特点 即高阻 高伽玛 高时差和低密度 长6 油层组 整个南部地区厚为5 0 一1 4 5 m 研究区地层在1 0 0 1 4 0 m 之间 岩性为灰绿色 灰黑色泥岩 泥质粉砂岩 粉砂质泥岩和浅灰 褐灰 浅灰绿色 细砂岩 粉砂岩互层 泥岩页理发育 层面多见植物茎干化石 自上而下分为三 段 厚度约3 0 6 0 m 左右 为绿灰 灰绿色细砂岩夹暗色泥岩 中段厚2 0 一 5 0 m 左右 为浅灰绿色粉细砂岩夹深灰色泥岩 下段厚2 5 4 5 m 左右 泥质粉砂 岩和粉细砂岩互层 局部地区夹薄层凝灰岩 长4 5 油层组 厚4 5 1l o m 总体上砂岩不发育 上部为暗色泥岩 炭质泥 岩 煤线夹薄层粉一细砂岩 下部为浅灰色粉 细砂岩与暗色泥岩互层 长3 油层组 厚2 0 一1 6 0 m 岩性主要为灰色 灰绿色厚层状细砂岩与深灰色 泥岩 粉砂质泥岩及粉砂岩不等厚互层 长2 油层组 厚2 0 1 7 0 m 研究区由于印支运动的影响而残留不全 岩性 主要为灰色泥岩 粉砂质泥岩 泥质粉砂岩及粉砂岩与灰色 灰白色 灰绿色中 一厚层状细砂岩不等厚互层 其顶部岩性主要为黑色泥 页岩和碳质泥岩 长1 油层组 在研究区钻井显示长l 油层组基本被剥蚀 仅在宜君 黄陵地 区残存 岩性上部为深灰色 灰绿色泥岩 灰黑色碳质泥岩 下部为深灰 黄绿 色泥岩 粉砂质泥岩与粉细砂岩互层 自然电位曲线平直 下部夹中幅指状负异 常 视电阻率曲线呈齿状 与上伏侏罗系成平行不整合接触 2 4 沉积体系平面展布及演化 鄂尔多斯盆地上三叠统延长组沉积经历了完整的一个湖盆早期凹陷 扩张 发展到晚期抬升收缩的沉积旋回 各沉积相带的平面变化基本上呈环带状展布 砂体的发育完全受沉积相制约 长9 油层组是在长1 0 油层组的基础上湖盆进一步扩张而沉积的一套地层 成都理工大学硕士学位论文 表2 1 鄂尔多斯盆地南部地层划分表 标志层 系 统组段 油层组 厚度 岩性特征 名位 称置 侏 下 富县组 o 1 5 0 厚层块状砂砾岩夹紫红色泥岩或 罗 统两者成相变关系 系 第五段 长1o 一9 0 瓦窑堡煤系灰绿色泥岩夹粉细砂 t 3 y 5岩 炭质页岩及煤层 k 9 底 为灰绿色块状中 细砂岩夹灰色泥 岩 k 8 底 长2 2 0 1 7 0为浅灰色中 细砂岩夹灰色泥岩 第四段 上为灰 浅灰色中 细砂岩夹暗色泥 t 3 y 4 岩 延 k 7 上 长32 0 1 6 0 浅灰色 灰褐色细砂岩夹暗色泥岩 k 6底 为暗色泥岩 炭质泥岩 煤线夹薄 层粉 细砂岩 长4 54 5 一i l o k 5 中 长 为浅灰色粉 细砂岩及暗色泥岩互 叠 层 第三段 为绿灰 灰绿色细砂岩夹暗色泥岩 l d 顶 t 3 y 3 5 0 1 4 5 为浅灰绿色粉 细砂岩夹暗色泥岩 组 为灰黑色泥岩 泥质粉砂岩 粉 长6 细砂岩互层夹簿层凝灰岩 k 2 底 中 统 长78 0 1 2 0 暗色泥岩 油页岩夹薄层粉 细砂岩k l 下 暗色泥岩 砂质泥岩夹灰色粉 细砂 第二段 长8 4 5 1 2 0 岩 t 3 y 2 长9 9 0 1 2 0 暗色泥岩 页岩夹灰色粉一细砂岩 系 第一段 长l o2 8 0 肉红色 灰绿色长石砂岩夹砂质泥 t 3 y l 岩 具有麻斑结构 中 纸纺组3 0 0 3 5 0 上部灰绿 棕紫色混质岩夹砂岩 统 下部为灰绿色砂岩 砂砾岩 长9 沉积时期 平原相基本退出了研究区 研究区主要为三角洲前缘亚相沉积 旬邑一柳林一铜川地区为三角洲前缘沉积 宜川地区地形比较平缓 三角洲前缘 沉积较稳定 另外 旺7 井与旺1 0 井之间发育狭窄的湖湾沉积 向东南方向延 1 4 第2 章区域地质背景 伸 插入三角洲前缘相带之中 店头镇地区三角洲前缘突出 呈舌状伸入深湖区 前三角洲一浅湖相不发育 附图2 一1 长8 时期湖盆下沉作用逐渐减缓 盆地南部沉积物供应能力较强 而盆地东 北部供应能力相对较弱 长8 沉积体系分布继承了长9 的特点 但是湖盆水体有 所增大 宜川地区三角洲前缘沉积进积 向湖盆方向扩大 形成大前缘的特点 前三角洲一浅湖沉积不太发育 附图2 2 进入长7 期湖盆急剧下沉 为延长组最大湖进期 湖盆范围较长8 期明显扩 大 水体变深 在盆地西南部为深湖 深湖环境 除了延续三角洲前缘沉积外 湖底滑塌扇沉积开始发育 长7 底部沉积了区域上可以对比的张家滩页岩 是区 域性的生油岩 地层泥岩含量普遍较高 砂地比降低 多在3 0 左右 附图2 3 长6 期为盆地内三角洲建设时期 盆地下沉作用渐趋减缓 湖盆开始收缩 沉积补偿大于沉降 沉积作用大大加强 周边的各种三角洲迅速发展 较长7 以前的各个时期发育 宜川地区三角洲沉积发育 三角洲前缘沉积向西进积 比 长7 时期明显增大 研究区东部地区为三角洲平原相 湖泊面积明显收缩变小 南部地区 湖底滑塌扇相对减弱 主要发育了三角洲前缘沉积 从长6 时期开始 整个湖盆进入逐渐填平 收敛 直至最后消亡的过程 附图2 4 长4 5 时期 宜川地区三角洲沉积体系发育 在小寺庄以东发育三角洲平原 亚相 往西发育三角洲前缘亚相 在句邑地区 湖底滑塌扇规模明显减小 湖岸 线向西北部地区退却 三角洲沉积体系发育 附图2 5 长3 期沉积作用再次加强 开始了又一次全区性的三角洲建设 各个地区的 三角洲均明显地向湖心推进 湖盆水体大规模收缩 深湖亚相范围较小 只分布 在正宁一带以西 湖岸线往西北方向收缩 往庙湾地区方向发育前三角洲浅湖沉 积 成舌状与三角洲前缘沉积相接 研究区基本上以三角洲平原亚相为主 南部 四郎庙地区和正宁地区发育三角洲前缘沉积 沉积范围较大 附图2 6 成都理工大学硕士学位论文 第3 章储层岩石学特征 砂岩储集性能的好坏直接受其物质组分和组构的影响 它不仅影响砂岩储 集层原始孔隙的发育 在很大程度上也影响着成岩变化 因此 砂岩储集层的岩 石学特征是研究成岩变化及孔隙结构因素的主要依据 砂岩的岩石学特征是控制 砂岩成岩作用的内在因素 其作用不仅表现在砂岩的水岩反应上 而且体现在砂 岩的压实作用上 在一定的成岩背景下 它决定着砂岩成岩作用的速率和规模 从而影响了砂岩的孔隙演化 这种控制作用是通过砂岩的碎屑组分和结构的物 理 化学性质不同而表现出来的 通过研究区钻井岩心和野外露头剖面样品的岩石薄片 铸体薄片 阴极发 光 扫描电镜分析 对研究区延长组储集砂岩进行了储层岩石学特征研究 3 1 矿物学特征 3 1 1 石英 长石和岩屑特征 通过对研究区的薄片观察统计 研究区碎屑颗粒主要是石英 长石和岩屑 特点是长石 岩屑含量高 石英含量相对较少 成分成熟度低 岩屑主要是岩浆 岩 变质岩和沉积岩岩屑 不同地区岩屑的组成有变化 此外 还含有云母等其 它颗粒 含量极少 1 石英 经镜下观察统计 研究区延长组石英平均含量在不同的油层组中含量具有较 大的变化 不同的地区含量具有不同的变化趋势 从统计表中可见 表3 1 长9 油层组的整体石英平均含量2 7 1 4 单井石英平均含量在1 8 5 4 7 5 之 间 长8 油层组的石英平均含量3 2 7 2 单井石英平均含量在1 8 7 5 5 1 之 间 长7 油层组的石英平均含量2 5 7 2 单井石平均英含量在1 9 4 4 5 之问 长6 油层组的平均石英含量3 3 7 2 单井石英平均含量1 1 5 9 6 长2 油层 组的石英平均含量4 8 9 4 单井石英平均含量2 8 6 7 5 9 6 研究区石英以 单晶为主 多晶少见 石英见次生加大现象虽然不是很强烈但比较普遍 照片 3 1 长石 研究区长石平均含量普遍较高 长9 油层组长石平均含量为4 5 3 6 长8 油层组长石平均含量为4 0 3 2 长7 油层组为2 4 5 长6 油层组长石平均含 1 6 第3 章储层岩石学特征 表3 一l研究区延长组岩屑组份特征表 层位井名石英 长石 岩屑 成分成熟度 旺1 6 1 8 5 5 2 52 90 2 2 6 9 9 3 8 7 旺1 71 9 6 75 6 6 72 3 6 60 2 4 4 8 6 4 9 3 旺2 l2 8 7 54 42 7 2 50 4 0 3 5 0 8 7 7 旺2 4 1 9 55 l 2 9 5 0 2 4 2 2 3 6 0 2 旺62 2 55 62 1 50 2 9 0 3 2 2 5 8 旺81 8 8