鄂尔多斯盆地三叠系延长组砂岩的碱性溶蚀作用-田建锋.ppt

鄂尔多斯盆地三叠系延长组砂岩碱性溶蚀作用 西北大学田建锋2009年9月 全国博士生学术会议 油气资源与可持续发展 主要内容 1研究背景及区域地质特征2孔隙特征及其成因分析3孔隙演化及结论参考文献 1研究背景及区域地质特征 孔隙是油气赋存的主要场所 是油气勘探 开发最重要的研究对象之一 不同成因的孔隙类型具有完全不同控制因素 正确识别孔隙成因是恢复孔隙演化和进行储层预测的基础 特别是次生孔隙的识别尤为关键 次生孔隙的成因类型 即 1 酸性溶蚀孔 2 碱性溶蚀孔 3 热循环对流溶蚀孔 研究背景 自上过世纪七十年代Schmidt和MacDonald提出次生溶蚀孔以来 Surdam 1989 梅博文 1991 蔡春芳 1997 罗孝俊 2001 郭春清 2003 李汶国 2005 等大量学者的研究 取得了丰硕的成果 次生孔隙5个限制条件 1 富烃源岩与储层相邻 短途运移 2 储层地质年代晚于白垩纪 时代新 3 储层经历简单的埋藏史 单旋回 4 有机酸在泥岩中居留时间不长 反应时间短 5 有流体流动和运移通道 但是对与酸性溶蚀孔相对应的碱性溶蚀孔 只有少数学者 陈忠等 1996 邱隆伟等 2001 2002 研究了石英颗粒的碱性溶蚀现象和溶蚀机理 而对碱性溶蚀的形成条件 演化等缺乏深入研究 鄂尔多斯盆地晚三叠系延长期为一大型淡水内陆湖泊 形成了一套近千米厚的河 湖三角洲沉积地层 何自新等 2004 三角洲 水下 分流河道砂体是主要的储集层 以细砂岩为主 分选较好 磨圆中等 成分成熟度低 主要为长石砂岩和岩屑长石砂岩 杂基含量低 发育绿泥石 铁 方解石 浊沸石 石英和高岭石等胶结物 区域地质特征 延长组砂岩孔隙度8 15 一般认为孔隙类型主要包括原生粒间孔 或剩余粒间孔 长石溶孔 岩屑溶孔 浊沸石溶孔 碳酸盐溶孔 其次为晶间孔 铸模孔 杂基内微孔 何自新等 2004 最重要要的孔隙类型是所谓的原生粒间孔 也是本次研究的主要对象 其内发育等厚状孔隙衬里绿泥石 即绿泥石胶结原生孔隙相 柳益群 1996 李文厚等 1998 王琪等 2005 下面称为绿泥石孔隙 耿99 1985 83m 耿31 2048 39m 2孔隙特征及其成因分析 孔隙度小 而绿泥石孔径相对较大 0 02 0 15mm 耿99 1974 75m 耿17 2007 5m 资24 长2 A 绿泥石硬度小 且绿泥石包膜存在明显的晶间孔 B 研究区主要为长石砂岩 石英胶结不发育 即使在缺乏绿泥石胶结的地方 石英胶结也很少超过3 而绿泥石的胶结却常常大于3 A 绿泥石胶结提高了岩石的抗压实能力 B 绿泥石胶结抑制了石英自生加大 绿泥石对孔隙保护 但是 2 部分绿泥石孔隙中或溶蚀残余物内可见不透明的物质 主要为钛铁质 一部分为沥青质 且溶蚀残余物周围无绿泥石包膜 金油12井 694 55m 耿31井 2049 82m 耿17 2007 5m 未知颗粒抗打磨能力差 且相对不稳定的 同时含钛铁质的颗粒 且未知颗粒溶蚀发生在长石溶蚀之前 而长石颗粒在酸性条件下很不稳定 因此说明未知颗粒溶蚀时期 不是典型的酸性成岩环境 而是有利于未知颗粒溶蚀的另一种成岩环境 3 绿泥石的含量2 6 最高达到11 平均值为3 9 面积百分含量 铁质 FeO 的平均含量在25 以上 是典型的富铁绿泥石 单位体积内砂岩中FeO的含量 3 体积 25 铁质含量 3 相对密度 0 0225 绿泥石的相对密度在2 68 3 40之间 且随Fe的含量增加而增加 这里取3 0 耿143井 2267 97 据Jeffry 2001 据Billault 2003 中 基性火山岩风化产生铁质胶体 通过河流搬运 入海口因海水电解质的作用 发生铁的絮凝 铁质来源 沿7井 胶体絮凝 黑云母蚀变 耿39井 2047 06m 黑云母 含量一般不超过5 空间分布很不均匀 与绿泥石分布也无明显的正相关性 且蚀变的程度并不高 不超过15 单位体积砂岩中黑云母能提供的铁质不超过0 005 中基性火山物质溶蚀 杂基和颗粒 主要证据 A 延长组沉积时期地震 火山活动活跃 B 粒度细 成分成熟度低 结构成熟度中 低 但绿泥石孔隙发育处 杂基含量低 特别是在陕北 杂基含量小于2 部分层段甚至小于1 芦评9 塞36井 1067 82m C 未知颗粒具有全消光的特征 残余物质中可见钛铁质残余 耿17 2007 5m D 单位体积内要提供0 0225的铁质酸性 28 7 中基性 7 8 13 5 同时考虑到还有其他来源的铁质 则实际需要的中基性火山物质大约7 11 大约2 3 杂基溶蚀 5 9 颗粒溶蚀 同生成岩期 早成岩A期 早成岩B期 中成岩A期 3孔隙演化及结论 火山爆发和地震活动 各种岩石碎屑 快速破碎 富火山岩颗粒和杂基的沉积物 搬运沉积 压实 埋深 原生孔隙大量减少 大量水解溶蚀 绿泥石大量生成 绿泥石进一步生长 石英胶结 有机酸释放溶蚀 碳酸盐 高岭石 石英胶结 孔隙演化 1 碱性溶蚀作用可以在早成岩阶段发生 且同酸性溶蚀一样可以产生可观的溶蚀孔隙 2 虽然孔隙衬里绿泥石胶结可以保护孔隙 但是在研究区其保护作用十分有限 碱性溶蚀孔隙的提出 极好地解释了绿泥石胶结与孔隙发育的关系 3 绿泥石包膜主要是由中 基性火山物质溶蚀产物结晶而成 它是研究区碱性溶蚀的标志性矿物 因此绿泥石含量的高低 可以指示早期碱性次生孔隙的发育程度 主要结论 Bai Q H 2009 FormationprocessanddistributionoflaumontitecementsinYanchangformation UpperTriassic ofOrdosBasin NorthwestUniversity master sdissertation Press inChinesewithEnglishabstract Cai C F Mei B W Ma T etal 1997 Thesource distributionoforganicacidsinoilfieldwatersandtheireffectsonmineraldiagenesisinTarimBasin ActaSedimentologicaSinica 15 3 103 108 inChinesewithEnglishabstract Chen L H Zhao C L Ji Y L etal 1999 Threeformationmechanismsofsecondaryporosityinclasticgasreservoirrocks PetroleumExplorationandDevelopment 26 5 77 81 inChinesewithEnglishabstract Chen Z Luo Z T Shen M D etal 1996 StudyofSecondaryPoreFormationontheBasisofChemicalbehaviourofmineralsinalkaline floodingagents JournalofSouthwesternPetroleumInstitute 18 2 15 19 inChinesewithEnglishabstract Di S X Zhu Z Q Liu Y Q etal 1991 TheporestructureofclasticreservoirinChina Xi an NorthwestUniversityPress inChineseandEnglish Ehrenberg S N 1993 Preservationofanomalouslyhighporosityindeeplyburiedsandstonesbygrain coatingchlorite ExamplesfromtheNorwegianContinentalShelf AAPGBulletin 77 7 1260 1286 Guo C Q Shen Z M Zhang L Y etal 2003 Thecorrosionanditsmechanismoforganicacidsonmainmineralsinoil gasreservoirsandrocks GeologyGeochemistry 31 3 53 57 inChinesewithEnglishabstract He Z X He J 2004 ReservoiratlasofMesozoicinOrdosbasin Beijing PetroleumIndustryPress inChinese Huang S J Xie L W Zhang M etal 2004 FormationmechanismofauthigenicchloriteandrelationtopreservationofporosityinnonmarineTriassicreservoirsandstones OrdosBasinandSichuanBasin China JournalofChengduUniversityofTechnology Science TechnologyEdition 31 3 273 281 inChinesewithEnglishabstract Jeffry D Grigsby 2001 OriginandgrowthmechanismofauthigenicchloriteinsandstonesofthelowerVicksburgformation SouthTexas Journalofsedimentaryresearch 71 1 27 36 Ji Y L Zhao C L Liu M H 1995 Thefluid flowingconvectionandtheformationofdiagenetictrapsintheDongpudepression ExperimentalPetroleumGeology 17 01 8 16 inChinesewithEnglishabstract Li W G Zhang X P Zhong Y M 2005 Formationmechanismofsecondarydissolvedporesinarkose OilandGasGeology 26 2 220 223 inChinesewithEnglishabstract Li W H Liu Y Q Feng Q 1998 ReservoircharacteristicsandhydrocarbonaccumulationregularityoftheChang6oilbearingbedsintheChuankouOilField ShaanxiProvince ActaPetrologicaSinica 14 1 117 127 inChinesewithEnglishabstract Li Y H Liu C Y Wang X J etal 2007 CharacteristicsandgeologicalsignificanceofsandstonedikesintheTriassicYanchangformationoftheOrdosbasin GeologyinChina 34 3 400 405 inChinesewithEnglishabstract 参考文献 Li Y H Liu C Y Wang X J 2008 DiscoveryandsignificanceofseismitesinlateTertiaryYanchangformationofOrdosbasin ActaSedimentologicaSinica 26 5 772 779 inChinesewithEnglishabstract Liu C Y Zhao H G Gui X J etal 2006 Space TimeCoordinateoftheEvolutionandReformationandMineralizationResponseinOrdosBasin ActaGeologicalSinica 80 5 617 638 inChinesewithEnglishabstract Liu Y Q Li W H 1996 DiageneticCharacteristicsandPorosityEvolutionoftheOil BearingArkosesintheUpperTriassicintheEasternShaan Gan NingBasin ActaSedimentologicaSinica 14 3 87 96 inChinesewithEnglishabstract Luo X J Yang W D 2001 Theeffectoforganicacidonfeldsparsolubility athermodynamicstudy ActaMineralogicaSinica 21 2 183 18 inChinesewithEnglishabstract Mei B W Yang W K 1991 Translation ReservoirGeochemistry Xi an TheNorthwestUniversityPress inChinese Meng W G Sun H B 2007 ClasticrockreservoirofthePaleogeneinLiaoheDepression Beijing PetroleumIndustryPress inChinese Qiu L W Jiang Z X Chen W X 2002 Anewtypeofsecondaryporosity quartzdissolutionporosity ActaSedimentologicaSinica 20 4 621 627 inChinesewithEnglishabstract Qiu L W Jiang Z X Cao Y C etal 2001 AlkalnediagenesisanditsinfluencetoreservoirinBiyangDepression ScienceinChina SeriesD 31 9 752 759 inChinesewithEnglishabstract SalmanBloch Robert H Lander LindaBonnell 2002 Anomalouslyhighporosityandpermeabilityindeeplyburiedsandstonereservoirs Originandpredictability AAPGBulletin 86 2 301 328 Surdam R C Crossey L J Hagen E S etal 1989 Organic inorganicinteractionsandsandstonediagensis AAPGBulletin 73 1 1 23 Tian J F Chen Z L Yang Y Y 2008 ProtectionMechanismofAuthigenicChloriteonSandstoneReservoirPores GeologicalScienceandTechnologyInformation 27 4 49 54 inChinesewithEnglishabstract V Billault D Beautort A Baronnet etal 2003 Ananopetrographicandtextura