鄂尔多斯盆地代家坪地区延长组低孔渗砂岩油藏成藏机理研究

发布时间：2018-10-12 08:14

【摘要】：鄂尔多斯盆地中生界三叠系延长组是重要含油气层位,素以渗透率低而闻名于世。近年来在盆地内西峰、姬塬、华庆等地区延长组长6-长9油层组中相继发现多个储量超亿吨的大型低孔渗砂岩油藏,表明延长组具有丰富的油气资源和良好的勘探前景,而延长组低孔渗砂岩油藏成藏条件和成藏机理认识不清是制约鄂尔多斯盆地延长组低孔渗砂岩油藏勘探突破的瓶颈。本文以鄂尔多斯盆地南部代家坪地区延长组为研究对象,在大量岩心、钻井、测井和地震资料分析的基础上运用石油地质学、地球化学、地球物理学理论和方法,通过延长组烃源岩地球化学特征、断裂构造类型及特征、低孔渗砂岩储层特征及形成机理等成藏条件分析,探讨代家坪地区延长组低孔渗砂岩油藏形成过程及成藏机理,主要认识为：1、代家坪地区延长组长4+5-长9油层组属三角洲前缘沉积,发育多套烃源岩,具有沉积厚度大、有机质丰度高、有机质类型为腐植-腐泥型、热演化程度中-高的特点。延长组原油族组分以饱和烃为主,具有饱和烃芳烃胶质+沥青质的特征,是形成于淡水-微咸水和弱氧化-还原的半深湖-深湖相沉积的正常原油,生油母质具低等水生生物和陆源高等植物混源特点,聚类分析可将延长组将原油分为两类,多参数综合对比表明这两类原油均与长7油层组烃源岩具有良好的亲缘关系。2、代家坪地区发育北东、北西西向两组断层,以高角度逆断层为主,同时发育一定数量的正断层、走滑断层、滑脱断层,具有数量众多、类型多样、分布广泛、演化历史复杂的特点。平面上北西西向断层主要分布于研究区西南洼陷带,以正断层为主,断裂规模大,延伸距离远,是燕山期挤压作用的产物,北东向断裂以高角度逆断层为主,分布广泛,呈雁列状展布,单个断层规模小,延伸距离短,是喜山期挤压应力作用的产物,其中燕山期形成的张性断裂具有良好的垂向输导能力,是延长组油气运移的良好通道,喜山期受盆缘挤压作用影响,断裂的封闭性增强,有利于油气保存。受燕山期北西西-南东东向挤压应力和喜山期北北东-南南西向挤压应力影响,延长组储层发育北东-南西向、北西-南东向、近南北向和北东东-南西西向四组构造裂缝,具有裂缝倾角高、发育规模大、纵向贯穿能力强的特点。3、延长组储层以岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩为主,孔隙度分布在4-15%,普遍小于10%,渗透率分布在0.02-4.0×10-3μm2,普遍小于1.0×10-3μm2,具有碎屑颗粒细、填隙物含量高、胶结物类型复杂的特点,属典型的低孔低渗、低孔特低渗储层。普通薄片、铸体薄片、X衍射和扫描电镜观察表明,延长组储层处于中成岩A期,发育压实、胶结、交代及溶解等多种成岩作用,强烈的成岩改造是造成储层致密化的重要原因,其中压实作用、碳酸盐胶结、石英加大、自生高岭石沉淀是造成储层物性降低的主要原因,颗粒表面绿泥石包膜、长石及不稳定岩屑溶蚀对储层物性改善起到积极作用。延长组砂岩孔隙结构复杂,孔隙类型多样,以粒间溶孔、残余粒间孔、晶间孔为主,平均孔隙半径分布在5-40μm之间,以中、小孔隙为主,喉道以片状和弯片状喉道、缩颈型喉道为主,平均喉道半径分布在0.05-1.681μm之间,属细、微喉道。通过微观孔隙结构参数特征和压汞曲线形态分析将延长组储层分为四种类型,其中Ⅰ、Ⅱ类储层孔隙分布均匀,以中孔细喉型和小孔细喉型为主,孔喉连通性能较高,孔隙结构较好,Ⅲ、Ⅳ类储层孔喉分布不均匀,以小孔微喉型为主,孔喉连通性能较低,孔隙结构较差。4、延长组砂岩发育盐水包裹体、烃类包裹体等不同类型包裹体,综合烃类包裹体产状、丰度、气液比和与其伴生盐水包裹体均一温度分布特征表明,延长组存在2期包裹体,第一期油气包裹体主要发育于砂岩成岩早中期形成的石英、长石次生加大边和石英微裂隙中,发育丰度较低,气液比较小,与其伴生的盐水包裹体均一温度分布在80～95℃之间,第二期油气包裹体发育于砂岩成岩晚期石英次生加大边、粒间亮晶方解石胶结物和长石溶蚀微裂缝充填的亮晶方解石中,发育丰度较高,同期捕获的盐水包裹体均—温度分布在105℃-120～℃之间。结合埋藏史分析表明延长组低孔渗砂岩油藏存在晚侏罗世末期和早白垩世中期两期成藏过程,其中,晚侏罗世末期油气充注规模较小,以低熟油为主,早白垩世中期正常原油大规模成藏,是延长组油气主充注期。5、孔隙度演化定量模拟表明,延长组储层初始孔隙度分布在36.59-37.91%,压实作用后孔隙度为18.25-22.74%,由绿泥石环边胶结、石英次生加大、I型方解石等成岩早期胶结物沉淀造成的孔隙度损失为1.26%-4.36%,早期胶结后孔隙度为17.62-20.94%,长石、不稳定岩屑溶蚀增加的孔隙度为3.64%-5.12%,次生溶蚀后孔隙度为18.26%-22.09%,晚期II型方解石、高岭石胶结造成孔隙度损失为9.62-14.36%。结合成岩序列和成藏史分析表明,早白垩世排烃高峰前延长组孔隙度为18.49～12.09%,渗透率为0.96～13.32×10-3μm2,表明早白垩世早期延长组储层仍具有较高的孔隙度、渗透率,储层尚未完全致密化。6、在延长组成藏过程综合分析的基础上恢复延长组动态成藏过程,晚侏罗世延长组储层埋深达到2200～2400m,古地温达到90-100℃,有机质成熟进入生烃门限,由于晚侏罗末期地层抬升,地层温度降低,烃源岩热演化进程中止,该阶段生成的油气十分有限。由有机质裂解形成有机酸和少量低熟原油沿构造裂缝进入储层,形成一定的次生溶蚀,此时储层尚未完全致密化。早白垩世早期,盆地整体沉降、延长组埋深达到2600～3000m,对应古地温为100～120℃,有机质达到成熟-高成熟阶段,生成大量烃类。随着白垩世晚期构造抬升,地层温度、压力逐渐降低,随着储层中有机酸逐渐消耗,成岩介质环境也由早期酸性变为弱碱性,溶解在地层流体中的CO2析出形成Ⅱ型方解石,造成储层孔隙结构破坏、物性变差,也是造成延长组储层致密化的主要原因。
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【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P618.13
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本文编号：2265421