2. 中国石油大学 (北京)油气资源与探测国家重点实验室, 北京 102249;
3. 中国石油长庆油田公司, 西安 710200
2. State Key Laboratory of Oil and Gas Resources and Exploration, China University of Petroleum(Beijing), Beijing 102249, China;
3. PetroChina Changqing Oilfield Company, Xi'an 710200, China
东海盆地西湖凹陷油气资源丰富,以往研究人员对该凹陷进行了大量研究。王国纯[1]认为始新世煤系地层是西湖凹陷的主要勘探区;朱扬明等[2]通过地球化学特征系统分析了西湖凹陷平湖组的煤系烃源岩;陶士振等[3]详细分析了西湖凹陷的油气分布规律。寻找优质储层一直是地质研究工作的重点,而储层往往受到孔隙类型、孔渗关系、沉积环境、成岩作用等因素的影响[4]。成岩作用可影响砂岩演化过程中孔隙度和渗透率的变化,进而影响油气的成藏[5-6],一些学者对此进行了大量研究。李杪等[7]探讨了不同岩性的成岩演化对储层的影响;张悦等[8]详细分析了成岩作用对鄂尔多斯盆地储层的影响;张明峰等[9]认为研究乌南油田下油砂山组储层成岩作用有利于建立该地区的储层分类和评价标准;葸克来等[10]研究了廊固凹陷不同构造带成岩作用对储层的差异影响;王西强等[11]通过研究认为成岩作用控制着储层的孔隙结构特征及物性。部分学者从沉积环境、构造演化及成岩作用等方面对西湖凹陷不同储层进行了研究。黄鑫等[12]认为储层成岩差异演化过程造成了中央反转构造带花港组不同砂组的差异;张武等[13]研究了花港组致密储层成岩作用及孔隙演化;黄导武等[14]评价了花港组储层不同沉积微相特征与储层的关系;高伟中等[15]认为沉积是西湖凹陷花港组深部优质储层发育的基础,成岩作用是关键因素;王岭等[16]认为超压发育可保护储层孔隙,超压幅度大的储层具有相对较好的物性条件;谢晓军等[17]的研究表明次生溶蚀作用可影响储层物性;林承焰等[18]认为中央反转构造带花港组现今储层特征与不同储盖组合的成岩演化过程有关;蒲庆南等[19]通过砂岩中的次生矿物分析了其对储层砂岩孔渗条件的影响;邹明亮等[20]分析了碳酸盐胶结物对储层质量的影响;张建培等[21]根据自生高岭石特征探讨了其与储层的关系;王春梅等[22]探讨了自生矿物对储层的影响;张沛等[6]通过分析西湖凹陷平湖组不同沉积微相储层渗透率特征,探讨了沉积环境对储层物性的影响。以上研究人员探讨了孔雀亭地区自生矿物特征、沉积及构造等对储层物性的影响,但对该地区储层成岩作用的研究相对较少。
为进一步探究成岩演化对储层质量的控制作用,根据西湖凹陷孔雀亭地区沉积构造背景、薄片及扫描电镜等资料,分析研究区储层岩石学、物性和成岩作用等特征,以期为西湖凹陷该类油气藏的勘探开发提供一定理论依据。
1 地质概况西湖凹陷位于东海盆地浙东坳陷中部,呈北北东向展布。西湖凹陷自东向西由东部断阶带、中央反转构造带和西部斜坡带3个构造单元组成,面积达5×104 km2[23]。平湖构造位于西部斜坡带中部,勘探程度高、油气富集[24]。孔雀亭地区位于平湖构造带北部,是一个发育于古隆起之上的继承性鼻状构造,自下而上分别为宝石组、平湖组、花港组、龙井组、玉泉组、柳浪组、三潭组和东海组,平湖组为主要目的层,次要目的层为渐新统花港组[25-30]。平湖组自下而上可划分为平下段下部、平下段上部、平中段和平上段,埋藏深度为3 000~5 000 m,岩性以灰色泥岩及细砂岩互层为主,夹较薄的煤层(图 1)
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下载原图 图 1 东海盆地西湖凹陷构造位置(a)及岩性地层综合柱状图(b)(据文献[29-30]修改) Fig. 1 Structural location(a)and stratigraphic column(b)of Xihu Sag in East China Sea Basin |
吴峰等[31]对西湖凹陷沉积演化过程进行了研究,认为西湖凹陷古近系整体为海陆过渡相沉积环境,始新统宝石组主要发育湖泊-滨海-海湾沉积环境,平湖组主要发育三角洲-海湾沉积环境,渐新统花港组发育陆相河流-三角洲沉积环境。平下段下部辫状河三角洲沉积范围较小,主要集中在孔雀亭地区西部,其中水下分流河道发育有限,分流间湾不发育。潮坪沉积范围较大,在辫状河三角洲主要发育混合坪沉积,其次为沙坪和泥坪沉积。沙坪沉积主要分布在研究区南部,泥坪沉积在研究区东南部与北部较为发育。平下段上部辫状河三角洲沉积向东发育,水下分流河道向前推进范围增大。潮坪沉积依旧以混合坪沉积为主,沙坪沉积在研究区南部集中发育,而泥坪沉积分布范围减小。平中段辫状河三角洲沉积向东南发育,以辫状河三角洲沉积为主,潮坪沉积发育空间缩小。平上段辫状河三角洲沉积几乎分布在整个研究区,而潮坪沉积在研究区东南部少量发育。自平下段下部至平上段,三角洲沉积逐渐向东南推进,而潮坪沉积逐渐萎缩,平下段下部和平下段上部主要发育潮坪沉积环境,平中段和平上段由潮坪沉积环境过渡为三角洲沉积环境(图 2)。
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下载原图 图 2 东海盆地西湖凹陷孔雀亭地区古近系平湖组沉积相平面展布(据文献[31]修改) Fig. 2 Plane distribution of sedimentary facies of Paleogene Pinghu Formation in Kongqueting area of Xihu Sag, East China Sea Basin |
通过岩心观察和薄片鉴定,东海盆地西湖凹陷孔雀亭地区古近系储层主要发育长石岩屑砂岩(图 3、图 4)。石英体积分数为50.00%~85.00%,平均为67.62%;长石体积分数为4.00%~66.00%,平均为14.22%,主要为钾长石和斜长石;岩屑体积分数为7.00%~34.00%,平均为18.83%,包括变质岩、火成岩,碎屑长轴具定向性。杂基主要为泥质,体积分数为1.0%~12.0%,平均为2.6%;胶结物以碳酸盐为主,碳酸盐胶结物以方解石为主,体积分数为0~26.00%,平均3.57%,白云石体积分数较小,为0~26.00%,平均为1.31%,硅质胶结物和铁矿石体积分数较小,普遍小于4%,黏土矿物体积分数为0~8.00%,平均为2.32%,以高岭石为主。碎屑具有中等以上分选性,磨圆度主要有次棱角—次圆及次圆—次棱角状,颗粒支撑,主要为点—线接触,其次为凹凸—线接触。胶结物类型以压嵌—接触胶结和孔隙—接触胶结为主。储层砂岩成分成熟度中等,结构成熟度高。
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下载原图 图 3 东海盆地西湖凹陷孔雀亭地区古近系平湖组储层砂岩分类 Ⅰ. 石英砂岩;Ⅱ. 长石石英砂岩;Ⅲ. 岩屑石英砂岩;Ⅳ. 长石砂岩;Ⅴ. 岩屑长石砂岩;Ⅵ. 长石岩屑砂岩;Ⅶ. 岩屑砂岩。 Fig. 3 Reservoir sandstone classification of Paleogene Pinghu Formation in Kongqueting area of Xihu Sag, East China Sea Basin |
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下载原图 图 4 东海盆地西湖凹陷孔雀亭地区古近系平湖组岩心及镜下岩石类型 (a)细—中砂岩,D井,4 344.89 m;(b)长石岩屑砂岩,D井,4 344.89 m,单偏光;(c)含灰质细砂岩,D井,4 348.48 m;(d)岩屑长石砂岩,D井,4 348.48 m,正交偏光;(e)含灰质粗粉砂岩,F井,4 335.95 m;(f)长石石英砂岩,F井,4 335.95 m,正交偏光;(g)含灰质细砂岩,F井,4 340.98 m;(h)岩屑石英砂岩,F井,4 340.98 m,正交偏光。 Fig. 4 Core and microscopic rock types of Paleogene Pinghu Formation in Kongqueting area of Xihu Sag, East China Sea Basin |
东海盆地西湖凹陷孔雀亭地区平湖组砂岩孔隙度为1.00%~19.56%,平均为10.44%;渗透率为0.006 6~710.830 0 mD,平均为25.650 0 mD。低孔(孔隙度为10%~15%)约占分析样品的49.53%;特低孔(孔隙度小于10%)约占分析样品的40.70%;中孔(孔隙度为15%~20%)约占分析样品的9.77%。研究区样品整体表现为以低孔为主、特低孔为辅的特征。该区平湖组砂岩储层渗透率主要为0.1~10.0 mD,占分析样品的49.53%,属于低渗;其次是10~500 mD,占分析样品的33.95%,属于中渗;渗透率小于0.1 mD的样品数占分析样品的16.05%,为特低渗。研究区样品整体表现为以低渗为主、中渗为辅的特征(图 5)。
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下载原图 图 5 东海盆地西湖凹陷孔雀亭地区古近系平湖组砂岩储层物性随深度变化 Fig. 5 Changes of reservoir physical properties with depth of Paleogene Pinghu Formation in Kongqueting area of Xihu Sag, East hina Sea Basin |
通过观察研究区200多块岩样薄片及扫描电镜可知,研究区孔隙类型包括原生孔隙、粒间溶孔、粒内溶孔和铸模孔,仅见极少量微裂缝(图 4)。压实作用和胶结作用减少了约23.61% 的原生粒间孔,多位于颗粒间,呈较规则多边形,孔隙边缘平直(图 6a,6b);次生溶蚀发育,有粒间溶孔、粒内溶孔及铸模孔,面孔率为3.61%~14.66%。粒间溶孔占所有孔隙类型的29.53%,大部分为不规则多边形,边缘见明显的溶蚀现象(图 6c,6d);粒内溶孔约为30.23%,大部分为网格状或蜂窝状等(图 6e,6f);铸模孔约为16.30%,多为长石和易溶岩屑溶蚀而形成(图 6g,6h)。
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下载原图 图 6 东海盆地西湖凹陷孔雀亭地区古近系平湖组孔隙类型 (a)原生粒间孔,孔隙呈近三角形、四边形,G井,3 943.00 m,单偏光;(b)原生粒间孔,B井,4 345.09 m,单偏光;(c)粒间溶孔,I井,3 993.00 m,单偏光;(d)溶蚀粒间孔,C井,4 105.16 m,单偏光;(e)长石沿解理缝或双晶选择性栅状溶蚀,形成粒内溶孔,G井,4 154.00 m,单偏光;(f)长石内部被溶蚀,C井,4 104.86 m,单偏光;(g)局部颗粒受溶蚀完全形成铸模孔,D井,4345.09 m,单偏光;(h)长石铸膜孔,C井,4 112.66 m,单偏光。 Fig. 6 Pore types of Paleogene Pinghu Formation in Kongqueting area of Xihu Sag, East China Sea Basin |
东海盆地西湖凹陷孔雀亭地区平湖组储层埋藏深度大于3 000 m,压实作用强烈。早期沉积物相对松散,随着沉积物增多,压实作用不断增强,孔隙快速减少。颗粒逐渐从点接触变为线接触和凹凸状接触(图 7a)。当颗粒接触点上的应力超过孔隙流体压力的2.5倍时将发生压溶作用[32]。镜下可观察到云母弯曲变形破裂(图 7b),泥质岩屑变形(图 7c,7d),石英等刚性颗粒的弯曲、压裂和破碎现象(图 7e,7f)。随着压实作用增强,颗粒重新排列,抗压实作用逐渐增强。
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下载原图 图 7 东海盆地西湖凹陷孔雀亭地区古近系平湖组储层压实作用镜下特征 (a)缝合线状接触,C井,4 108.96 m,正交偏光;(b)云母弯曲、断裂,C井,4 106.36 m,正交偏光;(c)机械压实,泥质条带挤压变形呈杂基状,使粒间孔缩小甚至消失,G井,4 412.50 m,单偏光;(d)机械压实,塑性碎屑挤压变形呈杂基状,使粒间孔缩小甚至消失,G井,4 319.00 m,单偏光;(e)长石弯曲,D井,4 059.26 m,正交偏光;(f)机械压实,可见碎裂长石,发育粒内微裂缝,G井,3 996.50 m,正交偏光。 Fig. 7 Microscopic characteristics of reservoir compaction of Paleogene Pinghu Formation in Kongqueting area of Xihu Sag, East China Sea Basin |
研究区砂岩硅质胶结物含量较低,主要为石英次生加大(图 8a),可见少量自生石英小颗粒。扫描电镜下部分石英次生加大可达到Ⅲ级(图 8b),且有较多自生石英晶体充填于粒间孔隙中(图 8c)。长石溶蚀可影响石英次生加大,且与高岭石、伊利石等共生。
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下载原图 图 8 东海盆地西湖凹陷孔雀亭地区古近系平湖组储层胶结作用镜下特征 (a)石英次生加大较发育,凹凸—线状,C井,4 109.16 m,正交偏光;(b)见三级次生加大石英呈压嵌状排列,G井,4 319.00 m,扫描电镜;(c)自生石英微晶充填粒间孔隙,H井,4 215.20 m,扫描电镜;(d)方解石和白云石胶结物,F井,4 336.47 m,正交偏光;(e)凝块状菱铁矿,G井,4 323.00 m,正交偏光;(f)方解石胶结,D井,4 345.89 m,正交偏光;(g)含铁方解石、含铁白云石充填,G井,4 453.53 m,单偏光;(h)方解石呈连晶状,F井,4 343.47 m,单偏光。 Fig. 8 Microscopic characteristics of reservoir cementation of Paleogene Pinghu Formation in Kongqueting area of Xihu Sag, East China Sea Basin |
碳酸盐胶结物是西湖凹陷孔雀亭地区储层含量最高的自生矿物,常充填次生孔隙,占据长石溶解空间,对储层物性影响较大。方解石及白云石多呈斑点或连晶状(图 8d),可见少量成岩早期形成的团块状菱铁矿胶结物(图 8e)。碳酸盐胶结物在成岩全过程中均有发育。
早成岩期的碳酸盐胶结物多为方解石(图 8f),通常为泥晶和微晶。随着埋藏深度增大,高温还原环境下,主要为铁白云石及铁方解石的碳酸盐矿物(图 8g)[33],铁方解石胶结物为连晶状(图 8h),多充填在次生孔隙中,对储层具有强烈破坏作用。碳酸盐胶结物一方面占据原生孔隙,堵塞次生孔隙,破坏储层物性;另一方面,胶结物在储层中形成沉淀,支撑颗粒,抵抗压实作用,保护原生孔隙,当处于酸性环境时,部分胶结物溶蚀形成次生溶孔,可改善储层物性。
4.2.3 杂基和自生黏土矿物孔雀亭地区黏土矿物以高岭石最为常见,其次为伊利石和伊蒙混层。自生高岭石集合体普遍如书页状或蠕虫状占据粒间孔隙或位于颗粒表面,部分高岭石充填于喉道,使储集性能变差,破坏储层。自生高岭石大部分是长石溶蚀后形成[13],较高含量的高岭石往往形成次生溶孔,有助于改善致密砂岩物性,后期高岭石被溶蚀,形成晶间隙,使孔隙度增大(图 9a—9c)。
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下载原图 图 9 东海盆地西湖凹陷孔雀亭地区古近系平湖组储层胶结作用镜下特征 (a)见书页状高岭石几乎完全充填粒间孔隙产出,G井,4 154.00 m,扫描电镜;(b)孔隙中见高岭石、伊利石、绿泥石、地开石,并见晶间孔,D井,4 058.06 m;(c)见钾长石溶蚀并伴随着书页状高岭石产出,G井,4 260.00 m;(d)见钾长石剧烈溶蚀并伴随丝缕状、片状伊利石溶蚀产出,G井,4 327.00 m;(e)粒表、孔喉中分布蜂窝状伊利石,并交代碎屑,C井,4 113.96 m;(f)粒间孔隙内见搭桥状伊利石,H井,4 221.60 m;(g)见蜂窝状伊蒙混层覆盖在颗粒表面产出,G井,4 260.00 m;(h)见半蜂窝状伊蒙混层转化成丝缕状伊利石产出,G井,4 327.00 m;(i)绒球状绿泥石和丝缕状伊利石充填粒间孔隙,H井,4 224.80 m;(j)粒表分布针叶状绿泥石,孔中见高岭石、地开石、伊利石、绿泥石,D井,4 057.06 m;(k)见次生加大石英呈压嵌状排列,并见针叶状绿泥石夹杂其间产出,G井,4 039.00 m;(l)芝麻状的黄铁矿分布,D井,4 351.49 m,正交偏光。 Fig. 9 Microscopic characteristics of reservoir cementation of Paleogene Pinghu Formation in Kongqueting area of Xihu Sag, East China Sea Basin |
伊利石常呈蜂窝状、丝缕状、片状和搭桥式分布于颗粒表面或粒间孔隙中(图 9d—9f),伊蒙混层多为蜂窝状(图 9g)。随着埋藏深度增加,伊蒙混层转化为伊利石(图 9h),降低了储层物性。绿泥石单体为针叶状,集合体大多为绒球状、鳞片状分布在颗粒表面(图 9i,9j)。早期颗粒表面的绿泥石薄膜可影响石英次生加大,增强抗压实的强度,保存剩余粒间孔,对储层孔隙具有保护作用[34]。埋藏晚期,地层温度升高,硅质胶结能够覆盖孔隙衬里绿泥石,形成绿泥石与硅质胶结共生(图 9k)。黄铁矿也是研究区较常见的胶结物类型,分布较广,大多分散分布(图 9l)。
4.3 溶蚀作用溶蚀作用有利于储层储集性能的提高,可改善储层物性。成岩中期,有机质热解生烃产生大量有机酸,储层中的长石、岩屑易发生溶蚀,形成次生溶孔。长石溶蚀常沿着长石颗粒边缘、解理面或双晶缝进行,形成粒间溶孔或粒内溶孔。部分溶蚀的长石颗粒多呈栅状、格状残余在孔隙中,可见少量长石岩屑遭受溶蚀后其颗粒呈现麻点状或蜂窝状,局部见长石颗粒完全溶蚀形成铸模孔(图 10a—10c)。黏土杂基常形成贴粒缝和黏土杂基微孔(图 10d);石英较为稳定,一般难以溶蚀,部分样品中见石英溶蚀(图 10e);碳酸盐胶结物主要为方解石(图 10f),在酸性成岩环境下,方解石发生溶解作用,有时可见方解石残余。
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下载原图 图 10 东海盆地西湖凹陷孔雀亭地区古近系平湖组储层溶蚀作用与交代作用镜下特征 (a)可见长石沿解理缝或双晶选择性栅状溶蚀,G井,4 457.00 m,单偏光;(b)可见长石粒内溶蚀孔隙,呈蜂窝状,G井,4 450.00 m,单偏光;(c)可见长石粒内溶孔和颗粒铸模孔,G井,4 332.50 m,单偏光;(d)陆源云母具溶蚀形成次生片理孔,F井,4 342.07 m;(e)石英颗粒内部被溶蚀,C井,4 106.66 m,正交偏光;(f)粒间碳酸盐溶蚀,I井,4 392.82 m,正交偏光;(g)方解石交代碎屑,D井,4 345.89 m,正交偏光;(h)可见含铁方解石不完全交代碎屑颗粒,G井,4 450.00 m,正交偏光;(i)碎屑云母化形成次生片理孔,D井,4 052.16 m;(j)泥质绢云母化,C井,4 110.66 m,正交偏光;(k)长石绢云母化,I井,4 300.00 m,正交偏光;(l)见半蜂窝状伊蒙混层及丝缕状伊利石共生且交代石英颗粒边缘产出,G井,4 390.50 m。 Fig. 10 Microscopic characteristics of reservoir dissolution and metasomatism of Paleogene Pinghu Formation in Kongqueting area of Xihu Sag, East China Sea Basin |
据薄片观察,研究区交代作用包括碎屑颗粒的碳酸盐化和碎屑颗粒的黏土化。碎屑颗粒的碳酸盐化包括方解石、铁白云石等对石英、岩屑等的交代作用。其中,常见方解石交代长石(图 10g),主要使长石颗粒边缘齿化,到晚期时,逐渐变为碱性环境,有利于交代作用的形成(图 10h)。碎屑颗粒或杂基黏土化主要为绢云母化。随着埋藏深度增大,黏土矿物对硅质产生一定程度的交代溶蚀(图 10i—10l)。
5 成岩序列及孔隙演化沉积物的成岩作用是影响油气储集性能的重要因素,包括原生孔隙的保存、次生孔隙的发育及孔隙的连通等。根据东海盆地西湖凹陷孔雀亭地区岩石孔隙类型、自生矿物分布及形成顺序、黏土矿物及其转化、地温梯度和镜质体反射率(Ro)等信息,认为研究区平湖组储层主要处于晚成岩阶段A2期(图 11)。
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下载原图 图 11 东海盆地西湖凹陷孔雀亭地区古近系平湖组成岩序列及孔隙演化 Fig. 11 Diagenetic sequence and pore evolution of Paleogene Pinghu Formation in Kongqueting area of Xihu Sag, East China Sea Basin |
早期压实作用较强,主要为线接触;胶结物主要为碳酸盐、硅质和黏土矿物。碳酸盐胶结物主要为方解石,硅质胶结物以石英次生加大为主,自生黏土矿物主要有高岭石、伊利石和绿泥石等。随着埋藏深度增大,高岭石逐渐减少,伊利石含量增加,其中蒙皂石质量分数整体小于35%,部分小于15%(图 12)。次生孔隙发育,发育2个次生孔隙带。有机质镜质体反射率为0.2%~1.0%(图 13),有机质演化进入成熟阶段。
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下载原图 图 12 东海盆地西湖凹陷孔雀亭古近系平湖组I/S中S(蒙皂石)质量分数散点图 Fig. 12 Scatter diagram of smectite content in illite-smectite mixed-layer of Paleogene Pinghu Formation in Kongqueting area of Xihu Sag, East China Sea Basin |
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下载原图 图 13 东海盆地西湖凹陷孔雀亭地区深度与镜质体反射率(Ro)的关系 Fig. 13 Relationship between depth and vitrinite reflectance(Ro)in Kongqueting area of Xihu Sag, East China Sea Basin |
储层物性受成岩作用影响,主要有压实作用、胶结作用和溶解作用。压实作用是导致储层物性变差的主要因素;胶结作用使胶结物占据原生孔隙;溶蚀作用使物性变好,在3 000~3 500 m和4 000~4 400 m深度段发育2个次生孔隙带(图 14)。根据研究区5口井67块岩石样品的X射线衍射数据分析,该地区在3 200~3 600 m深度段长石和高岭石数据点较少,但可以看到高岭石含量明显增加,该深度段存在溶蚀作用;在4 000~4 400 m深度段长石含量明显减小,高岭石含量明显增大,说明该深度段溶蚀作用增强,4 200 m左右研究区储层受溶蚀作用影响最大,当埋藏深度继续增加,溶蚀作用逐渐减弱。从图 14中可看出,长石含量减少段和高岭石含量增加段,与次生孔隙发育段相吻合。孔雀亭地区有机酸浓度是次生孔隙形成的主要因素,构造抬升和大气淡水淋滤作用是次要因素[35]。
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下载原图 图 14 东海盆地西湖凹陷孔雀亭地区古近系平湖组深度与矿物含量(a)及孔隙度(b)交会图 Fig. 14 Relationships of depth with mineral mass fraction(a)and porosity(b)of Paleogene Pinghu Formation in Kongqueting area of Xihu Sag, East China Sea Basin |
观察样品薄片,常见石英、长石及岩屑等刚性颗粒的弯曲、压裂和破碎。石英主要发生次生加大,部分石英颗粒及自生加大边溶解,扫描电镜可见Ⅲ级次生加大;部分长石、岩屑被溶蚀,形成溶蚀孔隙,晚期被方解石等胶结物和黏土矿物充填。因此,长石的溶蚀作用发生在方解石胶结物之前,且铁方解石交代碎屑颗粒[36-37]。程超等[38]的研究表明,东海盆地孔雀亭地区平湖组主要发育2期流体包裹体,包裹体均一温度为124~130 ℃和136~140 ℃,结合埋藏史及热史,油气充注主要为11~8 Ma和4~2 Ma。
综上分析,成岩演化序列可以归纳为:早期压实→早期方解石沉淀→有机酸充注→长石及岩屑溶蚀→次生孔隙,自生高岭石,自生石英→晚期铁方解石充填交代。
6 成藏模式成岩作用对油气成藏的控制作用主要体现在对储层物性的影响方面[39-40]。在砂岩埋藏成岩过程中,压实作用是造成储层物性变差的主要因素;胶结物充填原生粒间孔,使储集空间减小,但储层中的胶结物可起到一定的支撑作用,可在一定程度上抵抗压实作用,并且在酸性流体经过时,部分胶结物发生溶蚀,产生溶蚀孔隙。溶蚀作用可提高储层性能,使原生孔隙扩大,是储层形成次生孔隙的主要因素。结合不同含油级别孔隙度和渗透率随深度的变化关系可看出,研究区在深度为3 300 m左右与4 000~4 500 m处存在大量油气,可发现油气聚集在由成岩作用改造的局部优质储层中(图 15)。
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下载原图 图 15 东海盆地西湖凹陷孔雀亭地区古近系平湖组不同含油级别孔隙度(a)和渗透率(b)随深度变化关系 Fig. 15 Relationships of depth with porosity(a)and permeability(b)with different oil-bearing grades of Paleogene Pinghu Formation in Kongqueting area of Xihu Sag, East China Sea Basin |
结合孔雀亭地区圈闭、断裂、生排烃史和充注历史,中中新世平湖组烃源岩成熟,油气充注圈闭,形成早期油藏。龙井运动期间,平湖组开始生气,油气充注平湖组圈闭,与早期低熟原油混合形成凝析气藏,凝析气沿裂缝、断层、不整合面等运移。之后,平湖组浅部陆续进入生烃高峰,由于平湖组溶蚀作用提供了大量的优质储集空间以及盖层的封堵,大部分烃类聚集在平湖组,难以运移至花港组,主要形成岩性油气藏及构造油气藏;花港组气顶逐渐逸散,留下油藏,形成上油下气的分布特征(图 16)。
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下载原图 图 16 东海盆地西湖凹陷孔雀亭地区油气成藏模式 Fig. 16 Hydrocarbon accumulation models in Kongqueting area of Xihu Sag, East China Sea Basin |
(1)东海盆地西湖凹陷孔雀亭地区古近系平湖组储层主要发育长石岩屑砂岩,储层砂岩成分成熟度中等,结构成熟度高。次生孔隙主要为粒间溶孔、粒内溶孔、原生粒间孔、铸模孔,平湖组储层为低孔、低渗储层。
(2)压实作用可破坏储层物性,胶结作用可使储层物性变差,但在一定程度上胶结物可抵抗压实作用,保护原生粒间孔,部分胶结物在酸性流体经过时,也可发生溶蚀形成次生孔隙改善储层。溶蚀作用有利于储层储集性能的提高,研究区溶蚀作用在3 000~3 500 m和4 000~4 400 m处形成了2个次生孔隙带。
(3)研究区平湖组储层主要处于晚成岩阶段A2期,成岩演化序列为:早期压实→早期方解石沉淀→有机酸充注→长石、岩屑溶蚀→次生孔隙,自生高岭石,自生石英→晚期铁方解石充填交代。
(4)成岩作用主要影响储层物性而控制油气成藏,研究区油气主要聚集在由成岩作用改造的局部优质储层中。
[1] |
王国纯. 东海盆地油气勘探焦点问题探讨. 中国海上油气(地质), 2003, 17(1): 31-34. WANG Guochun. A discussion on some focal problems of petroleum exploration in East China Sea Basin. China Offshore Oil and Gas (Geology), 2003, 17(1): 31-34. |
[2] |
朱扬明, 周洁, 顾圣啸, 等. 西湖凹陷始新统平湖组煤系烃源岩分子地球化学特征. 石油学报, 2012, 33(1): 32-39. ZHU Yangming, ZHOU Jie, GU Shengxiao, et al. Molecular geochemistry of Eocene Pinghu Formation coal-bearing source rocks in the Xihu Depression, East China Sea Shelf Basin. Acta Petrolei Sinica, 2012, 33(1): 32-39. |
[3] |
陶士振, 邹才能. 东海盆地西湖凹陷天然气成藏及分布规律. 石油勘探与开发, 2005, 32(4): 103-110. TAO Shizhen, ZOU Caineng. Accumulation and distribution of natural gases in Xihu Sag, East China Sea Basin. Petroleum Exploration and Development, 2005, 32(4): 103-110. |
[4] |
朱国华. 成岩作用与砂层(岩)孔隙的演化. 石油与天然气地质, 1982, 3(3): 195-203. ZHU Guohua. Diagenesis in relation to evolution of pores in sandstone. Oil & Gas Geology, 1982, 3(3): 195-203. |
[5] |
吕正祥, 廖哲渊, 李岳峰, 等. 玛湖凹陷二叠系风城组碱湖云质岩储层成岩作用. 岩性油气藏, 2022, 34(5): 26-37. LYU Zhengxiang, LIAO Zheyuan, LI Yuefeng, et al. Diagenesis of alkaline lacustrine dolomitic reservoirs of Permian Fengcheng Formation in Mahu Sag. Lithologic Reservoirs, 2022, 34(5): 26-37. |
[6] |
张沛, 黄畅. 西湖凹陷K构造平湖组储层特征及影响因素. 海洋石油, 2018, 38(2): 1-6. ZHANG Pei, HUANG Chang. Reservoir characteristics and influencing factors of Pinghu Formation in the K Structure of Xihu Sag. Offshore Oil, 2018, 38(2): 1-6. |
[7] |
李杪, 罗静兰, 赵会涛, 等. 不同岩性的成岩演化对致密砂岩储层储集性能的影响: 以鄂尔多斯盆地东部上古生界盒8段天然气储层为例. 西北大学学报(自然科学版), 2015, 45(1): 97-106. LI Miao, LUO Jinglan, ZHAO Huitao, et al. Impact of the diagenetic evolution of different lithology on tight sandstone reservoir performance: A case study from He 8 natural gas reservoir of the upper Paleozoic in Eastern Ordos Basin. Journal of Northwest University (Natural Science Edition), 2015, 45(1): 97-106. |
[8] |
张悦, 张翔, 田景春, 等. 鄂尔多斯盆地杭锦旗地区山西组储层成岩作用及孔隙演化. 矿物岩石, 2021, 41(2): 118-128. ZHANG Yue, ZHANG Xiang, TIAN Jingchun, et al. Reservoir diagenesis and pore evolution of Shanxi Formation in Hangjinqi area, Ordos Basin. Mineralogy and Petrology, 2021, 41(2): 118-128. |
[9] |
张明峰, 妥进才, 张小军, 等. 柴达木盆地乌南油田油源及油气运移探讨. 岩性油气藏, 2012, 24(2): 61-66. ZHANG Mingfeng, TUO Jincai, ZHANG Xiaojun, et al. Discussion on oil sources and petroleum migration in the Wunan Oilfield, Qaidam Basin. Lithologic Reservoirs, 2012, 24(2): 61-66. |
[10] |
葸克来, 操应长, 杨春宇, 等. 廊固凹陷沙四段储层成岩作用与成岩阶段划分. 断块油气田, 2012, 19(5): 583-587. XI Kelai, CAO Yingchang, YANG Chunyu, et al. Diagenesis and diagenetic stage division of Es4 reservoir in Langgu Sag. Fault-Block Oil & Gas Field, 2012, 19(5): 583-587. |
[11] |
王西强, 罗天相, 俞保财, 等. 环江地区三叠系延长组长8油层组储层特征研究. 油气藏评价与开发, 2012, 2(5): 6-10. WANG Xiqiang, LUO Tianxiang, YU Baocai, et al. Research on characteristics of Chang-8 reservoir in Triassic Yanchang Formation in Huanjiang region. Reservoir Evaluation and Development, 2012, 2(5): 6-10. |
[12] |
黄鑫, 林承焰, 黄导武, 等. 西湖凹陷中央反转带中北部花港组砂岩储层成岩差异演化特征. 油气地质与采收率, 2022, 29(2): 1-14. HUANG Xin, LIN Chengyan, HUANG Daowu, et al. Diagenetic differential evolution of Huagang Formation sandstone reservoir in north-central part of central reversal structural belt in Xihu Sag. Petroleum Geology and Recovery Efficiency, 2022, 29(2): 1-14. |
[13] |
张武, 徐发, 徐国盛, 等. 西湖凹陷某构造花港组致密砂岩储层成岩作用与孔隙演化. 成都理工大学学报(自然科学版), 2012, 39(2): 122-129. ZHANG Wu, XU Fa, XU Guosheng, et al. Diagenesis and pore evolution of Huagang Formation tight sandstone reservoirs in a structure in Xihu Depression in East China Sea Basin. Journal of Chengdu University of Technology (Science Technology Edition), 2012, 39(2): 122-129. |
[14] |
黄导武, 段冬平, 刘彬彬, 等. 西湖凹陷低渗-致密砂岩气藏储层特征及差异成因. 中国海上油气, 2019, 31(3): 99-107. HUANG Daowu, DUAN Dongping, LIU Binbin, et al. Reservoir characteristics and differential genesis of low permeabilitytight sandstone gas reservoirs in Xihu Sag. China Offshore Oil and Gas, 2019, 31(3): 99-107. |
[15] |
高伟中, 孙鹏, 赵洪, 等. 西湖凹陷花港组深部储层特征及控制因素. 成都理工大学学报(自然科学版), 2016, 43(4): 396-404. GAO Weizhong, SUN Peng, ZHAO Hong, et al. Study of deep reservoirs characters and main control factors of Huagang Formation in Xihu Sag, East China Sea. Journal of Chengdu University of Technology (Science & Technology Edition), 2016, 43(4): 396-404. |
[16] |
王岭, 王修平, 余学兵. 西湖凹陷深层储层特征及控制因素研究. 海洋石油, 2015, 35(3): 20-26. WANG Ling, WANG Xiuping, YU Xuebing. Study about reservoir characteristics and the controlling factors on the deep tight gas reservoir in Xihu Sag. Offshore Oil, 2015, 35(3): 20-26. |
[17] |
谢晓军, 熊连桥, 陈莹, 等. 西湖凹陷平湖组低渗储层特征及"甜点"主控因素分析. 科学技术与工程, 2021, 21(30): 12890-12900. XIE Xiaojun, XIONG Lianqiao, CHEN Ying, et al. Low permeability reservoir characteristics and controlling factors of "sweet points" of Pinghu Formation in Xihu Sag. Science Technology and Engineering, 2021, 21(30): 12890-12900. |
[18] |
林承焰, 孙小龙, 马存飞, 等. 西湖凹陷中央反转构造带花港组储层物性演化. 中国矿业大学学报, 2017, 46(4): 820-829. LIN Chengyan, SUN Xiaolong, MA Cunfei, et al. Physical property evolution of Huagang Formation in central inversion tectonic belt in Xihu Depression. Journal of China University of Mining & Technology, 2017, 46(4): 820-829. |
[19] |
蒲庆南, 梁连喜, 杨宝星. 东海西湖凹陷下第三系储层砂岩次生矿物研究. 上海地质, 1995, 16(2): 46-50. PU Qingnan, LIANG Lianxi, YANG Baoxing. Secondary minerals'analysis of reservoir sandstone in Xihu Sag of East China Sea shelf basin. Shanghai Geology, 1995, 16(2): 46-50. |
[20] |
邹明亮, 黄思静, 胡作维, 等. 西湖凹陷平湖组砂岩中碳酸盐胶结物形成机制及其对储层质量的影响. 岩性油气藏, 2008, 20(1): 47-52. ZOU Mingliang, HUANG Sijing, HU Zuowei, et al. The origin of carbonate cements and the influence on reservoir quality of Pinghu Formation in Xihu Sag, East China Sea. Lithologic Reservoirs, 2008, 20(1): 47-52. |
[21] |
张建培, 葛和平, 漆滨汶. 西湖凹陷砂岩自生高岭石发育特征及其对储层物性的影响. 海洋石油, 2009, 29(1): 1-8. ZHANG Jianpei, GE Heping, QI Binwen. Characteristics of authigenic kaolinite in sandstones of Xihu Sag and its impact on reservoir physical properties. Offshore Oil, 2009, 29(1): 1-8. |
[22] |
王春梅, 裴昌蓉. 利用负胶结物投点图评价西湖凹陷古近系砂岩储层. 断块油气田, 2010, 17(1): 52-54. WANG Chunmei, PEI Changrong. Using minus-cement point diagram to evaluate Paleogene sandstone reservoir in Xihu Depression. Fault-Block Oil & Gas Field, 2010, 17(1): 52-54. |
[23] |
张绍亮, 张建培, 唐贤君, 等. 东海西湖凹陷断裂系统几何学特征及其成因机制. 海洋地质与第四纪地质, 2014, 34(1): 87-94. ZHANG Shaoliang, ZHANG Jianpei, TANG Xianjun, et al. Geometry characteristic of the fault system in Xihu Sag in East China Sea and its formation mechanism. Marine Geology & Quaternary Geology, 2014, 34(1): 87-94. |
[24] |
许婷. 东海盆地西湖凹陷油气成藏系统分析[D]. 北京: 中国地质大学(北京), 2014. XU Ting. Analysis of hydrocarbon accumulation system in West Lake Sag, East China Sea Basin[D]. Beijing: China University of Geosciences (Beijing), 2014. |
[25] |
周心怀, 牛成民, 滕长宇. 环渤中地区新构造运动期断裂活动与油气成藏关系. 石油与天然气地质, 2009, 30(4): 469-475. ZHOU Xinhuai, NIU Chengmin, TENG Changyu. Relationship between faulting and hydrocarbon pooling during the Neotectonic movement around the central Bohai Bay. Oil & Gas Geology, 2009, 30(4): 469-475. |
[26] |
徐志星, 刘洋, 张武, 等. 西湖凹陷平湖斜坡带原油地球化学特征及油源探讨. 中国石油大学胜利学院学报, 2019, 33(2): 10-15. XU Zhixing, LIU Yang, ZHANG Wu, et al. Discussion on geochemical characteristics and source of crude oil in Pingbei area of Pinghu slope belt in Xihu Sag. Journal of Shengli College China University of Petroleum, 2019, 33(2): 10-15. |
[27] |
叶加仁, 顾惠荣, 贾健谊. 东海西湖凹陷油气地质条件及其勘探潜力. 海洋地质与第四纪地质, 2008, 28(4): 111-116. YE Jiaren, GU Huirong, JIA Jianyi. Petroleum geological condition and exploration potential of Xihu Depression, East China Sea. Marine Geology & Quaternary Geology, 2008, 28(4): 111-116. |
[28] |
唐贤君, 蒋一鸣, 张建培, 等. 东海盆地西湖凹陷平北区断陷层断裂特征及其对圈闭的控制. 海洋地质前沿, 2019, 35(8): 34-43. TANG Xianjun, JIANG Yiming, ZHANG Jianpei, et al. Fault characteristic and its control on traps of fault structural layer in the northern Pinghu slipe belt, Xihu Sag, East China Sea shelf basin. Marine Geology Frontiers, 2019, 35(8): 34-43. |
[29] |
周心怀, 徐国盛, 崔恒远, 等. 东海西湖凹陷中央反转构造带古近系花港组致密砂岩储集层裂缝发育特征与油气成藏关系. 石油勘探与开发, 2020, 47(3): 462-475. ZHOU Xinhuai, XU Guosheng, CUI Hengyuan, et al. Fracture development and hydrocarbon accumulation in tight sandstone reservoirs of the Paleogene Huagang Formation in the central reversal tectonic belt of the Xihu Sag, East China Sea. Petroleum Exploration and Development, 2020, 47(3): 462-475. |
[30] |
李朝阳, 魏琳, 刁慧, 等. 西湖凹陷孔雀亭构造平湖组油气来源及充注特征. 石油科学通报, 2021, 6(2): 196-208. LI Chaoyang, WEI Lin, DIAO Hui, et al. Hydrocarbon source and charging characteristics of the Pinghu Formation in the Kongqueting structure, Xihu Depression. Petroleum Science Bulletin, 2021, 6(2): 196-208. |
[31] |
吴峰, 任培罡, 谈明轩, 等. 西湖凹陷孔雀亭地区平湖组沉积相演变及其主控因素分析. 海洋地质与第四纪地质, 2022, 42(2): 119-130. WU Feng, REN Peigang, TAN Mingxuan, et al. Facies evolution and its controlling factors of the Pinghu Formation in the Kongqueting area of Xihu Depression. Marine Geology & Quaternary Geology, 2022, 42(2): 119-130. |
[32] |
钟大康, 周立建, 孙海涛, 等. 储层岩石学特征对成岩作用及孔隙发育的影响: 以鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系延长组为例. 石油与天然气地质, 2012, 33(6): 890-899. ZHONG Dakang, ZHOU Lijian, SUN Haitao, et al. Influences of petrologic features on diagenesis and pore development: An example from the Triassic Yanchang Formation in Longdong area, Ordos Basin. Oil & Gas Geology, 2012, 33(6): 890-899. |
[33] |
HOUSEKENCHT D W. Assessing the relative importance of compaction processes and cementation to reduction of porosity in sandstones. AAPG Bulletin, 1987, 71(6): 633-542. |
[34] |
罗静兰, Morad S, 阎世可, 等. 河流-湖泊三角洲相砂岩成岩作用的重建及其对储层物性演化的影响: 以延长油区侏罗系-上三叠统砂岩为例. 中国科学(D辑), 2001, 31(12): 1006-1016. LUO Jinglan, MORAD S, YAN Shike, et al. Diagenetic reconstruction of fluvial deltaic sandstones and diagenetic impact on reservoir quality evolution: A case study of Jurassic-Upper Triassic sandstone in Yanchang area. Science in China (Series D), 2001, 31(12): 1006-1016. |
[35] |
张兴文, 庞雄奇, 李才俊, 等. 深层-超深层高孔高渗碎屑岩油气藏地质特征、形成条件及成藏模式: 以墨西哥湾盆地为例. 石油学报, 2021, 42(4): 466-480. ZHANG Xingwen, PANG Xiongqi, LI Caijun., et al. Geological characteristics, formation conditions and accumulation model of deep and ultra-deep, high-porosity and high-permeability clastic reservoirs: A case study of Gulf of Mexico Basin. Acta Petrolei Sinica, 2021, 42(4): 466-480. |
[36] |
史基安, 晋慧娟, 薛莲花. 长石砂岩中长石溶解作用发育机理及其影响因素分析. 沉积学报, 1994, 12(3): 67-75. SHI Ji'an, JIN Huijuan, XUE Lianhua. Analysis on mechanism of feldspar dissolution and its influencing factors in feldspar-rich sandstone reservoir. Acta Sedimentologica Sinica, 1994, 12(3): 67-75. |
[37] |
杨慧, 刘广景, 蒋俊, 等. 西湖凹陷平北地区平湖组储层特征及主控因素研究. 石油化工应用, 2015, 34(11): 77-82. YANG Hui, LIU Guangjing, JIANG Jun, et al. Diagenesis characteristics and its influence on reservoir property in Pinghu Formation of Pingbei area, Xihu Sag. Petrochemical Industry Application, 2015, 34(11): 77-82. |
[38] |
程超, 朱文娟, 廖恒杰, 等. 西湖凹陷某构造低渗储层成岩演化研究. 中国地质调查, 2018, 5(4): 33-39. CHENG Chao, ZHU Wenjuan, LIAO Hengjie, et al. Diagenetic evolution research on low permeability reservoirs of one structure in Xihu Sag. Geological Survey of China, 2018, 5(4): 33-39. |
[39] |
侯宇, 李斌. 鄂尔多斯盆地西缘前陆盆地中生界成岩作用研究. 东华理工学院学报, 2007, 30(1): 1-8. HOU Yu, LI Bin. The research on the diagenesis on Mesozoic in foreland basin of the western margin in Ordos Basin. Journal of East China University of Technology, 2007, 30(1): 1-8. |
[40] |
郑荣才, 耿威, 周刚, 等. 鄂尔多斯盆地白豹地区长6砂岩成岩作用与成岩相研究. 岩性油气藏, 2007, 19(2): 1-8. ZHENG Rongcai, GENG Wei, ZHOU Gang, et al. Diagenesis and diagenetic facies of Chang 6 sandstone of Yanchang Formation in Baibao area, Ordos Basin. Lithologic Reservoirs, 2007, 19(2): 1-8. |