沙湾凹陷上乌尔禾组储层成岩作用及成岩相分析

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.206

摘要/Abstract

摘要：

二叠系上乌尔禾组为沙湾凹陷重要勘探目的层之一,主要发育岩性油气藏,但成岩作用的相关研究较少,阻碍该区上乌尔禾组深入勘探。在储层岩石学以及储集特征分析基础上,利用薄片观察、物性分析、扫描电镜以及能谱等实验手段,对上乌尔禾组成岩作用类型以及成岩相进行详细研究。发现研究区上乌尔禾组储层成岩作用包括压实作用、胶结作用以及溶蚀作用。结合大量成岩现象及特征,认为研究区上乌尔禾组成岩阶段为中成岩B期。综合成岩强度以及典型成岩现象,将研究区上乌尔禾组成岩相划分为强压实致密相、强压实中溶蚀相、中强压实方解石胶结弱溶蚀相、中强压实伊蒙混层包膜弱溶蚀相、中强压实沸石胶结弱溶蚀相,利用Fisher判别法建立各成岩相判别公式,并结合测井资料探索各成岩相的分布规律,为优质储层的预测提供依据。

关键词: 成岩作用, 成岩相, 储层, 上乌尔禾组, 沙湾凹陷

Abstract:

The Permian Upper Wuerhe Formation is a key exploration target zone in the Shawan Sag, which is a typical lithologic reservoir. Fewer studies were dedicated to the diagenesis of Upper Wuerhe Formation, which hinders deeper exploration. The data of slice, physical property, SEM and electromagnetic spectrum, combined with lithologic analysis and reservoir reserve characters, were applied to analyze the diagenetic types and facies. The results show that the diagenetic types comprise compaction, cementation and resolution. According to the diagenetic phenomena and characters, we concluded that the diagenetic evolution of Upper Wuerhe Formation has already been in the middle diagenetic stage B. Based on the intensity and typical phenomenon diagenesis, the diagenetic facies could be divided into five types, including the strong compaction tight, strong compaction-medium resolution, medium-strong compaction-calcite cementation-weak resolution, medium-strong compaction-mixed-layer illite cementation-weak resolution, and the medium-strong compaction-zeolite cementation-weak resolution digenetic facies. Combined with the Fisher typical discriminant, the diagenetic facies were built on discriminant functions to analyze the diagenetic facies distribution patterns, which would provide a foundation for deeper exploration.

Key words: diagenesis, diagenetic facies, reservoirs, Upper Wuerhe Formation, Shawan Sag

中图分类号:

TE122

于景维, 罗刚, 李斌, 潘拓, 余海涛, 况昊, 褚旭, 张晓童. 沙湾凹陷上乌尔禾组储层成岩作用及成岩相分析[J]. 现代地质, 2022, 36(04): 1095-1104.

YU Jingwei, LUO Gang, LI Bin, PAN Tuo, YU Haitao, KUANG Hao, CHU Xu, ZHANG Xiaotong. Diagenesis and Diagenetic Facies of Upper Wuerhe Formation in the Shawan Sag[J]. Geoscience, 2022, 36(04): 1095-1104.

图/表 8

参考文献 21

[1]	杨勇, 牛拴文, 孟恩, 等. 砂砾岩体内幕岩性识别方法初探--以东营凹陷盐家油田盐22断块砂砾岩体为例[J]. 现代地质, 2009, 23(5):987-992.
[2]	姚宗全, 于兴河, 岳红星, 等. 砂砾岩储层特征及控制因素:以红山嘴地区三叠系克拉玛依组上段为例[J]. 现代地质, 2019, 33(6):1188-1198.
[3]	徐子煜, 王安, 韩长城, 等. 玛湖地区三叠系克拉玛依组优质砂砾岩储层形成机制[J]. 岩性油气藏, 2020, 32(3):82-92.
[4]	于景维, 孙波, 余海涛, 等. 车拐斜坡区三叠系百口泉组油气成藏条件研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2021, 43 (3):37-50.
[5]	贾春明, 姚卫江, 余海涛, 等. 红车拐地区百口泉组储层特征及控制因素[J]. 河南理工大学学报(自然科学版), 2021, 40(2):58-69.
[6]	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[J]. 岩性油气藏, 2007, 19(2):1-8.
[7]	熊婷, 党玉芳, 贾春明, 等. 扇三角洲高分辨率层序构型及砂体预测--以沙湾凹陷西斜坡二叠系上乌尔禾组为例[J]. 西安石油大学学报(自然科学版), 2021, 36(3):16-22.
[8]	邹妞妞, 张大权, 史基安, 等. 准噶尔盆地中拐凸起二叠系上乌尔禾组油气成藏及其主控因素[J]. 天然气地球科学, 2021, 32(4):540-550.
[9]	丁超, 庞燕青, 孟亚玲, 等. 准噶尔盆地中拐地区上乌尔禾组富火山碎屑砂砾岩储层的古环境及储层机理研究[J]. 沉积学报, 2020, 38(4):851-867.
[10]	余海涛, 刘新宇, 吴博闻, 等. 准噶尔盆地西北缘沙湾凹陷上乌尔禾组大型扇三角洲控制因素[J]. 新疆地质, 2020, 38(1):71-76.
[11]	马永平, 张献文, 朱卡, 等. 玛湖凹陷二叠系上乌尔禾组扇三角洲沉积特征及控制因素[J]. 岩性油气藏, 2021, 33(1):57-70.
[12]	丁强, 成健, 杨博, 等. 鄂尔多斯盆地胡154区块长4+5段孔隙结构定量表征及分类[J]. 新疆石油地质, 2021, 42(4):410-417.
[13]	柳妮, 唐群英, 刘静, 等. 准噶尔盆地阜东斜坡头屯河组微观非均质性与重点短期基准面旋回[J]. 石油实验地质, 2019, 41(2):234-242.
[14]	于景维, 柳妮, 庞太忠, 等. 准噶尔盆地阜东斜坡阜东16井区齐古组一段沉积储集层特征[J]. 地层学杂志, 2017, 41(2):221-228.
[15]	于景维, 李璐璐, 祁利祺, 等. 阜东斜坡带头屯河组二段储集层控制因素[J]. 新疆石油地质, 2014, 35(1):34-38.
[16]	BEARD D C, WEYL P K. Influence of texture on porosity and permeability of unconsolidated sand[J]. AAPG Bulletin, 1973, 57(2):349-369.
[17]	ATHY L F. Density, porosity, and compaction of sedimentary rocks[J]. AAPG Bulletin, 1930, 14(1):1-24.
[18]	于景维, 季汉成, 史燕青, 等. 准噶尔盆地阜东斜坡区三叠系韭菜园子组成岩作用特征及其对储层物性影响[J]. 西北地质, 2021, 54(2):99-110.
[19]	邹才能, 陶士振, 周慧, 等. 成岩相的形成、分类与定量评价方法[J]. 石油勘探与开发, 2008, 35(5):526-540.
[20]	赖锦, 王贵文, 王书南, 等. 碎屑岩储层成岩相研究现状及进展[J]. 地球科学进展, 2013, 28(1):39-50. DOI
[21]	陈彦华, 刘莺. 成岩相--储集体预测的新途径[J]. 石油实验地质, 1994, 16(3):274-281.

成岩相类型	岩石学特征	储层综合特征
强压实致密相		储集岩性主要为扇三角洲平原砂砾岩,其次为不等粒砂岩,岩石颗粒的分选和磨圆相对最差,泥质杂基含量超过10%。岩石颗粒的接触观察常见凹凸接触,压实率普遍超过65%,胶结和溶蚀作用对物性影响极小,薄片中几乎无明显孔,面孔率可忽略不计。孔隙结构最差,排驱压力最大,储层孔隙度小于4%,渗透率小于0.1×10^-3 μm,含油性极差。(薄片信息:zj1井,4 973 m)
强压实中溶蚀相		储集岩性主要为扇三角洲前缘砂砾岩,其次为不等粒砂岩,岩石颗粒的分选较差,磨圆主要为次棱角状-次圆状,填隙物含量为8%左右。岩石颗粒的接触观察常见线接触,压实率普遍超过60%,胶结作用对物性影响极小,溶蚀作用较为发育,可见岩屑以及长石的溶蚀现象,微裂缝较为发育,部分薄片中面孔率可超过5%。储层孔隙度大于5%,渗透率大于1×10^-3 μm,含油性较好。(薄片信息:JL7井,3 192.21 m)
中强压实方解石胶结弱溶蚀相		储集岩性主要为扇三角洲前缘砂砾岩以及细砂岩,岩石颗粒磨圆主要为次棱角状-次圆状,填隙物含量超过10%。岩石颗粒的接触观察常见线接触,压实率普遍超过46%,胶结作用对物性有一定破坏性影响,溶蚀作用对物性影响较小,可见方解石的溶蚀现象,薄片中面孔率普遍小于3%。储层孔隙度多数小于7%,渗透率小于0.8×10^-3 μm,含油性一般。(薄片信息:sp3井,4 586.96 m)
中强压实伊蒙混层包膜弱溶蚀相		储集岩性主要为扇三角洲前缘砂岩,其次为砂砾岩,岩石颗粒分选差-中等,颗粒集中趋势不明显,结构成熟度低。磨圆次圆状,接触方式为点—线接触,填隙物含量小于5%。压实率普遍超过45%,胶结作用对物性有一定建设性影响,溶蚀作用对物性影响较小,薄片中面孔率最高可达4%。储层孔隙度平均为6.8%,渗透率在1×10^-3 μm左右,含油性一般。(薄片信息:sp3井,4 586.09 m)
中强压实沸石胶结弱溶蚀相		储集岩性主要为扇三角洲平原和前缘砂岩,其次为砂砾岩,岩石颗粒分选中等,结构成熟度不高。磨圆次圆状,接触方式为点—线接触,填隙物含量多数超过5%。压实率普遍超过45%,胶结作用对物性有破坏性影响,但为后期溶蚀作用提供物质基础,薄片中面孔率多数不超过2%。储层孔隙度平均为6.2%,渗透率多数不超过1×10^-3 μm,含油性较差。(薄片信息:sp2井,5 558.14 m)

成岩相类型	岩石学特征	储层综合特征
强压实致密相		储集岩性主要为扇三角洲平原砂砾岩,其次为不等粒砂岩,岩石颗粒的分选和磨圆相对最差,泥质杂基含量超过10%。岩石颗粒的接触观察常见凹凸接触,压实率普遍超过65%,胶结和溶蚀作用对物性影响极小,薄片中几乎无明显孔,面孔率可忽略不计。孔隙结构最差,排驱压力最大,储层孔隙度小于4%,渗透率小于0.1×10^-3 μm,含油性极差。(薄片信息:zj1井,4 973 m)
强压实中溶蚀相		储集岩性主要为扇三角洲前缘砂砾岩,其次为不等粒砂岩,岩石颗粒的分选较差,磨圆主要为次棱角状-次圆状,填隙物含量为8%左右。岩石颗粒的接触观察常见线接触,压实率普遍超过60%,胶结作用对物性影响极小,溶蚀作用较为发育,可见岩屑以及长石的溶蚀现象,微裂缝较为发育,部分薄片中面孔率可超过5%。储层孔隙度大于5%,渗透率大于1×10^-3 μm,含油性较好。(薄片信息:JL7井,3 192.21 m)
中强压实方解石胶结弱溶蚀相		储集岩性主要为扇三角洲前缘砂砾岩以及细砂岩,岩石颗粒磨圆主要为次棱角状-次圆状,填隙物含量超过10%。岩石颗粒的接触观察常见线接触,压实率普遍超过46%,胶结作用对物性有一定破坏性影响,溶蚀作用对物性影响较小,可见方解石的溶蚀现象,薄片中面孔率普遍小于3%。储层孔隙度多数小于7%,渗透率小于0.8×10^-3 μm,含油性一般。(薄片信息:sp3井,4 586.96 m)
中强压实伊蒙混层包膜弱溶蚀相		储集岩性主要为扇三角洲前缘砂岩,其次为砂砾岩,岩石颗粒分选差-中等,颗粒集中趋势不明显,结构成熟度低。磨圆次圆状,接触方式为点—线接触,填隙物含量小于5%。压实率普遍超过45%,胶结作用对物性有一定建设性影响,溶蚀作用对物性影响较小,薄片中面孔率最高可达4%。储层孔隙度平均为6.8%,渗透率在1×10^-3 μm左右,含油性一般。(薄片信息:sp3井,4 586.09 m)
中强压实沸石胶结弱溶蚀相		储集岩性主要为扇三角洲平原和前缘砂岩,其次为砂砾岩,岩石颗粒分选中等,结构成熟度不高。磨圆次圆状,接触方式为点—线接触,填隙物含量多数超过5%。压实率普遍超过45%,胶结作用对物性有破坏性影响,但为后期溶蚀作用提供物质基础,薄片中面孔率多数不超过2%。储层孔隙度平均为6.2%,渗透率多数不超过1×10^-3 μm,含油性较差。(薄片信息:sp2井,5 558.14 m)

GR/ API	RT/ (Ω·m)	AC/ (μs/ft)	DEN/ (g/cm³)	CNL/ %	成岩相
88.286	3.17	89.089	2.385	40.2	强压实致密相
87.499	3.157	89.843	2.4	38.6
87.211	3.079	88.93	2.42	37.5
55.939	4.736	76.943	2.474	0.253	强压实中溶蚀相
54.949	4.483	77.721	2.42	0.265
54.909	4.366	78.344	2.408	0.264
65.935	1.647	94.03	2.362	0.4	中强压实方解石胶结弱溶蚀相
61.842	1.698	93.357	2.377	0.396
61.676	2.019	88.657	2.394	0.334
44.944	14.672	70.549	2.528	0.216	中强压实伊蒙混层包膜弱溶蚀相
43.989	17.136	70.377	2.523	0.201
45.36	23.572	70.724	2.519	0.201
67.413	56.25	64.593	2.666	0.144	中强压实沸石胶结弱溶蚀相
67.73	55.478	66.569	2.68	0.149
68.168	54.293	67.312	2.695	0.15

GR/ API	RT/ (Ω·m)	AC/ (μs/ft)	DEN/ (g/cm³)	CNL/ %	成岩相
88.286	3.17	89.089	2.385	40.2	强压实致密相
87.499	3.157	89.843	2.4	38.6
87.211	3.079	88.93	2.42	37.5
55.939	4.736	76.943	2.474	0.253	强压实中溶蚀相
54.949	4.483	77.721	2.42	0.265
54.909	4.366	78.344	2.408	0.264
65.935	1.647	94.03	2.362	0.4	中强压实方解石胶结弱溶蚀相
61.842	1.698	93.357	2.377	0.396
61.676	2.019	88.657	2.394	0.334
44.944	14.672	70.549	2.528	0.216	中强压实伊蒙混层包膜弱溶蚀相
43.989	17.136	70.377	2.523	0.201
45.36	23.572	70.724	2.519	0.201
67.413	56.25	64.593	2.666	0.144	中强压实沸石胶结弱溶蚀相
67.73	55.478	66.569	2.68	0.149
68.168	54.293	67.312	2.695	0.15