碎屑岩天然气储集层次生孔隙的三种成因机理
浅述形成次生孔隙的主要影响因素
浅述形成次生孔隙的主要影响因素鞠传奇1，陈志强2，王泽利1（1．山东科技大学地质科学与工程学院，山东青岛266510；2．山东省第一地质矿产勘查院，山东济南250014）摘要次生孔隙的形成是复杂的，主要的影响因素有：CO2的溶解作用、烃类与硫酸盐热化学氧化还原反应、有机酸的溶解作用、大气降水渗滤作用。
该文结合前人研究分析，认为次生孔隙的形成是深部热液体、温度压力、沉积环境、粘土矿物、生物作用等多因素控制的综合结果。
关键词次生孔隙深部热液体温度压力影响因素中图分类号P313文献标识码ABrief Discussion on the formation of the main factors of secondary poresJu Chuan－qi1，Chen Zhi－qiang2，Wang Ze－li1（1．College of Geo－science＆Eng，SUST，Qingdao，Shandong266510，China；2．No．1Institutue of Geology and mineral resources of shandong prouince，Jinan，Shandong250014，China）Abstract The mechanism of the secondary pore formation is complex．The mainly influential factors involves：CO2dissolution，hydrocarbon compounds and sulfate thermochemistry redox reaction，organic acid dissolution，infiltration of mospheric water．That article unifies the former studies and analysises and believes the comprehensive effects of secondary porosity have various factors：the deep hydrothermal，temperature and pressure，the environment of deposition，the clay mineral，the biological actions and so on．Key words secondary pore the deep hydrothermal temperature and pressure influential factors1概述随着油气勘探开发和研究的深入，人们发现油气储层中次生孔隙的发育是较普遍存在的。
碎屑岩储层微观孔隙特征研究
碎屑岩储层微观孔隙特征研究碎屑岩是一种由碎屑颗粒堆积而成的沉积岩，常见于多种地质环境中。
碎屑岩储层以其丰富的孔隙和渗透性，成为重要的石油和天然气储层。
为了更好地探索碎屑岩储层潜力，科学家们通过对其微观孔隙特征的研究，揭示了碎屑岩储层的复杂性。
碎屑岩储层的微观孔隙特征对于确定岩石物理性质和流体运移特征至关重要。
首先，孔隙类型是判断碎屑岩储层储层类型、成岩环境和岩石演化历史的重要依据之一。
根据孔隙特征的不同，可以将碎屑岩分为溶解孔和非溶解孔两大类。
溶解孔形成于溶解作用的作用下，由于碳酸盐矿物的溶解或者淋滤作用形成的。
非溶解孔主要包括压实物和岩相调整物两种类型。
这些微观孔隙特征的研究可以帮助我们确定碎屑岩储层的类型及其成岩环境。
其次，微观孔隙特征对于评价碎屑岩储层的储层质量具有重要意义。
纳米级的孔隙和喉道是碎屑岩流体储集和运移的关键通道。
研究发现，碎屑岩中呈现出多尺度孔隙分布的情况，其中包括毫米级、微米级和纳米级孔隙。
孔隙的连通性及喉道的连通性是评价岩石物理性质的重要因素。
这些微观孔隙特征可以通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和同步辐射X射线CT（SR-CT）等技术进行表征。
因此，了解和研究碎屑岩储层的微观孔隙特征，对于评价储集过程中的水、油等流体的运移特征至关重要。
此外，碎屑岩储层微观孔隙特征的研究对于开发有效的改造技术和提高采收率也起到了重要作用。
孔隙结构及孔隙特征的差异导致了不同类型的流体在储层中的吸附、渗流和扩散特性的差异。
因此，研究和探寻碎屑岩储层中孔隙结构和微观孔隙特征的分布规律，对于开展合理的增油和增气措施具有重要的意义。
最后，由于碎屑岩储层形成时间长、压实度高等因素的影响，微观孔隙特征往往表现出各种复杂性。
在储层开发中，由于孔隙随时间的演化和成岩压力的重分配，储层性质会随之变化。
因此，需重点研究碎屑岩储层中孔隙的演化过程，并结合岩石力学和化学等多学科的技术手段，深入探讨碎屑岩储层中微观孔隙特征的形成机理。
碎屑岩储集层
胶结作用：胶结物的数量、 类型和成分对物性也起一 定作用。“消极因素”
谢谢
碎屑岩储集层
碎屑岩储集层岩石学特征
碎屑岩储集体（砂岩体）类型及沉积环境
碎屑岩储集层的储集空间类型
影响碎屑岩(砂岩)储集物性的因素
碎屑岩储集层岩石学特征
碎屑岩，即陆源碎屑岩，是母岩机械破碎的产物经搬运、沉积、成岩形成的岩石。 碎屑岩包含两种基本组成部分，即碎屑颗粒和填隙物，其中填隙物又可以分为杂基和胶 结物。 碎屑岩储集层是目前世界上各主要含油气区的重要储集层之一。我国目前探明的油 气田中，绝大部分是以碎屑岩储油的，如松江、渤海湾、准格尔、吐哈等油气田，碎屑 岩储集层是我国目前最重要的储集层类型。 碎屑岩储集层在岩石类型上主要包括各种砂岩、砾砂岩、砾岩、粉砂岩等，其中以 中、细砂岩和粉砂岩储集层最为常见。
碎屑岩储集体（砂岩体）类型及沉积环境
各种沉积环境
碎屑岩储集层的储集空间类型
储集层的储集空间就是储集层中的各种孔隙空间。 储集空间类型： ①碎屑颗粒之间的原生粒间孔隙； ②溶孔（粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔粒间孔隙
裂缝（隙）孔隙
砂岩储层的孔隙 （据罗蛰潭，王允诚，1986）
颗粒的分选和磨圆程度
颗粒的分选和磨圆度越高，即杂
质越少，颗粒越接近球形，越有 利于形成较高的孔、渗性。
成岩后生作用
压实作用 ：使物性变差，但在高压带仍可 保持很高的孔隙度。
溶解作用 ：使物性变好，可产生溶蚀孔隙。 特别是有机质热成熟产生的有机酸和 CO2 可 使储集层中的碳酸盐胶结物及铝硅酸盐颗 粒大量溶解，从而有助于次生孔隙的形成。
影响碎屑岩(砂岩)储集物性的因素
岩石的矿物组分
石英砂岩好于长石砂岩：
石油3-2碎屑岩储集层
Pc=2δcosθ/ r
根据注入水银的毛管压力可得出相应的毛细管半径(孔隙喉 道半径)。
压汞实验中汞开始大量注入岩样的压力——排替压力
排替(驱)压力（Pd）： 非润湿相开始大量 Pb 注入岩样中最大连通 喉道时所需克服的毛 细管压力。 润湿相流体被非润 湿相流体排替所需要 的最小压力。 100 S饱
一、碎屑岩储层的孔隙类型 （一）孔隙类型
※碎屑储集空间按形态：孔、缝、洞三大类。
※按孔隙成因：原生孔隙和次生孔隙两大类。
一、碎屑岩储层的孔隙类型 （一）孔隙类型 原生孔隙
粒间孔隙 粒内孔隙 微孔隙 填隙物内孔隙 晶间孔隙
次生孔隙
裂缝孔隙 溶蚀粒间孔隙 溶蚀粒内孔隙 溶蚀裂缝孔隙
溶蚀填隙物内孔隙 碎屑岩储集空间以粒间孔隙为主，包括原生粒 间孔隙和次生粒间孔隙。
一碎屑岩储层的孔隙类型一孔隙类型溶蚀粒间孔隙1992溶蚀填隙物内孔隙晶间孔隙溶蚀填隙物内孔隙溶蚀裂缝隙孔隙空间大小特征原生粒间或残留孔隙岩屑粒内微孔喷出岩岩屑内的气孔等杂基内微孔颗粒边缘溶解长石岩屑等颗粒边缘局部溶解胶结物及晶内局部溶解如方解石等胶结物局部溶解杂基溶解粘土杂基的局部溶解颗粒粒内溶孔如长石岩屑等粒内溶解杂基内溶孔粘土杂基的局部溶解胶结物内溶孔方解石等胶结物或其晶体内的局部溶解由胶结物及颗粒一起被溶解所致晶体溶解而保留外形生物模生物屑溶解而保留外形晚期形成的高岭石白云石等晶间的孔隙2mm多与表生淋滤作用有关成岩收缩作用无方向性缝细延伸范围小平整延伸组系分明相互切割收缩缝0011mm成岩缝及其溶蚀构造缝及其溶蚀2mm超大孔溶孔组分2mm原生粒内孔矿物解理缝层间缝二砂岩次生孔隙1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
孔隙喉道的大小及形态主要取决于颗粒的接触类型和胶 结类型以及砂岩颗粒本身的形状、大小、圆度等。
石油天然气地质学 第4章储层孔隙结构新进展
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二、毛管压力曲线常规定量分析
(四)孔隙－喉道分选性
75% 总饱和度下的压力 PTS 25% 总饱和度下的压力
(五)储层级别(Reservoir grade)
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二、次生孔隙（secondary porosity）
2、破裂孔隙－裂缝（fracture）
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二、次生孔隙（secondary porosity）
2、破裂孔隙－裂缝（fracture）
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二、次生孔隙 （secondary porosity）
3、晶间孔隙 ---重结晶作用晶间孔为主
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二、次生孔隙（secondary porosity）
2 碳酸盐岩基块的喉道类型：管状喉道 孔隙缩颈喉道 片状喉道
五、碳酸盐岩储层的孔隙结构
1 孔隙空间由孔隙及相当孤立的近乎狭窄的连通喉道组成。 2 孔隙空间的缩小部分为连通喉道，喉道变宽即成孔隙。 3 孔隙由细粒孔隙性连通带所连通，镜下可见连通支脉。 4 孔隙系统在白云岩的主体或胶结物的颗粒之间发育，孔隙大 部分反映了颗粒外形。 5 孔隙主要由裂缝沟通。 6 由两种以上基本孔隙结构构成。
孔喉分选性则是指孔喉大小分 布的均一程度
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第四节
压汞数据的孔隙结构参数研究进展
二、毛管压力曲线常规定量分析
(一)排驱压力(displacement pressure) Wardlaw和Taylor(1976) :取饱和度为20%时对应的压力为排驱压力。
Schowalter(1979):把汞饱和度在10%的压力定义为排驱压力。 在毛管压力曲线上, 沿着曲线的平坦部分作切线与纵轴相交的压力 值就是排驱压力(Pd)。
第二节碎屑岩储集层9.20
三、孔隙结构
岩石孔隙系统示意图
第一节、 第一节、岩石的孔隙性和渗透性
四、孔隙度与渗透率之间的关系
储集层的孔隙度与渗透率之 间没有严格的函数关系， 间没有严格的函数关系，一般情 况下渗透率随有效孔隙度的增大 而增大，但亦不是无限的， 而增大，但亦不是无限的，而且 也要视岩性不同而不同。 也要视岩性不同而不同。 碎屑岩储集层： 碎屑岩储集层：渗透率与总 孔隙度之间没有明显的关系， 孔隙度之间没有明显的关系，与 有效孔隙度有很好的正相关关系 （菲希特鲍尔对砂岩大量统计得 ）。渗透率的变化幅度要比孔 出）。渗透率的变化幅度要比孔 隙度的变化幅度大很多。 隙度的变化幅度大很多。 渗透率与孔隙度的关系图
第一节、 第一节、岩石的孔隙性和渗透性
(二) 几种渗透率
绝对渗透率： 绝对渗透率：当岩石为某 单相液饱和， 单相液饱和，液体不与岩石不发 生任何物理化学反应， 生任何物理化学反应，测得的 渗透率称为绝对渗透率K。 渗透率称为绝对渗透率 。 有效渗透率： 有效渗透率：储集层中有 多相流体共存时， 多相流体共存时，岩石对其中 每一单相流体的渗透率称该相 流体的有效渗透率。 流体的有效渗透率。油气水分别用 Ko、Kg、Kw表示。 表示。 、 、 表示 相对渗透率： 相对渗透率：多相流体共存时 油—气饱和度与相对渗透率的关系曲线 气饱和度与相对渗透率的关系曲线 对每一相流体有效渗透率与 有效渗透率与绝对渗透率 对每一相流体有效渗透率与绝对渗透率 之比，称为该相流体的相对渗透率。 之比，称为该相流体的相对渗透率。
第二节 碎屑岩储集层
1、沉积作用对砂岩储层原生孔隙发育的影响
沉积作用对砂岩储集层的矿物成分、岩石结构、填集的杂基含 沉积作用对砂岩储集层的矿物成分、岩石结构、填集的杂基含 都起着明显的控制作用， 量都起着明显的控制作用，这些因素对储集性都起着程度不等的影 响。 矿物成分对原生孔隙的影响 矿物成份主要以石英、长石、云母。 矿物成份主要以石英、长石、云母。矿物成份对储集物性的影 响主要视以下两个方面： 响主要视以下两个方面： 矿物的润湿性：润湿性强，亲水的矿物，表面束缚薄膜较厚， 矿物的润湿性：润湿性强，亲水的矿物，表面束缚薄膜较厚， 缩小孔隙空间，渗透性变差。 缩小孔隙空间，渗透性变差。 矿物的抗风化能力：抗风化能力弱， 矿物的抗风化能力：抗风化能力弱，易风化成粘土矿物充填孔 隙或表面形成风化层减小孔隙空间。 隙或表面形成风化层减小孔隙空间。 因此，长石砂岩较石英砂岩物性差。除长石外， 因此，长石砂岩较石英砂岩物性差。除长石外，其它颗粒矿物 成份对物性影响不大。 成份对物性影响不大。
碎屑岩成岩作用第二章碎屑岩的主要成岩作用1
方解石 ( 0-0.5% FeO )：红色；
铁方解石(0.5-1.5% FeO)：紫红色
铁方解石(1.5-2.5% FeO)：紫蓝色； 铁方解石(2.5-3.5% FeO)：深蓝色
铁白云石：蓝绿色
3. 形成条件：
① 孔隙水中含有一定量的碳酸钙（如生物壳的溶解） ② 化学结构影响溶解度（文石、高镁方解石易溶、最终
脆性矿物破裂
脆性矿物破裂后被方解石充填
泥岩岩屑挤入颗粒呈假杂基
石英颗粒呈半定向排列
3. 机械压实对储集性能的影响
主要是降低孔隙度，使岩石体积缩小。
Bread和Wegl（1973）在实验 室按不同分选等级以人工排 列方式研究砂岩原始孔隙度
分选极差的：27.9% 分选较差的：30.7％ 分选中等的：34％ 分选较好的：39％ 分选好的： 40.8％ 分选极好的：42.4％
水变为碱性，此时若有K 、Al 离子存在，则变 为伊利石；若有Mg、Al离子存在，则变为绿泥石。
d(001)=7.15Å d(002)=3.56-3.58 Å d(003)=2.38Å
在酸性孔隙水条件下，高岭石变成叶腊石的温度约
为 300 ℃ ，变成地开石约200 ℃ ，变成珍珠陶土要 求压力条件要大些。
三、沸石胶结
1. 形成条件
沸石的稳定性随水化物的多少而变化，即水化物 越少越稳定，这点与温度相关，沸石随成岩强度增 加由多水化合物逐渐转变为水化物较少的沸石。
沸石一般是孔隙水与岩石的不稳定组分相互作用 的产物，不稳定组分：火山玻璃、结晶度差的粘土 （蒙脱石、钙长石）、生物成因的硅质岩
形成条件：PH值高，富含SiO2、Ca2＋、Na、K的 高矿化度孔隙水；高盐度；低CO2分压；高Ca2＋、 Si(OH)4浓度。
油层物理 第二章(孔隙度和孔隙结构)
最紧密排列的单模式 最疏松排列的单模式 砂质砾岩的双模式
碎屑岩原生孔隙的进一 步划分
洪积砾岩的复模式
单模式 双模式 复合模式
双模式
单模式
——
原 生 粒 间 孔 单 模 式
原生粒间孔——单模式
双模式原生粒间孔隙
原生粒间孔——复模式
复模式原生粒间孔
微毛细管孔隙 ＜0.0002
＜0.0001
整个孔隙空间处于岩石固体表面分子引力范围，孔道 中流体被这一引力牢牢地吸附住，自然的压差下无法 使流体流动的孔隙，如粘土、页岩中孔隙
四、孔隙的组合关系分类 （1）孔隙 （2）孔喉
五、孔隙连通性分类 (1)连通孔隙
(2)不连通孔隙（孤立孔隙）
级别 特粗喉 粗喉 中喉 细喉 微喉
三、孔隙大小分类
孔隙类型 孔隙直径( mm ) 缝隙宽度(mm )
缝隙特征
超毛细管孔隙
＞0.5
＞0.25
流体在空隙中可由于重力作用自由流动，如未胶结或 胶结疏松的砂和砂砾中孔隙
毛细管孔隙
0.5～0.0002
0.25～0.0001
孔隙中流体在重力下不起作用，但在一定的压差下可 使流体运动，如砂岩中的孔隙
储层：溶洞、溶缝
井高角度构造溶蚀缝,半充填状充满原油
灰岩角砾
含油溶洞
岩溶角砾岩，残留溶洞含油
沙64井构造溶蚀立缝充填充满原油
沙47井5443m，构造裂隙半充填泥质
T403井高角度构造溶蚀缝
半充填状充满原油
S67 (5461.61-5461.91)纵向溶蚀扩大缝）2－5mm宽
裂缝、缝合线发光
溶洞、溶缝
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碎屑岩天然气储集层次生孔隙的三种成因机理陈丽华(1) 赵澄林(2) 纪友亮(2) 王雪松(1)(1)中国石油天然气集团公司石油勘探开发科学研究院 (2)石油大学前 言我国碎屑岩天然气储集层分布广泛,涉及的地层有石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第三系及第四系。
碎屑岩储气层以上古生界和中、新生界为主,仅少数为第四系生物气储集层。
碎屑岩天然气储集层有如下特点:①砂体类型多样,有三角洲、扇三角洲、浅水滩坝、湖底扇等;②较低的成分及结构成熟度,岩石类型以岩屑及长石砂岩为主;③填隙物对储集性能有影响,主要胶结物为CaC O3、SiO2、粘土、沸石;④成气与成岩作用有良好匹配关系,储气层成岩阶段多属晚成岩A2、B、C期,少量为早成岩A期;⑤孔隙类型以次生孔隙为主,少数为原生孔隙;⑥储集性能多数属低孔低渗、特低孔特低渗,孔隙度为10%～20%,渗透率小于10×10-3μm2。
次生孔隙形成机理我国碎屑岩天然气储集层次生孔隙大致有3种形成机理。
1 煤系天然气储集层———有机酸及二氧化碳酸性水的溶解以煤系地层为气源岩的天然气储集层,主要分布于鄂尔多斯盆地中部气田、文留气田、苏桥气田(以C—P煤系为气源岩)、吐哈盆地(以侏罗系煤系为气源岩)、崖1321气田(以第三系煤系为气源岩)。
其基本特点为:①低孔低渗(少数中孔中渗),孔大喉细,压实作用强,碳酸盐胶结物少,岩屑砂岩物性差。
由于这类储气层中存在有机酸及二氧化碳酸性水的溶解作用,加之产轻质油及气,所以仍有较高产能。
②有较好产能的煤系优质储集层必须具有有利的沉积相类型、粒度粗、抗压实强。
③处于晚成岩A2、B、C期成岩阶段。
④在酸性水介质条件下,自生矿物组合是石英次生加大以及高岭石发育。
⑤处于晚成岩A期的煤系地层有机酸浓度高,1g煤中的有机酸可达11～95mg/g(酸性水致使有机酸浓度高),长石硅酸盐不稳定矿物溶解是产生次生孔隙的原因。
如鄂尔多斯盆地上古生界石炭2二叠系天然气储集层的气源岩为中石炭统、上石炭统及下二叠统山西组的煤系地层,主要产气层段为山西组山1、山2段,下石盒子组盒7、盒8段。
主要产气层有以下特点:①属湖泊三角洲中的三角洲平原及三角洲前缘沉积;②以岩屑砂岩为主,还有少量石英砂岩,岩石成分成熟度低,岩屑以中酸性火山岩岩屑为主;③高岭石富集,还有伊利石、绿泥石、伊/蒙混层粘土,具有煤系地层粘土矿物组合特征,石英次生加大发育;④孔隙类型以次生溶孔及微缝为主,孔隙度多小于10%,以4%～8%为主,渗透率多小于1×10-3μm2,孔喉半径小,平均为4.94μm,属典型的致密储集层;⑤处于晚成岩A2、B、C期成岩阶段,有机质进入成熟、高成熟阶段,以产气为主。
此成岩阶段的煤系烃源岩正值排气时期,由于酸性水溶解产生的次生溶孔及微缝的存在改善了碎屑岩储气层的储、渗性能,有利于天然气的聚集,上覆地层上石盒子组及石千峰组泥岩发育,成为很好的盖层。
2 东部深层天然气储集层———热循环对流东部深层油气藏位于3500m或4000m以下,是我国油气勘探的新领域。
如渤海湾地区孔店组、沙四段、东濮凹陷沙三段盐岩盖层之下的油气藏;其岩石类型包括砾岩、砂岩、粉砂岩、粘土岩、火山碎屑岩(济阳坳陷、辽河坳陷)、粉—细砂岩(东营凹陷),成分和结构成熟度均较低;其沉积相有湖泊相、三角洲相、浊积相(东濮凹陷深层)、扇三角洲相(辽河坳陷深层)、冲积平原分流河道相(松辽盆地深层)。
研究发现,东部深层碎屑岩中热循环对流是产生次生孔隙的主要原因。
(1)流体的流动方式及次生孔隙的分布成岩流体的流动方式与次生孔隙的分布有关,常见的流动方式有下降流、上升流和热循环对流。
下降流主要指大气降水通过渗透性单元向下流动,特别在77 石 油 勘 探 与 开 发 1999年10月 PETRO LE UM EXP LORATI ON AND DE VE LOP ME NT V ol.26 N o.5 地形起伏较大地区,此种流动可在浅部岩层中形成淋滤次生孔隙发育带。
上升流指地层流体从盆地凹陷负向构造单元部位向上或向外侧运移,其动力主要来自压实作用、粘土矿物脱水及流体的膨胀作用,主要发生在盆地的中—浅部位。
流体的热循环对流通称贝纳德2雷利热循环对流,是最有说服力的一种深部地层中搬运溶解物质机制。
借鉴这一理论(W ood 和Surdam ,1978,1982)用来解释东部深部次生孔隙发育带的形成已见效果。
有许多证据表明,在我国东部深层碎屑岩储集层中确实存在热循环对流,并且在深部产生了次生孔隙发育带,形成了成岩圈闭。
(2)成岩圈闭形成机理及实例深层储集层中,由于超压带和封闭性断层的存在以及压实流体和粘土矿物脱水的消耗,使储集层中上升流的流动趋于终止。
而在地层倾角较大的部位,如负向构造单元向正向构造单元过渡的部位和盆地的斜坡带,流体的流动以热循环对流方式为主,造成构造翼部碳酸盐胶结物被携至构造顶部发生沉淀,形成致密带或遮挡层,从而形成深层成岩圈闭。
深层成岩圈闭的这种分布规律已被东濮凹陷、济阳坳陷的天然气勘探所证实。
例如,白庙沙三段第3～4亚段成岩圈闭位于白庙构造的翼部,白庙构造为依附于兰聊断层上的半背斜,并被兰聊断阶派生的断层所切割(见图1),圈图1 白庙构造成岩圈闭剖面图闭面积30km 2,储集层由湖底扇辫状水道砂、中扇前缘砂组成,砂体宽度为50～150m 。
砂岩中的石英含量平均为60%左右,长石含量20%左右,岩屑含量20%左右。
由于高含量的岩屑、长石易被酸性流体溶解,因此次生孔隙发育。
储集层的储集物性横向变化大,平面上含气不均匀。
构造翼部次生溶孔发育,物性好,构造顶部或地层上倾方向岩性致密,胶结物含量高,物性差,构成致密胶结带,形成上倾方向遮挡层。
例如钻于构造翼部的白16井3889.18～3941.84m 井段溶蚀特征明显,被溶物有长石颗粒及碳酸盐胶结物,其最高孔隙度可达15.1%,渗透率达72.9×10-3μm 2;而钻于构造顶部的白22井3453～3558.01m 井段,其(铁)方解石胶结物含量为27%,(铁)白云石胶结物含量为3%,孔隙度5%,渗透率只有0.01×10-3μm 2。
值得指出的是,方解石具有反向溶解性(溶解度与温度呈反比关系),而石英具有正向溶解性,因此,循环流体使石英从热源带迁移到冷域,而方解石则从冷域迁移至热域。
最终的效应是,在石英向上运移的同时也会发生方解石向下运移,因此构造顶部或上倾方向的岩性致密也可以是由于石英胶结所致。
3 碎屑岩风化壳天然气储集层———表生淋滤及断裂带淋滤东濮凹陷下第三系的沉积基岩为中生界碎屑岩、石炭2二叠系碎屑岩和奥陶系灰岩,这些基岩在凹陷的东西两侧及中央隆起带部位构成潜山。
在下第三系沉积前,基岩长期遭受淋滤、风化及构造运动,形成较有利的风化壳储集层;下第三系沉积之后的东营运动使本区地层普遍遭受风化、剥蚀,在西部斜坡带及中央隆起带部位,已经历早成岩阶段的半固结成岩的碎屑岩经受短期的淋滤,也形成新生界内部的碎屑岩风化壳储集层。
根据潜山风化壳与基岩构造的关系,东濮凹陷可划分为8个风化壳潜山带(长垣潜山带、徐集2马厂潜山带、三春集潜山带、东明集潜山带、毛岗2高庄集潜山带、龙王庄潜山带、中央隆起潜山带、胡状集2庆祖集潜山带),按其成因和构造形态可分为3种潜山风化壳类型,即残丘型、断块2侵蚀型和断块型。
黄河南以断块2侵蚀型为主,黄河北以断块型为主。
(1)中生界碎屑岩风化壳特征东濮凹陷于范古1井、胡古1井、濮深1井、卫7929井(文明寨、卫城、胡状集)钻遇中生界碎屑岩风化壳,岩性为:红色泥岩、致密泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及砂岩,属浅水重力流的水道及水道间沉积。
岩石成分成熟度低,高岭石多,溶孔(长石溶解)发育。
风化淋滤痕迹包括:铁质浸染,黄铁矿褐铁矿化,褐铁矿氧化膜,泥岩裂缝中见钙质结核,高岭石发育,溶蚀发育,裂缝、溶洞及溶孔发育。
卫7929井沙四段风化壳获商业气流,3358.1～3431m 井段日产气3.5×104～4×104m 3;3562～3588m 井段中生界红层日产气1×104m 3。
(2)新生界碎屑岩风化壳特征新生界风化壳层位为沙四段—孔店组和少量沙三段,岩性主要是红色砂岩、泥岩互层。
沙四段沉积期西部斜坡带为洪水—漫湖环境;沙三段沉积期西部斜坡带及中央隆起带发育扇三角洲和湖底扇。
第三纪末东营运动使下第三系形成剥蚀风化壳,西部斜坡及中央隆起带受淋滤溶蚀,形成大量次生孔隙及淋滤,上第三系馆陶组覆盖在早期风化壳之上。
下第三系风化壳储87 石油勘探与开发・综合 V ol.26 N o.5 集层气源来自下第三系泥岩,通过断层与风化壳接触,可形成新生古储、自生自储的油气藏。
(3)中、新生界碎屑岩风化壳气藏成藏条件①有利的储集空间 储集空间类型多,有孔、洞、缝,储集物性好,为形成气藏准备了有利的储集条件。
②油气来源多,供气量充足 奥陶系碳酸盐岩和石炭2二叠系含煤地层均为良好的油气源岩。
奥陶系有机碳含量为0.17%～0.29%,母质类型属Ⅱ型干酪根,且大部分地区进入生气演化阶段;石炭2二叠系暗色泥岩厚约120～140m,煤层厚15～20m,基本上进入了生气阶段,生气强度达10×103～50×103m3/km2。
另外,卫城西侧的卫西断层下降盘的沙三段烃源岩直接与中生界风化壳储集层接触,亦可作为气源岩。
③良好的接触关系和运移通道 东濮凹陷内有3种(油)气源岩,即奥陶系碳酸盐岩、石炭2二叠系煤系地层和下第三系暗色泥岩,这些源岩可通过断层直接与风化壳储集层接触,所生成的天然气既可以通过断层作纵向运移,形成古生新储或自生自储(油)气藏,也可以沿不整合面作侧向运移,形成自生自储为主的(油)气藏。
在中、新生界风化壳中已见到油气显示或电测(气测)解释有油气层,应在这些地区加强勘探。
结 论碎屑岩天然气储集层次生孔隙的形成有3种机理:①有机酸及二氧化碳酸性水的溶解,主要分布在煤系天然气储集层中;②深部地层热循环对流形成局部次生孔隙;③不整合面上的表生作用和断裂带附近的淋滤作用形成风化壳次生孔隙。
本文研究为天然气储集层有利孔隙段及有利孔隙带分布的预测提供了基础。
参 考 文 献1 纪友亮(编译).深部碎屑岩储集层孔隙演化的两个模式.世界石油科学,1990,(3).2 应凤祥.我国陆相碎屑岩中的自生矿物.见:中国油气储集层研究论文集.北京:石油工业出版社,1993.3 赵澄林,刘孟慧.东濮凹陷下第三系碎屑岩沉积体系和成岩作用.北京:石油工业出版社,1994.第一作者简介 陈丽华,女,56岁,教授级高级工程师,大学本科学历,现从事石油地质研究及管理工作。
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