鄂尔多斯盆地上三叠统延长组机械压实作用与砂岩致密过程及对致密化影响程度.pdf

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1、善o1霄地质论评GEOLOGICALREVIEWVMo1．ay602N0o．134鄂尔多斯盆地上三叠统延长组机械压实作用与砂岩致密过程及对致密化影响程度刘明洁，刘震，刘静静，蔡长娥，张胜斌中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室，北京，102249内容提要：近年来，随着致密砂岩油气藏研究的不断深入，亟需明确致密砂岩储层致密化机理，从而更好地利于致密砂岩油气藏的勘探与开发。机械压实作用通常被理解为中浅层砂岩所经历的主要成岩作用，而深层的机械压实作用长期以来被人们所忽视。为探讨机械压实作用在砂岩致密过程中的作用及对致密化的影响程度，本次研究以鄂尔多斯盆地上三叠统延长

2、组致密砂岩为例，通过井孔浅层与深层孔隙度变化趋势分析、镜下岩石结构的证据和砂岩压实模拟实验3个方面对延长组致密砂岩储层机械压实作用特征进行了分析。研究发现砂岩在深层与浅层压实减孔趋势一致或平行；随着上覆压力的增加，砂岩一直表现为减孔效应且机械压实作用强度随埋深的增加而变大；薄片特征显示延长组致密砂岩机械压实作用存在分级特征，不同级别的压实强度对应一定的镜下压实特征，通过统计薄片数据发现样品都处于压实作用与胶结作用对孔隙度影响评价图(Houseknecht图版)的左下区域。结果表明砂岩在埋藏致密化过程中自始至终存在机械压实作用，并且机械压实作用是导致砂岩致密减孔最

3、重要的原因，远远超过胶结作用产生的减孔效应。由于砂岩孔隙度演化不仅与埋深有关，同样受到地质时间的影响，本次研究通过数学推导建立了砂岩孔隙度时间埋深双元函数模型，进而通过孔隙度双元函数可以对压实减孔进行定量分析，表征机械压实作用对砂岩致密化过程的影响程度。关键词：砂岩致密；机械压实作用；压实趋势；压实定量分级；压实模拟；孔隙度双元函数随着成岩作用和成岩动力学研究的不断深入影响程度，才能有助于开展成藏条件分析，并更好地(Johnson，1920；CarothersandKharaka，1978；Surdam指导油气勘探。与其他成岩作用相比，压实作用主eta1．，19

4、84，1989；Ehrenberg，1990，1993；鲜本忠等，要表现为使砂岩孔隙度变小，是指沉积物沉积后在2004；李忠等，2006；刘宝琚，2009；Bjorlykkeand其上覆水体或沉积层的重荷下，或在构造形变应力Jahren，2012)，储层成岩作用对储层原始物性的改的作用下，发生水分排出、孔隙度降低、体积缩小的造决定了储层的储集性能，而储集性能又是油气成作用(Makowitzeta1．，2006)。藏的关键因素，因而在油气勘探领域储层物性变化对于砂岩压实作用的研究，前人除了对砂岩储过程逐渐为众多学者所重视(肖丽华等，2003；张雪层压实作用特征进行

5、表征外，还对压实作用其他方芬等，2013)。目前对砂岩储层成岩作用的研究大面做了大量的工作。李忠等(2009)通过对塔里木多集中在定性的描述和分析阶段，勘探开发中过多盆地库车坳陷的研究，分析压实作用与构造应变的关注储层特征的表征(白玉宝，1996；罗静兰等，关系，提出了砂岩储层改造的构造样式，探讨了构造2001；邱隆伟等，2001；张鼐等，2008；Giereta1．，应变与砂岩成岩的构造非均质性。Souque等2008；王瑞飞等，2008，2009；柳益群等，2009；(2011)研究阿塞拜疆Apsheron半岛构造作用对砂KhidirandCatuneanu

6、，2010)。依据动态成藏观点，岩机械压实的控制，认为构造作用一方面促进压实现今储层物性并不能代表成藏期油气充注时储层的使砂岩致密物性变差，一方面又因砂岩致密化易产储集性能，因此只有定量分析砂岩储层所经历的成生裂缝从而改善砂岩物性。Gutierrez和Wangen岩作用过程，明确不同成岩作用对砂岩成岩过程的(2005)通过对沉积盆地压实作用和超压作用模型注：本文为中石油“十二五”科技重大专项“岩性油气藏成藏动力、临界条件与分布模式”(编号2011ZX05001-001-04)及中石化“十二五”科技重大专项“鄂尔多斯盆地油气成藏主控因素与富集规律”(编号20l1Z

7、X05002-006-009HZ)的成果。收稿日期：2013-09-20；改回日期：2014-03-25；责任编辑：黄敏。作者简介：刘明洁，男，1985年生。博士研究生，石油地质专业。Email：liumingjieldd@163．com。第3期刘明洁等：鄂尔多斯盆地上三叠统延长组机械压实作用与砂岩致密过程及对致密化影响程度4f)，塑性云母颗粒变形角度>45。(图4g)，可见长3．1．3实验方法石颗粒破裂为主(图4h)。本次实验通过模拟不同埋深条件下的上覆压力通过对延长组致密砂岩储层机械压实作用强度和侧向地层压力，测算与上覆压力对应的砂岩岩芯定量研究可以发现，随

8、埋深的增加机械压实作用强