致密砂岩有效储层形成的控制因素

doi:10.7623/syxb201301008

石油学报 ›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (1): 71-82.DOI: 10.7623/syxb201301008

致密砂岩有效储层形成的控制因素

李易隆 1，2　贾爱林 1　何东博 1

1.中国石油勘探开发研究院鄂尔多斯分院北京 100083； 2.北京大学地球与空间科学学院北京 100871

收稿日期:2012-07-13 修回日期:2012-10-02 出版日期:2013-01-25 发布日期:2013-04-09
通讯作者: 李易隆
作者简介:李易隆，男，1986年11月生，2008年获北京大学地球与空间科学学院学士学位，现为北京大学与中国石油勘探开发研究院联合培养博士研究生，主要从事致密砂岩储层相关研究工作。
基金资助:
国家重大科技专项（2011ZX05015）资助。

Control factors on the formation of effective reservoirs in tight sands：examples from Guang’an and Sulige gasfields

LI Yilong 1,2 　JIA Ailin 1 　HE Dongbo 1

Received:2012-07-13 Revised:2012-10-02 Online:2013-01-25 Published:2013-04-09

摘要/Abstract

摘要：

在大面积分布的致密砂岩气藏中，通常局部发育相对优质的有效储层。在对比分析四川盆地广安须家河组气藏及鄂尔多斯盆地苏里格石盒子组八段和山西组一段气藏基础上，主要从沉积分异和成岩作用2方面研究了有效储层形成的控制因素，得出以下认识：物源体系和水动力环境差异造成的沉积非均质性强烈影响成岩作用，是有效储层形成的基础，高能复合水道中的“粗岩相”利于有效储层的形成;压实作用和胶结作用是砂岩致密化的主要机制，以粗粒级的石英颗粒为主的砂（砾）岩，利于原生孔隙的保存，并作为后期成岩流体运移的通道，但在煤系地层酸性成岩环境中，较纯的石英砂岩容易发生石英次生加大，从而显著降低了砂（砾）岩的孔隙度;自生黏土矿物可能会降低储层渗透率，但自生黏土矿物环边能阻止石英次生加大而保存原生孔隙;溶蚀作用是改善储层质量的主要机制，受长石等易溶矿物的分布、成岩流体性质和流体通道的共同控制。

关键词: 致密砂岩, 有效储层, 粗岩相, 硅质胶结, 溶蚀作用

Abstract:

Among widely-distributed low-permeability and low-porosity tight sand gas reservoirs, there usually develop some local reservoirs with relatively higher qualities. In order to understand control factors on the genesis of favorable tight gas reservoirs, we comparatively studied tight gas reservoirs in two intracratonic basins（Sichuan and Ordos Basin) in the sense of depositional fractionation and diagenesis. Sedimentary and diagenetic characteristics of the Xujiahe Formation in Guang’an, Sichuan Basin and the He-8 and Shan-1 members in Sulige, Ordos Basin were examined in detail. The results showed that:（1) the sedimentary heterogeneity determined by differences in provenance and hydrodynamic environments affects diagenesis significantly, which forms a basis for the formation of effective reservoirs. “Coarse-lithofacies” sandstones in stacked high-energy channels are thought to be favorable to forming high-quality reservoirs;（2) compaction and cementation are the main causes of reservoir quality reduction;（3) rigid and coarse grains such as quartz may contribute to retaining more initial intergranular pores by resisting compaction during early diagenesis, which can be pathways for diagenetic fluids in late diagenesis, but quartz overgrowth in a coal-measure acidic diagenetic environment may largely reduce the reservoir quality during late diagenesis;（4) authigenic clay minerals may reduce the permeability of reservoirs, while clay coatings may help retain initial intergranular pores by preventing quartz overgrowth; and（5) secondary dissolution controlled by dissolvable minerals, diagenetic fluids and fluid pathways is the main cause for enhancing reservoir quality. As for the studied tight gas reservoirs, sandstone diagenesis is strongly controlled by the initial heterogeneity derived from sedimentation process, which consequently controls the formation of favorable reservoirs as well. In order to predict the distribution of favorable reservoirs, sedimentary characteristics should be carefully studied.

Key words: tight sands, effective reservoir, coarse-lithofacies, siliceous cementation, dissolution

李易隆　贾爱林　何东博 . 致密砂岩有效储层形成的控制因素[J]. 石油学报, 2013, 34(1): 71-82.

LI Yilong　JIA Ailin　HE Dongbo . Control factors on the formation of effective reservoirs in tight sands：examples from Guang’an and Sulige gasfields[J]. Editorial office of ACTA PETROLEI SINICA, 2013, 34(1): 71-82.

参考文献

[1] Federal Energy Regulatory Commission.Natural gas policy act of 1978 [S].Michigan:American Enterprise Institute for Public Policy Research,1980:340-346.
[2] 石油地质勘探专业标准化委员会.SY/T 6832-2011致密砂岩气地质评价方法[S].北京：中国标准出版社,2011:1-10.
Standardization Committee of Petroleum Geology.SY/T 6832-2011 Geological evaluating methods for tight sandstone gas[S].Beijing:China Standards Press,2011:1-10.
[3] Lawrence D M，Thomasson M R.Pervasive tight-gas sandstone reservoirs:an overview[M]∥Stephen P C,Keith W S,Wayne K C.Understanding,exploring and developing tight-gas sands-2005 Vail Hedberg Conference.Tulsa:The American Association of Petroleum Geologists,2005:13-28.
[4] 操应长，王艳忠，徐涛玉，等.东营凹陷西部沙四上亚段滩坝砂体有效储层的物性下限及控制因素[J].沉积学报，2009，27（2）：230-237.
Cao Yingchang，Wang Yanzhong，Xu Taoyu，et al.The petrophysical parameter cutoff and controlling factors of the effective reservoir of beach and bar sandbodies of the upper part of the fourth Member of the Shahejie Formation in West Part of Dongying Depression[J].Acta Sedimentologica Sinica，2009，27（2）：230-237.
[5] 何东博，贾爱林，田昌炳，等.苏里格气田储集层成岩作用及有效储集层成因[J].石油勘探与开发，2004，31（3）：69-71.
He Dongbo，Jia Ailin，Tian Changbing，et al.Diagenesis and genesis of effective sandstone reservoirs in the Sulige Gas Field[J].Petroleum Exploration and Development，2004，31（3）：69-71.
[6] 杨晓萍，赵文智，邹才能，等.川中气田与苏里格气田“甜点”储层对比研究[J].天然气工业，2007，27（1）：4-7.
Yang Xiaoping，Zhao Wenzhi，Zou Caineng，et al.Comparison of formation conditions of “sweet point” reservoirs in Sulige Gas Field and Xiangxi Group Gas Field in the central Sichuan Basin[J].Natural Gas Industry，2007，27（1）：4-7.
[7] 蒋裕强，郭贵安，陈辉，等.川中地区上三叠统须家河组二段和四段砂岩优质储层成因探讨[J].油气地质与采收率，2007，14（1）：18-21.
Jiang Yuqiang，Guo Gui’an，Chen Hui，et al.Origin of high-quality reservoirs of the second and fourth member sandstones,Xujiahe Formation,upper Triassic in the center of Sichuan Basin[J].Petroleum Geology and Recovery Efficiency，2007，14（1）：18-21.
[8] 席胜利，王怀厂，秦伯平，等.鄂尔多斯盆地北部山西组、下石盒子组物源分析[J].天然气工业，2002，22（2）：21-24.
Xi Shengli，Wang Huaichang，Qin Boping，et al.Analysis of the material sources of Shanxi Formation and Shihezi Formation in North E’Erduosi Basin[J].Natural Gas Industry，2002，22（2）：21-24.
[9] Morad S K，Al-Ramadan K.The impact of diagenesis on the heterogeneity of sandstone reservoirs:a review of the role of depositional facies and sequence stratigraphy[J].AAPG Bulletin，2010，94（8）：1267-1309.
[10] Paxton S T，Szabo J O，Ajdukiewicz J M，et al.Construction of an intergranular compaction curve for evaluating and predicting compaction and porosity loss in rigid grained sandstone reservoirs[J].AAPG Bulletin，2002，86（12）：2047-2067.
[11] 张文忠，郭彦如，汤达祯，等.苏里格气田上古生界储层流体包裹体特征及成藏期次划分[J].石油学报，2009，30（5）：685-691.
Zhang Wenzhong，Guo Yanru，Tang Dazhen，et al.Characteristics of fluid inclusions and determination of gas accumulation period in the Upper Paleozoic reservoirs of Sulige Gas Field[J].Acta Petrolei Sinica，2009，30（5）：685-691.
[12] 陈义才，郭贵安，蒋裕强，等.川中地区上三叠统天然气地球化学特征及成藏过程探讨[J].天然气地球科学，2007，18（5）：737-742.
Chen Yicai,Guo Gui’an,Jiang Yuqiang,et al.Geochemical features of natural gas and the process of upper Triassic hydrocarbon accumulation in middle Shichuan Area [J].Natural Gas Geoscience,2007，18（5）：737-742.
[13] 郑浚茂，应凤祥.煤系地层(酸性水介质)的砂岩储层特征及成岩模式[J].石油学报，1997，18（4）：19-24.
Zheng Junmao，Ying Fengxiang.Reservoir characteristics and diagenetic model of sandstone intercalated in coal-bearing strata（acid water medium)[J].Acta Petrolei Sinica，1997，18（4）：19-24.
[14] 朱如凯，邹才能，张鼐,等.致密砂岩气藏储层成岩流体演化与致密成因机理--以四川盆地上三叠统须家河组为例[J].中国科学D辑:地球科学，2009，39（3）：327-339.
Zhu Rukai，Zou Caineng，Zhang Nai，et al.Diagenetic fluid evolution and tightness genesis of tight gas reservoirs:an example from upper Triassic Xujiahe Formation，Sichuan Basin[J].Science China Series D:Earth Science，2009，39（3）：327-339.
[15] 朱宏权，张哨楠.鄂尔多斯盆地北部上古生界储层成岩作用[J].天然气工业，2004，24（2）：29-32.
Zhu Hongquan，Zhao Shaonan.Diageneses of Upper Paleozoic reservoirs in north Erduosi Basin[J].Natural Gas Industry，2004，24（2）：29-32.
[16] 孟万斌，吕正祥，冯明石,等.致密砂岩自生伊利石的成因及其对相对优质储层发育的影响--以川西地区须四段储层为例[J].石油学报，2011，32（5）：783-790.
Meng Wanbin,Lü Zhengxiang,Feng Mingshi,et al.The origin of authigenic illite in tight sandstones and its effect on the formation of relatively high-quality reservoirs：a case study on sandstones in the 4th member of Xujiahe Formation,western Sichuan Basin [J].Acta Petrolei Sinica，2011，32（5）：783-790.
[17] Ajdukiewicz J M，Lander R H.Sandstone reservoir quality prediction:the state of the art[J].AAPG Bulletin，2010，94（8）：1083-1091.
[18] Heald M T，Renton J J.Experimental study of sandstone cementation[J].Journal of Sedimentary Petrology，1966，36（8）：977-991.
[19] Lander R H，Larese R E，Bonnell L M,et al.Toward more accurate quartz cement models:the importance of euhedral versus noneuhedral growth rates[J].AAPG Bulletin，2008，92（5）：1537-1563.
[20] Heald M T，Larese R E.Influence of coatings on quartz cementation[J].Journal of Sedimentary Petrology，1974，44（10）：1269-1274.
[21] Pittman E D，Larese R E，Heald M T,et al.Clay coats:occurrence and relevance to preservation of porosity in sandstones[M]∥David W H,Edward D P.Origin,diagenesis,and petrophysics of clay minerals in sandstones.Tulsa:Society for Sedimentary Geology,1992：50-58.
[22] 朱如凯，赵霞，刘柳红,等.四川盆地须家河组沉积体系与有利储集层分布[J].石油勘探与开发，2009，36（1）：46-55.
Zhu Rukai，Zhao Xia，Liu Liuhong，et al.Depositional system and favorable reservoir distribution of Xujiahe Formation in Sichuan Basin[J].Petroleum Exploration and Development，2009，36（1）：46-55 .
[23] 刘锐娥，孙粉锦，拜文华,等.苏里格庙盒8气层次生孔隙成因及孔隙演化模式探讨[J].石油勘探与开发，2002，29（4）：47-49.
Liu Rui’e，Sun Fenjin，Bai Wenhua，et al.An approach to the generating mechanism of secondary pores and pore evolution model of He 8 gas layer in Suligemiao gas field[J].Petroleum Exploration and Development，2002，29（4）：47-49.

致密砂岩有效储层形成的控制因素

Control factors on the formation of effective reservoirs in tight sands：examples from Guang’an and Sulige gasfields

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	赵玉龙, 刘香禺, 张烈辉, 吴婷婷, 单保超. 粗糙孔壁对微/纳米尺度下致密砂岩气流动的影响[J]. 石油学报, 2021, 42(5): 641-653.
[2]	胡勇, 李熙喆, 徐轩, 梅青燕, 陈颖莉, 王继平, 焦春艳, 郭长敏, 贾玉泽. 含水致密砂岩气藏可动用储量评价新方法及其应用[J]. 石油学报, 2021, 42(3): 332-340.
[3]	黄兴, 倪军, 李响, 薛俊杰, 柏明星, 周彤. 致密油藏不同微观孔隙结构储层CO₂驱动用特征及影响因素[J]. 石油学报, 2020, 41(7): 853-864.
[4]	曾联波, 刘国平, 朱如凯, 高志勇, 巩磊, 吕文雅. 库车前陆盆地深层致密砂岩储层构造成岩强度的定量评价方法[J]. 石油学报, 2020, 41(12): 1601-1609.
[5]	赵建斌, 黄显华, 刘晓燕, 李振林, 田扬, 丁伟, 刘玲莉. 二连盆地乌兰花凹陷特低渗安山岩储层的有效性评价[J]. 石油学报, 2020, 41(10): 1188-1196.
[6]	张莉, 王威, 舒志国, 郝芳, 邹华耀, 杨烁. 川东北元坝地区须家河组钙质交代—胶结致密层分布与成因[J]. 石油学报, 2019, 40(6): 692-705.
[7]	李潮流, 胡法龙, 袁超, 李霞, 李长喜, 刘学锋. 利用核磁共振与常规测井联合反演确定致密储层多矿物组分[J]. 石油学报, 2018, 39(9): 1019-1027.
[8]	李易隆, 贾爱林, 冀光, 郭建林, 王国亭, 郭智, 张吉. 鄂尔多斯盆地中-东部下石盒子组八段辫状河储层构型[J]. 石油学报, 2018, 39(9): 1037-1050.
[9]	彭军, 韩浩东, 夏青松, 李斌. 深埋藏致密砂岩储层微观孔隙结构的分形表征及成因机理——以塔里木盆地顺托果勒地区柯坪塔格组为例[J]. 石油学报, 2018, 39(7): 775-791.
[10]	鲁雪松, 赵孟军, 刘可禹, 卓勤功, 范俊佳, 于志超, 公言杰. 库车前陆盆地深层高效致密砂岩气藏形成条件与机理[J]. 石油学报, 2018, 39(4): 365-378.
[11]	操应长, 葸克来, 刘可禹, 朱如凯, 远光辉, 张响响, 宋明水. 陆相湖盆致密砂岩油气储层储集性能表征与成储机制——以松辽盆地南部下白垩统泉头组四段为例[J]. 石油学报, 2018, 39(3): 247-265.
[12]	郭建林, 郭智, 崔永平, 孟德伟, 王国亭, 冀光, 程立华, 孙盈盈, 贾成业. 大型致密砂岩气田采收率计算方法[J]. 石油学报, 2018, 39(12): 1389-1396.
[13]	刘景东, 蒋有录, 张园园, 徐田武, 慕小水, 万涛. 东濮凹陷古近系致密砂岩气成因与充注差异[J]. 石油学报, 2017, 38(9): 1010-1020.
[14]	吴浩, 张春林, 纪友亮, 刘锐娥, 曹尚, 陈胜, 张云钊, 王晔, 杜威, 刘刚. 致密砂岩孔喉大小表征及对储层物性的控制——以鄂尔多斯盆地陇东地区延长组为例[J]. 石油学报, 2017, 38(8): 876-887.
[15]	房涛, 张立宽, 刘乃贵, 张立强, 王为民, 于岚, 李超, 雷裕红. 核磁共振技术定量表征致密砂岩气储层孔隙结构——以临清坳陷东部石炭系—二叠系致密砂岩储层为例[J]. 石油学报, 2017, 38(8): 902-915.