發(fā)布時(shí)間：2020-07-24 22:26

【摘要】：川東北地區(qū)二疊系-三疊系白云巖儲(chǔ)層廣泛發(fā)育,是我國(guó)海相層系天然氣勘探開(kāi)發(fā)的重要領(lǐng)域,陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了普光、元壩、羅家寨等一系列大中型氣田。宣漢-達(dá)縣地區(qū)飛仙關(guān)組發(fā)育有巨厚層白云巖儲(chǔ)層,白云巖巖石結(jié)構(gòu)和孔隙類型多樣,經(jīng)歷了高溫高壓和超深的埋藏條件,仍保存大量孔隙。因此,宣漢-達(dá)縣地區(qū)飛仙關(guān)組是研究深層白云巖儲(chǔ)層形成和保存機(jī)制的理想場(chǎng)所。本文基于巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)和巖石物理學(xué)技術(shù)手段,對(duì)儲(chǔ)層的巖石類型、孔隙結(jié)構(gòu)和白云巖儲(chǔ)層的分布進(jìn)行了詳細(xì)表征和刻畫,對(duì)白云巖和各種成巖組構(gòu)的成因進(jìn)行了深入探討,揭示了早期礦物穩(wěn)定化作用和白云巖化作用下儲(chǔ)層孔隙的成因,闡明了晚期固體瀝青和方解石膠結(jié)物的差異充填作用下儲(chǔ)層的改造和保存機(jī)制。研究結(jié)果表明:(1)宣漢-達(dá)縣地區(qū)飛仙關(guān)組存在兩個(gè)三級(jí)層序,優(yōu)質(zhì)白云巖儲(chǔ)層發(fā)育在臺(tái)地邊緣第一個(gè)三級(jí)層序中上部,儲(chǔ)層段下部巖石微相為鮞粒灘,儲(chǔ)層段上部巖石微相為灘后潮坪。儲(chǔ)層段白云巖中五種白云石類型:泥微晶白云石、細(xì)-中晶白云石、重結(jié)晶白云石、加大邊白云石和白云石膠結(jié)物。五種類型的白云石組成了三種巖石結(jié)構(gòu)的白云巖:原巖組構(gòu)保存的鮞粒白云巖、原巖組構(gòu)半保存的殘余結(jié)構(gòu)鮞粒白云巖、組構(gòu)完全破壞的晶粒結(jié)構(gòu)白云巖。(2)巖石學(xué)觀察、高壓壓汞測(cè)試表明,白云巖儲(chǔ)層發(fā)育三種不同尺度的孔隙類型,大尺度孔隙類型包括粒間孔、粒內(nèi)溶孔和自形白云石晶間孔,中尺度孔隙類型為白云石碎片之間的孔隙,小尺度孔隙類型為它形白云石晶間孔和晶內(nèi)孔。原巖結(jié)構(gòu)保存的鮞粒白云巖和殘余結(jié)構(gòu)鮞粒白云巖中發(fā)育粒內(nèi)溶孔、粒間孔和微晶間孔,而晶粒結(jié)構(gòu)白云巖中發(fā)育晶間孔、白云石碎片之間的孔隙和自形白云石晶內(nèi)孔。(3)現(xiàn)今儲(chǔ)層的巖石結(jié)構(gòu)和孔隙結(jié)構(gòu)主要形成于早期礦物穩(wěn)定化作用和白云巖化作用。大氣淡水成巖作用驅(qū)動(dòng)的礦物穩(wěn)定化過(guò)程伴隨溶蝕作用和膠結(jié)作用,高頻層序地層學(xué)分析表明,該過(guò)程發(fā)生于準(zhǔn)同生期高頻短暫暴露期間,在飛仙關(guān)組第一個(gè)三級(jí)層序的高位體系域鮞粒灘和灘后潮坪沉積中造成了不同孔隙類型的旋回性分布。巖石學(xué)和地球化學(xué)證據(jù)表明,飛仙關(guān)組優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層段白云巖形成于第一個(gè)三級(jí)層序沉積的海平面低位期,干旱氣候條件下在臺(tái)地內(nèi)部形成的蒸發(fā)鹵水發(fā)生回流,對(duì)回流路徑上的臺(tái)地邊緣鮞粒灘和灘后潮坪進(jìn)行白云巖化作用。白云巖化流體流動(dòng)路徑上的白云巖巖石結(jié)構(gòu)的演化規(guī)律符合經(jīng)典的鹵水滲透回流白云巖化模式:鹵水流動(dòng)路徑上白云石晶粒逐漸增大;在靠近鹵水源的臺(tái)地邊緣內(nèi)側(cè)過(guò)白云巖化現(xiàn)象導(dǎo)致孔隙度降低,在遠(yuǎn)離鹵水源的臺(tái)地邊緣外側(cè)斜坡帶未發(fā)生白云巖化作用,只有鹵水流動(dòng)路徑中段的臺(tái)地邊緣白云巖發(fā)育了最高的孔隙度。(4)儲(chǔ)層的改造作用主要是含硫固體瀝青和晚期方解石膠結(jié)物的差異充填。巖石學(xué)和地球化學(xué)信號(hào)指示白云巖儲(chǔ)層形成之后,古油藏中原油裂解和TSR作用產(chǎn)生了含硫固體瀝青;另外,從鄰近灰?guī)r地層侵入的壓溶流體和TSR產(chǎn)生的流體分別沉淀出一期方解石膠結(jié)物。應(yīng)用圖像分析軟件對(duì)成巖組構(gòu)的相對(duì)含量進(jìn)行了定量統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)含硫固體瀝青的充填造成古孔隙度降低0~35%,且中等古孔隙度(6%~14%)樣品中瀝青的充填強(qiáng)度大于低古孔隙度(6%)和高古孔隙度(14%)的樣品;而晚期方解石膠結(jié)物對(duì)儲(chǔ)層的破壞主要發(fā)生在灘后潮坪白云巖中,鮞粒灘白云巖中孔隙由于缺乏晚期方解石膠結(jié)物而得到更好的保存。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P618.13
【圖文】：

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)博士學(xué)位論文 的發(fā)育可能比我們想象的要普遍得多。長(zhǎng)興組－飛仙關(guān)組白云巖孔洞可見(jiàn)充中發(fā)育有一系列熱液成因的組合礦物，表明儲(chǔ)層孔隙的形成可能與深部熱流蝕有關(guān)，白云巖可能為熱液成因（劉樹(shù)根等, 2008）。張學(xué)豐（2009）對(duì)普光長(zhǎng)興組－飛仙關(guān)組的研究認(rèn)為，糖粒狀白云巖的形成與局部發(fā)育的斷裂帶及活動(dòng)相關(guān)�？v觀四川盆地長(zhǎng)興組－飛仙關(guān)組白云巖成因的研究進(jìn)展，可以看出以下特1) 幾乎所有有關(guān)白云巖成因的重要科學(xué)問(wèn)題(如白云巖化流體性質(zhì)和來(lái)源巖形成環(huán)境和水文動(dòng)力學(xué)機(jī)制因)均存在爭(zhēng)議。這些爭(zhēng)議可能與研究者的工區(qū)、研究對(duì)象、資料基礎(chǔ)和研究思路不同有關(guān)，但也在一定程度上揭示了白云因的復(fù)雜性（圖 1.1）。碳酸鹽巖臺(tái)地發(fā)育期，不同沉積環(huán)境和古地貌沉積的鹽巖發(fā)生白云巖化的先期條件不同，且早期近地表相對(duì)開(kāi)放環(huán)境中形成的白，后期可能再次疊加埋藏成巖過(guò)程中的白云巖化作用，即多類型和多期次白化作用的結(jié)果（鄭榮才等, 2008）。

8 李杰：宣漢-達(dá)縣地區(qū)飛仙關(guān)組優(yōu)質(zhì)白云巖儲(chǔ)層形成與保存機(jī)制的平均孔隙度（黃勇等, 2013）。飛仙關(guān)組白云巖三種類型均發(fā)育，顆粒結(jié)構(gòu)以粒內(nèi)孔、粒間孔為主，晶粒結(jié)構(gòu)以晶間孔為主，而殘余結(jié)構(gòu)粒間孔、粒內(nèi)孔和晶間孔均發(fā)育；飛仙關(guān)組白云巖最大孔隙度高達(dá) 28.9%（Hao et al., 2015）。建南氣田飛三段細(xì)晶白云巖平均孔隙度為 7.84%，明顯好于顆粒灰?guī)r 1.67%的平均孔隙度（Wang et al., 2015）。

四川盆地二疊-三疊系白云巖與灰?guī)r儲(chǔ)層物性

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