【摘要】：川東北地區(qū)二疊系-三疊系白云巖儲層廣泛發(fā)育,是我國海相層系天然氣勘探開發(fā)的重要領域,陸續(xù)發(fā)現了普光、元壩、羅家寨等一系列大中型氣田。宣漢-達縣地區(qū)飛仙關組發(fā)育有巨厚層白云巖儲層,白云巖巖石結構和孔隙類型多樣,經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-達縣地區(qū)飛仙關組是研究深層白云巖儲層形成和保存機制的理想場所。本文基于巖石學、巖石地球化學和巖石物理學技術手段,對儲層的巖石類型、孔隙結構和白云巖儲層的分布進行了詳細表征和刻畫,對白云巖和各種成巖組構的成因進行了深入探討,揭示了早期礦物穩(wěn)定化作用和白云巖化作用下儲層孔隙的成因,闡明了晚期固體瀝青和方解石膠結物的差異充填作用下儲層的改造和保存機制。研究結果表明:(1)宣漢-達縣地區(qū)飛仙關組存在兩個三級層序,優(yōu)質白云巖儲層發(fā)育在臺地邊緣第一個三級層序中上部,儲層段下部巖石微相為鮞粒灘,儲層段上部巖石微相為灘后潮坪。儲層段白云巖中五種白云石類型:泥微晶白云石、細-中晶白云石、重結晶白云石、加大邊白云石和白云石膠結物。五種類型的白云石組成了三種巖石結構的白云巖:原巖組構保存的鮞粒白云巖、原巖組構半保存的殘余結構鮞粒白云巖、組構完全破壞的晶粒結構白云巖。(2)巖石學觀察、高壓壓汞測試表明,白云巖儲層發(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孔。原巖結構保存的鮞粒白云巖和殘余結構鮞粒白云巖中發(fā)育粒內溶孔、粒間孔和微晶間孔,而晶粒結構白云巖中發(fā)育晶間孔、白云石碎片之間的孔隙和自形白云石晶內孔。(3)現今儲層的巖石結構和孔隙結構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動的礦物穩(wěn)定化過程伴隨溶蝕作用和膠結作用,高頻層序地層學分析表明,該過程發(fā)生于準同生期高頻短暫暴露期間,在飛仙關組第一個三級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。巖石學和地球化學證據表明,飛仙關組優(yōu)質儲層段白云巖形成于第一個三級層序沉積的海平面低位期,干旱氣候條件下在臺地內部形成的蒸發(fā)鹵水發(fā)生回流,對回流路徑上的臺地邊緣鮞粒灘和灘后潮坪進行白云巖化作用。白云巖化流體流動路徑上的白云巖巖石結構的演化規(guī)律符合經典的鹵水滲透回流白云巖化模式:鹵水流動路徑上白云石晶粒逐漸增大;在靠近鹵水源的臺地邊緣內側過白云巖化現象導致孔隙度降低,在遠離鹵水源的臺地邊緣外側斜坡帶未發(fā)生白云巖化作用,只有鹵水流動路徑中段的臺地邊緣白云巖發(fā)育了最高的孔隙度。(4)儲層的改造作用主要是含硫固體瀝青和晚期方解石膠結物的差異充填。巖石學和地球化學信號指示白云巖儲層形成之后,古油藏中原油裂解和TSR作用產生了含硫固體瀝青;另外,從鄰近灰?guī)r地層侵入的壓溶流體和TSR產生的流體分別沉淀出一期方解石膠結物。應用圖像分析軟件對成巖組構的相對含量進行了定量統(tǒng)計,發(fā)現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;而晚期方解石膠結物對儲層的破壞主要發(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物而得到更好的保存。
【學位授予單位】：中國地質大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P618.13
【圖文】：

中國地質大學博士學位論文 的發(fā)育可能比我們想象的要普遍得多。長興組－飛仙關組白云巖孔洞可見充中發(fā)育有一系列熱液成因的組合礦物，表明儲層孔隙的形成可能與深部熱流蝕有關，白云巖可能為熱液成因（劉樹根等, 2008）。張學豐（2009）對普光長興組－飛仙關組的研究認為，糖粒狀白云巖的形成與局部發(fā)育的斷裂帶及活動相關�？v觀四川盆地長興組－飛仙關組白云巖成因的研究進展，可以看出以下特1) 幾乎所有有關白云巖成因的重要科學問題(如白云巖化流體性質和來源巖形成環(huán)境和水文動力學機制因)均存在爭議。這些爭議可能與研究者的工區(qū)、研究對象、資料基礎和研究思路不同有關，但也在一定程度上揭示了白云因的復雜性（圖 1.1）。碳酸鹽巖臺地發(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，且早期近地表相對開放環(huán)境中形成的白，后期可能再次疊加埋藏成巖過程中的白云巖化作用，即多類型和多期次白化作用的結果（鄭榮才等, 2008）。

8 李杰：宣漢-達縣地區(qū)飛仙關組優(yōu)質白云巖儲層形成與保存機制的平均孔隙度（黃勇等, 2013）。飛仙關組白云巖三種類型均發(fā)育，顆粒結構以粒內孔、粒間孔為主，晶粒結構以晶間孔為主，而殘余結構粒間孔、粒內孔和晶間孔均發(fā)育；飛仙關組白云巖最大孔隙度高達 28.9%（Hao et al., 2015）。建南氣田飛三段細晶白云巖平均孔隙度為 7.84%，明顯好于顆�；�?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儲層物性

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本文編號：2769474