高海拔与超深地层石油地质若干问题.pdf

第 3 0卷第 2期 2 0 0 9年 3月 石 油 学 报 ACTA PETROLEI SI NI CA Vo 1 ． 3 0 NO ． 2 M a r ． 2 00 9 文章编号 0 2 5 3 2 6 9 7 2 0 0 9 0 2 0 1 5 9 0 9 _．．】 L - - Cj 同 海拔 与超 深地层石油地质若 干 问题 胡 见 义 吴 因业 张 静 中国石油勘探开发研究院北京 1 0 0 0 8 3 摘要 海平面 以上 0 ～5 k m 的高海拔地层和埋藏 5 ～1 0 k m 的超 深地层 ， 应是油气勘探 的潜在 领域 ， 但在其 石油地质理 论和技术 方 面有很 多问题 需要探 讨。在 高海拔地 区 如青藏 区 ， 新构造运 动对石油地 质层 系和 古 油藏的 改造 和影 响很 大， 并且 高海拔 油气藏 的保存条件也 非常严 苛。超深层常常分布在 中国陆相盆地 ， 其 沉积速率 大、 沉积岩 厚度 大 ， 加之 多构造 层叠 加， 致使 超深 层常对 应 于成岩 中晚期和 深埋 阶段 温度高于 1 7 5 ℃， 压力大于 1 0 0 MP a 。中国超 深层优 质碎屑 岩储层 受沉积期特征 、 深埋 时间因素 即成 岩过程很长 ， 深埋 时间较短 、 流体承压程度和 次生溶蚀作用 的控制 。深层 -9超 深层优质碳酸盐岩储 层的形成 主要依赖 于 白云石化 作用以及 白云岩 的岩溶 改造作用 。 关键词 陆相盆地 ； 高海拔地层 ； 超深层 ； 碎 屑岩储层 ； 碳酸 盐岩储层 ； 白云 石化作用 ； 岩溶 中图分 类号 T E 1 1 1 文献标识码 A Di s c u s s i o n o n p e t r o l e u m g e o l o g y t h e o r y f o r hi g h e l e v a t i o n a nd u l t r a - d e e p f o r m a t i o n s HU J i a n y i W U Yi n y e Z HANG J i n g Pe t r o Ch i n a Ex pl o r a t i o n a n d De v e l o p me n t Re s e a r c h I n s t i t u t e，Be i j i n g 1 0 0 0 8 3 ，C h i n a Ab s t r a c t Th e r e a r e t h e p o t e n t i a l d o ma i n s f o r o i l a n d g a s e x p l o r a t i o n i n t h e a r e a s wi t h t h e e l e v a t i o n o f 0 h 5 k m a n d t h e d e e p f o r ma t i o n s o f 5 ～ 1 0 k m i n d e p t h，wh e r e s o me p e t r o l e u m g e o l o g y t h e o r i e s a n d t e c h n o l o g i e s r e q u i r e t o b e s t u d i e d ．Th e mo d i f i c a t i o n e f f e c t an d i nf l ue n c e o f t he ne o t e c t o ni c mo ve me n t on t he oi l 。 b e a r i ng f or ma t i ons a nd pa l a e o - r e s e r vo i r s a r e mor e p r o f ou nd i n t he hi gh e l e v a t i o n a r e a s s u c h a s Qi a n g t a n g B a s i n a n d t h e n o r t h p a r t o f Qi n g h a i Ti b e t a r e a ， S O t h e p r e s e r v a t i o n o f o i l r e s e r v o i r s i s r i g o r o u s ． Th e b u r i a l de pt h of u l t r a d e e p r e s e r vo i r s i s no r ma l l y 5～ 1 0 km i n t he n on mar i ne ba s i ns c ha r a c t e r i z e d wi t h r a pi d d ep o s i t i o n，t hi c k s e di me nt a r y r o c k a n d mu l t i p l e s t r u c t u r a l l a y e r s ， wh i c h c o r r e s p o n d s t o t h e l a t e s t a g e o f d i a g e n e s i s a n d d e e p b u r i a l p e r i o d wi t h t e mp e r a t u r e a n d p r e s s u r e h i g h e r t h a n 1 7 5℃ a n d 1 0 0 MP a ，r e s p e c t i v e l y ．Th e d e v e l o p me n t o f h i g h - q u a l i t y c l a s t i c r e s e r v o i r s i n u l t r a - d e e p f o r ma t i o n s o f Ch i n a i s c o n t r o l l e d b y d e p o s i t i o n，t h e d u r a t i o n o f d e e p b u r i a l 1 o n g t e r m d i a g e n e s i s a n d s h o r t t e r m d e e p b u r i a 1 ，t h e p r e s s u r i z a t i 0 n o f f l u i d a n d s e c o n d a r y d i s s o l u t i o n ．Th e g e n e r a t i o n o f h i g h - q u a l i t y c a r b o n a t e s r e s e r o i r s i n t h e d e e p a n d u l t r a - d e e p f o r ma t i o n s ma i n l y d e p e n d s o n d o l o mi t i z a t i o n a n d d o l o mi t e k a r s t ． Ke y wo r d sn on ～ ma r i ne b a s i n；h i g h e l e va t i on f or ma t i o n； ul t r a - de e p f or mat i o n； c l a s t i C r es e r v o i r ；c ar bo na t e r e s e r vo i r ；do l o mi t i z a t i o n； k a r s t 一 百 多年来 ， 油 气 勘 探 的 主 要 地 质 理 论 认 为 ， 油 气流体基本上赋存于低于海拔零度 即海平面 的负向 地质 构造 沉积 单元 ， 生 排 烃 的 油 窗 主 要位 于成 岩作 用 早 中 期 ， R。 ≤ 2 ％ ， 温 度 为 5 O～ 1 0 0 ℃ 最 高 可 达 1 5 O ℃ ， 压 力为 3 0 ～ 1 0 0 MP a ， 因 此 油 田一 般 埋 深 于 3 0 0 0 m及以上地层 。按 Kl e mme 2 0世纪 7 O年代 的统 计 ， 在 当时 全球 已探 明可 采石 油储 量 中 ， 埋 深小 于2 k m 的 占 4 8 ％ ， 埋 深 2 ～3 k m 的 占 4 3 ％ ， 埋 深 大于 3 k m 的 占9 ％。虽然随着科技进步， 近 2 0年来在 3 ～5 k m深 度 已发现许多油 田， 但主要优势储量仍分布于约 3 k m 的深度 。天然 气 田的深 度 分 布 区 间 要 大一 些 ， 一 般 在 4 k r n以上。这与主生排烃深度区问是吻合 的， 也就是 说 ， 勘探发现油气 田的深度 区问大体上在 4 ～5 k m 以 上 。因此 ， 海平 面 以上 0 ～ 5 k m 的 高海 拔 地 层 和埋 藏 5 ～ 1 0 k m 的超 深 地 层 ， 是 油 气 勘 探 的潜 在 领 域 ， 但 其 石 油地 质理 论和 技术 方 面 的很 多 问题 需要探 讨 [ j 。 ] 。 1 高 海 拔 地 区 石 油 地 质 领 域 及 理 论 探讨 高海拔地 区 海平面以上 0 ～5 0 0 0 m 的石油地质 问题主要是指位于海拔零度线以上的地层赋存油气藏 的条件 。如青藏高原 包括南至喜马拉雅山， 北到祁连 作者简介 胡见义 ， 男 ， 1 9 3 4年 3月生 ， 1 9 5 9年毕业于莫斯科石油学 院， 现为 中国工程 院院士 ， 中国石油勘探 开发研究 院教授 级高级工程 师， 博 士生导 师， 长期从事石油地质理论研究 和勘探工作 。E ma i l j y h u p e t r o c h i n a ． C o rn． c n 1 6 石 油 学 报 2 0 9年第 3 O卷 山 ， 西 为喀 喇昆仑 山 ， 东 至 横 断 山脉 的 广 大 地 区 ， 面 积 约 2 6 01 0 k m ， 一般 海 拔 为 4 7 0 0 5 2 1 0 m 图 1 ， g 1 0 0 嫩0 目5 O 0 o 越 1 00 0 0 图 1 油气藏 主要分布示意 图 Fi g ．1 Sk e t c h m a p o f o i l an d g a s po o l s d i s t r i bu t e d i n di f r e r e n t a l t i t ud e 元古界一古生界地层已经历不同程度 的变质作用 ， 主 要 石油 地质 研 究对象 为 中新 生 代 盆地 图 2 。青 藏 高 原 三叠 系 侏 罗系 主要 为海 相 沉 积 ， 中 生代 末 至 新 生 代整个地区处于隆升状态 ， 第三纪一些 中小 盆地 为陆 相 沉 积 。喜 马 拉雅新 构 造运 动使 其在 第 四纪 时期 隆升 达 5 0 0 0 m， 中生界盆地地 层绝大部分处 于高海拔状 态 。 另 外 ， 柴 达 木 第 三 系 盆 地 的 地 层 也 处 于 高 海 拔 状 态 。 油气 藏一 般形 成 于沉 积盆地 海拔 零点 以下 的负 向 单 元 区域 ， 这是 石 油 地 质学 基 础 的一 个 重 要 论点 。油 气藏形成并存在于海拔零 点以上 的正 向区域， 石油地 质 学对 此 涉 足 不 多 或 尚待 理 论 的进 展 。在 流 体 油 、 气 、 水 所 在层 位处 于高 海拔 区 的情况 下 ， 地 层压 力 地 层静水柱压力 呈负值。也就是说 ， 如果油气水层位于 海 拔 1 0 0 0 m 的部 位 ， 其 地层 压力 应 为 一1 O MP a ； 海 拔 3 0 0 0 m 的状 态下 ， 地 层压 力为 一3 0 MP a 。 流体位 于 高海拔 区且 其 地 层 压 力 为 负值 时 ， 流体 动力系统呈开启状态 特别是在流体所在层位与上部 潜水 或 地表水 系有某 种 联 系 的情 况 下 ， 地 下 流体 动 力 系统 处 于高 度开 启状 态 ， 油 气 大 量 外 溢 和扩 散 ， 给封 闭 或 圈闭提 出 了极严 格 的条件 。青 藏地 区已发现 的油 气 藏大 部分 位 于海拔 零 点 以上 ， 油 气 藏 形 成 与保 存 面 临严 格 的条件 制 约l_ 4 ] 。 1 ． 1 高海拔 油气 藏 的 自我封 闭 系统 已发现的位于高海拔区的油气藏在形成时处于负 向沉 积单 元 ， 在喜 马拉 雅 晚期 短暂 的地质 时 间 内 ， 地壳 陡升 数 千米 ， 一方 面地 层遭 受较 大程 度 的剥蚀 ， 同时使 已形成或正在形成 的油气藏上升到高海拔 区。 园囫囤田 断褶带 盆 地 油气显示工业油井 图 2青藏 中新生代沉积盆地分布 据顾树松等 F i g ． 2 Th e d i s t r i b u t i o n o f Me s o - C e n o z o i c s e d i me n t a r y b a s i n s i n Ti b e t - Qi n g h a i a r e a Af t e r Gu S h u s o n g e t a 1 例 如 ， 西 藏 伦 坡 拉 盆 地 现 今 海 拔 约 4 6 0 0～ 4 7 0 0 m 图 3 ， 油 藏 埋 深 为 1 0 ～ 2 0 0 0 m， 主 力 油 层 埋 深 约 1 8 0 0 m 相 当 于 海 拔 3 0 0 0 m ， 实 测 地 层 压力为 1 0 ～1 1 MP a 。喜 马拉 雅晚期地壳 隆升 ， 使该 地 区剥蚀厚度达 2 6 0 0 m， 油 藏达 到现今 海拔 高度 ， 但 地 层 压 力 只 比隆 升 前 的 1 8 MP a损 失 了 4 ％ 。这 表 明 油 藏 虽 然 处 于 一 定 的 油 气 溢 散 过 程 中 ， 但 仍 有 一 定 的 封 闭 程 度 。 再如 ， 柴达木盆地 尕斯库勒油 田， 第三系浅层油藏 原始埋深为 1 9 0 0 m， 喜马拉雅晚期地壳抬升 ， 致使现 第 2期 胡见义等 高海拔 与超深地层石油地质若 干问题 1 6 1 今油层中部深度为 1 8 6 0 m 相 当于海拔 1 1 3 0 m ， 但仍 保 持抬 升前 的原 始地 层 压 力 1 9 MP a ， 油 气 层 基 本保 存 完 好 。深层 油藏 油 层 中部 深 度 3 3 5 0 m 海 拔 约 一6 0 0 m ， 实 测地层 压 力 为 5 9 MP a ， 约 相 当 于地 层 抬 升 前 的 地 层压力 ， 油藏 目前 也保存 完 好 。 图 3 西藏伦坡拉盆地的古油藏 据 西藏地质局第 四地质大队 Fi g ． 3 Th e pa l ae o - r e s e r v o i r s i n Lun po l a Ba s i n o f Ti be t Af t e r t h e f o r t h t e a m o f Xi z a n g Ge o l o g y B u r e a u 上 述实 例可 以说 明 ① 油 藏形 成 以后 ， 地 壳 发生 了 很 大幅 度 的陡升 ， 但 原 始 流体 压 力 系统 在 较 短 的 地 质 历 史过 程 中 ， 仍具 有很 好或 一 定 的封 闭性 ； ② 主 要石 油 地质 层 系 始渐 新统 及 中新统 为 干燥 条件 下 内陆咸 水沉 积 ， 广泛 发育 泥岩 、 钙 质泥 岩和 盐岩 。其 中始渐 新统 多 为暗色 厚层 烃源 岩 。砂 岩一 砂砾 岩体 多 为 冲积 砂一 砾岩 锥体 ， 并 且 镶嵌 在 泥 质 烃 源岩 以及 盐 岩一芒 硝等 化学 岩类 中 ， 组 成封 闭 良好 的生 储盖 组合 ； ③ 第 四 系地层 很 发育 ， 沉 积厚 度 可 以 达 到 2 0 0 0 ～3 0 0 0 r n ， 主 要 为 山麓 冲积扇 砂砾 岩 ， 向 盆 地 内部 变 为 灰 色灰 黄 色泥岩 、 盐 岩及 部 分砂 岩 。水 文 地 质 条件 除 山麓 区有 水 交替 带外 ， 盆 地 大 部分 地 区处 于 水 文 停 滞 带 。大 部 分 第三 系 地 层 水 更 处 于 停 滞 封 闭 区带 。如 冷 湖 油 田 5 1 4井 N 一E 油 层 埋 深 为 5 0 0～ 6 0 0 m 海 拔 2 2 0 0 m ， 地 层 水 总 矿 化 度 为 3 5 0 g ／ I ， 水 型 为 Ca C1 型 ； 油泉 子 油 田 2 7 井 N 。油 层 埋 深 为2 8 0～ 4 3 0 m 海拔 2 5 0 0 m ，地层 水 总矿 化 度 为 3 0 g ／ L，水 型 为 Ca C1 2型 。 封 闭停滞 的 流体 系统 基本 不参 与 区域地 表 潜水 水 动力 承压 系统 ， 油 气藏 基 本 或 一 定 程 度 维 持 原 有 的水 文地 质封 闭 系统 。 1 ． 2古 油藏 封 闭性 的破坏 和影 响 地壳 剧烈 抬升 后 ， 油气 藏封 闭性 会不 同程 度 降低 ， 发生 不 同程度 的原 油 生 物 降解 、 原 油 稠 化 和 天 然气 的 扩 散 。青藏 高原 许 多 盆地 沿 断 层 和裂 缝 出 露 古 油层 ， 地 表沥青 脉 和沥 青 砂分 布 比较 普 遍 ， 均 表 明经 历 过 强 烈的油气散失和严重的生物降解。如西藏的伦坡拉盆 地 ， 油气 藏原 油氧 化 、 生物 降解 严重 ， 为 重质 高黏 油 ， 相 对 密度达 0 ． 9 7 ～ 0 ． 9 8 ， 沥 青 质 与 非 烃 含 量 达 5 ％ ～ 7 0 ％ ， 部 分原 油 已经演 变成 为 沥青 。 1 ． 3 高 海拔 地 区圈 闭的油 气溢 散 与充 注 在新 构造 活动 的频 繁 作 用 下 ， 高 海拔 地 区 的油 气 溢 散 与充 注可 以分 为 两 种情 况 ① 古 油气 藏 不 断 发 生 溢 散 ， 造成 破 坏 ， 同 时 也 为 新 的 圈 闭 油 气 充 注 提 供 烃 源 ； ② 在新 构造 活 动强烈 作用 下 ， 高海 拔地 区 同时发 生 强 烈 的生烃 过程 和 扩 散过 程 ， 油 气 及 时充 注 或 充 注 强 度 大于 溢散 强度 ， 则 油气 可 以聚集 ， 在 充注 与溢 散过 程 中形 成 动态 油气 藏 ， 典 型 的 实 例是 柴达 木 盆 地 的 三 湖 凹陷涩 北气 田。 三 湖 凹陷主 要 为第 四 系 巨厚 厚度 3 2 0 0 m 的高 山湖沼 相沉 积 其 中 暗 色 腐 殖 质 气 源 岩 厚 度 达 1 6 0 0 m ， 沉 积 时 间 只 延 续 了 近 3 Ma ， 湖 泊 消 亡 于 距 今 0 ． 0 2 Ma前 。涩北 气 田具有 如 下 特 征 ① 气 源 岩 远 未 成熟 ， 正 在生气 过 程 中。所 取 烃 源 岩 岩 心 出筒 后 仍 在 冒气 溢散 ， 岩 石为 软 泥岩 ， 仍 处 于成 岩 压 实 过 程 中 ， 岩 心经生 化 细 菌 发 酵 试 验 日产 气 量 大 大 高 于 泥炭 和 褐 煤 。泥岩 烃源 岩平 均孔 隙 度约 为 2 6 ％ ， 烃 源 岩也 是 封 盖 层 ， 其 突破 压 力 比 气 层 地 层 压 力 高 0 ． 3 ～ 0 ． 5 MP a ， 造 成 一 定 的 排 烃 压 差 。 涩 北 气 田 群 地 面 海 拔 约 为 2 6 0 0 ～3 0 0 0 m， 气 层埋 深 6 5 ～ 1 3 8 0 m。② 已发 现天 然 气 一般 聚集 在低 幅度 构造 圈闭 中 。泥 岩盖层 和气层 的 岩 心 中均有 大量 天 然气 溢 出 ， 说 明在 高 海 拔 条 件 下气 藏进 行 着强 烈 的溢散 过程 ， 同时生 气过 程也 强烈 进行 ， 从 而使 气藏 天然 气 聚集并 且得 以保 存 。 因此 气 源的连 续充 注 是高 海拔 地 区气藏 形成 的重 要 条件 。 青 藏高 原 的地质 历史 背景 和少 数盆 地油 气藏 勘探 与认 识 表 明 ， 高 海拔地 区油气 藏存 在较 大 的远景 ， 同时 也带 来石 油地 质 学 尚待解 决 的理论 问题 和挑 战l 7 。 。 2 超深层碎屑岩储层 的形成机理 超 深层 是 指 地 下 5 ～ 1 0 k m 的 范 围 ， 在 该 深 度 段 沉 积 岩 石 大 多 处 于 成 岩 作 用 中 晚期 。传 统 认 识 认 为 在 成 岩 作 用 中晚 期 并 超 出油 气 生 排 烃 与 聚集 最佳 层 段 在 5 ～ 1 0 k m 是 很难 形成 油 气 藏 的 。这 时 烃 源 岩 处 于 高过成 熟 阶段 ， 同 时 生 排 烃 机 制 由于 岩 石 致 密 的影 响 而 受 到 很 大 制 约 ， 而 储 层 多 为 致 密 或 物 性 很 差 的 岩石 。 因此 在 烃 源岩 存 在 在 石 墨 化 阶段 前 的 前 提 下 ，储 层 的 存 在 与 否 是 油 气 藏 形 成 的 关 键 问题 。 1 6 2 石 油 学 报 2 0 0 9年第 3 0卷 2 ． 1 影响碎 屑岩优 质储层 分布 的沉 积 因素 中 国含 油气盆 地碎 屑岩储层 性质 是决定 勘探 前景 的重要 因素 ， 其控制 因素 十 分复 杂 。超 深 层储 层 基 本 上处 于 中成岩 到晚 成 岩 阶段 ， 压 实 、 压 溶 、 胶 结作 用 导 致 了孔 隙 的减小 ， 而破裂 、 溶蚀 交代作 用又 改善 了储 层 的储集性能 。次生溶孔及少量残余粒问孔是其主要储 集 空间 ， 也 可 以存 在少量 裂缝 。但是 ， 影 响碎屑 岩优质 储层 分布 的主要 因素是沉 积相 的分 布 以及 岸线迁 移对 砂 体分布 的控制作 用 。 如塔里 木盆 地石 炭系东 河砂岩 ， 在空 间上 呈楔形 ， 向陆或局部高点超覆尖灭， 向海逐渐相变为海相泥岩 和碳 酸盐岩 。其 上 覆 海 相泥 岩 ， 向下 与海 侵强 制海 退体 系域 的东河 砂岩 侧 向相 连 ， 形 成 良好 的岩性 地 层 圈闭。东河砂岩沉积期间， 其滨岸环境以高能砂质滨 岸和 高能砾 质滨 岸居 多 ， 泥质 滨岸极 少见 ， 其 滨岸带 的 宽度 可达 3 0 7 0 k m。按 照海岸 地 貌特 征可 将 砂质 滨 岸 和砾质滨 岸划 分 为海 岸 沙丘 、 后 滨 、 前 滨 、 近 滨和 远 滨 等次级 环境 。海侵一 强制 海退体 系域可 以 由多个准 层 序组组 成 ， 随着海 岸 线迁 移 ， 砂 体 呈 现规 律性 变 化 。 其 中 S Q1 层 序 海 侵强制 海 退体 系域 砂体 就 是满 西 地 区 的重要油 气储集 体 J 。 2 ． 2 影响储 层质量 的深 埋时 间因素 由图 4和 图 5可见 ， 塔 里 木盆 地 的储 层 埋 藏 史表 现为早 期 的浅 埋和后 期 的快 速深 埋两个 阶段 。储层没 地质年代 ／ Ma 4 O ．O 3 5 ．0 3 0 ．0 25 ． 0 2 0 ．0 1 5 ． 0 1 0 ． 0 5 ．0 孔隙度 ／ ％ ．1 ． p C P T J K E N l O 2 0 3 O 克 拉 石 。 英 ＼ 次生 加 大V溶 h 加． 旦 』 亘 _ A ． 孔隙 度 ％ ＼ ． 成 ． ， n o I 岩 _ B ● - 前 陆 ’ 5 3 0 0 ． ． ． ． ＼ 由 盆 5 4o0 - 5 501 ． 5 6 0 0 ． 越 5700 ＼ A ．赚 5 800 成 地 5900 6O0o 岩 6l 0 0 ⋯一 B 62 0 o 3 ． 2 3 2 ． 7 2 ． 5 图 4 塔里木盆地下石炭 统储层埋藏与子 L 隙演化史 Fi g ．4 The b u r i a l hi s t o r y a n d p or o s i t y e v o l u t i o n o f t he Lo we r Ca r b o ni f e r o u s r e s e r v o i r s i n Ta r i m Ba s i n ＼ 地质年代 ， M a 4 ．o o 3 5 ．0 3 0 ．0 2 5 o 2 o 0 1 5 ．0 1 0 ．0 5 9 孔隙度／ ％ l s ． J． p l C I P ． I ．_T 1 ．J 。l K ． I ． E． I N ．． 1 0 2 O 3 O 旦 ． 0 ＼ ＼ A 成 。 1 O 0 0 ＼ ＼ ＼ 岩 B 前 _ 目 2oo0 。。 ．_ J ． ， ’ 一 ． ＼ 、3 O 0 0 陆 。 A 由 盆 4 O 0 0 。 ＼ 成 地 - 5 O 0 0 。 6O 0 0 岩 ． ⋯ 0 1 0 2 0 3 0 4 0 胶结作用一 ． 孔 隙 度 ， ％紊 箨 零 二 B 3 l 2 ． 7 l 2 ． 5 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 第 2期 胡见义等 高 海拔 与超深地层石油地质若干 问题 1 6 3 有经 历很 长 的深埋 地 质 时 间 ， 从 而 得 以保存 较 好 的原 生孔 隙 ； 后 期进 入快 速深 埋 阶段 ， 又 为次 生孔 隙 的形成 提 供 了条件 。海 相 下石炭 统储 层 和陆 相 白垩 系储层 都 主要处 于 中成 岩 A 阶段 ， 在 较 长 的 浅埋 地 质 历 史 中 ， 主要经 历 了早期 压 实作 用 、 胶结 交代 作 用 及 部 分 溶 蚀 作 用 。古 近 纪 以后 ， 由于后 期 的快 速深 埋作 用 ， 不仅 残 存了早期 的混合孑 L ， 而且还发育有次生孔隙。 当烃 类 注入储 层 后 ， 对 成 岩 作 用 的抑 制 和 孔 隙 的 保存 具有 很 大 的作 用 。塔 中 地 区 中一 上 奥 陶统 9 8 ～ 1 1 0 ℃是 成岩体 系 中有 机 酸 大 量 形 成 并 对 储 层 产 生 极 大影 响 的强化 学成 岩 带 ， 酸 性 水 从 外 部 进入 砂 体会 带 来很 多处 于溶解 状 态 的 酸溶 物 质 ， 加 上 有 机 酸 与砂 体 反应过 程 中进入 流 体 的组 分再 沉 淀 ， 往 往形 成 很 多 自 生矿物 而使 孑 L 隙堵 塞 。但 就 在 强 化 学 作 用 同时 ， 由 于 油 气 的注入 原生 粒 间孔才 得 以保存 下来 。 在准噶尔盆地南缘侏罗系 ， 深埋作用使储层很快 变差 ， 进 入成 岩作 用 中晚期 ， 形 成 致 密储 层 图 6 。压 实及 压溶 作用 主要 表 现 为 颗 粒 之 间 的线 状 、 凸 凹 和缝 合接触关 系。压溶作用 一方面使颗粒进一 步紧密接 触 ， 另一方 面溶 出物质 沉 淀 充 填 粒 问 孔或 为石 英 加 大 及硅 质胶 结提 供大 量 硅 质 ， 所 以 对 储层 的发 育 更 为 不 利 。压 实作 用对 原 生 孔 隙破 坏 较 为 显 著 ， 对 柔 性 颗粒 大于 1 0 ％ 的砂岩 ， 压 实 作 用 可使 原 生 孔 隙减 少 至 5 ％ 左 右 ， 而岩 屑 石 英 砂 岩 则 可 减 少 至 6 ％ ～ 1 2 ％ 。当 有 早 期胶 结物 时 ， 压 实 作用 受 到抑 制 。早 期 溶 蚀 孔 多 为 高岭 石 等 所 充 填 ； 晚期 溶 蚀 孔 仍 可 保 留 ， 一 般 小 于 5 ％ ， 为 粒边 孔 、 粒 内孔 、 颗 粒铸 模孔 等 ， 孔 隙形 态 复杂 ， 分 布不 均 。 成 砂岩中自生矿物 溶解作用 岩 方 铁 石 蒙 伊 高 伊 绿 长 碳 接 孔 地 层 阶 解 白 英 脱 蒙 蛉 利 泥 酸 触 隙 段 石 一 次 关 类 石 生 石 混 石 石 石 石 盐 石 加 层 系 型 阶段 期 大 ■ 点 ■ 原生孔 ■ ／ 及少量 上 齐 旦 ■ 线 次生孔 古 B 组 成 统 J 3 q 岩 I 一 状 头 ■ 侏 屯 ● ● 河 A1 ● 线 中 组 ■ ■ 次生孔 隙 为主 ，见 J 2 t 中 Ⅱ 少量原生孔 状 西 - 统 山 窑 A 2 罗 组 J 2 x 成 一 ； 工 至 河 ． ． 线 系 下 组 1 m ／ 次 生 孔 为 主 凹 凸 并 出现裂缝 状 J i s 岩 B 八 统 道 湾 组 J i b 图 6准噶尔盆地南缘砂岩成 岩作 用特征 Fi g ． 6 Di a g e ne t i c f e a t u r e of s a nd s t on e i n s o u t he r n mar g i n of Ju ng g a r Ba s i n 2 ． 3流体 承压 程度 对储 层 的影 响 储 层孔 隙体 系 中 ， 可 以划 分 出 3种 承压 情 况 即全 基 质支 撑压 力 、 基 质 和 流 体共 同 支撑 压 力 和 流体 单 独 支撑 压力 。 在基 质支 撑 的情 况 ， 压 力 可 以导 致 颗 粒 的破 碎 和 微孔 隙 的产生 。 对 于流体 支撑 的情 况 ， 往往 导 致异 常压 力 ， 并 常 常 与高 矿 化 度 水 体 系 有 关 。这 时 ， 总 矿 化 度 常 常 大 于 2 0 0 g ／ L， 盆 地主 要 地 区为 C a C1 水 体 系类 型 ， 仅 边 缘 为 Na HC O ， 水 体 系类 型 ， 甚 至可 为高 浓缩 水体 系 。 异 常高压 对储 层 储 集 性 能 有 着 积极 的影 响 ， 一 方 面异 常 高压 能够 阻滞 压 力 系 统 内 流体 的运 动 ， 减 缓 或 抑制成岩作用 ， 使储集层保 留较大的孔隙空间； 另一方 面， 异常高压可支撑部分上覆岩体的荷重 ， 减小地层的 有效应力 ， 使储集空间得 以保存。此外， 异常高压作用 下形成的微裂缝不仅增加 了储集空 间， 重要 的是改善 了高压系统内部储集层的连通性 ， 大大增 强了储集层 的渗透 性能 。 1 6 4 石 油 学 报 2 0 0 9年第 3 0卷 2 ． 4 优质储层 与次 生溶蚀 作用 优质储层与次生溶蚀作用关系密切 。仍以塔里木 盆地为 例 ， 在薄 片或 在 电镜下 观 察 的溶蚀 特 征 往 往发生 在黏 土 、 石 英 自生 加 大 边 和 石 英 、 长石 等 颗 粒 中 ， 而碳 酸盐类 的胶 结物 包括 碳 酸 盐岩 碎 屑 均 无 溶 蚀痕迹 。 砂 体 中溶 蚀现 象与 其 强 度具 有 非 均 质性 ， 最 早 期 是 以溶 蚀长石 正 长石 等 颗 粒 为 主 ， 晚期 则 以溶 蚀 石 英加大 边 、 石英 等 碎 屑颗 粒 边缘 和黏 土 矿物 为 主 。在 溶蚀 的背景下 可 以将其 分 为 两类 ① 在 单 一 黏 土膜 胶 结层 中发生 的微度 溶蚀 现 象 ， 其 特征 是 黏 土膜 呈 残 余 状 ， 裸 露 的颗粒 边呈模 糊 和齿状 ； ②在 石英颗 粒多 具有 Ⅱ Ⅲ级 自生加 大 的砂 层 中发 育 的 中度 溶 蚀 现 象 ， 其 特征是 除 了溶 蚀部 分颗粒 边缘 和相对 颗粒较 小 的岩屑 呈残余状 外 ， 石英加大边也有被溶蚀呈非连续脱落 的现象 。尽管 前者 溶蚀 强 度 不及 后 者 ， 但 前 者 的粒 问 孔 隙在溶 蚀作 用下 是一 种 净 增扩 大 的 变化 ， 而后 者 从 溶蚀的空间位置上看 ， 溶蚀与析出似乎相等， 对孑 L 隙的 净增无 意义 。 总 之 ， 由于受 地 质 深 埋 时 问 因素 、 流体 承 压 程 度 和地 质 历 史 中成 岩 次 生 孔 隙 演 化 等 多 种 因 素 的 控 制 ， 埋 深 大 于 5 0 0 0 m 的超深 层 依 然 存 在 有 优 质 碎 屑 岩储 层 。这 种 油 气 储 集 体 是 油 气 勘 探 的重 要 目标 ， 相信随着科技 的进步 ， 会不 断有超深层 领域 的油气 新 发 现 。 3 深层 、 超深层碳酸盐岩良好储层的形成 碳 酸盐岩 储层 包括灰 岩储层 和 白云岩储 层 。在深 埋条件 下 ， 白云岩 的储集 性能 多优于 灰岩 的储集性 能 ， 是深部碳 酸盐 岩储层 的 主要类 型 。 3 ． 1深部优质 白云岩储 层的形 成 3 ． 1 ． 1 白云石化作 用对 岩石物 性 的改善机 理 白云石化 作用是 白云 石 交代 方 解 石 的作 用 ， 是 成 岩介质 中 Mg 。 逐渐 置 换方 解 石 晶格 中 C a ” ， 并最 终 形成白云石晶体的过程。其化学反应式如下 2Ca CO3 M g 一 Ca M g CO3 2 Ca 。 。 在此 过程 中 ， 由于 离 子 半 径 较 小 的 Mg 置 换 方 解石晶格 中离子半径较大的 C a ” ， 从而使新生 晶体的 晶形变好、 体积相对方解石缩小 。理论上 ， 由方解石转 化为 白云石最 多可缩 小 1 4 ． 8 1 ％的体 积 ， 即所谓 的“ 减 体积效 应” ， 由此产 生 的多面体 晶 间孔 使岩 石 的孑 L 隙度 增大 。 因此 ， 白云石 化作 用是形 成 晶间孔 的重要作 用 。 此外 ， 白云岩抗 压实 能力 强 ， 其孔 隙度 随埋 深加大 而减 小 的程 度 比灰 岩 的要低 ， 晶 间孑 L 形成 后 在 深 埋 环境 中 仍可保存 良好 。大量勘探实践表明， 深部碳酸盐岩储 层 主要是 由 白云 岩构 成 的 。如墨 西哥 S u r e s t e盆地 埋 深超 过 5 0 0 0 m 的油气 藏 中 ， 绝 大部 分油气 藏 的储层 是 白云 岩 ， 只有少部 分为 灰岩 。 白云 岩储层 的形成 与演化 是一 个复杂 的多种 因素 综合作 用 的过程 。影 响 白云 岩晶 问孔发育 程度 的最重 要 的因素是 白云 岩 的岩石 结 构 特 征 ， 其 次