CN114384227A - 一种致密砂岩的准连续溶蚀-胶结作用致密机理测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于致密砂岩储层技术领域，公开了一种致密砂岩的准连续溶蚀‑胶结作用致密机理测定方法，所述致密砂岩的准连续溶蚀‑胶结作用致密机理测定方法包括：成岩作用类型及时序的确定；对硅质胶结作用期次进行细化；长石溶蚀机制的确定；成藏充注期的确定；准连续溶蚀‑胶结致密成因论证。本发明以鄂尔多斯盆地二叠系致密砂岩致密成因研究为核心，是在油田横向课题研究工作基础上提出的研究内容，是在众多现象积累之上提出设想并进一步对设想进行论证的研究过程，以具有基础研究的假设为前提，研究鄂尔多斯苏里格地区二叠系致密砂岩的致密成因机理，能够通过更深入的研究分析，得出苏里格地区二叠系致密砂岩的致密原因以及与成藏的匹配关系。

Description

一种致密砂岩的准连续溶蚀-胶结作用致密机理测定方法

技术领域

本发明属于致密砂岩储层技术领域，尤其涉及一种致密砂岩的准连续溶蚀-胶结作用致密机理测定方法。

背景技术

目前，随着常规中、高渗储层油气勘探开发的不断深入，对非常规储层的认知程度以及勘探开发技术不断革新，非常规储层的重要性逐渐被重视，也成为了现阶段中国油气增储上产的重要战场，其中，致密砂岩储层以其广覆式成藏、大面积分布等特点成为非常规类储层研究的重中之重。众多地质学家针对致密砂岩储层特征、致密成因机理、优质储层主控因素开展了广泛的研究，形成几点主要共性认识。其一：致密砂岩储层多表现为低成分成熟度、细孔喉半径、低渗透率、成岩作用差异大、非均质性强等特点；其二，压实作用、胶结作用以及构造作用是储层低孔-低渗的主要原因；其三，有利的沉积相带、油气充注过程、溶蚀作用是相对优质储层发育的主控因素，并对致密砂岩的致密机理开展了系列研究，形成了主要的三种砂岩致密-成藏匹配关系：“先致密后成藏”，“先成藏后致密”以及“边致密边成藏”。

前人对鄂尔多斯盆地苏里格地区致密砂岩储层特征、致密原因以及与成藏期次等方面开展了诸多的研究工作，取得了很多重要的认识及结论。主要可概括为三方面的：成岩作用基础研究、充注-成藏期次探讨以及致密-成藏匹配关系突破。

成岩作用基础研究：成岩作用分析是成岩演化研究以及砂岩致密化成因分析的基础，需要大量的逻辑分析以及基础显微镜工作支撑，前人对鄂尔多斯盆地苏里格地区成岩作用分析研究认为发育主要成岩作用类型为压实作用、胶结作用、压溶作用、交代作用，对不同成岩作用类型与储层孔隙演化之间的关系进行了较多的研究，形成较普遍的认识是压实作用和胶结作用是造成储层低孔、低渗的主要原因，并进行了定量化研究。在成岩作用分析的基础上成岩时序的研究是各方争论的焦点，对压实减孔之后，硅质胶结期次以及与钙质胶结之间的先后关系各方说法不一，尽管时序研究的方案较多，纵观国内的主流观点，仍然将成岩作用过程中不同胶结物类型的成岩环境默认为独立分割的状态，且同类型胶结物之间不同期次之间的关系避而不谈。

成藏期次研究：对研究区成藏充注时限的研究主要集中在一期成藏与两期成藏之间。张文忠等对苏里格上古生界储层流体包裹体特征及成藏期次进行了划分，其中流体包裹体均一温度具有明显的双峰特征，两个峰值分别为90-120℃盒140-150℃，结合埋藏史综合分析，认为苏里格地区上古生界天然气充注与成藏期次主要有两期，早侏罗世晚期-晚侏罗世晚期(距今190-154Ma)和早白垩世(距今137-96Ma)。李贤庆等对苏里格大气田的分析认为包裹体均一温度分布呈连续的单峰态，分布范围80-180℃，主峰为100-145℃，认为苏里格大气田天然气充注可能是一个连续的过程，主要经历了一期成藏，为晚侏罗世-早白垩世。针对这两种结论的差异是否是由于样品量造成的还是实验方法条件差异造成的，需要进一步确认。

致密-成藏匹配关系研究：鄂尔多斯盆地苏里格地区致密-成藏匹配关系研究相对较少，多数的研究工作仅局限在了成岩作用以及成岩演化时序的研究上，或者仅局限于致密原因的分析，以及成藏时限的单因素分析，两者之间的结合并不是很多。杨华等认为鄂尔多斯盆地上古生界在三叠纪-中侏罗世快速沉降，压实作用及硅质胶结作用明显，较强的水岩作用下，形成了致密砂岩储层，晚侏罗世-早白垩世构造强烈活动期才形成了天然气的运聚成藏，对区域范围内致密-成藏匹配持先致密后成藏的观点。唐洪明等对苏里格气田二叠系的致密砂岩致密成藏匹配关系也持相同态度，认为先致密后成藏是研究区的主要特点。然而，支撑上述观点的基础成岩演化、成岩作用时序的研究工作并没有太准确和详实的证据支撑。

综上所述，鄂尔多斯盆地苏里格地区二叠系致密砂岩致密成藏研究取得了重要的进展，但仍然存在一些急需解决的科学问题。致密成因机理的研究仅局限在宏观层面成岩作用以及成岩时序的研究上，并未对致密过程进行详细的剖析，储层如何致密、致密过程不同类型胶结物之间是何关系，胶结过程、溶蚀增孔过程之间是否是孤立存在的状态，前人研究中并未提及。且前人对致密与成藏之间的匹配关系论述中并未提供足够的证据。这些问题的存在制约了鄂尔多斯盆地苏里格地区致密砂岩的下一步勘探开发。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有技术仍然将成岩作用过程中不同胶结物类型的成岩环境默认为独立分割的状态，且同类型胶结物之间不同期次之间的关系避而不谈。

(2)现有致密成因机理的研究仅局限在宏观层面成岩作用以及成岩时序的研究上，并未对致密过程进行详细的剖析，储层如何致密、致密过程不同类型胶结物之间是何关系，胶结过程、溶蚀增孔过程之间是否是孤立存在的状态，前人研究中并未提及，且对致密与成藏之间的匹配关系论述中并未提供足够的证据。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种致密砂岩的准连续溶蚀-胶结作用致密机理测定方法。

本发明是这样实现的，一种致密砂岩的准连续溶蚀-胶结作用致密机理测定方法，所述致密砂岩的准连续溶蚀-胶结作用致密机理测定方法，包括：

(1)以沉积储层地质理论与先进实验测试分析技术相结合的方式，在宏观沉积储层研究的基础上，进行微观地化以及显微分析，对致密砂岩储层进行成岩作用、成岩演化分析，对控制储层致密化的关键因素进行分类探讨，尤其是压实、溶蚀、胶结作用的详细过程进行集中探讨；

(2)结合微区地球化学测试分析手段，利用阴极发光技术以及薄片分析探讨不同期次硅质胶结的特点，采用大量储层包裹体测温手段，剖析鄂尔多斯盆地苏里格地区二叠系成藏时限，最终形成区域砂岩致密化成因机理结论，构建致密成藏匹配关系。

进一步，所述致密砂岩的准连续溶蚀-胶结作用致密机理测定方法包括以下步骤：

步骤一，成岩作用类型及时序的确定；

步骤二，对硅质胶结作用期次进行细化；

步骤三，长石溶蚀机制的确定；

步骤四，成藏充注期的确定；

步骤五，准连续溶蚀-胶结致密成因论证。

进一步，步骤一中，所述成岩作用类型及时序的确定，包括：

对鄂尔多斯盆地苏里格地区二叠系致密砂岩进行成岩作用分类识别，理清成岩作用对储层物性的贡献，确定不同类型成岩作用之间的时序，同时确定硅质胶结作用以及钙质胶结作用之间的关系。

进一步，步骤二中，所述对硅质胶结作用期次进行细化，包括：

利用基础薄片鉴定方法、阴极发光分析，确定硅质胶结的胶结期次，结合电子探针以及等离子质谱实验微区地化数据，总结不同期次硅质胶结的特点，分析不同期次硅质胶结析出的原因及影响因素。

进一步，步骤三中，所述长石溶蚀机制的确定，包括：

利用大量显微镜下分析，确定长石溶蚀期次以及不同阶段溶蚀作用的差异性，分析相关溶蚀原因。

进一步，步骤四中，所述成藏充注期的确定，包括：

利用流体包裹体法，对致密砂岩储层段进行包裹体温压测试分析，结合盆地模拟恢复盆地埋藏热演化史，分析天然气充注成藏时限。

进一步，步骤五中，所述准连续溶蚀-胶结致密成因论证，包括：

综合成岩作用时序、胶结作用期次以及溶蚀作用机理分析，成藏充注时限模拟，从多方面对准连续溶蚀-胶结致密成因存在的真实性进行综合分析，并建立苏里格地区二叠系砂岩致密成因模型。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明提供的致密砂岩的准连续溶蚀-胶结作用致密机理测定方法，以鄂尔多斯盆地二叠系致密砂岩致密成因研究为核心，是在油田横向课题研究工作基础上提出的研究内容，是在众多现象积累之上提出设想并进一步对设想进行论证的研究过程，以具有基础研究的假设为前提，研究鄂尔多斯苏里格地区二叠系致密砂岩的致密成因机理，能够通过更深入的研究分析，得出苏里格地区二叠系致密砂岩的致密原因以及与成藏的匹配关系。

本发明利用阴极发光能将加大边准确识别出来，对阴极发光频率的不同状态进行调整观察，能区分出不同期次胶结物之间的差异，进一步确定胶结期次以及胶结类型；通过流体包裹体古温压恢复技术对硅质、钙质胶结物以及愈合裂隙中流体包裹的温压测试，将不同期次胶结物中的测试结果进行类比分析，寻找各类、各期包裹体之间的差异以及共性特点，寻找连续性胶结的证据；通过等离子质谱实验分析技术对不同期次胶结物(尤其是硅质加大)进行等离子质谱实验分析，寻找微量元素在不同期次胶结物中的差异，寻找连续性胶结的证据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的致密砂岩的准连续溶蚀-胶结作用致密机理测定方法流程图。

图2是本发明实施例提供的致密砂岩的准连续溶蚀-胶结作用致密机理测定方法原理图。

图3是本发明实施例提供的鄂尔多斯盆地苏里格地区地理位置及下石盒子组综合柱状图。

图4是本发明实施例提供的鄂尔多斯盆地苏里格地区碎屑岩岩性三角关系示意图。

图5是本发明实施例提供的鄂尔多斯盆地东缘苏里格地区粘土矿物的分布特征示意图。

图6是本发明实施例提供的鄂尔多斯盆地苏里格地区粘土矿物绝对含量与孔隙度和渗透率的关系示意图。

图7是本发明实施例提供的鄂尔多斯盆地苏里格地区胶结物或自生矿物充填特征示意图。

图8是本发明实施例提供的鄂尔多斯盆地苏里格地区孔隙度与渗透率的关系示意图。

图9是本发明实施例提供的鄂尔多斯盆地苏里格地区不同类型储层压汞及孔径分布特征示意图。

图10是本发明实施例提供的鄂尔多斯盆地苏里格地区致密砂岩硅质胶结期次显微特征示意图。

图11是本发明实施例提供的鄂尔多斯盆地苏里格地区致密砂岩阴极发光硅质胶结特征示意图

图12是本发明实施例提供的鄂尔多斯盆地苏里格地区上古生界成岩演化模型示意图。

图13是本发明实施例提供的鄂尔多斯盆地苏里格地区二叠系砂岩埋藏演化史示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种致密砂岩的准连续溶蚀-胶结作用致密机理测定方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的致密砂岩的准连续溶蚀-胶结作用致密机理测定方法包括以下步骤：

S101，成岩作用类型及时序的确定；

S102，对硅质胶结作用期次进行细化；

S103，长石溶蚀机制的确定；

S104，成藏充注期的确定；

S105，准连续溶蚀-胶结致密成因论证。

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。

1、为了证实准连续溶蚀-胶结致密机理的存在，结合鄂尔多斯盆地苏里格地区二叠系致密砂岩致密成因以及与成藏匹配关系方面所存在的争议，本发明以鄂尔多斯盆地苏里格地区二叠系致密砂岩致密成因研究为核心，应用多种研究方法进行油气成藏与砂岩致密关系的相关性研究，主要涉及以下方面研究内容：①成岩作用类型及时序研究，探讨不同类型成岩作用之间的先后顺序以及相互作用关系；②对长石溶蚀作用机制进行剖析，寻找多次溶蚀作用存在的证据；③对硅质胶结作用期次进行细化，为多期胶结作用的存在搜寻证据；④成藏充注期研究，分析天然气充注成藏时限，结合溶蚀作用机制分析、胶结作用期次探讨，综合论证准连续溶蚀-胶结致密机理的真实性与可靠性，旨在确定鄂尔多斯盆地苏里格地区二叠系致密砂岩致密成因机理；确定鄂尔多斯盆地苏里格地区二叠系致密砂岩致密与成藏之间的匹配关系；揭示准连续型溶蚀-胶结致密机理是否存在。

2、内容、目标以及解决的科学问题

2.1内容

鄂尔多斯盆地苏里格地区具有多期硅质-钙质胶结致密的特点，且在成岩演化研究过程中认为该地区致密化过程并非传统的压实减孔+简单的胶结致密的致密成因，其致密化过程可能存在“压实减孔+准连续型溶蚀-胶结”的致密成因特点，认为溶蚀-胶结是一个准连续变化的过程，在这个过程中，有机酸的充注运移除有利于储层溶蚀孔隙发育之外，是胶结致密化的重要诱导因素，在不同阶段不同储层位置的溶蚀过程中，形成准连续的多期胶结物，构成了储层的致密化主因。为了证实准连续溶蚀-胶结致密成因的存在，结合鄂尔多斯盆地苏里格地区二叠系致密砂岩致密成因以及与成藏匹配关系方面所存在的争议，本发明以鄂尔多斯盆地苏里格地区二叠系致密砂岩致密成因研究为核心，应用多种研究方法进行油气成藏与砂岩致密关系的相关性研究，主要涉及以下方面研究内容：

①成岩作用类型及时序

对鄂尔多斯盆地苏里格地区二叠系致密砂岩进行成岩作用分类识别，理清成岩作用对储层物性的贡献，确定不同类型成岩作用之间的时序。重点确定硅质胶结作用以及钙质胶结作用之间的关系。

压实作用、胶结作用、溶解作用、次生孔隙再充填作用普遍处在于各类型的碎屑岩储层中，其中压实作用以及次生孔隙再充填作用为主要的孔隙结构破坏性成岩作用类型，溶解作用对储层物性具有建设性成岩作用的特点，溶蚀作用持续时间以及溶蚀作用发育强弱都直接影响不同类型储层物性的大小。然而，胶结作用则不然，由于其形成时间的差异以及胶结物性类型的不同，其对储层物性的作用情况差异显著。早期胶结物的形成对原始孔隙结构的保存具有建设性特点，而晚期胶结作用的发育则大多为破坏性成岩作用类型；再如，早期钙质胶结物或易溶沸石类胶结物的形成，不仅保留了储层原始孔隙结构，也为后期油气充注过程中酸性流体进入储层发生溶蚀作用而提供溶蚀物质基础，形成广泛发育的溶蚀次生孔隙，当然，次生孔隙能否保存还受其他的成岩条件控制，比如，溶蚀过程中物质交换是否畅通，后期次生孔隙再充填作用是否发育等等。

鄂尔多斯盆地苏里格气区盒8段主要表现为三种主要的胶结充填类型，钙质胶结，硅质胶结以及粘土杂基充填(图5)。由于成岩环境的封闭性，除早期胶结作用发育之外，盒8砂岩储层发育多期的再充填作用，以多期黏土矿物充填和硅质次生加大充填胶结为主要特点，其中黏土矿物含量普遍较高，多大于6％，硅质胶结物次之，钙质胶结物含量普遍较低。

方解石以两种方式进行充填胶结：其一，胶结原生粒间孔，该类型胶结方式常形成镶嵌状的方解石胶结物，正交偏光下常表现为一致的消光位，其二，充填于长石溶蚀孔、颗粒溶孔以及早期方解石胶结物溶孔中，该类型的方解石多为铁质方解石，单偏光镜下颜色较早期暗，且阴极发光呈橘红色，为次生孔隙再充填作用的产物。

成岩作用特征分析的基础上，对成岩演化阶段进行详细解读。苏里格气区盒8段成岩演化处于中成岩早-晚期，盒8段砂岩整体致密，具有多种成岩作用叠加发育，高压实减孔与强胶结充填致密的特点。主要表现为：早期碎屑颗粒沉积之后，在早成岩阶段强烈的压实作用减孔形成以原生粒间孔为主体的阶段孔隙类型，与此同时，早期的易溶火山岩碎屑或基性类长石广泛溶蚀为原生孔隙中的孔隙水提供了大量的碱土金属离子，形成了早期少量的绿泥石膜以及早期硅质胶结物。

随着埋深加大，烃源岩热演化程度逐渐增加，开始排酸，早期二氧化碳分压较高的碳酸对储层进行第一次充注溶蚀，长石类等易溶类矿物遭受了大量的溶蚀，由于储层连通性差异，砂泥互层，溶蚀物质不易被大量交换，铝硅酸类离子大量聚集，且早期碳酸提供大量的碳酸根离子，因此形成了多种类型的胶结物，第二期的高岭石、绿泥石，第二期的硅质石英加大，以及第一期钙质胶结物；随着烃源岩热演化程度的持续增高，大量的烃类有机酸排出形成了长石类的广泛溶蚀现象，该时期的溶蚀也是导致长石类含量在苏里格气区盒8段普遍较低的主要原因。大量长石的溶蚀也为后期硅质胶结物的持续生长以及后期黏土矿物充填提供物质，这也是在研究区能广泛观察到3-4期石英次生加大、2期方解石胶结，多期自生黏土矿物充填的重要原因(图10)。总结苏里格气区盒8段砂岩成岩演化序列，由早到晚包括以下阶段：碎屑沉积压实，形成第1期硅质胶结以及第1期黏土矿物、方解石充填粒间孔，阶段孔隙类型为残余粒间孔；第1期溶蚀作用，长石与易溶粘土矿物少量溶蚀，阶段孔隙类型为少量溶孔以及残余粒间孔；第2期硅质、方解石对溶孔以及原生粒间孔进行充填胶结，部分溶孔充填第2期高岭石，阶段孔隙类型为残余溶孔-残余粒间孔-高岭石晶间孔隙；第2期溶蚀作用，长石广泛溶蚀形成次生溶孔，阶段孔隙类型为残余原生粒间孔，长石溶孔，高岭石及粘土矿物晶间孔；第3期硅质胶结，自生黏土矿物充填；第3期溶蚀作用，残余长石、早期方解石胶结物的溶蚀，阶段孔隙类型：长石溶孔、残余原生粒间孔，高岭石及粘土矿物晶间孔。

②对硅质胶结作用期次进行细化

利用基础薄片鉴定方法、阴极发光分析，详细研究硅质胶结的胶结期次，结合电子探针以及等离子质谱实验微区地化数据，总结不同期次硅质胶结(石英加大)的特点，分析不同期次硅质胶结析出的原因及影响因素。

在薄片和SEM样品中观察到石英胶结物(最高含量12.0％，平均含量3.5％)；在苏里格地区盒8段储层中，石英次生加大具有多期次特点(图10，图11)，部分或全部充填粒间孔。碎屑颗粒一般有两期石英加大，少数有四期。一般而言，第一阶段无痕迹增大，颗粒边缘明显，后期过度生长可能伴有高岭石等粘土矿物。部分石英次生加大在阴极发光下表现为裂隙充填特征。微晶石英通常填充次生溶蚀孔隙。由于有机酸溶蚀作用的影响，次生加大的边缘通常有残留的有机涂层。

③长石溶蚀机制探讨

利用大量显微镜下研究分析，探讨长石溶蚀期次以及不同阶段溶蚀作用的差异性，分析相关溶蚀原因。

鄂尔多斯盆地苏里格气区盒8段砂岩发育不同程度溶蚀现象，主要表现为长石颗粒溶蚀，岩屑颗粒溶蚀、胶结物溶蚀以及粒间粘土易溶矿物的溶蚀。长石颗粒的溶蚀是区域内最为常见的溶蚀现象，表现为钾长石、斜长石溶蚀较为普遍。根据溶蚀孔隙中充填的胶结物和黏土矿物特征，分析认为，苏里格气区盒8段封闭-半封闭成岩体系中发育2次或3次以上的溶蚀作用，表现为早期长石等易溶碎屑颗粒的少量溶蚀、中期长石等易溶碎屑颗粒的广泛溶蚀以及后期钙质胶结物或残余易溶碎屑颗粒的少量溶蚀。

④成藏充注期研究

利用流体包裹体法，对致密砂岩储层段进行包裹体温压测试分析，结合盆地模拟恢复盆地埋藏热演化史，分析天然气充注成藏时限(图13)。

苏里格气田包裹体均一温度主要分布在120～150℃范围内。苏东地区温度峰值范围为120～130℃，略低于苏54和苏48井区(主要集中在130～140℃)，苏南井区温度最高(峰值温度为140～150℃)。试验结果表明，尽管均匀化温度有一个主峰，但不同产状表现出不同的特征。石英次生加大中的流体包裹体均一温度普遍低于愈合后的裂缝和微裂隙中的流体包裹体均一温度。通过盆地模拟软件PetroMod的生排烃史分析，确定苏里格地区上古生界天然气主要充注时间为140～105Ma，充注时间约为35Ma。

⑤准连续溶蚀-胶结致密成因论证

综合成岩作用时序研究、胶结作用期次探讨、溶蚀作用机理分析，成藏充注时限模拟，从多方面对准连续溶蚀-胶结致密成因存在的真实性进行综合分析。建立苏里格地区二叠系砂岩致密成因模型(图13)。

鄂尔多斯盆地苏里格气区二叠系致密砂岩成岩作用详细剖析后认为，研究区成岩演化可细分为三个阶段：早期压实作用强烈减孔阶段(①-②)，中期有机酸准连续性溶蚀-胶结致密阶段(③-④)，晚期油气充注-黏土矿物转化阶段(⑤)。

早期压实作用减孔阶段：主要表现为强压实减孔后第一期石英次生加大以及绿泥石膜套的形成，其物质来源主要源于易溶碎屑颗粒在水流搬运过程以及沉积环境中的溶蚀现象，该时期溶蚀作用较弱，孔隙水中物质来源并不富裕，因此第一期硅质加大以及绿泥石膜含量并不高。

中期有机酸准连续性溶蚀-胶结致密阶段。该时期，随着埋深的逐渐加大，浅-中埋藏阶段有机酸运移汇聚，砂岩储层溶蚀改造随即产生，溶蚀作用表现出阶段性、准连续性的特点，发生了多次的溶蚀现象，且每次溶蚀现象之间伴随有次生溶蚀孔以及原生粒间孔的胶结充填。综合分析认为，有机酸对砂岩储层阶段准连续性溶蚀主要是源于有机酸浓度的消耗-补充而形成。有机酸运移扩散过程中，首次溶蚀发生后，由于有机酸自生的消耗，浓度降低，溶蚀作用减弱，发生溶蚀短暂停滞的现象，在该时期长石类溶蚀所提供的二氧化硅以及铝硅酸盐矿物质饱和，形成碎屑颗粒的二次自生加大、方解石胶结和自生高岭石、绿泥石的沉淀，充填于溶蚀孔隙以及残余原生粒间孔中，烃源岩成熟度的逐渐增强，对机酸浓度进行补给，溶蚀作用继续延伸，形成广泛的二次溶蚀，随后有机酸浓度降低，第三次硅质次生加大以及第二期高岭石、绿泥石、方解石再次对溶蚀孔隙或残余原生粒间孔进行充填、胶结。同时，早期以机械混入物沉积的黏土颗粒逐渐向高岭石、绿泥石、伊利石转化，进而呈现出多次石英次生加大以及多期黏土矿物充填的特征。

晚期油气充注-黏土矿物转化阶段。对砂岩中大量愈合裂隙以及次生加大边纯气烃包裹体以及含气烃包裹体的激光拉曼以及均一温度分析认为，研究区主要以高饱和度烃类包裹体、含沥青烃类包裹体、低饱和度烃类包裹体、沥青质烃类包裹体为主，主要分布于120～150℃，其主成藏期为白垩世，约140-80Ma，具有一期成藏的特点。该时期有机酸浓度降低，溶蚀作用无法继续，其主要成岩作用为黏土矿物的相互转化，蒙皂石、高岭石、绿泥石向伊利石转化，形成以高岭石+绿泥石+伊利石+伊\蒙混层的黏土矿物组合特点。

综合成岩作用研究认为，除早期部分次生加大以及以机械混入物形式充填的黏土杂基之外，后期的胶结物以及自生黏土矿物均形成于油气充注之前的准连续型有机酸溶蚀作用过程，进一步说明，研究区砂岩致密-成藏匹配关系表现为先致密后成藏的特点。且成岩作用以及成岩演化阶段特征分析认为，有机酸对长石等易溶类矿物的阶段准连续性溶蚀在一定程度上为胶结充填物的形成提供了主要的物质来源，砂岩碎屑颗粒间多期次硅质、钙质以及自生黏土矿物的填隙物，更加表明有机酸对储层的溶蚀作用多期次渐进式或准连续性发育的特点。2.2目标

①论证鄂尔多斯盆地苏里格地区二叠系致密砂岩准连续型溶蚀-胶结作用致密成因机理；

②建立鄂尔多斯盆地苏里格地区二叠系致密砂岩的致密成藏匹配关系。

2.3拟解决的科学问题

运用多方法综合分析鄂尔多斯盆地苏里格地区二叠系致密砂岩的致密成因机理并建立致密与成藏之间的匹配关系是本发明拟解决的科学问题。

3、采取的方案及可行性分析

(1)方法及技术路线

本发明以沉积储层地质理论与先进实验测试分析技术相结合的方式，在宏观沉积储层研究的基础上，进行微观地化以及显微分析，对致密砂岩储层进行成岩作用、成岩演化分析，对控制储层致密化的关键因素进行分类探讨，尤其是压实、溶蚀、胶结作用的详细过程进行集中探讨，结合微区地球化学测试分析手段，利用阴极发光技术以及薄片分析探讨不同期次硅质胶结的特点，采用大量储层包裹体测温手段，剖析鄂尔多斯盆地苏里格地区二叠系成藏时限，最终形成区域砂岩致密化成因机理结论，构建致密成藏匹配关系。技术路线图见图2。

(2)主要实验手段

本发明设计主要实验手段包括：

◆显微镜下薄片分析技术：

本发明中主要用于判识胶结物类型，胶结期次、以及基本成岩作用时序分析。

◆阴极发光分析技术：

由于许多硅质加大表现出无痕加大的现象，本发明利用阴极发光能将加大边准确识别出来，对阴极发光频率的不同状态进行调整观察，能区分出不同期次胶结物之间的差异，进一步确定胶结期次以及胶结类型。

◆流体包裹体古温压恢复技术：

本发明中用于对硅质、钙质胶结物以及愈合裂隙中流体包裹的温压测试，将不同期次胶结物中的测试结果进行类比分析，寻找各类、各期包裹体之间的差异以及共性特点，寻找连续性胶结的证据。

◆等离子质谱实验分析技术：

本发明中对不同期次胶结物(尤其是硅质加大)进行等离子质谱实验分析，寻找微量元素在不同期次胶结物中的差异，寻找连续性胶结的证据。

(3)关键技术

本发明设计主要关键技术包括：

◆硅质胶结作用期次分析技术

◆储层古温压恢复技术

(4)可行性分析

◆本发明研究主题是致密砂岩成因，论证是否存在“压实减孔+准连续型溶蚀-胶结”的致密成因机理，探讨致密-成藏匹配关系。研究中实验分析方法主要是针对胶结作用类型及期次识别，以及成藏期次研究相关内容展开，实验分析手段均可以实现。

◆鄂尔多斯盆地苏里格地区二叠系以下石盒子组盒8段为主体，区域范围内形成了多层系的天然气藏，多年来的天然气勘探开发中积累了大量的地质、地球化学分析资料，为研究工作的开展提供了较好的资料获取途径。

4、要解决的关键问题

◆如何区分不同期次硅质胶结？尤其是多期无痕次生加大的情况下，如何对不同期次硅质胶结进行特征识别？

5、本发明的特色与创新之处

(1)本发明特色

本发明以鄂尔多斯盆地二叠系致密砂岩致密成因研究为核心，是在油田横向课题研究工作基础上提出的研究内容，是在众多现象积累之上提出设想并进一步对设想进行论证的研究过程。希望能通过更深入的研究分析，得出苏里格地区二叠系致密砂岩的致密原因以及与成藏的匹配关系。

(2)创新之处

以具有基础研究的假设为前提，研究鄂尔多斯苏里格地区二叠系致密砂岩的致密成因机理。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种致密砂岩的准连续溶蚀-胶结作用致密机理测定方法，其特征在于，所述致密砂岩的准连续溶蚀-胶结作用致密机理测定方法，包括：

以沉积储层地质理论与先进实验测试分析技术相结合的方式，在宏观沉积储层研究的基础上，进行微观地化以及显微分析，对致密砂岩储层进行成岩作用、成岩演化分析，对控制储层致密化的关键因素进行分类；

结合微区地球化学测试分析手段，利用阴极发光技术以及薄片分析，探讨不同期次硅质胶结的特点，采用大量储层包裹体测温手段，剖析鄂尔多斯盆地苏里格地区二叠系成藏时限，为溶蚀作用以及胶结作用的发育时限提供证据支撑。

2.如权利要求1所述的致密砂岩的准连续溶蚀-胶结作用致密机理测定方法，其特征在于，所述致密砂岩的准连续溶蚀-胶结作用致密机理测定方法包括以下步骤：

步骤一，成岩作用类型及时序的确定；

步骤二，对硅质胶结作用期次进行细化；

步骤三，长石溶蚀机制的确定；

步骤四，成藏充注期的确定；

步骤五，准连续溶蚀-胶结致密成因论证。

3.如权利要求2所述的致密砂岩的准连续溶蚀-胶结作用致密机理测定方法，其特征在于，步骤一中，所述成岩作用类型及时序的确定，包括：对鄂尔多斯盆地苏里格地区二叠系致密砂岩进行成岩作用分类识别，理清成岩作用对储层物性的贡献，确定不同类型成岩作用之间的时序，同时确定硅质胶结作用以及钙质胶结作用之间的关系。

4.如权利要求2所述的致密砂岩的准连续溶蚀-胶结作用致密机理测定方法，其特征在于，步骤二中，所述对硅质胶结作用期次进行细化，包括：利用基础薄片鉴定方法、阴极发光分析，确定硅质胶结的胶结期次，结合电子探针以及等离子质谱实验微区地化数据，总结不同期次硅质胶结的特点，分析不同期次硅质胶结析出的原因及影响因素。

5.如权利要求2所述的致密砂岩的准连续溶蚀-胶结作用致密机理测定方法，其特征在于，步骤三中，所述长石溶蚀机制的确定，包括：利用大量显微镜下分析，确定长石溶蚀期次以及不同阶段溶蚀作用的差异性，分析相关溶蚀原因。

6.如权利要求2所述的致密砂岩的准连续溶蚀-胶结作用致密机理测定方法，其特征在于，步骤四中，所述成藏充注期的确定，包括：利用流体包裹体法，对致密砂岩储层段进行包裹体温压测试分析，结合盆地模拟恢复盆地埋藏热演化史，分析天然气充注成藏时限。

7.如权利要求2所述的致密砂岩的准连续溶蚀-胶结作用致密机理测定方法，其特征在于，步骤五中，所述准连续溶蚀-胶结致密成因论证，包括：综合成岩作用时序、胶结作用期次以及溶蚀作用机理分析，成藏充注时限模拟，从多方面对准连续溶蚀-胶结致密成因存在的真实性进行综合分析，并建立砂岩致密成因模型。

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