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流体动力和流体化学对砂岩储层自生高岭石形成与分布的耦合作用机制

批准号41172128 学科分类石油、天然气地质学 ( D0207 )
项目负责人曾溅辉 负责人职称教授 依托单位中国石油大学(北京)
资助金额79.00
万元
项目类别面上项目 研究期限2012 年 01 月 01 日 至
2015 年 12 月 31 日
中文主题词高岭石;成因与分布;示烃作用;沙河街组砂岩储层;东营凹陷
英文主题词Kaolinite;genesis and distribution;Indication on hydrocarbon;Sandstone reservoir in Shahejie Formation;Dongying Depression

摘要

中文摘要 自生高岭石是砂岩储层中一种重要的粘土矿物,其形成和分布对于储层物性和油气运移、聚集具有重要的影响。本项目以渤海湾盆地东营凹陷沙河街组为研究对象,结合凹陷的沉积和构造背景以及岩石和矿物特征,从流体动力和流体化学的角度,首先通过自生高岭石及其共生矿物的同位素和原位地球化学分析,建立形成自生高岭石的流体来源和成因的地质-地球化学示踪标志,查明形成自生高岭石的流体来源和成因类型;其次,通过系统的地质-地球化学-水文地质和模拟实验研究,探讨流体动力环境(区域流体动力环境和流体动力微环境)和流体化学组分对自生高岭石的形成和分布的影响;最后,对沟通砂、泥岩组合之间流体流动的典型砂/泥岩界面和断层带进行精细的岩石、矿物和化学成分以及流体动力和流体化学研究,并结合模拟实验,探讨砂/泥岩之间流体流动和化学组分的迁移对自生高岭石形成和分布的耦合作用机制,为有效预测砂岩储层物性,指导油气藏勘探提供科学依据。
英文摘要
结题摘要 自生高岭石是砂岩储层中一种重要的粘土矿物,其形成和分布对于储层物性和油气运移、聚集具有重要的影响。本项目以渤海湾盆地东营凹陷沙河街组为研究对象,结合凹陷的沉积和构造背景以及岩石和矿物特征,研究了东营凹陷沙河街组砂岩储层高岭石分布特征及其主控因素,探讨了东营凹陷沙河街组砂岩储层高岭石的成因及流体来源,研究了沙河街组砂岩储层高岭石与油气运移和聚集的关系,揭示了高岭石对油气运移和聚集的指示作用。研究结果表明:(1)东营凹陷沙河街组的高岭石主要在1200~3600m的深度范围内分布,其中沙二段和沙三段的高岭石相对含量较高;从沙一段至沙三段,中央隆起带高岭石的平均含量均高于北部陡坡带和南部缓坡带;(2)沉积盆地的温度和压力通过影响有机质热演化和粘土矿物的形成及转化控制着沙河街组不同层段高岭石的含量及其在平面和剖面的分布。不同的流体压力带,高岭石的含量和分布存在差异,由于超压作用,导致超压顶界面高岭石大量发育。中央隆起带构造活动比较强,有利于酸性流体从深部向浅部充注,并且流体动力比较强,导致沙一段至沙三段中央隆起带的高岭石含量较高。断层和不整合面复合输导体系可使大量的酸性流体进入浅部储层,促使浅部砂岩储层高岭石大量发育。岩性和沉积微相通过改变高岭石形成和分布的流体化学和流体动力条件,从而对高岭石分布具有重要的影响;(3)东营凹陷酸性孔隙流体的来源多样,主要包括:大气降水来源的酸性流体、微生物活动形成的酸性流体、富含有机酸的酸性流体及有机酸裂解阶段形成的酸性流体。不同成因酸性流体的地球化学、地球物理性质不同,导致与之相关的自生高岭石产状由极大差异,其中:与大气降水相关的自生高岭石呈晶体形态较小的蠕虫状;与微生物活动相关的为呈毛栗状的多水高岭石;与有机酸相关的自生高岭石呈与石英次生加大共生的晶体较大的蠕虫状;与有机酸裂解相关的自生高岭石单体分布杂乱,与自形石英颗粒共生,分布于钾长石颗粒表面或充填孔隙;(4)高岭石、含铁碳酸盐胶结物、黄铁矿等自生矿物的成岩和含量特征可作为示踪研究区沙三段油气活动的古流体指标。将第二期高岭石胶结、含铁碳酸盐胶结物与串球状黄铁矿共生等示烃矿物的发育特征作为示踪烃类流体活动的指标。在2500m~3450m的深度范围内,高岭石含量大于50%,说明储层现今为油层或油水同层;高岭石含量低于35%,说明储层现今为水层或含油水层。

成果

序号 标题 类型 作者
1 Muliti-scaled Heterogeneity of Tight sandstone reservoirs and Their Influenceson on Tight sand oil Accumulation-in the Chang 7 Formation in the Upper Triassic ,Southwesten Ordos Basin,China 会议
2 东营凹陷中央隆起带沙河街组储层成岩产物对烃类流体的指示意义 会议
3 陆相断陷盆地流体活动与油气成藏 奖励
4 东营凹陷中央隆起带沙河街组孔隙流体演化特征 会议
5 东营凹限长石溶蚀、Al迁移富集及其对储层物性的影响 会议

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