柴达木盆地马海东地区古近系砂岩储层微观孔隙结构特征及微观致密区成因

doi:10.11743/ogg20240410

摘要/Abstract

摘要：

柴达木盆地北缘马海东地区古近系的油气勘探已经取得发现，但储层微观孔隙结构特征认识不清是影响油气勘探与开发的主要因素之一。为揭示马海东地区古近系砂岩储层微观特征，综合运用岩石薄片显微镜观察、X射线衍射（XRD）分析和压汞测试等试验技术，开展了低渗透砂岩储层的岩石学特征、物性特征、微观孔隙结构及各储层非均质性对比研究，用变异系数定量表征了储层非均质强弱程度。研究结果表明：①古近系砂岩储层以长石岩屑砂岩为主，填隙物主要为方解石。②路乐河组Ⅰ砂组储层孔隙度较大，下干柴沟组Ⅱ砂组储层孔隙度中等，路乐河组Ⅱ砂组储层孔隙度最小。③储层岩石经历了压实、胶结和溶蚀成岩作用，路乐河组Ⅱ砂组储层非均质性最强，路乐河组Ⅰ砂组储层非均质性最弱，下干柴沟组Ⅱ砂组储层非均质性介于两者之间。④富塑性岩屑纹层或富杂基的低渗砂岩为致密储层，方解石胶结和塑性黏土质岩屑变形是致密储层形成的重要原因。

关键词: 储层非均质性, 微观孔隙结构, 低渗透砂岩储层, 古近系, 马海东地区, 柴达木盆地

Abstract:

Discoveries have been made in the Paleogene hydrocarbon exploration in the Mahaidong area on the northern margin of the Qaidam Basin. However， the current productivity is low primarily due to the limited understanding of the characteristics of micro-pore structures， restricting hydrocarbon exploration and exploitation in the area. To reveal the microscopic characteristics of the Paleogene sandstone reservoirs in the Mahaidong area， we investigate the petrology， physical property characteristics， micro-pore structures， and heterogeneity of low-permeability sandstone reservoirs in the Mahaidong area using techniques such as the micro-petrographic observation， X-ray diffraction （XRD） analysis， and high-pressure mercury injection （MICP） experiments. Additionally， we quantitatively characterize the degree of reservoir heterogeneity using the coefficient of variation. The findings reveal that the Paleogene sandstone reservoirs consist primarily of feldspathic litharenites， with calcite identified as primary interstitial fillings. The porosity of the reservoirs decreases in the order of sandstone member Ⅰ of the Lulehe Formation， sandstone member Ⅱ of the Lower Ganchaigou Formation， and sandstone member Ⅱ of the Lulehe Formation. The reservoir rocks have undergone diagenetic processes such as compaction， cementation， and dissolution. Consequently， the reservoir heterogeneity decreases in the order of sandstone member Ⅱ of the Lulehe Formation， sandstone member Ⅱ of the Lower Ganchaigou Formation， and sandstone member Ⅰ of the Lulehe Formation. Low-permeability sandstones rich in plastic detrital lamina or matrix are identified as tight reservoirs， with calcite cementation and deformation of plastic clayey debris as the predominant factors contributing to reservoir tightness.

Key words: reservoir heterogeneity, microscopic pore structure, low-permeability sandstone reservoir, Paleogene, Mahaidong area, Qaidam Basin

中图分类号:

TE122.2

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参考文献 45

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样品编号	孔隙类型	孔隙直径/mm	面孔率/%	配位数	胶结物含量/%	塑性岩屑含量/%	砂组
1-Z1b	未见孔隙	—	—	—	16	10.9	下干柴沟组Ⅱ砂组
1-Z2a	粒内溶孔	0.02	0.5	3	13	—	下干柴沟组Ⅱ砂组
1-S2	未见孔隙	—	—	—	23	7.0	下干柴沟组Ⅱ砂组
101-S2	粒间溶孔	0.03 ~ 0.05	5.0	4	15	8.0	路乐河组Ⅰ砂组
1-S3	粒间溶孔、粒内溶孔	0.02 ~ 0.04	0.5	3	21	11.1	路乐河组Ⅰ砂组
1-Z7c	粒间溶孔	0.02 ~ 0.06	2.0	4	14	15.7	路乐河组Ⅰ砂组
1-S5	粒间溶孔、粒内溶孔	0.02	1.0	3	8	6.1	路乐河组Ⅰ砂组
2-Z5b	粒间溶孔、粒内溶孔	0.02 ~ 0.07	6.0	5	20	9.4	路乐河组Ⅱ砂组
2-S14	粒间溶孔	0.06 ~ 0.12	10.0	6	10	10.0	路乐河组Ⅱ砂组
2-S15	未见孔隙	—	—	—	20	8.9	路乐河组Ⅱ砂组
3侧-Z1a	粒间溶孔、粒内溶孔	0.02 ~ 0.08	3.0	4	11	10.7	路乐河组Ⅱ砂组
3侧-Z3c	未见孔隙	—	—	—	41	3.4	路乐河组Ⅱ砂组

取样层位	井号	样品编号	样品深度/m	孔隙度/%	渗透率/（10^-3 μm²）	平均孔隙度/%	方差
下干柴沟组下段Ⅱ砂组	山古1	1-ZIb	1 757.6	13.70	2.66	9.69	9.65
	山古1	1-Z2a	1 759.0	9.23	0.86
	山古1	1-S2	1 759.2	6.14	0.43
路乐河组Ⅰ砂组	山古1	1-S3	1 879.3	11.50	1.53	13.27	2.88
	山古1	1-Z7c	1 880.5	12.27	4.52
	山古1	1-S5	1 882.1	13.31	3.26
	山古101	101-S2	1 928.0	15.99	3.98
路乐河组Ⅱ砂组	山2	2-Z5b	1 981.0	13.70	2.66	9.17	16.96
	山2	2-S14	1 994.0	4.86	0.26
	山2	2-S15	1 994.9	11.44	2.55
	山3侧	3侧-Z1a	2 301.1	12.24	3.51
	山3侧	3侧-Z3c	2 302.6	3.60	0.15

样品编号	孔径期望值/μm	孔径峰值/μm	孔隙度/%	渗透率/（10^-3 μm²）	退汞效率/%	迂曲度	迂曲度分形维数
1-Z1b	2.83	2.62	14.00	2.66	30	4.04	1.27
1-Z2a	2.88	0.01	9.23	0.86	17	5.80	1.34
1-S2	1.27	0.72	6.14	0.43	25	8.53	1.41
101-S2	3.05	2.60	15.99	3.98	25	3.52	1.24
1-S3	3.01	0.80	11.50	1.53	21	4.73	1.30
1-Z7c	4.69	7.46	12.27	4.52	21	4.47	1.29
1-S5	3.06	4.55	13.33	3.26	27	4.14	1.27
2-Z5b	2.83	2.62	13.70	2.66	30	4.04	1.27
2-S14	1.64	0.13	4.86	0.26	30	10.67	1.45
2-S15	2.87	3.33	11.44	2.55	27	4.76	1.30
3侧-Z1a	4.25	4.59	12.24	3.51	27	4.47	1.29
3侧-Z3c	0.90	0.36	3.60	0.15	32	14.27	1.51

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