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华北北部地区蓟县系高于庄组-雾迷山组白云岩储层特征与形成主控因素
李朋威, 何治亮, 罗平, 金廷福, 张英, 冯建赟, 宋金民, 徐士林
石油与天然气地质    2020, 41 (1): 26-36, 49.   DOI: 10.11743/ogg20200103
摘要   (716 HTML12 PDF(pc) (26137KB)(177)  

华北北部地区蓟县系高于庄组-雾迷山组白云岩储层以岩石与储集空间类型多样、孔隙结构与受控因素复杂以及非均质性强为特征,并由此制约了该区油气和地热等资源的勘探与开发。以野外露头和岩心为研究对象,开展了大量的野外地质考察、岩心观察、薄片鉴定与物性分析等研究工作,进一步总结分析了高于庄组-雾迷山组白云岩储层特征及其优质储层形成主控因素。研究结果表明,高于庄组-雾迷山组发育一套以微生物白云岩为主的储层类型,岩石结构构造复杂,其中,锥状叠层石和凝块石为其最有利的储集岩石类型。按照储集空间组合,可将储层划分为孔洞缝复合型、裂缝-孔隙型和孔隙型3种类型。其中,蓟县系雾迷山组白云岩储层以孔洞缝复合型为主,物性最好;高于庄组则以裂缝-孔隙型和孔隙型主,物性相对较差。综合分析认为,研究区高于庄组-雾迷山组规模优质白云岩储层是多种因素耦合作用的结果,其中微生物礁滩、印支期以来的构造隆升、破裂及溶蚀作用为其形成主控因素。



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图4 华北北部地区蓟县系高于庄组-雾迷山组白云岩储层宏观与微观特征
a.岩溶洞穴,沿断裂发育,京东大溶洞,Jxg;b.岩溶洞穴,沿断裂发育,蓟州溶洞,Jxw;c.裂缝系统,至少可识别出2~3组裂缝,其中2组近垂直,蓟县双洞背斜,Jxw;d.针状溶孔,沿纹层发育,层状叠层石,Jxw;e.微生物格架相关孔隙,主要沿亮色纹层发育,丘状叠层石,Jxw;f.小型溶蚀孔洞,可见裂缝,Y33井,Jxw;g.溶蚀孔洞发育,M41井,Jxw;h.溶蚀孔洞,GH1井,Jxw;i.溶蚀孔与裂缝,叠层石白云岩,Jxw;j.晶间溶蚀孔洞,残余凝块白云岩,蓟县,Jxw;k.晶间溶孔与构造缝,残余凝块白云岩,蓟县,Jxw;l.晶间溶孔洞,残余凝块晶粒白云岩,R28井,Jxw
正文中引用本图/表的段落
宏观尺度方面,蓟县系高于庄组-雾迷山组可见大型的岩溶洞穴和裂缝系统。其中,岩溶洞穴在纵向上呈串珠状,为多期溶蚀的产物,其分布与断裂有关,往往沿断裂分布(图4a,b);裂缝系统由多组解理缝构成,可见立缝与平缝的组合,并有溶蚀扩大现象(图4c),多发育于褶皱的轴部,即褶皱曲率较大的构造部位。裂缝的发育不仅增强了储层的渗透性,同时又促进了岩溶作用的发生。
中观尺度方面,可见沿叠层石纹层发育的针状溶孔或小型孔洞(图4d,f),以及与凝块石相关的溶蚀孔洞(图4f—h),其形态近圆形、扁平状或不规则状,大小一般为0.1~10 mm。这些孔洞的发育往往与微生物格架相关,其中,叠层石白云岩溶蚀孔洞的发育往往与亮色纹层的溶蚀有关,而凝块石白云岩溶蚀孔洞的发育与凝块石亮晶胶结物的溶蚀有关。
微观尺度方面,可见大量晶间孔与晶间溶蚀孔洞,其大小一般为0.1~3.5 mm,且大多发育于残余凝块石白云岩中,认为与凝块间亮晶胶结物的重结晶和溶蚀作用有关(图4j—l)。除此之外,部分孔隙的发育与叠层石亮色纹层的溶蚀有关(图4i),但相比凝块石白云岩,溶蚀孔洞相对不发育。微观孔洞的发育特征更进一步说明了其形成与微生物结构相关。另外,可见构造缝,并有溶蚀扩大现象(图4i,k)。
凝块石白云岩和锥状叠层石白云岩之所以具有相对较高的物性,分析认为与高能环境下所形成的微生物结构构造有关。凝块石白云岩多为亮晶胶结,且经白云石化后晶粒一般较粗,有利于晶间孔和晶间溶孔的形成(图4j—i),而锥状叠层石白云岩由于纹层呈锥状凸起,在成岩早期便形成坚硬的格架,为后期溶蚀孔隙的形成与保存提供了有利的条件(图4e)。
如前文所述,高于庄组-雾迷山组碳酸盐岩储层在地质演化过程中,经历了多期褶皱、断裂和断块运动,岩石内部产生了多期断层和节理系统,为风化壳和内幕型岩溶作用提供了有利构造条件。断层相当于大型构造缝,常伴生大量小型构造缝。根据钻井岩心和地面露头统计,层内缝和穿层缝密度一般为50~100条/m,具有多期、多组系组合的特点,大多为未充填缝或半充填缝,见溶蚀扩大现象,开启宽度多在0.01 mm以上。同时可以发现,次生裂缝发育与构造应力面(褶皱轴面和断面)分布密切相关,如双洞背斜轴部碳酸盐岩网状裂缝发育于背斜轴部与逆断层交汇处(图4c)。
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