Reservoir characteristics of the Upper Permian marine tuffaceous deposits in Yuanba area， Sichuan Basin

Xiang Fang; Xiao Qian; Yu Xiantao; Huang Hengxu; Zhu Xiang

doi:10.11743/ogg20220412

Petroleum Geology | Views : 0 下载量: 9 CSCD: 4

PDF
Export
Share
Collection
Album

Reservoir characteristics of the Upper Permian marine tuffaceous deposits in Yuanba area， Sichuan Basin
Vol. 43, Issue 4, Pages: 889-901(2022)
Received：13 January 2022，

Revised：2022-04-28，

Published：01 August 2022
DOI： 10.11743/ogg20220412
稿件说明：

移动端阅览

DOI：

Xiang Fang, Xiao Qian, Yu Xiantao, et al. Reservoir characteristics of the Upper Permian marine tuffaceous deposits in Yuanba area， Sichuan Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2022, 43(4): 889-901. DOI： 10.11743/ogg20220412.

摘要

通过对钻井岩屑和岩心样品的薄片鉴定、扫描电镜和能谱分析、X射线衍射分析及压汞测试，对四川盆地元坝地区上二叠统海相凝灰沉积的岩石学特征、储集空间特征和成岩作用进行了研究。研究发现，凝灰质呈0.1～10.0 mm厚的纹层，与有机质泥岩、炭质泥岩形成纹层状互层夹于生物灰岩、泥灰岩之中，构成凝灰岩、沉凝灰岩和凝灰质沉积岩3种岩石类型。在海水和热液共同作用下，凝灰沉积受到重结晶作用、胶结作用、交代作用、溶蚀作用和充填作用等一系列成岩作用的改造，形成了多种次生岩石类型。酸性热液的加入对凝灰成分产生溶蚀，水-岩反应后再次产生的碱性环境造成（铁）白云石、石膏和少量钠长石、重晶石的充填和交代，同时有利于伊利石或伊/蒙混层粘土的形成和保存，从而形成以微米级凝灰溶蚀孔和纳米级自生粘土矿物晶间孔为特征的孔隙类型。混积泥质和粘土化产物的定向性，以及凝灰沉积中发育的纹层对顺层缝的发育有重要贡献，从而有效改善了岩石的储集性能。

Abstract

The study focuses on the petrological characteristics， reservoir space characteristics and diagenesis of the Upper Permian marine tuffaceous deposits in Yuanba area， Sichuan Basin based on thin section observation， analysis of scanning electron microscope （SEM） and energy dispersive spectroscopy （EDS）， X-ray diffraction analysis， and mercury intrusion porosimetry （MIP） test. The research results indicate that the tuffaceous deposits interbedding with organic mudstones and carbonaceous mudstones are in laminae of 0.1-10.0 mm thick， and sandwiched within biogenetic limestones or marlstones， which can be classified into tuff， sedimentary tuff and tuffaceous sedimentary rocks. Under the joint effect of seawater and hydrotherm， the tuffaceous deposits have been altered by diagenetic effects such as recrystallization， cementation， metasomasis， dissolution and filling， resulting in a variety of secondary rock types. Acidic hydrotherm can dissolve tuffs and water-rock reaction serves to reproduce an alkaline environment resulting in filling or metasomasis of ferrodolomite/dolomite， gypsum， and a small amount of albite and barite. At the same time， the alkaline environment is also favorable for the formation and preservation of illite or mixed-layer illite/smectite， which in turn stimulates the formation of micrometer-scale dissolved pores in tuffs and nanometer-scale intercrystal pores in authigenic clay. In addition， the directionality of detrital and authigenetic clay minerals， and the existence of laminae in the tuffaceous deposits are conducive to the formation of bedding-parallel fractures， which have effectively improved the reservoir property of the rocks.

关键词

Keywords

references

Vernik L . A new type of reservoir rock in volcaniclastic sequences ［J］. AAPG Bulletin ， 1990 ， 74 （ 6 ）： 830 - 836 .

Bergman S C ， Talbot J P ， Thompson P R . The Kora Miocene submarine andesite stratovolcano hydrocarbon reservoir，northern Taranaki Basin，New Zealand ［C］// New Zealand Oil Exploration Conference ， Proceedings . Wellington ： Ministry of Commerce ， 1992 ： 178 - 206 .

Levin L E . Volcanogenic and volcaniclastic reservoir rocks in Mesozoic‑Cenozoic island arcs： Examples from the Caucasus and the NW Pacific ［J］. Journal of Petroleum Geology ， 1995 ， 18 （ 3 ）： 267 - 288 .

Schutter S R . Occurrences of hydrocarbons in and around igneous rocks ［J］. Geological Society London Special Publications ， 2003 ， 214 （ 1 ）： 35 - 68 .

Gecer B A . Diagenesis of Upper Eocene volcaniclastic rocks and its relevance to hydrocarbon exploration in the Thrace Basin，Turkey ［J］. Energy Sources ， 2006 ， 28 （ 9-12 ）： 1039 - 1049 .

Zhang J Y ， Liu G D ， Cao Z ， et al . Characteristics and formation mechanism of multi‑source mixed sedimentary rocks in a saline lake，a case study of the Permian Lucaogou Formation in the Jimusaer Sag，northwest China ［J］. Marine and Petroleum Geology ， 2019 ， 102 ： 704 - 724 .

操应长，姜在兴，邱隆伟 . 山东惠民凹陷商741块火成岩油藏储集空间类型及形成机理探讨［J］. 岩石学报， 1999 ， 15 （ 1 ）： 129 - 136 .

Cao Yingchang ， Jiang Zaixing ， Qiu Longwei . Study on the type and origin of the reservoir space of igneous oil reservoir in Shang 741 Block，Huimin Depression，Shandong ［J］. Acta Petrologica Sinica ， 1999 ， 15 （ 1 ）： 129 - 136 .

梁官忠 . 二连盆地哈南凝灰岩油藏裂缝发育特征［J］. 石油实验地质， 2001 ， 23 （ 4 ）： 412 - 417 .

Liang Guanzhong . Fracture development of tuff reservoirs in the Hanan area of the Erlian Basin ［J］. Petroleum Geology & Experiment ， 2001 ， 23 （ 4 ）： 412 - 417 .

王金友，张世奇，赵俊青，等 . 渤海湾盆地惠民凹陷临商地区火山岩储层特征［J］. 石油实验地质， 2003 ， 25 （ 3 ）： 264 - 268 .

Wang Jinyou ， Zhang Shiqi ， Zhao Junqing ， et al . Characteristics of volcanic rock reservoirs in the Linshang area of the Huimin Sag ［J］. Petroleum Geology & Experiment ， 2003 ， 25 （ 3 ）： 264 - 268 .

苗长盛，徐文，刘玉虎，等 . 松辽盆地南部火山岩储层特征［J］. 吉林大学学报（地球科学版）， 2020 ， 50 （ 2 ）： 635 - 643 .

Miao Changsheng ， Xu Wen ， Liu Yuhu ， et al . Characteristics of volcanic reservoirs in southern Songliao Basin ［J］. Journal of Jilin University （Earth Science Edition）， 2020 ， 50 （ 2 ）： 635 - 643 .

张雪，翁凯，赵晓健，等 . 新疆东天山卡拉塔格二叠纪火山岩成因及构造意义［J］. 吉林大学学报（地球科学版）， 2021 ， 51 （ 4 ）： 1119 - 1138 .

Zhang Xue ， Weng Kai ， Zhao Xiaojian ， et al . Permian volcanic rocks in Kalatage area， eastern Tianshan， Xinjiang： Petrogenesis and tectonic implications ［J］. Journal of Jilin University （Earth Science Edition）， 2021 ， 51 （ 4 ）： 1119 - 1138 .

王建伟，鲍志东，陈孟晋，等 . 砂岩中的凝灰质填隙物分异特征及其对油气储集空间的影响——以鄂尔多斯盆地西北部二叠系为例［J］. 地质科学， 2005 ， 40 （ 3 ）： 429 - 438 .

Wang Jianwei ， Bao Zhidong ， Chen Mengjin ， et al . Differentiation of sandstones tuff fillings and its effect on porosity： An example from the Paleozoic sandstones in northwestern Ordos ［J］. Chinese Journal of Geology ， 2005 ， 40 （ 3 ）： 429 - 438 .

吴运强，常秋生，蒋宜勤，等 . 气孔状火山碎屑岩储集层成因特征及油气勘探意义［J］. 新疆石油地质， 2006 ， 27 （ 2 ）： 166 - 168 .

Wu Yunqiang ， Chang Qiusheng ， Jiang Yiqin ， et al . Genetic characteristics of vesicular volcanic clastic reservoir of Fengcheng Formation in wellblock Xia‑72 and its significance for hydrocarbon exploration ［J］. Xinjiang Petroleum Geology ， 2006 ， 27 （ 2 ）： 166 - 168 .

李军，王德发，范洪军 . 甘肃酒泉盆地青西油田裂缝特征及成因分析［J］. 现代地质， 2007 ， 21 （ 4 ）： 691 - 696 .

Li Jun ， Wang Defa ， Fan Hongjun . A description of fracture features and its formation mechanisms in Qingxi Oilfield，Jiuquan Basin，Gansu ［J］. Geoscience ， 2007 ， 21 （ 4 ）： 691 - 696 .

李飞，程日辉，王璞珺，等 . 松辽盆地东缘下白垩统营城组二段火山碎屑岩的发育特征［J］. 吉林大学学报（地球科学版）， 2009 ， 39 （ 5 ）： 803 - 810 .

Li Fei ， Cheng Rihui ， Wang Pujun ， et al . Characteristics of volcaniclasitic rocks developed in Member 2，Yingcheng Formation，Lower Cretaceous，in the eastern margin of Songliao Basin ［J］. Journal of Jilin University（Earth Science Edition）， 2009 ， 39 （ 5 ）： 803 - 810 .

黄玉龙，王璞珺，邵锐 . 火山碎屑岩的储层物性——以松辽盆地营城组为例［J］. 吉林大学学报（地球科学版）， 2010 ， 40 （ 2 ）： 227 - 236 .

Huang Longyu ， Wang Pujun ， Shao Rui . Porosity and permeability of pyroclastic rocks of the Yingcheng Formation in Songliao Basin ［J］. Journal of Jilin University：（Earth Science Edition）， 2010 ， 40 （ 2 ）： 227 - 236 .

李长志，郭佩，柯先启，等 . 火山活动影响下的碱湖优质烃源岩成因及其对页岩油气勘探和开发的启示［J］. 石油与天然气地质， 2021 ， 42 （ 6 ）： 1423 - 1434 .

Li Changzhi ， Guo Pei ， Ke Xianqi ， et al . Genesis of high‑quality source rocks in volcano‑related alkaline lakes and implications for the exploration and development of shale oil and gas ［J］. Oil & Gas Geology ， 2021 ， 42 （ 6 ）： 1423 - 1434 .

刘晓宁，姜在兴，袁晓冬，等 . 滦平盆地白垩系细粒火山物质对页岩油气形成的影响［J］. 石油与天然气地质， 2022 ， 43 （ 2 ）： 390 - 406 .

Liu Xiaoning ， Jiang Zaixing ， Yuan Xiaodong ， et al . Influence of the Cretaceous fine‑grained volcanic materials on shale oil/gas，Luanping Basin ［J］. Oil & Gas Geology ， 2022 ， 43 （ 2 ）： 390 - 406 .

黎霆，诸丹诚，杨明磊，等 . 热液活动对四川盆地中西部地区二叠系茅口组白云岩的影响［J］. 石油与天然气地质， 2021 ， 42 （ 3 ）： 639 - 651 .

Li Ting ， Zhu Dancheng ， Yang Minglei ， et al . Influence of hydrothermal activity on the Maokou Formation dolostone in the central and western Sichuan Basin ［J］. Oil & Gas Geology ， 2021 ， 42 （ 3 ）： 639 - 651 .

陈旋，李杰，梁浩，等 . 三塘湖盆地条湖组沉凝灰岩致密油藏成藏特征［J］. 新疆石油地质， 2014 ， 35 （ 4 ）： 386 - 390 .

Chen Xuan ， Li Jie ， Liang Hao ， et al . Hydrocarbon accumulation elements analysis of Tiaohu tuff reservoir of Middle Permian，Santang‑ hu Basin ［J］. Xinjiang Petroleum Geology ， 2014 ， 35 （ 4 ）： 386 -

马剑，黄志龙，高潇玉，等 . 新疆三塘湖盆地马朗凹陷条湖组凝灰岩油藏油源分析［J］. 现代地质， 2015 ， 29 （ 6 ）： 1435 - 1443 .

Ma Jian ， Huang Zhilong ， Gao Xiaoyu ， et al . Oil‑source analysis of Tiaohu Formation tuff reservoirs in Malang Sag，Santanghu Basin in Xinjiang ［J］. Geoscience ， 2015 ， 29 （ 6 ）： 1435 - 1443 .

马新华，李国辉，应丹琳，等 . 四川盆地二叠系火成岩分布及含气性［J］. 石油勘探与开发， 2019 ， 46 （ 2 ）： 216 - 225 .

Ma Xinhua ， Li Guohui ， Ying Danlin ， et al . Distribution and gas⁃bearing properties of Permian igneous rocks in Sichuan Basin，SW China ［J］. Petroleum Exploration and Development ， 2019 ， 46 （ 2 ）： 216 - 225 .

胡东风 . 四川盆地元坝地区茅口组台缘浅滩天然气勘探的突破与启示［J］. 天然气工业， 2019 ， 39 （ 3 ）： 1 - 10 .

Hu Dongfeng . Breakthrough in natural gas exploration in the platform margin shoal at the Maokou Fm in the Yuanba area，Sichuan Basin，and its implications ［J］. Natural Gas Industry ， 2019 ， 39 （ 3 ）： 1 - 10 .

曾允孚，夏文杰 . 沉积岩石学［M］. 北京：地质出版社， 1986 ， 143 - 151 .

Zeng Yunfu ， Xia Wenjie . Sedimentary petrology ［M］. Beijing ： Geological Publishing House ， 1986 ， 143 - 151 .

孙善平，刘永顺，钟蓉，等 . 火山碎屑岩分类评述及火山沉积学研究展望［J］. 岩石矿物学杂志， 2001 ， 20 （ 3 ）： 313 - 317+328 .

Sun Shanping ， Liu Yongshun ， Zhong Rong ， et al . Classification of pyroclastic rocks and trend of volcanic sedimentology： A review ［J］. Acta Petrologica et Mineralogica ， 2001 ， 20 （ 3 ）： 313-317 +

郭欣欣，刘立，曲希玉，等 . CO 2 流体对火山碎屑岩改造作用的实验研究［J］. 岩石矿物学杂志， 2013 ， 32 （ 2 ）： 189 - 196 .

Guo Xinxin ， Liu Li ， Qu Xiyu ， et al . Experimental researches on the reformation of volcanic clastic rocks by CO 2 fluid water ［J］. Acta Petrologica et Mineralogica ， 2013 ， 32 （ 2 ）： 189 - 196 .

郭欣欣，刘立，曲希玉，等 . 碱性地层水对火山碎屑岩改造作用的实验研究［J］. 石油实验地质， 2013 ， 35 （ 3 ）： 314 - 319 .

Guo Xinxin ， Liu Li ， Qu Xiyu ， et al . Experimental study on reformation of volcanic clastic rocks by alkaline formation water ［J］. Petroleum Geology & Experiment ， 2013 ， 35 （ 3 ）： 314 - 319 .

白玛曲宗，韦恒叶，韦雪梅，等 . 恩施剖面G-L界线自生石膏与钠长石成因［J］. 东华理工大学学报（自然科学版）， 2017 ， 40 （ 4 ）： 355 - 361 .

Bai Maquzong ， Wei Hengye ， Wei Xuemei ， et al . Origin of authigenic gypsum and albite at G-L boundary in Enshi Section ［J］. Journal of East China University of Technology （Natural Seience) ， 2017 ， 40 （ 4 ）： 355 - 361 .

Mills R A ， Elderfield H . Rare earth element geochemistry of hydrothermal deposits from the active TAG Mound，26° N Mid‑Atlantic Ridge ［J］. Geochimica et Cosmochimica Acta ， 1995 ， 59 （ 17 ）： 3511 - 3524 .

Fisher R V . Submarine volcaniclastic rocks ［J］. Geological Socie‑ ty ， 1984 ， 16 （ 1 ）： 5 - 27 .

Lanson B ， Sakharov B A ， Claret F ， et al . Diagenetic smectite‑to⁃illite transition in clay‑rich sediments： A reappraisal of X‑ray diffraction results using the multi‑specimen method ［J］. American Journal of Science ， 2009 ， 309 （ 6 ）： 476 - 516 .

Hong D D ， Cao J ， Wu T ， et al . Authigenic clay mi‑ nerals and calcite dissolution influence reservoir quality in tight sandstones： Insights from the central Junggar Basin， NW China ［J］. Energy Geoscience ， 2020 ， 1 （ 1-2 ）： 8 - 19 .

Deconinck J F ， Crasquin S ， Bruneau L ， et al . Diagenesis of clay minerals and K‑bentonites in Late Permian/Early Triassic sediments of the Sichuan Basin （Chaotian Section， Central China）［J］. Journal of Asian Earth Sciences ， 2014 ， 81 ： 28 - 37 .

Alert me when the article has been cited

提交

Controlling factors and development models of biohermal reservoirs of the Changxing Formation in Yuanba area,Sichuan Basin

Effects of lithofacies on pore structure characteristics and evolution of lacustrine shales： A case study of the Jurassic Da’anzhai Member， central Sichuan Basin

Brittleness features and controlling factors of continental shale from Da’anzhai Member of the Lower Jurassic Ziliujing Formation， northeastern Sichuan Basin

Classified-staged-grouped 3D modeling of multi-scale fractures constrained by genetic mechanisms and main controlling factors： A case study on biohermal carbonate reservoir of the Upper Permian Changxing Fm. in Yuanba area， Sichuan Basin

Development of the Upper Permian Wujiaping shale in Hongxing area， eastern Sichuan Basin， and its significance to shale gas enrichment