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1、]第一章区域地质背景苏北盆地高邮凹陷是古近系阜宁组(E1f)碎屑岩沉降深度最大的一个凹陷。阜一段和阜三段砂岩是该凹陷油气勘探的主力储层。由于位于高邮凹陷南部深埋的阜宁组砂岩储层经历了复杂的成岩作用,储层变得致密,有效储集空间主要由次生孔隙组成,随着勘探工作的深入,如何在致密储层中寻找次生高孔隙发育带和可能的岩性圈闭,已成为当前在高邮凹陷阜宁组中进一步进行油气勘探的难点与突破点。储层成岩作用的研究是储层孔隙发育与分布研究的基础[1]。成岩作用是一个复杂过程,它可能没有一个确定的规律可循,而且在一个沉积体系中的作用常常是不均匀的,但总的成岩变化趋势是使岩石的组合方式向着成分和组构
2、更加稳定和平衡的方向发展[2]。为此,沉积岩(物)在整个成岩作用阶段会发生一系列矿物成分上的变化和岩石组构上的调整。储层的成岩变化直接控制着孔隙的存在、形成、发展和变化。压实作用造成孔高邮凹陷位于苏北盆地南缘(图1),东西长约100km,南北宽约20~32km,面积2670km2。中、新生界沉积厚度达到7km,是苏北盆地沉降最大的一个凹陷。隙减少,胶结作用使孔隙被充填,而溶解作用又会扩大孔隙[3]。这些作用在成岩过程中反复多次进行,并受埋藏深度、成岩温度、地层压力、地质年代、岩石的原始成分和组构,以及油气水的运移和构造断裂活动等因素的影响与控制[4]。因此,在综合上述地质参数
3、条件下进行高邮凹陷阜宁组储层成岩相研究与区带的划分,合理解释油气储集空间形成机理和有利孔隙发育区带,为进一步寻找阜宁组中地层岩性油气藏提供储层地质依据。高邮凹陷是在晚白垩世仪征运动和古新世末期吴堡运动期间,由于断块差异沉降而形成的一个自南向北依次为南部断阶带、中央深洼带、北部斜坡带箕状断陷湖盆。高邮凹陷古近系地层自下而上为阜宁组、戴南组、三垛组和盐城组。其中阜宁组与下伏泰州组呈假整合-整合接触,与上覆戴南组呈假整合接触,根据大套岩性组合自下而上分为4段(表1)。其中阜一段与阜三段主要发育砂岩储层,阜二段与阜四段阜二段与阜四段主要发育暗色泥岩为主的烃源岩。按岩性特征和沉积旋回将
4、阜一段划分为4个亚段,阜二段划分为3个亚段,阜三段划分为3个亚段,阜四段划分为2个亚段[5]。图1苏北盆地构造单元划分及研究区位置图表1苏北盆地高邮凹陷阜宁组地层简表第二章烃源岩特征与油源对比2.1成岩作用类型及阶段的划分苏北盆地高邮凹陷阜宁组地层经历了机械压实作用、胶结作用、溶蚀作用以及矿物交代作用等成岩作用。由于溶蚀作用的影响,虽然阜宁组地层已经埋深3000m左右,但砂岩储层尚具有良好的储集性能。根据阜宁组岩石中自生矿物分布、形成顺序及自生矿物中包裹体的均一温度,粘土矿物组合及伊-蒙混层粘土矿物的转化,岩石的结构、构造特点及孔隙类型,有机质成熟度及古温度[6],结合阜宁组
5、砂岩储层的成岩变化特点,可以确定阜宁组成岩演化阶段处于早成岩B期至晚成岩B期(表2),高邮凹陷阜宁组砂岩具有以下成岩特征。2.1.1阜宁组早成岩阜宁组砂岩在早成岩B期,埋深小于2km,岩石中矿物表现为石英的早期加大、方解石的早期胶结,较高的I/S混层(70%~50%)和高岭石。表2高邮凹陷阜宁组储层成岩作用阶段划分特征该时期石英早期加大边烃类包裹体的温度一般76~88bC,镜质体反射率Ro<0.6%,最大热解tmax<435bC。考虑到该区藻类有机质早熟的特殊性,该成岩期可能已进入低成熟阶段。由于有机质的过早成熟,使泥质岩的干酪根释放出大量的酸性水,从而使储层水介质变为酸性,
6、造成铝硅酸盐和碳酸盐矿物的溶解[7],[8],形成粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔和胶结物内溶等。处于本阶段的储层在原生孔隙保留较多的情况下又经历了次生溶蚀作用,因而砂岩储层结构较疏松,多以点接触为主,局部碎屑颗粒呈悬浮状的流体胶结状态。面孔率一般12%~28%,孔隙度25%~32%。2.1.2晚成岩A期阜宁组埋藏深度小于2.8km的储层处于该成岩演化阶段,大致从2.4km深度分界以及岩石中蒙脱石存在与否,将晚成岩A期划分为晚成岩A1期与A2期。该成岩期形成的自生矿物主要有石英、方解石、铁白云石、高岭石、伊利石和绿泥石,且以高岭石的高含量为特点。粘土矿物中I/S混层逐渐转化为伊利石
7、,混层中蒙皂石占50%~25%,石英加大级别为Ñ~Ò级,加大边和微晶石英的有机包体均一温度为80~125bC。有机质处于成熟阶段,镜质体反射率Ro<1%。该成岩期是溶蚀作用和胶结作用并存的时期[9]。一方面,干酪根的热降解可产生大量的CO2和低碳脂肪酸,使水介质变用发育,产生大量的次生孔隙[10]。另一方面,由于储层孔隙流体离子浓度的增加,而使新的矿物析出。成岩期的砂岩以点至线接触为主,孔隙度基本在20%~30%之间,面孔率7%~28%,孔隙发育具较强的非均质性,同一岩心薄片微区内可存在多个孔隙区和致密
