地学前缘 ›› 2022, Vol. 29 ›› Issue (4): 412-429.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.57
曹江骏1(), 罗静兰1,*(
), 范彩伟2, 李珊珊2, 吴仕玖2, 符勇1, 史肖凡1, 代龙2, 侯静娴2
收稿日期:
2021-09-02
修回日期:
2022-02-25
出版日期:
2022-07-25
发布日期:
2022-07-28
通信作者:
罗静兰
作者简介:
曹江骏(1993—),男,博士研究生,主要从事沉积学与储层地质学方面的研究工作。E-mail: 282945358@qq.com
基金资助:
CAO Jiangjun1(), LUO Jinglan1,*(
), FAN Caiwei2, LI Shanshan2, WU Shijiu2, FU Yong1, SHI Xiaofan1, DAI Long2, HOU Jingxian2
Received:
2021-09-02
Revised:
2022-02-25
Online:
2022-07-25
Published:
2022-07-28
Contact:
LUO Jinglan
摘要:
为了解莺歌海盆地深部热流体主要类型,研究热流体特征,判断热流体活动范围,分析热流体对储层成岩-孔隙演化的影响,通过铸体薄片、扫描电镜、黏土矿物X射线衍射、物性、电子探针、包裹体均一温度、稳定同位素等分析测试手段,结合前人研究成果,对盆内LDX区中新统黄流组储层进行分析。结果表明,受构造热事件影响及深大断裂控制,在超压驱动下,热流体活动范围主要为3 900 m以下的黄流组中下部,以CO2热流体为主,H2S热流体次之。热流体影响下储层具有自生黏土矿物转化速率加快、镜质体反射率突变、地层水矿化度降低、包裹体均一温度大于正常地层最高温度、热液成因矿物发育等特点。将黄流组储层分为超压储层(黄流组中上部)及热超压储层(黄流组中下部)两类。其中,超压储层成岩作用阶段达中成岩A2亚期,压实及溶蚀作用较弱,胶结作用较强,孔隙演化经历了压实减孔、压实与胶结减孔、胶结减孔与有机酸溶蚀增孔3个过程,孔隙度从38.8%减少到现今的7.6%;热超压储层成岩作用阶段达中成岩B期,压实及溶蚀作用较强,胶结作用较弱,孔隙演化经历了压实减孔、压实与胶结减孔、胶结减孔与有机酸溶蚀增孔、胶结减孔与有机酸及无机酸溶蚀增孔4个过程,孔隙度从38.1%减少到现今的9.2%。有利储层主要发育在黄流组中下部黄二段的热超压储层中。
中图分类号:
曹江骏, 罗静兰, 范彩伟, 李珊珊, 吴仕玖, 符勇, 史肖凡, 代龙, 侯静娴. 深部热流体活动对储层成岩作用及孔隙演化的影响:以莺歌海盆地LDX区中新统黄流组为例[J]. 地学前缘, 2022, 29(4): 412-429.
CAO Jiangjun, LUO Jinglan, FAN Caiwei, LI Shanshan, WU Shijiu, FU Yong, SHI Xiaofan, DAI Long, HOU Jingxian. Deep thermal fluid activity and its influence on the diagenesis and pore evolution of reservoirs: A case study from the Miocene Huangliu Formation reservoir in the LDX area, Yinggehai Basin, northern South China Sea[J]. Earth Science Frontiers, 2022, 29(4): 412-429.
图1 莺歌海盆地区域构造划分(a)及地层综合柱状图(b)(据文献[10,20,26]修改)
Fig.1 Regional structure division (a) and comprehensive stratigraphic histogram (b) map of Yinggehai Basin. Modified after [10,20,26].
图2 莺歌海盆地LDX区自生黏土矿物相对含量随深度变化散点图
Fig.2 The scatter diagram of the relative content of authigenic clay minerals varying with depth in the LDX area, Yinggehai Basin
图3 莺歌海盆地LDX区镜质体反射率对数(a)及地层水总矿化度(b)随深度变化散点图
Fig.3 The scatter diagram of logarithm of vitrinite reflectance (a) and total mineralization of strata water (b) varying with depth in the LDX area, Yinggehai Basin
图4 莺歌海盆地LDX区黄流组流体包裹体均一温度及盐度分布特征
Fig.4 Distribution characteristics of the homogenization temperature and salinity of fluid inclusions of the Huangliu Formation in the LDX area, Yinggehai Basin
图5 莺歌海盆地LDX区黄流组及梅山组热液成因矿物镜下照片 a—LDX-6井,4 368.4 m,N1h,成岩晚期鞍状铁白云石胶结,铸体薄片;b—LDX-4井,3 902.7 m,N1h,成岩晚期菱铁矿胶结,铸体薄片;c—LDX-2井,4 178.0 m,N1m,成岩晚期团簇状黄铁矿胶结,铸体薄片;d—LDX-11井,4 167.5 m,N1h,重晶石,电子探针;e—LDX-11井,4 167.5 m,N1h,金红石,电子探针;f—LDX-4井,4 149.0 m,N1m,与黄铁矿伴生的磷灰石,电子探针;g—LDX-4井,4 149.0 m,N1m,重晶石,扫描电镜;h—LDX-4井,4 149.0 m,N1m,硫酸铜,扫描电镜;i—LDX-7井,3 997.8 m,N1h,硫酸铜,扫描电镜。
Fig.5 Microscopic photographs of hydrothermal minerals of the Huangliu and Meishan Formations in the LDX area, Yinggehai Basin
图6 莺歌海盆地LDX区黄流组CO2稳定碳同位素随深度变化及分布特征
Fig.6 CO2 stable carbon isotope of the Huangliu Formation in the LDX area, Yinggehai Basin, varying with depth and its distribution characteristics
图7 莺歌海盆地LDX区黄流组碳酸盐胶结物碳、氧同位素随深度变化征及成因(碳酸盐成因图版引自文献[39])
Fig.7 Carbon and oxygen isotopes of carbonate cements of the Huangliu Formation in LDX area, Yinggehai Basin, varying with depth and their genesis. Carbonate genetic plate adapted from [39].
图8 莺歌海盆地LDX区黄流组黄铁矿铁同位素随铁元素含量变化图
Fig.8 Iron isotope of the Huangliu Formation in LDX area, Yinggehai Basin, varying with iron content of pyrite cements
图9 莺歌海盆地LDX区地震剖面(a)及LDX-7井埋藏热史图(b) T30为黄流组顶部地震反射面;T40为黄流组底部地震反射面。
Fig.9 Seismic section (a) and buried thermal history at well LDX-7 (b) in the LDX area, Yinggehai Basin
图10 莺歌海盆地LDX区黄流组不同类型储层成岩作用及物性差异性对比图
Fig.10 Comparative diagram of diagenesis and physical properties of different types of reservoirs of the Huangliu Formation in the LDX area, Yinggehai Basin
图11 莺歌海盆地LDX区黄流组超压及热超压储层特征图
Fig.11 Overpressure reservoir and thermal overpressure reservoir characteristics of the Huangliu Formation in the LDX area, Yinggehai Basin
图12 莺歌海盆地LDX区黄流组储层成岩阶段主要矿物及孔隙类型镜下特征 a—LDX-7井,4 051.0 m,热超压储层,Ⅱ级石英加大边发育,单偏光;b—LDX-4井,3 762.5 m,超压储层,Ⅱ级石英加大边发育,单偏光;c—LDX-11井,热超压储层,4 168.7 m,丝发状伊利石与书页状高岭石胶结,扫描电镜;d—LDX-1井,3 760.0 m,超压储层,针叶状绿泥石胶结,扫描电镜;e—LDX-6井,4 368.4 m,热超压储层,孔隙类型以粒间溶孔为主,含量较高,单偏光;f—LDX-4井,3 710.4 m,超压储层,孔隙类型以粒间溶孔为主,含量较低,单偏光;g—LDX-4井,3 892.3 m,超压储层,铁方解石胶结,含量较高,单偏光;h—LDX-7井,4 051.0 m,热超压储层,铁方解石与铁白云石胶结,含量较低,单偏光。
Fig.12 Microscopic characteristics of the main minerals and pore types in the diagenetic stage of the Huangliu Formation reservoir in the LDX area, Yinggehai Basin
图13 莺歌海盆地LDX区黄流组不同类型储层成岩-孔隙演化综合模式图(古压力演化据文献[48]修改)
Fig.13 Comprehensive model of diagenetic-pore evolutions of different types of reservoirs of the Huangliu Formation in the LDX area, Yinggehai Basin. Evolution of ancient pressure modified after [48].
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