合肥坳陷的储层特征及评价 寒武系烃源岩

作者&投稿:安竹 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

合肥坳陷的储层主要有碎屑岩和碳酸盐岩两种。其中碎屑岩储层主要发育于上古生界石炭-二叠系,以及中-新生界的侏罗系、白垩系和古近系,是此次重点研究的对象;碳酸盐储层主要分布于下古生界及其以下地层,目前有关资料较少。

1.储层的物性特征

(1)常规物性特征

储层的常规物性是指孔隙度和渗透率等。研究结果表明,合肥坳陷中-古生界碎屑岩储层的孔隙度和渗透率都比较低,属于低孔低渗型储层,新生界砂岩储集体的物性相对较好。

1)石炭-二叠系储层:根据淮南地区钻井资料,石炭-二叠系砂岩含量近30%~50%,单层厚度一般2~6m,最厚可大于20m。坳陷内安参1井钻遇1157m的石炭-二叠系,顶部有200m 厚的砂岩,其余均为泥岩或灰质泥岩(伴有轻微变质现象)。合深4井钻遇的石炭-二叠系砂岩以岩屑石英砂岩为主,分选、磨圆度较好,成分成熟度较高,胶结类型有孔隙式、接触式和镶嵌式,砂岩孔隙度一般小于10%,平均渗透率为1×10-3μm2,属差储层。在合肥坳陷南部,花园墙组(C1h)以粗粒、中粗粒岩屑质石英砂岩或长石质岩屑砂岩为主,呈接触式、镶嵌式胶结。砂岩孔隙度为2.76%~5.18%,平均为2.84%,渗透率为(0.0025~0.11)×10-3μm2。杨山组(C1y)以中、粗粒石英砂岩为主,普遍含砾,砾石基本为硅质,分选、磨圆度较好,杂基含量较低,呈孔隙式、镶嵌式胶结。砂岩孔隙度为5.45%~7.49%,平均为6.26%,渗透率为(0.0019~0.004)×10-3μm2。总之,石炭系砂岩孔隙度最高仅7%左右,渗透率平均为0.011×10-3μm2,整体物性较差,为致密性的差-非储层。

2)侏罗系储层:侏罗系砂岩发育,单层厚度一般大于1m,最厚大于20m,砂岩一般占地层厚度的60%以上。

中上侏罗统上段(原称周公山组)砂岩以中粗、粗粒含砾不等粒砂岩为主,次为细砂岩。岩石类型以长石石英砂岩和长石砂岩为主,次为石英砂岩和长石质岩屑砂岩。岩石的成分成熟度和结构成熟度均较低,胶结类型主要为孔隙式。

中上侏罗统下段(原称圆筒山组)砂岩以细粒、粉细粒为主,次为粉粒和中粒砂岩。岩性以长石质石英砂岩为主,次为岩屑质石英砂岩、长石岩屑质砂岩和长石砂岩,岩石成分成熟度和结构成熟度中等-高,以孔隙式胶结为主。

下侏罗统防虎山组以中粒、中粗粒为主,次为含砾砂岩或砂砾岩。砂岩分选、磨圆度差,杂基含量高,以岩屑砂岩为主,次为岩屑长石砂岩,成分成熟度低。其中杂基含量高的砂岩以基底式胶结为主,杂基含量低的砂岩以孔隙式或镶嵌式胶结为主。通常砂岩颗粒越小,分选、磨圆度越差,杂基含量越高,原始孔隙度就越低,反之,则越大。

侏罗系砂岩孔隙度一般小于10%,渗透率除个别样品大于1×10-3μm2外,绝大多数小于0.1×10-3μm2,基本上属于低孔隙、微渗透率、微-细喉道型的差-非储层,但局部可能发育优质储层。从总体上看,砂岩储集物性由老至新依次变好,坳陷北部较南部好。例如,坳陷北部合深3井的孔隙度平均为8.29%,渗透率平均为0.164×10-3μm2,而南部的肥8井孔隙度平均只有2.86%。

3)白垩系储层:白垩系储层主要分布于上白垩统响导铺组下段和下白垩统朱巷组上段。其中响导铺组下段以细砂岩为主,单层厚2~4m,最厚为5~10m,累计500m 左右,占组厚的30%;成分和结构成熟度均较低,但压实、胶结作用不强烈,以原生孔隙为主;孔隙度为6.16%~18.59%,一般为10%,一般渗透率为(6~7)×10-3μm2,属中等储层。朱巷组上段以细、中砂岩为主,单层厚度一般为2m,最厚为6.5m,累计200余米,占组厚的15%左右;岩石压实、胶结作用较强烈,以次生孔隙为主;孔隙度为5.24%~7.94%,一般为6%,渗透率普遍小于1×10-3μm2,属差储层。

4)古近系储层:古近系砂岩发育。储层岩性主要为红灰色、浅棕色中细粒砂岩、含砾砂岩、粉砂岩,孔隙度为3.07%~22.3%,平均为10%,渗透率为(0.20~5.09)×10-3μm2,平均为1.88×10-3μm2。在合深5井的64~1362m 井段,砂岩累计厚度628m,占该段总厚度的48%,分选中等,孔隙-接触式胶结,以原生孔隙为主。孔隙度一般在10%左右,最大值可达21%,渗透率为(11~20)×10-3μm2,属中等储层。

(2)储层孔隙结构特征

根据压汞分析资料,深层砂岩孔喉分布具有分选差、歪度偏细的特点,表现在毛管压力曲线上排替压力pd、中值压力p50和最小非饱和孔隙体积大,随毛管压力增大,曲线靠紧坐标右侧攀升,退汞效率低(表7-1)。在15块岩心压汞样品中,优势孔隙分布特征为:侏罗系为0.0366~0.293μm,石炭-二叠系一般为(4.6~73.2)×10-3μm之间。仅有中上侏罗统上段砂岩样品(FZ860-1)排替压力值为0.3836MPa,其余14块样品均大于2MPa;中值压力为1.5978MPa,其余14块样品均大于9.8815MPa;最大连通孔隙半径为1.955μm,其余均小于0.36μm;退汞效率仅此一块为41.606%,其余均小于27.321%;最小非饱和孔隙体积为7.71%,其余均大于12%,最大值为70.313%,中值半径在(4.0~74.0)×10-3μm之间,属微-细喉道型。

侏罗系长石质岩屑中-细砂岩铸体薄片图像分析揭示了该套砂岩的孔隙结构特征(图7-1)。该样品面孔率平均值为4.886%,最小值为1.7291%,最大值为8.077%;最小孔隙直径为1.6μm,最大为239.3μm,方差为435.9;最大孔隙直径平均值为26.6μm,小者仅5.9μm,大者可达373.734μm,方差为1095.35;孔隙等效圆直径平均为13.9948μm,最小值为4.8941μm,最大可达 200.436μm,标准偏差19.0316;孔隙面积平均为411.084μm2,最小值为18.8μm2,最大值为30150.3μm2,标准偏差1812.33。根据该样品孔隙等效圆直径判断,该砂岩属于微孔隙类型。

表7-1 合肥坳陷砂岩储层孔隙结构特征数据表

图7-1 合肥坳陷侏罗系长石质岩屑中-细砂岩铸体薄片图像分析直方图

上白垩统长石质岩屑含砾粗砂岩铸体薄片图像分析结果表明(图7-2),面孔率平均值为6.4%,最小值为3.8%,最大值为10.2%,标准偏差2.1;最小孔隙直径为13.2μm,其变化范围在1.6~243.4μm之间,标准偏差16.7;最大孔隙直径平均为26.8μm,变化范围在6.9~496.2μm,标准偏差为29.0;孔隙等效圆直径平均为13.9μm,最小值4.8941μm,变化于5.2~252.8μm 之间,标准偏差16.2;孔隙面积平均为337.9μm2,最小值21.5μm2,最大值为41144.6μm2,标准偏差1549.0。根据该样品孔隙等效圆中值半径判断,该砂岩属于孔隙类型。

图7-2 合肥坳陷上白垩统长石质岩屑含砾粗砂岩铸体薄片图像分析直方图

2.储层成岩作用与成岩阶段

(1)成岩作用类型

1)埋藏压实及胶结作用:压实及胶结作用使埋藏沉积的孔隙度急剧减小,但二者降低孔隙度的方式不同。压实作用不可逆地减少砂岩粒间体积,如果压实作用强烈,则孔隙度渗透率迅速下降,层间水的流动受到限制,胶结作用就会受到限制。反之,胶结作用进行得快,则压实作用就会受到制约,但压实和胶结作用的结果是一致的,即导致储层物性变差。

根据各种镜检和测试分析结果推测,合肥坳陷侏罗系中、上统砂岩原始孔隙度为39.2%,经早期压实作用降到18.6%,经早期碳酸盐胶结作用降到7.8%,而晚期溶解、硅质增生及其他胶结作用,可使孔隙度恢复到8%。压实作用贯穿于沉积物的整个埋藏过程中,砂岩孔隙度随埋深加大而逐渐减小。例如,在合深3井,井深1000m 处的孔隙度为10%,井深2000m 处的孔隙度减小到5%左右。在侏罗系露头区,砂岩孔隙也有类似的变化特征(图7-3)。

图7-3 合肥坳陷砂岩孔隙度与埋深关系图

合肥坳陷下侏罗统防虎山组(J1f)、石炭系花园墙(C1h)和道人冲组(C2d)砂岩中的塑性颗粒及杂基含量多,易于压实、压嵌而变得致密。其中,刚性的石英多具破裂纹、微裂缝,长石破碎和晶纹错动;刚性弱的岩屑易压扁、拉长,颗粒之间多以线状、缝合线状接触;岩石中的碳酸盐胶结作用、硅质胶结作用及其他胶结作用都比较弱。杨山组(C1y)、淮南地区石炭-二叠系砂岩,以及胡油坊组(C2h)砂岩中的塑性颗粒及杂基含量少,硅质胶结作用强,岩石较为致密坚硬。

侏罗系中、上统砂岩的胶结作用主要是碳酸盐胶结和硅质胶结。其中,硅质和白云石胶结物难以溶解,影响次生孔隙的发育。成岩期方解石、白云石呈微晶粒状,晚成岩期普遍含铁。中、上侏罗统砂岩的孔隙度随钙质含量增加而降低(图7-4)。

综上所述,合肥坳陷中、上侏罗统的压实及胶结作用相对较弱,其余地层均较强。

2)溶蚀作用:溶蚀作用是形成次生孔隙的主要成岩过程。砂岩中次生孔隙的形成既可由碳酸盐矿物溶解造成,也可由硅酸盐矿物的溶解造成,例如长石溶蚀后能形成高岭石,并产生次生孔隙。

图7-4 合肥坳陷中上侏罗统砂岩钙质含量与孔隙度关系图

在合肥坳陷石炭-二叠系砂岩中,高岭石含量较高,除了部分与蒙脱石的转化有关外,主要是表生淋滤作用的结果。其中,道人冲组(C2d)砂岩中的长石经过表生淋滤作用,就全部转化为高岭石,进而又转化为绿泥石或伊利石。据有关专家研究,次生孔隙是大量形成于镜质体反射率Ro为0.6%~1.2%的有机质热演化阶段。研究区石炭-二叠系特别是坳陷南部的石炭系有机质演化程度高,已超过了次生孔隙的发育阶段,因此次生孔隙不发育;侏罗系也因为暗色泥岩少,难以形成次生孔隙发育所需的有机酸,次生孔隙也不发育。总之,合肥坳陷中、新生界砂岩中普遍发生过溶蚀作用,但比较微弱,对砂岩孔隙度贡献不大,致使砂岩渗透率小于0.1×10-3μm2

3)交代作用:交代作用是指砂岩中的石英、长石、岩屑等碎屑颗粒被碳酸盐和粘土矿物等交代的现象。在上白垩统长石质岩屑含砾粗砂岩中,见有铁泥质交代碎屑颗粒而使以岩屑为主的颗粒边缘锯齿化现象。也见到钙质在交代长石的同时,交代石英和岩屑颗粒的现象。

4)粘土矿物转化:粘土矿物转化程度也反映了碎屑岩成岩作用的强弱(赵杏媛等,1990)。合肥坳陷中、新生代砂岩中的粘土矿物总量占7%~46%,常见的粘土矿物有绿泥石、伊利石,伊利石/蒙兑石混层比变化在26~59之间。高岭石仅见于上白垩统砂岩中,在长石质岩屑含砾粗砂岩中见片状的高岭石充填于孔隙之中。有些砂岩样品中的钙质胶结物出现局部粘土化,有的见球状绿泥石充填。

(2)成岩阶段的划分

沉积物的成岩作用过程及发展阶段,受地质条件和埋藏历史的控制。由于各研究目的不同,其侧重点也不同,国内外出现了多种划分方案。根据我国陆相盆地碎屑岩储集岩的成岩后生作用阶段划分标准

中国石油天然气总公司.1989.陆相盆地碎屑岩储集岩的成岩后生作用阶段划分标准(试用),内部研究报告.,合肥坳陷砂岩成岩阶段划分如表7-2。

盆地南缘石炭系砂岩包裹体均一温度为130~157℃,压溶作用强,石英次生加大明显,胶结物中出现了含铁白云石,说明砂岩成岩演化程度高,处于晚成岩B-C期;坳陷北部石炭-二叠系砂岩成岩演化程度相对于南部稍弱,处于晚成岩A-B期。侏罗系防虎山组(J1f)包裹体均一温度为140~150℃,压溶作用较强,石英次生加大明显,胶结物中出现了含铁白云石,说明成岩演化程度较高,属晚成岩B期。中、上侏罗统上段砂岩包裹体均一温度为110~130℃,压溶作用弱-中等,石英次生加大明显,说明成岩演化程度较低,处于早成岩B期-晚成岩A期;中、上侏罗统下段介于以上二者之间,主要属于晚成岩A期。大桥凹陷合浅4井上白垩统砂岩处在早成岩B期,孔隙度降到最低点15%,随后保持稳定,孔隙度变化不大。

表7-2 合肥坳陷中生界及周缘上古生界成岩特征统计

综上所述,合肥坳陷中-古生界砂岩储层基本处于晚成岩阶段,储层物性比较差。由于合肥坳陷的烃源岩也以中-古生界为主,其生烃时间较早,研究中-古生界砂岩储层的演化过程与生烃过程的匹配关系,显然具有十分重要的意义。

3.合肥坳陷的储层综合评价

根据上述各类资料,依据砂岩储层的分类评价标准,把储层分为四大类八小类,其中Ⅰ类属好储层,Ⅱ类中等,Ⅲ类差,Ⅳ类基本上为非储层。研究区砂岩储层综合评价结论如下:

1)区内没有Ⅰ类好储层,仅有Ⅱ-Ⅳ类储层。

2)Ⅱ类储层主要发育于古近系、白垩系、侏罗系中上统砂岩中,在坳陷内广泛分布,以原生粒间孔为主,砂岩厚度大,泥岩厚度小,但是否为有效储层有待进一步研究。

3)Ⅲ类储层主要是产于淮南型石炭-二叠系和中、上侏罗统的砂岩,对储油来说属差储层,但对于储气而言,可以作为中等的储气层。

4)Ⅳ类储层主要产于下侏罗统防虎组和河南商城、固始地区的石炭-二叠系中,对储油来说,属非储层,但可以作差的储气层。

合肥坳陷在历次构造运动中形成的构造裂缝,作为油气运移通道,尚需深入进行评价。



合肥坳陷油气勘探历程~

1.油气普查勘探阶段(1958~1964年)
1958年,地质矿产部第一石油普查大队对合肥坳陷进行了1:20万石油地质普查,钻地质浅井43口,总进尺25172m,在朱1井发现了下白垩统朱巷组可能的烃源岩——暗色泥岩;石油部华东石油局304、305联队完成了全盆地1:20万地面重、磁普查。1964年第一石油普查勘探大队安徽区队撤销,合肥坳陷油气勘探中断。
2.光点-模拟地震油气普查勘探阶段(1970~1976年)
自1970年起,安徽省地质局完成1:20万全盆地区域地质测量。随后,安徽石油普查队伍重新组建,成立安徽石油勘探处。该勘探处先后在合肥坳陷完成光点地震559km,模拟地震961km;在盆地东部和中部的局部构造高和深凹部位钻深井6口(合深1井至合深6井),总进尺16511m;钻地质普查浅井57口,进尺12293m。在钻井中虽然见油气显示,但其可靠性尚有疑问。该阶段除证实了下白垩统朱巷组有烃源岩外,还新发现了上白垩统响导铺组中上部和古近系定远组中上部夹有数量不等的暗色泥岩,揭示了盆地东部为勘探白垩系-古近系的有利地区。
从1976年开始,安徽省石油勘探工作重点转移至天长地区,合肥坳陷油气普查勘探工作又因此而中断了11年。
3.数字地震油气普查勘探阶段(1988~1996年)
1988~1996年期间,原中国石油天然气总公司物探局第二地质调查处在合肥坳陷再次开展地震勘探工作。其中,1988~1989年及1991~1992年以盆地东部白垩系、古近系为主要目的层,完成数字测线13条,694km,未发现可靠的局部构造。在此期间,石油物探局五处及中国科技大学先后在盆地中部、北部及东北部完成5条MT区域大剖面。1992~1993年,石油物探局二处继续完成数字地震测线3条,257km,其中2条为部署在盆地中部及西部的区域大剖面,特别是贯穿盆地中部的SN向H F93-L23测线,因在下侏罗统上部发现可能的煤系反射组合及古生界内幕背斜构造显示等情况,便将合肥坳陷油气勘探主要目的层向下转移为石炭-二叠系及侏罗系。
1993年下半年新区事业部南方新区勘探经理部成立,在合肥以西目标区开展地震普查的同时,部署2条区域地震大剖面。至1994年底,共计完成数字地震测线11条,568km。为了进一步落实合肥以西目标区的古生界内幕断背斜构造、小庙及吴山庙侏罗系断鼻构造,同时为了查明盆地西部地质结构,南方新区勘探经理部又于1995年在合肥以西实施普查地震测线8条,共172km、盆地西部南北向区域地震大剖面1条,长140km。而为了搞清合肥坳陷西部结构及其与东部的关系,南方新区勘探经理部又在1996年部署了3条区域地震测线,合计约285km。综上所述,南方新区勘探经理部自1993年成立至1996年,共完成23条,1165km 数字地震测线(图1-3)。

图1-3 合肥坳陷早期勘探程度图

在此期间,杭州石油地质研究所完成了合肥坳陷早期圈闭评价,石油大学(北京)完成了生烃及保存条件的研究,中国科学院地球物理研究所完成了油气地质综合研究和二维盆地模拟,原地质矿产部合肥化探中心完成了生油岩有机地球化学研究。
在1997~1999年间,因石油、化工机构重组,未投入任何工作量。
4.综合油气普查勘探阶段(1999年至今)
1998年底,胜利油田有限公司取得合肥坳陷的油气勘探权,开始了新一轮的勘探,先后开展了地震、重力、航磁、电法、化探、遥感、地电化学、水化学、区域地质调查及钻探等综合勘探研究。实施二维地震覆盖面积3374.75km2;重力覆盖面积27686km2;化探24645km2;电法EMAP 5条707.3km和MT 3条484km;航磁30416km2;地面地质调查330km2;叠前深度偏移处理剖面7条,共1015.25km;恢复平衡剖面7条(图1-4);完钻参数井1口——安参1井,进尺5200m。
通过安参1井的钻探,发现下侏罗统防虎山组含有80m厚烃源岩,还钻遇了石炭-二叠系的烃源层,初步确立了盆地北部的地层层序。通过二维地震勘探,初步积累了复杂地表条件下地震采集及处理技术,发现并落实了一批局部构造;通过重力勘探,建立了该坳陷重力场,确定了主要断裂体系分布特征;通过地化勘探,建立了该坳陷的地球化学场,发现坳陷具有4种类型、3种分区的油气属性;通过电法勘探资料分析,发现坳陷具有2个电性标志层以及南北三分、东西两分的电场特征;通过航磁探测发现坳陷具有双层磁性结构及一批火山岩构造;通过地面地质调查,研究了该坳陷与大别造山带的耦合关系,以及郯庐断裂活动对坳陷演化的影响,还发现了两处油苗,揭示了该坳陷存在着有效烃源岩的实事。特别是通过重-磁-电-震联合反演,研究了各种地球物理场的内在联系,获得了该坳陷第一张重-磁-电-震联合反演构造图,确定了断裂体系和隐伏构造的展布状况。同时,通过大量课题的研究,深化了地质认识,为进一步评价合肥坳陷的含油气远景及制定勘探部署奠定了坚实的基础。

图1-4 合肥坳陷勘探程度图

A—地震;B—电法;C—井位;D—化探
然而,就目前勘探程度而言,合肥坳陷尚处于区域勘查阶段,盆地的主力烃源岩层尚未确定,对盆地下伏的古生界及下侏罗统烃源岩条件了解不够深入,尽管侏罗系发育深湖相烃源岩有过生烃及成藏过程,但演化程度太高;舒城凹陷古近系可能是最有勘探潜力的层位,但其资源潜力有待进一步落实。对盆地的油气地质特征、成藏规律和保存条件研究有待深入,造成对盆地油气勘探有利区带缺乏清晰的认识。

合肥坳陷内目前尚无探井钻遇寒武系,但野外地质调查发现,在坳陷西缘四十里长山的吴集断裂上升盘,下寒武统凤台组本身具有完整的生储盖组合,并在储层中发现了明显的油浸和运移痕迹,镜下荧光显示明显。该套烃源岩厚度较大,暗色泥岩、炭质页岩和石煤的累积厚度为20~30m(刘德良等,2000),多呈平缓的单斜层状分布。经研究确认,是一套海相泥质烃源岩。
1.相与沉积环境特征分析
该套烃源岩发育于寒武系底部的马店组,可分为4个岩性段。一段(砂页岩段):为灰黑色钙质页岩、具粒序层理细-粉砂岩,含沥青质、磷结核和黄铁矿晶体,厚约20~70m,与下伏下震旦统四顶山组叠层石白云岩呈角度不整合接触。二段(砾岩段):为灰黑色砾岩,夹有厚度不一的黑色砂质泥岩。砾岩中砾石成分主要为下伏四顶山组的叠层石白云岩,胶结物为钙质,普遍含沥青质,厚约70~130m。三段(磷页岩段):为黑色钙质页岩、钙质粉砂岩,含丰富沥青质及磷结核,构成“石煤层”,厚约50~80m。四段(砂灰岩段):为深灰、棕褐色砂质灰岩、白云岩,产三叶虫Hsuaspis、腕足类、软舌螺等化石,底部多为炭沥青浸染,厚约5~20m,其上被猴家山组白云岩整合覆盖。
层序地层研究表明,上述马店组的第一、二岩性段为裂陷高峰期之后,海水停滞或缓慢上升时期的斜坡扇沉积,第三岩性段为海水越过陆架波折形成初次海泛面时期的饥饿沉积,第四岩性段总体位于Ⅲ级层序的海进体系域的底部。该套地层的形成与Rodinia超大陆的裂解息息相关,其构造背景可能是拉张裂陷转向移离扩张的过渡阶段,或内裂谷盆地向被动大陆边缘盆地的过渡阶段。该套烃源岩的发现,为合肥盆地找气指出了新目标地层和新领域。
2.有机地球化学特征
(1)有机质丰度
表6-2 合肥坳陷西缘四十里长山寒武系有机质丰度指标胜利油田有限公司勘探处.中石化股份公司油田事业部勘探先导项目子课题“合肥盆地石油地质特征及区带评价”.内部研究报告,2004.


该区寒武系的有机碳含量极高(表6-2),除煤山的样品外,其他4块样品的有机碳含量都大于6%,甚至达13% 以上,应属于炭质页岩或石煤。但因为热演化程度很高,氯仿沥青“A”含量都远远低于较好烃源岩的下限值,转化率甚低,表明已非较好烃源岩。此外,这些寒武系样品的热解生油潜量(S1+S2)也很低(表6-2)。总之,合肥坳陷的寒武系样品在有机质丰度指标上表现出高有机碳、低氯仿沥青“A”和低“S1+S2”的特点,说明其现实生烃潜力不大。但这并不否定它在热演化程度较低的时候曾经是好的烃源岩,甚至产生过一定数量的油气。
(2)有机质类型
据有机显微组分分析,该寒武系烃源岩有机质类型为Ⅱ2-Ⅰ型(表6-3)。表中江苏油田和胜利油田两个测试中心测得的数据有较大的差异,造成这一差异的原因可能与早古生界干酪根的成因有关。虽然在寒武纪早期海洋中具有丰富的菌藻类和浮游生物,而无高等植物存在,但由于这些下寒武统泥质烃源岩演化程度过高,干酪根普遍出现“腐殖化”的趋势。
表6-3 合肥坳陷西缘下寒武统烃源岩有机显微组分测定数据


可溶有机组分,特别是其中的生物标志化合物能较好地反映原始物源和沉积环境,可以用于进一步确定有机质类型。一般地说,以藻类为主的有机质,其烷烃气相色谱图中的主峰碳位于C15—C21;而以陆源高等植物为主的有机质,其烷烃气相色谱图中的主峰碳为C25—C29。如果出现双峰型的色谱曲线,则反映了存在多源有机质。∑C21前/∑C22后与∑C21+C22/∑C28+C29值亦是鉴别海相与陆源烃源岩的指标。寒武系样品的色谱分析结果(表6-4)表明,其母质类型以低等水生生物为主,同时也有陆源低等植物混入。而姥植比(Pr/Ph)小于1则表明母岩沉积是处于较还原环境。
表6-4 合肥坳陷西缘四十里长山寒武系凤台组有机质色谱的特征峰值


坳陷西缘寒武系烃源岩的m/e217甾烷和m/e191萜烷质量色谱图显示,其甾烷、三环萜烷和藿烷系列化合物十分丰富(图6-1)。其重排甾烷/规则甾烷比值在0.13~0.5之间(表6-5),较氧化环境的泥岩比值低,C30重排藿烷/C30藿烷比值为0.018~0.039,与下扬子地区比值(0.06~0.32)相近,说明该区下寒武统烃源岩有较好的还原环境;孕甾烷/C29甾烷20R 比值在0.44~3.37之间,伽马蜡烷/C30藿烷比值为0.18~0.39,均反映该区下寒武统烃源岩是在高盐度下沉积的。

图6-1 合肥坳陷西缘四十里长山下寒武统凤台山组样品色质分析谱图(a为甾烷,b为萜烷)

表6-5 生物标志物沉积环境参数


富含三环萜烷是海相沉积的基本特征。该区三环萜烷与五环萜烷的比值为0.36~0.78,完全可与塔里木盆地的0.35~0.5和扬子地区的0.52~1.47相对比。样品的C274α、14α、17α(20R)/C294α、14α、17α(20R)比值为1.2~1.4,甾烷C27>C29>C28,4-甲基甾烷/规则甾烷的比值为0.07~0.9,同样说明其母源以海相藻类或细菌为主,并有少量陆相低等植物混入。
值得指出的是,在HQ-5样品的m/e231甾烷图中,缺失4-甲基甾烷,出现了极有标志意义的2-甲基甾烷和5-甲基甾烷。这恰恰说明,烃源岩是下寒武统。
3.有机质的成熟度
镜质体(组)反射率(Ro)、岩石最高热解峰温(Tmax)以及一些生物标志化合物参数如Ts/Tm、C29甾烷S/(S+R)等是表征成熟度的重要指标。
寒武纪虽然不可能存在真正的镜质体,但沥青质体或似镜质体十分丰富,其反射率同样是有机质成熟度的函数。所测定沥青质体(组)反射率经换算(Ro=0.668 R沥+0.346)后列于表6-6中。由于Ro值均在2.2%~3.5%之间,表明这些烃源岩处于过成熟阶段早期。其中,雨台山和陈山的样品Tmax值较高,近600℃;而煤山样品Tmax值较低,为508℃。反映不同位置样品成熟度有一定的差异,但总体上已进入过成熟阶段早期乃至晚期。实际上无结构镜质组含量与Ro值有较好的对应关系(图6-2),镜质组的含量似乎可以反映有机质的演化程度。
然而,生物标志化合物演化参数除个别Ts/Tm大于1外都小于1,C29甾烷S/(S+R)和C27甾烷S/(S+R)两参数均在0.2~0.4之间,还未达到平衡值,明显属低成熟期,与利用Ro和Tmax表征的高成熟度形成了鲜明的对照(表6-6)。其原因可能与各自代表的有机质不同有关。Ro和Tmax主要反映烃源岩主体的成熟度,而生物标志化合物可能仅能反映岩石包体有机质的成熟度(曹高社等,2002)。应该说明的是,高成熟度烃源岩中富含的大量包体有机质不仅可以生成气态烃,而且可以生成液态石油,在适合的条件下也可以聚集成油气藏。

图6-2 合肥坳陷寒武系底部烃源岩“镜质组”与Ro关系

表6-6 下寒武统烃源岩成熟度参数


合肥坳陷的盖层特征及评价
答:渗透率小于10-5~10-3μm2,可封闭油或气;Ⅱ级良好,排替压力为10~12MPa,渗透率小于10-4~10-3μm2,可封闭油;Ⅲ级一般,排替压力介于8~10MPa,渗透率小于n×10-3μm2,对油的封盖能力较差;

盆地(坳陷)基本构造特征
答:合肥坳陷可分出4个原型:①侏罗纪类前陆坳陷原型,角度不整合于古生界—新元古界冲断体之上,也与上覆地层呈不整合接触,其次级凹陷较为发育;②早白垩世走滑拗陷原型,与下伏侏罗系呈不整合接触,其中肥中断裂以南主要呈角度不整合,肥中断裂以北呈平行不整合接触,主要构造单元是分布于肥中断裂以北...

储集特征及评价
答:碎屑岩储层总体表现为成分与结构的成熟度均低、岩屑与填隙物含量均高、填隙组分与胶结类型均多的特征,具有近物源、快堆积、岩性多变的沉积特点。岩性以长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩及岩屑砂岩为主,少见长石岩屑砂岩。其碎屑组分自巴音戈壁组(Sq2)→苏红图组一段(Sq3、4)→苏红图组二段(Sq5、6)→银根组(Sq7、8...

开封坳陷的储层特征及评价
答:储层物性较差,孔隙度一般小于5%,渗透率多数小于0.1×10-3μm2。根据鄂尔多斯上古生界砂岩储层划分标准(表7-15),该区储层属于Ⅲ类和Ⅳ类储层。 表7-15 鄂尔多斯盆地上古生界砂岩储层划分标准 2.中生界储集层特征及评价 中生界储层主要分布在济源凹陷、黄口凹陷、成武凹陷和鱼台凹陷,其中,黄口、成武和鱼台等3个...

开封坳陷的盖层及储盖组合特征
答:1.开封坳陷的盖层特征及评价 (1)古生界盖层 二叠系上石盒子组上段、石炭-二叠系煤系(下石盒子组下段-山西组-太原组-本溪组)、奥陶系内幕致密碳酸盐岩是古生界的3套主要盖层。1)上石盒子组泥岩:发育于上石盒子组上部,厚270m,泥岩占地层厚度的60%,单层厚度大,一般10m,最大厚18m,...

储层特征综合评价
答:6.2.2 储层溶蚀和裂缝的总体特征 如前所述,该区下古生界储层溶蚀总体来看都不太强,从钻井取心观察几乎未见强溶蚀段出现,大部分是弱溶蚀或无溶蚀,只一部分较强的溶蚀。因此,在评价建模和预测计算中就确定为较强溶蚀、弱溶蚀和无溶蚀三类对本区进行评价。裂缝发育情况与溶蚀类似,发育强度不高,...

周口坳陷盖层发育特征及评价
答:表7-23 周口坳陷不同层系泥质岩封闭能力评价 3.下白垩统盖层特征及评价 下白垩统盖层为泥岩。泥岩单层厚度大于10m 者9~38层,最大单层厚度20~77m。永丰组上段泥质岩、云质泥岩、泥灰岩发育(表7-24)。该区15块样品在饱和空气、煤油、盐水情况下,渗透率与排替压力具有良好的相关性(表7-23...

储层基本特征及其非均质性分析
答:1.储层基本特征 (1)孔隙特征 根据铸体薄片、电镜等资料分析结果,本区孔隙类型主要有粒间孔隙、粒内孔隙、裂缝孔隙和晶间孔隙四种类型,粒间孔隙是主要孔隙类型。粒间孔大小一般在40~120μm,个别达400~500μm。(2)喉道发育特征 本区块储层的喉道较细,喉道半径约为14.73μm,主要流动喉...

储层类型及特征
答:1.碎屑岩储层储集空间类型 中生界碎屑岩储层储集空间主要发育孔隙和裂缝2种类型。(1)孔隙 根据成因(周自立等,1983),可分为原生孔隙、次生孔隙和复合孔隙(图3-5-19)。(2)裂缝 主要发育构造裂缝、压实缝等(图3-5-20)。图3-5-18 济阳坳陷中生界储层综合评价图 图3-5-19 中生界碎屑...

储层的常规物性特征
答:(五)碎屑岩储层评价 根据上述研究结果,依据砂岩储层的分类评价标准,分为四大类八小类,其中Ⅰ类为好储层,Ⅱ类中等,Ⅲ类差,Ⅳ类基本上为非储层。本区砂岩储层综合评价结论如下:研究表明,合肥盆地内没有Ⅰ类好储层,仅有Ⅱ—Ⅳ类储层。Ⅱ类储层主要发育于下第三系、白垩系、侏罗系周公山组...