成岩作用对英国东爱尔兰海盆地下二叠统Collyhurst砂岩组致密气储层质量的控制作用

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下二叠统Collyhurst砂岩组是英国西北部东爱尔兰海盆地近海和陆上的一个重要气藏,被认为是一个致密气藏。成岩过程对砂岩储层品质具有重要的影响。本次研究通过岩相学、矿物学、稳定同位素方法对两个不同的陆上岩心序列进行了分析,以研究其岩石的组成、结构、成岩历史以及岩性和成岩作用对储层质量的影响。Collyhurst砂岩组是由细粒到非常粗粒、分选差到好的亚长石砂岩和岩屑砂岩组成。砂岩储层的质量较差,平均孔隙度和平均渗透率分别为6.6%和0.387mD。在岩相分析的基础上,确定了5类砂岩岩相,具体包括:细粒、砾岩、碳酸盐胶结、石英胶结和无基质。储层单元间的对比特征表明了不同成岩作用的发展历程。早期成岩特征包括压实作用、孔隙充填早期碳酸盐岩胶结物(Ⅰ类方解石、白云石和菱铁矿)以及蠕虫状高岭石的生长。晚期成岩特征包括:碳酸盐(铁白云石、Ⅱ类方解石以及Ⅱ类和Ⅲ类菱铁矿)的进一步胶结以及具有包膜和孔隙充填结构的黏土矿物(伊利石和绿泥石)胶结。在晚期成岩作用中,共轴石英次生加大现象也很常见。在晚期成岩胶结阶段,钠长石、重晶石和硬石膏含量较少。砂岩原生孔隙减小的主要原因是压实作用,而非胶结作用。但是胶结作用仍导致了约32%孔隙的减少。碳酸盐胶结物主要充填粒间孔,进而堵塞孔喉,阻止流体运移。黏土矿物堵塞孔隙,进一步破坏储层质量。本次研究对岩相(主要组成、结构和分选)和成岩作用如何影响致密砂岩气储层质量提出了一些见解。

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