川西坳陷上三叠统须家河组水岩相互作用机理研究

川西坳陷须家河组地层是川西天然气的重要储层和产层，也是我国埋藏深度最大和最为致密的碎屑岩储层之一。须家河组地层在地质埋藏过程中经历了复杂的成岩作用，具有极强的非均质性。但是，长期以来关于须家河组地层水成因、地层水分布、地层水与围岩之间关系的研究十分薄弱，特别是地层水与围岩的相互作用与储层致密化关系的研究则更为匮乏，因此严重制约了对该地区储层演化、成藏机理和成藏规律的认识。本申请项目，提出针对须家河组开展水岩作用机理的研究，目的是认识须家河组地层水的成因，揭示其水岩作用过程以及水岩作用序列，弄清水岩反应在储层致密化中的作用和演化规律，确定油气充注与储层演化的关系。这不仅对油气勘探开发具有重要的实际价值，对认识储层致密化过程和水岩作用机理的科学问题也具有重要的理论意义。

川西坳陷上三叠统须家河组是川西坳陷深层天然气勘探热点和气产量增长的主要层段。但由于气藏储层具有超深、超致密、低孔渗、超高压和复杂的气水关系等特点，使得该区的油气勘探面临重大挑战。开展川西坳陷上三叠统须家河组储集层水岩作用研究，从机理上揭示须家河组致密储层水岩作用，探讨储层致密化机制及其与油气充注关系，最终达到认识研究区油气成藏规律的目的。. 本次研究取得了如下成果：（1）明确了研究区地层水的成因及来源。须家河组地层水来源主要为原始的沉积水、煤层或泥页岩压释水、海相地层水和大气淡水。但是须家河组原始沉积水几乎被完全替代，地层水主要来源为泥页岩和煤层的压释水及下伏海相地层水，水中的溶质主要通过上述两种方式及地层矿物的溶解得到，异常丰富的溴离子可作为压释水标志，整个地层水显示出富Br-的泥页岩压释水和海相地层水混合。（2）重建了研究区水岩演化序列，并划分出水岩序列的三个阶段：泥页岩（或煤层）压释水混合阶段；流体的成岩演化阶段；流体的构造演化阶段，流体成岩演化基本定型，流体演化开始进入由于构造挤压和抬升造成的大规模重新分布和混合时期。（3）明确了研究区水岩作用机制，并建立了相关水岩作用概念模式。通过研究区及其它地区大量的实例分析，全面总结和探讨了Ca2+、Mg2+、Fe2+、K+、SiO2、CO2（HCO3-）、Br-和CH3COOH等的来源和循环、与其相关的水岩作用类型及相应的水岩作用机制，建立了研究区铝硅酸岩和碳酸盐岩水岩作用概念模式。（4）明确了研究区储层致密化与油气充注关系，油气充注时间主体早于储层致密化时间。早期未致密的砂岩储层为油气的运聚提供了通道、为油气储集提供了储集空间。后期的须家河组储集层整体致密化，使得天然气被储层致密封存，成为了目前研究区发育的致密砂岩气藏。