鄂尔多斯盆地有着极为丰富的致密油资源,特别是其镇原-华池地区中生界延长组长7致密油勘探,近年来获得了一批工业油流井,显示了极好的勘探前景,但是勘探程度相对较低,主要存在以下几个方面的问题:沉积方面重力流如何控制砂体展布和沉积作用如何决定砂体结构的差异性两个方面未做深入的研究;成岩方面成岩作用如何影响储层的非均质性,如何确定相对优质储层也是目前勘探开发过程中需要解决的问题;研究区裂缝普遍发育,裂缝的分布规律和对裂缝的分布进行定量预测也是镇原-华池地区致密储层研究需要解决的难点。本次论文以这三个问题为研究的立足点,开展本次研究。在对沉积模式和沉积体系研究的基础上,对砂体构型和砂体展布进行分析,通过和常规低渗透储层对比,找到致密储层和常规储层沉积和砂体方面的异同处;运用压实计算和图像分析等方法充分认识了成岩作用及成岩相带;运用高精度的纳米CT扫描技术等较为准确表征了致密储层孔喉特征及分布特点;运用岩心、露头观察,FMI成像测井、三轴围压岩石力学实验及现场生产测试资料,建立三维地质建模进行有限元数值模拟、构建了“二元法”裂缝预测方法认识了裂缝分布规律并实现定量描述;通过精细的差异统计对比,清晰认识了致密储层与常规储层的根本差异,明确得到致密储层虽为非常规储层,但其表现为既有非常规属性又有常规属性;通过研究致密储层沉积、成岩和裂缝等对储层孔喉特征及物性的控制和影响,从储集性能、流动能力、控制因素和结果验证等方面筛选了评价参数,运用聚类分析的方法建立了该致密储层综合评价标准,为优质储层判识提供了依据。通过本次研究不仅明确了研究区长7致密储层的核心特征,还评价出I、II类储层较好的储集层,并优选出4个含油富集区,有利区面积达到一千五百余平方公里,为下步致密油勘探提供了有利的目标。同时,也取得了如下主要认识:(1)从致密储层性质方面:研究区长7致密储层仍为细砂岩储集体,而非粉砂岩、泥页岩或碳酸盐岩储集体。与盆地常规低渗储层相比,仅是沉积物中粗砂含量极少,极细粒和泥质成分增高,粒度偏细,致使储层物性更差。因此,在储集体性能方面仍以常规属性为主。该致密储层是有常规特性的非常规储层。(2)从沉积特征方面:重力流沉积是其显著的特点,对储层的沉积起着决定性控制作用。充足而持续的物源供给,使得滑塌后沉积物快速堆积,原有较陡的斜坡相对变缓,有利于下一期的沉积物向湖盆深部推进,从而使沉积砂体延伸更远更广。与盆地常规低渗储层沉积相比,其受河流控制的作用减弱,滑塌和滑塌体上的浊积水道成为主要沉积特征。因此,砂质碎屑流是典型而主要的沉积微相,其控制着相对较为优质砂体的分布。而盆地常规低渗储层砂体多为三角洲前缘水下分流河道或河口砂坝沉积微相控制。通过岩石相、剖面相、测井相等综合分析表明,研究区长7主要发育4种砂体结构类型,多期砂叠置厚层型(Ⅰ),厚砂、薄泥互层型(Ⅱ),厚砂与薄砂、泥互层型(Ⅲ)及薄砂、泥互层型(Ⅳ),其中以Ⅰ、Ⅱ类砂体为最优质砂体结构。与盆地常规低渗储层沉积相比,致密储层由于沉积物为多期而快速堆积,且处于湖水相对较深的区域,沉积物较难受到湖浪淘洗作用。因此,沉积砂体粒序较为混杂,分选相对交差,非均质性较强。其沉积物粒度细,以细粉砂为主,中粗砂含量低(3.1%),泥质含量高(9.4%),砂泥互层较为发育。而常规低渗储层粒度一般较粗,中粗砂含量相对较高(16.1%),泥质含量低(0~2.2%),这是造成致密储层非常规特性突出的重要的沉积控制因素。与盆地常规低渗储层相比,由于是储集砂岩沉积物粒度细,泥质含量高;长石、抗压实能力差的岩屑及填隙物等塑性组分含量相对较高;处于湖盆中部地区,地层厚度相对较大,埋深相对较深,上覆岩层压力高于盆地其它区域等原因。机械压实成岩作用尤为突出,经计算和对比,长7致密油储层压实作用造成的孔隙度损失率55%以上,高出常规储层15个百分点(孔隙度损失率40%左右)。这也是造成储层非常规特性突出的又一重要控制因素。(3)从成岩作用方面:与盆地常规低渗储层相比,溶蚀作用对致密储层的改造作用更为突出。研究区溶蚀孔含量一般在1.3%左右,占到了总面孔的65%,高出常规储层35个百分点(一般占比在30%左右)。溶蚀作用增孔率达到了19.6%,高出10个百分点(一般增孔率为9%左右)。这些溶蚀孔隙极大地改善了储层的储集及渗流能力,对于长7油藏的形成和能够有效勘探开发奠定了基础。因此,溶蚀作用是研究区最有利的成岩作用,也是决定性的成岩作用。与盆地常规低渗储层相比,致密储层储集空间主要集中在1~7μm孔隙之间(占总孔隙体积的74.0%),而低渗储层储集空间则在6~20μm孔隙之间(10μm以上孔隙占比55%)跨度较大,较为平均分布。致密储层喉道细小(一般0.01~0.08μm),与孔喉配位数较低(每孔1~3个),低渗储层喉道相对较粗(一般0.12~0.23μm),孔喉配位数相对较高(每孔3~7个)。(4)从孔喉特征方面:受沉积、成岩作用影响,致密储层孔喉细微,总体属微孔微喉型,其孔隙度10.4%,与常规低渗储层(一般10~12%左右)相比差距较小,表明致密储层仍具有较好的储集性能;致密储层渗透率0.19mD,与常规低渗储层(0.7~2mD)相比相差极大,表明致密储层基质渗流能力较差。因此,致密储层储集性能表现为常规特性,而渗流特性表现为非常规特性。(5)从裂缝特征方面:研究区长7致密储层裂缝主要发育高角度构造裂缝,裂缝优势方位为北东东和北西向。研究区裂缝较少被充填,填充物以方解石为主,开度在0.5mm以下,受岩性和厚度影响主要分布在研究区中东部和东南地区,西南和东北地区裂缝较少。研究区长7致密储层有着显著的重力流沉积特征,砂质碎屑流是最有利沉积相带,在其控制下的I、II优质砂体是最有利的储集体;在经历了较为强烈的破坏性成岩作用后,以长石溶蚀为主的建设性成岩作用极大改善了储集性能和渗流能力;储层总体表现为微孔微喉特征,具有相对较好的孔隙空间,为油气聚集提供了较为有利的场所,但其渗流能力较差;在储层总体致密的背景下,由于裂缝的发育,较为有效改善了储层的渗流能力,为勘探开发创造了有利条件。总体看来:研究区长7致密储层是一套在储集性能方面具有常规特性的非常规碎屑岩储层,通过本文研究既清晰认识到其非常规特性,也较为客观的认识到了其具有的常规特性。