随着油气勘探理论的提高、开采技术的进步,致密砂岩气藏在油气资源中所占的比重越来越大,引起人们极大的关注,而在大规模致密砂岩内部寻觅具有商业价值的油气富集带也成为致密砂岩气藏勘探的核心内容,这种在种在普遍低孔隙度、低渗透率储层中发育的物性相对较好的有效储层,我们称之为相对优质储层(即“甜点”)。能够准确认识致密砂岩储层中有效储层的形成机制和分布规律是进行“甜点”储层预测的基础。致密砂岩气作为我国能源接替的第一梯队,对其进行致密化储层成因机制研究,将有助于准确预测“甜点”储层成因机理与分布规律的认识,对下一步进行有效勘探开发具有重要意义。四川盆地南部(蜀南)须家河组砂岩是我国重要的天然气储层和产层,同时也是典型致密天然气藏发育地区,其埋深大且普遍经历了复杂的成岩作用,造成现今储层致密~超致密的特征,但在其超致密背景下仍然发育有对天然气储集有利的相对优质储层区域。普遍的致密化导致了研究区整体砂体发育、但天然气富集区难寻的特点,给天然气勘探带来了较大的困难。由于本区须家河组非均质性较强,油气二次运移动力不足,因此,对于须家河组的油气勘探的重点仍然是以寻找“甜点”储层,也就是寻找孔隙度高的地区和层段为主。在众多前人研究成果的基础上,以盆地分析、储层沉积学、石油地质学、油气成藏条件等多学科理论为指导,从岩心资料、测井资料入手,通过大量的实测物性资料、薄片资料进行储层岩石学特征研究和物性特征研究,分析储层砂体的碎屑成分、碎屑结构、填隙物及岩性特征等与物性关系;通过压汞资料和铸体薄片图像分析认识储层砂体孔喉结构和储层分类评价;通过薄片鉴定、扫描电镜观察认识储层的主要储集空间类型和胶结物、填隙物特征及其经历的成岩作用;结合黏土矿物X-衍射分析,在分别研究原生孔隙的演化和次生孔隙成因过程的基础上研究储层成岩序列和孔隙演化关系;通过流体包裹体均一温度、有机质成熟度、荧光显微镜观察薄片,确定了硅质胶结物形成时间和烃类充注期次,总结沉积与成岩对储层质量的控制作用,对致密储层进行分类,并在此基础上进行不同成因类型致密储层的成因机制分析,总结“甜点”储层发育控制因素与分布规律,通过上述研究取得以下成果:(1)研究区须家河组致密砂岩经历了压实(压溶)、胶结、溶蚀、交代作用,自生石英、自生方解石、自生绿泥石等自生矿物析出以及破裂作用等多种成岩作用类型,其中压实和胶结作用是造成本区须家河组致密的第一要素,溶蚀作用是形成有效储层的主要原因。(2)首次对蜀南地区须家河组致密砂岩储层的致密化形成机制进行探讨,并确定其致密化的关键因素,尤其是对胶结物的物质来源和形成机制进行深入研究认为:压实作用是储层致密的主要原因;成岩过程中的石英次生加大和钙质胶结是储层致密化的强化与关键;相对优质储层的形成是大地构造背景、沉积环境以及成岩作用等因素在时间和空间上优质组合形成的地质结果。(3)确定了研究区致密化的时间及其与油气充注之间的关系,认为储层致密化时间发生在烃类充注之前。且致密化过程划分为3个阶段:准同生期~早成岩A期的迅速减孔阶段;早成岩A期~早成岩B期强烈的机械压实阶段;早成岩B期-中成岩A期强烈的胶结阶段。此三阶段的致密化造成储层的现今的致密程度。(4)提出在蜀南地区须家河组致密砂岩储层中“甜点”储层的成因机理在于原生孔隙的保存条件好及次生孔隙的溶蚀程度好,原生孔隙的保存条件主要有较高的刚性颗粒含量能抵抗压实作用和绿泥石包膜抑制硅质胶结,次生孔隙的形成条件主要有易溶成分长石含量的适当和具有溶蚀流体能够自由出入的通道。这二者均发育在主分流河道砂体中,刚性颗粒含量较高,绿泥石包壳能够阻止自生石英的发育,从而保存更多的剩余原生粒间孔隙,是“甜点”储层的有利发育区。取得的研究成果不仅指导四川盆地南部须家河组碎屑岩层系合理的勘探部署,促进勘探开发进程,实现致密砂岩领域的导向性突破具有重要的指导意义,也对实现四川盆地油气勘探突破具有重大的现实意义,同时对在经历深埋藏低渗透致密砂岩储层、特别是致密砂岩储层中寻觅并预测“甜点”储层具有理论意义,更为丰富石油地质学和储层沉积学的理论提供研究价值。