安塞油田坪橋地區(qū)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的研究

王 奕,陳恭洋 (長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,湖北荊州434023)

譚思哲 (中海石油(中國(guó))有限公司上海分公司,上海200030)

儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)特征是指巖石所具有的孔隙和吼道的幾何形狀、大小、分布及其相互連通關(guān)系。儲(chǔ)集層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)特征是影響儲(chǔ)層儲(chǔ)集流體能力和油氣采收率的主要因素,因此,搞清楚巖石的孔隙結(jié)構(gòu)特征是挖掘油氣層的產(chǎn)能和提高油氣采收率的關(guān)鍵[1]。

安塞油田坪橋地區(qū)是一個(gè)典型的低孔低滲的油氣層。三疊系延長(zhǎng)組是其主要的含油層系,油藏類型主要屬巖性油藏或構(gòu)造-巖性油藏。該油田自20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)以來(lái),經(jīng)過(guò)20年的勘探開(kāi)發(fā),現(xiàn)已成為鄂爾多斯盆地一個(gè)重要的產(chǎn)油區(qū)。目前隨著油氣資源開(kāi)發(fā)的逐漸深入,由于 “低滲、低產(chǎn)”的特點(diǎn)以及隱蔽油氣藏的復(fù)雜性,嚴(yán)重地制約了油田的勘探開(kāi)發(fā),使成本增高,效率減低。為實(shí)現(xiàn)油田可持續(xù)發(fā)展,需要詳細(xì)研究該區(qū)儲(chǔ)層低產(chǎn)低滲的成因特征并正確評(píng)價(jià)儲(chǔ)層。為此,筆者從孔隙形態(tài)、孔隙發(fā)育特征和儲(chǔ)集性能的角度,對(duì)該研究區(qū)儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了描述和分類,目的在于揭示儲(chǔ)層的微觀結(jié)構(gòu)特征,為改善開(kāi)發(fā)效果提供依據(jù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)背景

安塞油田坪橋地區(qū)位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡中南部,區(qū)域構(gòu)造背景為一平緩的西傾大單斜,傾角不足1°。斜坡上構(gòu)造活動(dòng)十分微弱,未發(fā)現(xiàn)斷層 (見(jiàn)圖1)。主要產(chǎn)層為三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng) 6油層,油層埋深1000～1400m,砂體主要為三角洲前緣水下分流河道沉積。研究表明,坪橋地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層主要發(fā)育巖性圈閉油藏,該區(qū)儲(chǔ)集層砂巖在縱向上、橫向上具明顯的非均質(zhì)性,成巖作用和孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜,主要受沉積相變快、砂巖物質(zhì)組分含量等影響。

圖1 鄂爾多斯盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭D

2 孔隙類型

2.1 原生孔隙

原生孔隙指砂巖沉積后經(jīng)過(guò)壓實(shí)、膠結(jié)等成巖作用而形成的原始孔隙,其主要以粒間孔的形式出現(xiàn)。該區(qū)原生孔隙包括殘余粒間孔隙和填隙物內(nèi)微孔隙。

1)殘余粒間孔隙 砂質(zhì)沉積物在埋藏成巖過(guò)程中原生粒間孔隙被填隙物部分充填改造后形成的一類孔隙稱殘余粒間孔隙。充填孔隙的多為薄膜式膠結(jié)的綠泥石,此外有再生式膠結(jié)的石英和孔隙式充填的綠泥石、石英及黃鐵礦等。在掃描電鏡觀察中,該研究區(qū)殘余粒間孔隙分布很不均勻,具有強(qiáng)烈的非均質(zhì)性,孔隙直徑一般為0.03～0.2mm,薄片面孔率在3%左右,一般情況下該類孔隙連通性較好,是該研究區(qū)烴類富集的主要孔隙類型之一 (見(jiàn)圖2)。

圖2 殘余粒間孔隙

2)填隙物內(nèi)微孔隙 該類孔隙指砂巖中與砂質(zhì)碎屑同時(shí)沉積的泥質(zhì)雜基內(nèi)的微孔隙。微孔隙中的孔隙一般極為細(xì)小,喉道很窄,滲透率也低,其孔隙和喉道的連通性很差,故其儲(chǔ)集性能也很差[2]。該類孔隙經(jīng)過(guò)壓實(shí)作用改造后大部分消失,僅有一部分位于泥質(zhì)雜基含量較高的粉細(xì)砂巖中。研究區(qū)內(nèi)該類孔隙個(gè)體小,分布不均勻且連通性差,因而不是烴類富集的主要孔隙類型。

2.2 次生孔隙

1)溶蝕粒間孔隙 該類孔隙是砂巖中的殘余粒間孔隙在成巖過(guò)程中因部分不穩(wěn)定礦物發(fā)生溶解后擴(kuò)大形成的溶蝕型次生孔隙,是砂巖儲(chǔ)集層主要孔隙類型[3]。溶解組分主要為長(zhǎng)石與方解石,此外有云母、巖屑和綠泥石化碎屑。該研究區(qū)溶蝕粒間孔隙較為發(fā)育,直徑0.01～0.1mm,薄片面孔率在5%左右,局部發(fā)育區(qū)可達(dá)7%,因而是該研究區(qū)烴類富集的主要孔隙類型之一 (見(jiàn)圖3)。

2)溶蝕粒內(nèi)孔隙 該類孔隙是砂巖中部分碎屑內(nèi)部在埋藏成巖中發(fā)生部分溶解而產(chǎn)生的一類孔隙。其特點(diǎn)是孔隙在顆粒內(nèi)部,且數(shù)量比較多,往往呈蜂窩狀或串珠狀。通過(guò)鑄體薄片和掃描電鏡觀察分析發(fā)現(xiàn),該研究區(qū)溶蝕粒內(nèi)孔隙多見(jiàn)于長(zhǎng)石和部分巖屑內(nèi),其孔徑一般為0.02～0.15mm,薄片面孔率3%左右,局部較發(fā)育區(qū)可達(dá)6%。溶蝕粒內(nèi)孔隙是該區(qū)砂巖的主要孔隙類型之一,常見(jiàn)與溶蝕粒間孔隙伴生分布,但分布很不均勻 (見(jiàn)圖4)。

3 孔隙組合關(guān)系

孔隙的組合關(guān)系在一定程度上決定了孔隙的連通情況,而孔隙的連通情況決定儲(chǔ)層的物性特征[4]。根據(jù)鑄體薄片與掃描電鏡觀察分析發(fā)現(xiàn),該區(qū)砂巖儲(chǔ)集層的孔隙組合關(guān)系主要為孔隙型、裂縫型、混合型和致密型。

3.1 孔隙型

孔隙型的特點(diǎn)是各種孔隙都有發(fā)育,主要為殘余粒間孔隙、溶蝕粒間孔隙、長(zhǎng)石溶蝕粒內(nèi)孔隙及各種微細(xì)孔隙,裂縫不發(fā)育,孔隙分布具有強(qiáng)的非均質(zhì)性,孔隙連通性一般,鑄體薄片面孔率一般為3%～6%。該類型孔隙組合的特點(diǎn)是砂巖孔隙度較高而滲透率相對(duì)較低。

3.2 裂縫型

裂縫型的特點(diǎn)是薄片面孔率很低,一般低于3%,除裂縫外,其他孔隙類型都不發(fā)育,巖石致密,局部見(jiàn)有巖石裂縫。該類孔隙組合在局部致密砂巖觀察中有發(fā)現(xiàn),其特點(diǎn)是砂巖滲透率相對(duì)較好而孔隙度較低。

圖3 溶蝕粒間孔隙

圖4 溶蝕粒內(nèi)孔隙

3.3 混合型

該類型是該區(qū)儲(chǔ)層中最好的孔隙組合,殘余粒間孔隙、溶蝕粒間孔隙、長(zhǎng)石溶蝕粒內(nèi)孔隙及各種微細(xì)孔隙都有發(fā)育,同時(shí)還可見(jiàn)裂縫。該類型孔隙組合的特點(diǎn)是砂巖的滲透率和孔隙度都相對(duì)較好,在具有較好的儲(chǔ)集空間的同時(shí),砂巖也具有較好的疏導(dǎo)性。

3.4 致密型

該類型在觀察中較為常見(jiàn),除個(gè)別填隙物內(nèi)微孔隙、自生礦物晶體間的微孔隙在局部碎屑巖中零星出現(xiàn)外,其他孔隙均不發(fā)育。該類型巖石致密,物性很差,有效孔隙度和滲透率很低,是該區(qū)儲(chǔ)層中最為不利的孔隙組合。

4 結(jié) 論

1)研究區(qū)長(zhǎng)6砂巖儲(chǔ)集層的孔隙類型分為原生孔隙和次生孔隙,其中次生孔隙是該研究區(qū)主要孔隙類型。溶蝕作用對(duì)改善砂巖的物性起到了至關(guān)重要的作用,但由于壓實(shí)、溶蝕作用的不均一性,導(dǎo)致孔隙的連通性降低,是造成該區(qū)低滲透率的重要原因。

2)該研究區(qū)孔隙組合關(guān)系主要為孔隙型、裂縫型、混合型和致密型,在各類型孔隙組合中以混合型組合關(guān)系對(duì)該區(qū)儲(chǔ)層最為有利。就低滲透儲(chǔ)層而言,裂縫的發(fā)育可提高儲(chǔ)層滲透率,同時(shí)為油氣的運(yùn)移提供了優(yōu)勢(shì)通道。

[1]鄭浚茂,龐明.碎屑儲(chǔ)集巖的成巖作用研究 [M].北京:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社,1989.

[2]陳德嶺.碎屑巖儲(chǔ)集層孔隙結(jié)構(gòu)的分類討論 [J].西安礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),1990(3):37-41.

[3]劉林玉.碎屑巖儲(chǔ)集層溶蝕型次生孔隙發(fā)育的影響因素分析[J].沉積學(xué)報(bào),1998,16(2):97-101.

[4]蔣凌志,顧家裕,郭彬程.中國(guó)含油氣盆地碎屑巖低滲透儲(chǔ)層的特征及形成機(jī)理[J].沉積學(xué)報(bào),2004,22(1):13-18.