大牛地氣田馬五5白云巖儲層特征及分布規律研究

2017-11-01 23:04:20唐明遠

石油地質與工程 2017年5期

唐明遠

唐明遠

（中國石化華北油氣分公司勘探開發研究院，河南鄭州 450000）

以沉積巖石學、油氣地球化學、碳酸鹽巖儲層地質學為理論基礎，通過大量鉆井巖心觀察、測井分析、薄片和掃描電鏡鑒定、物性及壓汞分析，研究了大牛地氣田馬五5亞段白云巖儲層特征及分布規律。結果表明，馬五5亞段儲層巖石類型以粉–細晶白云巖為主；儲集空間以晶間孔隙型為主，裂縫–孔隙型次之；平均孔隙度為5.41%，平均滲透率為1.05×10-3μm2，屬于低孔低滲儲層。馬五5白云巖是表生期向下滲流的巖溶水與地層本身沉積的泥晶灰巖交代作用形成，其分布與奧陶系風化殼巖溶古地貌密切相關，主要分布在大牛地氣田西部、北部的侵蝕高地以及東部、南部的侵蝕溝槽區，中部的斜坡臺丘及斜坡區白云巖欠發育。

大牛地氣田；馬五5儲層；白云巖特征；古地貌

鄂爾多斯盆地奧陶系以碳酸鹽巖沉積為主，在盆地中部靖邊地區已發現的大型巖溶風化殼氣藏，地質儲量達7 000×108m3，展示了盆地下古生界奧陶系碳酸鹽巖風化殼的巨大潛力[1–3]。大牛地氣田構造上位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡東北部[4]，與靖邊氣田具有相似的成藏條件，已有的勘探成果也表明奧陶系風化殼具有良好的天然氣勘探潛力。

近年來，在大牛地奧陶系風化殼發現馬五1+2、馬五5兩套具有一定規模的氣層，馬五1+2亞段儲層位于風化殼頂部，為一套巖溶儲集體，馬五5亞段儲層位于風化殼底部，為一套白云巖儲集體，二者具有不同儲層特征及分布規律。本次研究以風化殼底部馬五5亞段為目標層段，通過大量鉆井、巖心、測井、分析化驗及測試等資料綜合分析，對大牛地氣田奧陶系風化殼底部馬五5白云巖儲層特征及分布規律進行了深入剖析，以期為其后續的勘探開發提供一定的地質依據。

1 白云巖儲層特征

1.1 巖石學特征

大牛地馬五5亞段為潮下帶沉積，以潮下低能沉積環境為主，發育潮下灰坪微相，主要巖性為深灰、灰黑色泥微晶灰巖（圖1a），水平紋層較為發育，黑色灰巖俗稱“黑腰帶”，是區域標志層[5–7]（圖1a～c）。受到后期成巖作用的影響，馬五5亞段灰巖地層內局部出現白云石化，泥微晶灰巖被交代形成粉–細晶白云巖（圖1a～f）。巖心、薄片、掃描電鏡等資料表明，馬五5亞段儲層巖石類型以粉–細晶白云巖為主，一般呈深灰色層狀產出，晶體干凈明亮、晶面平直，晶體形態以半自形–自形為主，自形程度高，晶體大小均勻，一般30～50 μm，點–線接觸，晶間孔較為發育。

1.2 儲集空間特征

大牛地氣田馬五5儲層儲集空間類型主要有孔隙型、裂縫型及裂縫–孔隙型三種類型。

1.2.1 孔隙型

通過對鄂爾多斯盆地大牛地氣田馬五5亞段60余個薄片的觀察分析，馬五5白云巖儲層普遍發育孔隙型儲層，孔隙型儲層儲集空間主要有晶間孔、晶間溶孔，孔隙度2.0%～9.0%，滲透率0.1×10-3～1.0×10-3μm2。測井響應特征為低自然伽馬、低電阻率、低密度、高聲波時差及高補償中子。

晶間孔：指白云巖晶體之間的未經過溶蝕的孔隙。馬五5亞段晶間孔由交代成巖作用形成，主要發育在粉、細晶白云巖中，其孔徑0.01~0.5 mm，晶間孔面孔率3%~14%（圖1ｇ）。

晶間溶孔：是指晶間孔及晶間膠結物經過溶蝕作用而擴大形成的孔隙。該類孔隙在大牛地馬五5亞段白云巖中比較發育，溶蝕作用使其形態變得不規則，呈分散狀或順層密集分布，孔徑大小差異較大，一般為0.02~0.8 mm，其面孔率為0.1％~7.5％（圖1h）。

1.2.2 裂縫型

大牛地馬五5亞段裂縫普遍發育，主要以高角度裂縫和網狀縫為主，且多為溶蝕縫，構造縫較少，裂縫大部分被充填，較少能成為儲層，送樣分析的198塊樣僅有8塊樣為帶裂縫性灰巖樣（圖1i～j）。但該類儲層的滲透率較高，為0.89×10-3~102.00×10-3μm2，平均值14.23×10-3μm2，孔隙度為0.62%~3.20%，平均值1.56%，分布范圍較大。

1.2.3 裂縫–孔隙型

裂縫–孔隙型儲層在大牛地馬五5白云儲層中比較常見，該類儲層裂縫為微裂縫，其物性較好（圖1k～l）。巖心孔隙度2.0%～10.0%，滲透率0.5×10-3~100×10-3μm2，是一種比較理想的儲層類型，其測井響應特征與孔隙型相似，但聲波時差大幅升高，且起伏較大。

圖1 大牛地氣田馬五5儲集巖及儲集空間

1.3 儲層物性特征

根據大牛地馬五5亞段188個物性分析數據的統計，同時滿足孔隙度大于2%、滲透率大于0.1 μm2的物性下限條件的數據164個。馬五5亞段晶間孔隙型儲層平均孔隙度5.25%，最大孔隙度為10.30%，平均滲透率為0.46×10-3μm2，最大滲透率為4.07×10-3μm2，裂縫–孔隙型儲層平均孔隙度5.56%，最大孔隙度11.40%，平均滲透率8.55×10-3μm2，最大滲透率127.00 μm2（表1，圖2）。存在裂縫的樣品占總樣品的7.3%，反映馬五5段儲層以白云巖晶間孔為主。

表1 大牛地馬五5儲層物性統計

圖2 馬五5孔隙度與滲透率分布

2 白云巖儲層測井識別

大牛地馬五5亞段巖性組成上以深灰、灰黑色泥微晶灰巖為主，整套地層泥質含量低，伽馬值15~30 API，低于其上下地層的伽馬值。馬五5白云巖儲層與馬五5原始沉積的泥微晶灰巖地層相比，電阻率、補償密度、光電吸收界面指數明顯更低，而聲波時差和補償中子明顯更高。綜上所述，馬五5白云巖儲層電性特征為“四低兩高”，即低伽馬、低電阻率、低補償密度、低光電吸收界面指數，高聲波時差、高補償中子。運用測井、分析化驗資料等建立了測井識別標準（表2）。即馬五5白云巖儲層測井上補償中子值大于3.0%，聲波時差大于163 μs/m，補償密度小于2.76 g/cm3，深電阻率小于1 000 Ω·m，孔隙度大于3.0%，滲透率大于0.05×10-3μm2。

表2 大牛地氣田馬五5白云巖儲層識別標準

3 儲層平面分布特征及規律

大牛地氣田馬五5亞段存在多個規模大小不等的白云巖儲層發育區，西部、北部最發育，東部、南部次之，中部最不發育（圖3）。研究表明，大牛地馬五5白云巖儲層是由于表生期下滲巖溶水與地層交代作用形成的，因此其白云巖儲層的分布主要受到表生期巖溶古地貌控制[8–13]。馬五5巖溶古地貌對比分析表明（圖4），馬五5白云巖儲層分布具有三個規律：一是白云巖儲層主要分布于侵蝕高地和溝槽，即風化殼馬五1~馬五4地層厚度較薄的區域，另外侵蝕溝槽內大氣淡水和巖溶水長時間大量聚集，使其巖溶作用及白云化程度均強于侵蝕高地，二是斜坡臺丘、斜坡區白云巖儲層欠發育，僅在局部潛坑或小型洼地的下部發育規模較小的白云巖儲層，三是白云巖儲層具有沿著古構造較低方向發育趨勢，主要是由于巖溶水沿著構造低的方向傾斜著下滲到馬五5地層造成。