溱潼西斜坡阜三段儲層特征及主控因素研究

2019-03-14 01:37:34敬曉波

石油地質與工程 2019年1期

敬曉波

（中國石化華東分公司石油勘探開發研究院，江蘇南京 210011）

1 區域地質概況

溱潼凹陷西斜坡阜三段發育多套砂體，上部阜四段發育穩定的泥巖，可作為區域性的蓋層；下部阜二段發育大套的黑色泥巖，具有良好的生烴能力；西斜坡的南華地區及倉吉地區阜三段都探明了油氣藏，表明了溱潼凹陷西斜坡具有良好的勘探前景[1]。然而，前期該區阜三段的研究仍以構造、沉積、成藏為主，而針對儲層特征及其主控因素方面的系統性研究相對缺乏，影響儲層有效性的主控因素還不明確，制約了研究區有利儲層的預測以及油氣勘探工作的進一步深入[2-5]。本文通過對西斜坡阜三段儲層特征進行系統性研究，探討儲層物性的主控因素，并結合實際勘探開發情況對儲層進行分類，以期為該區有利儲層的預測提供參考。

溱潼凹陷是蘇北盆地的一個三級構造單元，南為泰州凸起，東鄰梁垛低凸起，北以吳堡低凸起為界，整體上南斷北超、東西收斂，是一個典型的箕狀斷陷。溱潼凹陷自南向北可劃分為三個構造單元，依次為斷階帶、深凹帶、斜坡帶。凹陷內自上而下主要發育新近系鹽城組以及古近系三垛組、戴南組、阜寧組、泰州組。溱潼凹陷西斜坡阜三段以三角洲前緣沉積為主，局部發育灘壩砂，單層砂體厚度小，具有橫向連片，縱向疊置的特點。

2 儲層特征研究

2.1 儲層巖石學特征

研究區阜三段主要發育細-粉砂巖，顏色以淺灰-灰色為主，泥巖為灰綠色，反映了淺水半還原的沉積環境[6]。儲層以長石石英砂巖為主，成分成熟度中等；石英含量59%～76%，長石含量24%～36%；膠結作用以黏土礦物膠結為主，雜基含量10%～50%。砂巖以顆粒支撐為主，分選好-中等，顆粒呈次棱角-次圓狀，表明該區受到波浪淘洗。

2.2 儲層物性特征

儲層物性參數是儲集性能優劣最直接的體現[7]。西斜坡阜三段孔隙度為0.1%～27.4%，平均13.4%，超過87%的樣品孔隙度為5.0%～20.0%，表明西斜坡儲層具有中低孔的特征；滲透率 0.1×10-3～80.0×10-3μm2，平均 11.0×10-3μm2，超過 85%的樣品滲透率為 1.0×10-3～50.0×10-3μm2，表明該區儲層為低滲特低滲型（圖1）。

2.3 儲層孔喉結構特征

儲層孔喉結構特征是儲層評價的一項重要內容，可通過毛管壓力曲線分析資料的相關參數來表征[8]。阜三段砂巖儲層排驅壓力 0.05～3.00 MPa，平均為1.09 MPa；中值毛管壓力0.63～100.28 MPa，平均為18.30 MPa；平均喉道半徑0.06～4.04 μm。根據以上參數，可判定本區砂巖儲層喉道屬于中小孔喉。

壓汞實驗表明阜三段儲層分為兩類：一類是中喉儲層，孔隙度大于15.0%，物性好，最大連通孔喉半徑為1.60 μm，平均喉道半徑0.70 μm，排驅壓力均值為 0.9 MPa；另一類是小喉儲層，孔隙度10.0%～15.0%，最大連通孔喉半徑0.20 μm，平均喉道半徑0.10 μm，排驅壓力均值為1.9 MPa（表1）。

圖1 溱潼凹陷西斜坡儲層物性特征

表1 阜三段儲層物性與孔喉大小及分布特征關系

2.4 儲層主要儲集空間類型

阜三段儲層主要發育粒間孔、晶間微孔，局部發育溶蝕孔，裂縫較少。

粒間孔：粒間孔是阜三段砂巖儲層中最為常見的孔隙，主要發育殘余原生粒間孔和次生粒間孔，殘余粒間孔以不規則多邊形或三角形為主，連通性相對較差；次生粒間孔主要是碳酸鹽膠結物、黏土基質、部分碎屑顆粒被溶蝕而形成，孔徑通常較大，連通性相對較好。

晶間微孔：晶間微孔孔徑較小，分布在黏土礦物晶體之間，以高嶺石為代表的黏土礦物晶間微孔為主，在阜三段泥質粉砂巖儲層中較為常見，。

溶蝕孔：溶蝕孔是顆粒內部組分被溶蝕而形成的，顆粒內部的長石被溶蝕而形成的粒內孔最為常見，其形態通常不規則；根據溶蝕程度的不同，主要呈窗格狀、蜂巢狀、殘骸狀，連通性普遍較差。

3 儲層物性主控因素

3.1 沉積相對儲層的控制作用

不同沉積微相具有不同的巖性特征，決定了儲層原始物性的差異[9]。溱潼西斜坡阜三段為一套典型的湖相三角洲前緣沉積，主要發育水下分流河道、河口壩、遠砂壩、分流間灣等微相[10]。分流間灣以粒度較細的泥質粉砂巖以及粉砂質泥巖為主，儲層物性表現為低孔低滲；水下分流河道、河口壩及遠砂壩是砂體相對發育區，其中水下分流河道以厚度較大、粒度相對較粗的中細砂巖為主，偶夾少量薄層粉砂巖，泥質含量較低；河口壩以細-粉砂巖為主，質地較純凈；遠砂壩以粉砂巖夾少量泥巖為主。

從統計的物性資料來看（圖2），儲層物性受沉積微相控制，河口壩與水下分流河道物性比遠砂壩好，物性最差的為遠砂壩。河口壩與水下分流河道儲層物性無明顯區別，這一定程度上與阜寧組原始的遠源沉積環境有關。河口壩與水下分流河道形成于較強的水動力背景下，沉積物顆粒相對較粗，泥質含量較低，儲層滲透性較好，為物性相對較好的有利沉積相帶；遠砂壩泥質含量高，物性稍差，平均孔隙度10.7%，平均滲透率0.16×10-3μm2，但深凹帶阜寧組三段離烴源巖較近，可能具有“近水樓臺”的成藏優勢。綜上所述，沉積相是研究區儲層發育的先天因素，有利的沉積相類型是優質儲層形成的基礎。

圖2 溱潼凹陷阜三段沉積微相與儲層物性關系

3.2 成巖作用對儲層質量有較大影響

普通薄片、鑄體薄片、掃描電鏡的鏡下觀察結果表明，壓實作用、膠結作用以及溶蝕作用對阜三段儲層物性具有一定的影響。其中壓實作用、膠結作用是破壞性成巖作用，是后期儲層物性降低的主要因素；而溶蝕作用為建設性成巖作用，對提高儲層的儲集性能起到了積極作用[11-12]。

壓實作用對儲層具有破壞性影響。研究區砂巖顆粒之間以顆粒支撐、點接觸、點-線接觸為主。上覆地層壓力不斷增大，剛性顆粒（石英）產生了破裂，云母等片狀礦物受擠壓而變形，降低了儲層的孔隙度，影響了儲層的連通性。

膠結作用對儲層具有破壞性影響。膠結作用通常會導致孔隙變小，孔隙間的連通性變差，進而對儲層物性產生破壞性影響。黏土礦物膠結是對儲層物性影響最大的膠結類型，其產狀主要有包殼狀、團塊狀，其次是碳酸鹽巖膠結，多為泥晶-亮晶膠結，充填在孔隙之間，成分多為含鐵方解石，染色后變紅；同時硅質膠結也較為常見，也存在石英次生加大現象，次生石英與早期石英顆粒之間的界限清晰可見。

溶蝕作用對儲層具有建設性作用。溶蝕作用易形成次生孔隙，有利于孔隙度變大，屬于建設性成巖作用。阜三段砂巖中溶蝕作用形成了粒間溶孔、溶蝕孔、晶間微孔等次生孔隙。溶蝕作用主要包括長石溶蝕、黏土基質或碳酸鹽膠結物溶蝕兩大類，其中長石溶蝕最為常見，主要呈窗格狀、殘骸狀，粒內孔形態一般不規則，并且連通性較差；而黏土基質或碳酸鹽膠結物溶蝕，主要體現在粒間溶孔、晶間微孔，黏土礦物和少量碳酸鹽膠結物被溶蝕，黏土礦物表面見星點狀晶間微孔，部分碎屑顆粒邊緣也可呈港灣狀。

4 儲層評價

通過對溱潼凹陷西斜坡儲層詳細分析，結合實際情況認為，該區主要發育I、II、III三類儲層，其中III類又可進一步細劃分IIIa、IIIb兩個亞類。I類儲層孔隙度大于15%，滲透率大于10.0×10-3μm2，排驅壓力小于0.4 MPa，常規試油可獲自然產能；II類儲層孔隙度 10%～15%，滲透率 1.0×10-3-10.0×10-3μm2，排驅壓力 0.40～1.23 MPa，壓裂后此類儲層可獲工業油流；III類儲層孔隙度小于 10%，滲透率小于1.0×10-3μm2，排驅壓力大于1.23 MPa，其中IIIa類儲層通過適當的工程技術改造后可獲得工業油流，IIIb類儲層無勘探意義（表2）。