新立地区嫩三段储层微观特征研究

2012-08-20黄玉欣何海泉中石油吉林油田分公司勘探开发研究院吉林松原138000

石油天然气学报 2012年12期

黄玉欣，何海泉（中石油吉林油田分公司勘探开发研究院，吉林松原138000）

新立油田地理位置上位于吉林省松原市前郭县境内，区域构造位于松辽盆地南部中央坳陷区扶－新隆起带西端。新立油田是一个岩性、构造复合油气藏，油田开采的主力油层是上白垩统嫩江组三段（K1n3）的黑帝庙油层，埋深较浅，一般不超过900m。研究区目的层段即K1n3主要发育三角洲前缘砂体，受北部物源供给，砂体主要在大安－塔虎城－新立－新庙－新民一带分布，砂岩厚度10～15m，向南呈减薄的趋势，在黑帝庙－大老爷府一带砂体厚度最小，为0～5m。油气的分布与储层物性的好坏有着密切的联系，因此有必要研究储层微观特征。

1 储层岩石学特征

据548块薄片资料统计，研究区目的层段岩石类型其碎屑成分主要由石英、长石及岩屑和少量的云母、重矿物组成。石英体积分数φ（Q）主要为20%～44%，平均值31.65%；长石体积分数φ（F）主要为1%～44% ，平均值17.65%；岩屑体积分数φ（R）主要为1%～49%，平均值19.7%。从碎屑组成来看，新立地区K1n3砂岩的成分成熟度中等偏低。岩性主要为长石质岩屑砂岩及岩屑质长石砂岩[1]（图1）。

从薄片资料及粒度资料分析，研究区砂岩多属细砂岩及粉砂岩，分选中等～好；磨圆度呈次棱角～次圆状为主，胶结类型以孔隙式胶结占主导，其次为接触～孔隙式胶结，少量基底式胶结。经薄片揭示，颗粒接触类型为点接触或点～线接触，基本可预见研究区压实作用较弱。研究区填隙物主要为杂基和胶结物。杂基类型为泥质、泥晶灰质、长英质等；胶结物普遍发育，主要有：方解石、高岭石、硅质等。对储集层的薄片鉴定数据统计结果为：填隙物平均体积分数为25.5% （314块薄片统计），其中泥质、方解石、高岭石、自生石英的体积分数分别为46.2%、17.7%、26.7%、7.3%、2.1%。

图1 新立地区K1n3砂岩分类三角图

2 成岩作用类型及对物性的影响

成岩作用是影响储层的主要原因之一[2～4]，研究表明，研究区目的层段只经历了早成岩B期成岩阶段，主要经历了压实作用、胶结作用、溶解作用、交代作用等过程，使研究区储层发生了一系列变化。

2.1 压实作用

研究区压实作用较弱，颗粒发生压扁、拉长、揉皱等塑性变形的程度较轻，结构疏松。

2.2 胶结作用

研究区砂岩中主要胶结矿物类型有：泥质、硅质和碳酸盐等。

1）泥质胶结物

图2 新立地区K1n3储层泥质胶结物分布状态

新立地区储层泥质胶结物含量较高，综合分析扫描电镜、X－衍射分析资料，发现研究区砂岩中黏土矿物主要是蒙皂石和高岭石（见图2）。蒙皂石呈薄片状集合体分布；高岭石单体为假六边形晶片，集合体呈书页状分布在颗粒间，与自生石英共生。这些自生矿物或是附着在颗粒表面，或是杂乱堆积在粒间孔隙中。结果使喉道变窄甚至阻塞，致使储层物性变差。

2）硅质胶结物多以自生石英晶粒形式在储集岩中出现，部分已出现次生加大现象。其平均体积分数在0%～4.6%之间。由于目的层埋深较浅石英次生加大较弱，薄片中表现仅有个别石英颗粒有次生加大边，加大边较窄，电子显微镜下可以看到石英Ⅰ－Ⅱ级加大。石英加大的结果是储层孔隙度降低，孔隙间的喉道变窄，使储层物性变差（见图3）。

3）碳酸盐胶结物研究区碳酸盐胶结物的含量分布较广，扫描电镜资料表明，碳酸盐胶结物主要有方解石和菱铁矿，方解石在砂岩中呈嵌晶状或晶粒状充填孔隙，菱铁矿主要以分散状微晶分布在砂岩颗粒表面。研究区碳酸盐含量较高，碳酸盐含量与储层孔隙度成负相关性、与渗透率相关性不好，主要由于目的层储层原始孔隙度较高，碳酸盐胶结物对其影响不很明显。

图3 新立地区K1n3储层硅质胶结物分布状态

2.3 溶解作用

研究区砂岩溶解作用比较强烈，主要表现为长石等不稳定矿物颗粒溶解和碳酸盐胶结物的溶解。早期碳酸盐的溶解表现在因其溶解使砂岩呈差异压实现象，同一样品中部分颗粒排列紧密，部分颗粒呈点接触，形成不均匀次生孔隙，溶解作用可形成一定量的次生孔隙（见图4）。

2.4 交代作用

研究区砂岩中交代作用较弱，主要表现为黏土矿物对碎屑矿物颗粒的交代，黏土矿物交代部分颗粒，交代部分依然保留了颗粒的形状。因此交代过程对原生孔隙起破坏作用。

总之，在成岩过程中由于早期机械压实作用，使泥质含量高的砂岩因缺少抗压基质、孔隙度损失较大；强烈的胶结作用使得储层孔隙空间大幅减小；交代作用在研究区不甚发育，对物性影响不大，然而区域内普遍发育的溶解作用在一定程度上又改善了储集层物性。

图4 新立地区K1n3储层次生孔隙分布

3 储集空间类型及孔隙结构特征

储层微观孔隙是油气赋存的重要场所，喉道是油气渗流的重要通道[5]。所以，研究储层岩石所具有的孔隙类型、孔隙和喉道的大小、分布及连通程度，对于弄清储集性能具有实际的意义。

3.1 孔隙类型

铸体薄片统计资料，该区面孔率平均20.4%。主要孔隙类型有粒间孔、粒内孔、铸模孔、裂缝孔隙等，其中以粒间孔最为发育（见图5）。

图5 新立地区K1n3储层孔隙类型

3.2 喉道类型

根据铸体图像分析结果，对据研究区有效储层孔隙结构统计表明。目的层有效储层孔隙直径均值平均值为214μm，喉道半径均质平均值为71.2μm，孔隙最大配位数平均值为4.5，配位数均质平均值为1.2，面孔率平均值为20.4%，孔径平均值与喉道直径平均值、孔隙度的正相关性较好。研究认为，研究区是以高孔－粗喉道、较高配位数结构为主的储层。在同一储层中，由于岩石的颗粒接触关系，颗粒大小、形状及胶结类型不同，喉道的类型也各不相同，常见的喉道包括：孔隙缩小型喉道、缩喉道、片状或弯片状喉道、微喉道。

3.3 孔隙结构特征和储层类型

综上所述，喉道形状和大小的不同可以产生不同的毛细管力，进而大大影响孔隙的储集性能和渗透率。压汞曲线[6]可以反映不同孔隙大小和分布。压汞曲线偏向左下方的为粗歪度，歪度越粗，排驱压力越低，其物性越好，压汞曲线上出现的平台越宽，孔喉分选性越好。从研究区压汞曲线特征可以看出（图6），新立地区孔隙结构复杂，根据目的层储层压汞参数及主要岩性特征，在储层物性特征及孔隙类型研究的基础上，将其孔隙结构类型划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类。其中具有Ⅰ、Ⅱ类结构储层为较好有效储层，具有Ⅲ类结构储层为一般有效储层，具有Ⅳ类结构储层基本为无效储层（表1）。