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直罗油田黄家岭区长2储层特征及物性研究

2019-06-24

关键词:粒间溶孔喉道

曹 聪

(西安石油大学地球科学与工程学院, 西安 710065)

直罗油田黄家岭区的长2储层是该区的主力产层之一。本次研究,以黄家岭区的长2储层为研究对象,借助有关岩心资料、铸体薄片,运用压汞法、扫描电镜法等,分析长2储层的岩石矿物特征、储层物性特征、孔隙结构特征及储层物性的影响因素。

1 岩性及储集空间类型

1.1 储层的岩石学特征

根据对岩心的观察,长2储层岩性主要为浅灰色长石细砂岩。碎屑成分中,长石含量为35%~45%,平均为39.6%;石英含量为24%~38%,平均为28.6%;岩屑含量为5%~12%,平均为8.4%;云母含量为1%~6%,平均为3.6%。胶结物含量在4%~28%,平均为11.0%,主要由方解石、绿泥石组成。长2储层砂岩的平均粒度为0.15~3.45 mm,分选好;碎屑颗粒为次棱角状,颗粒支撑,排列方式为定向排列;胶结类型主要为孔隙胶结。

1.2 储集空间类型

研究发现,该区储层的孔隙类型主要是原生剩余粒间孔隙、次生溶蚀空隙和微裂缝。

(1) 原生孔隙。该区长2储层中发育的原生剩余粒间孔隙,主要是由黏土矿物充填胶结,石英、长石次生加大以及压实后的剩余粒间孔隙。

(2) 次生孔隙。根据溶蚀位置,次生孔隙分为次生粒间溶孔和次生粒内溶孔2种。粒间溶孔是胶结物溶解或溶蚀后在颗粒间形成的次生孔隙。粒内溶孔主要是长石或岩屑颗粒被局部溶蚀而产生的次生孔隙。该区长2储层砂岩中的次生孔隙,主要是长石或岩屑颗粒被局部溶蚀而产生的次生孔隙。扫描电镜观察可见,颗粒沿解理缝强烈溶蚀;偶见长石颗粒完全溶蚀,形成铸模孔。

(3) 微裂隙。该区砂岩中还发育少量微裂缝,以层间水平缝为主。它们是在成岩作用过程中因为受力不均而形成的,对储层物性影响很大。

2 储集岩物性和孔隙结构特征

2.1 储集岩物性特征

根据该区的200个岩心样品的分析资料,长2储层的孔隙度分布在5.9%~23.6%,平均值为14.0%;渗透率分布在(0.08~9.90)×10-3μm2,平均值为1.23×10-3μm2。从孔渗频率分布直方图可以看出,长2储层的孔隙度集中分布在10%~19%(见图1),渗透率集中分布在(0.1~2.0)×10-3μm2。

长2储层的孔隙度与渗透率呈正相关[1],且相关性较好,随着孔隙度的增大,渗透率增加较明显(见图2)。

图1 长2储层孔隙度频率分布直方图

图2 长2储层孔隙度与渗透率的关系图

2.2 孔隙结构特征

孔隙结构的性质直接影响储集岩的储集性能。根据文献[1][2]的研究结果,拟制了符合黄家岭区的孔喉分级标准,见表1。研究区长2储层孔隙发育较差,孔径在5~150 μm,平均为45.08 μm,属于小孔型;平均最大孔喉半径为2.537 1 μm,平均中值半径为0.173 9 μm,为小孔-细、小孔-微细喉型。

表1 砂岩孔隙、喉道分级标准

3 影响储层物性的因素

储层物性主要受沉积微相和成岩作用的控制。

3.1 沉积微相的影响

研究区长2储层是富县三角洲沉积体系、三角洲前缘亚相沉积,主要微相有水下分流河道和分流间湾[3]。水下分流河道沉积的砂体厚、沉积的水动力强,砂体分选、磨圆都比较好,而方解石和绿泥石的胶结物也有助于原生孔隙的保存,因而物性比较好。分流间湾沉积的主要是细粒的泥、粉砂岩,分选差,易被压实,物性比较差。

3.2 成岩作用

砂岩的成岩作用对储层孔隙影响较大的是压实压溶作用、胶结作用、溶蚀作用和破裂作用[4]。

(1) 压实与压溶作用。由于早期绿泥石薄膜的发育,长2储层砂岩中压溶作用表现不太明显,对储层物性的影响不大。

(2) 胶结作用。长2储层砂岩中的胶结作用类型主要有黏土胶结和碳酸盐胶结。在长2储层砂岩中,绿泥石胶结物比较常见,多数充填残余粒间孔,部分充填溶蚀孔隙,对储层物性影响较大。伊利石及伊蒙混层胶结物呈片状、丝缕状、毛发状充填孔隙,残余粒间孔大多变为晶间微孔,对原生孔隙度的影响不大;片状、丝缕状、毛发状胶结物常堵塞喉道,在很大程度上影响了渗透率。长2储层的碳酸盐胶结物主要为方解石,其次为铁方解石,呈大片连晶分布,充填大部分粒间孔隙,降低了储层孔隙度,甚至形成了致密隔挡层。

(3) 溶蚀作用。长2储层砂岩主要是长石、岩屑粒内溶孔和颗粒边缘溶孔,溶蚀作用对储层物性的改善有很大作用。

(4) 破裂作用。长2储层岩石发育有构造裂缝、层间张裂缝、压裂缝、微裂缝等多种类型。裂缝的发育可改善储层的孔渗性。

4 储层综合评价

根据鄂尔多斯盆地中生界碎屑岩储集层分类评价标准[4](见表2),结合黄家岭区的实际情况,将长2储层划分为4种类型[5-6],分别对应分类标准中的Ⅲb、IVa、Ⅳb、Ⅴ类储层。

第1类储层(Ⅲb):岩性主要为细粒长石砂岩,以原生粒间孔为主,溶孔发育,孔隙度大于10%,渗透率大于1×10-3μm2。毛管压力曲线下部的中间平缓段较短(见图4),排驱压力为0.16~0.37 MPa,中值压力为1.00~2.49 MPa;平均喉道半径为0.52~1.22 μm,中值半径为0.30~0.74 μm,属小孔中细喉道及小孔细喉道组合,孔喉分选好,喉道半径大。

第2类储层(IVa):岩性主要为细粒长石砂岩,原生粒间孔为主要储集空间,溶孔发育,孔隙度8%~10%,渗透率为(0.3~1.0)×10-3μm2。毛管压力曲线比第1类稍陡(见图4),排驱压力小于0.8 MPa,中值压力小于5.0 MPa;平均喉道半径大于0.27 μm,中值半径大于0.15 μm,属小孔细喉道及小孔微细喉道组合,孔喉分选较好,喉道半径较大。

表2 鄂尔多斯盆地中生界碎屑岩储集层分类评价标准

第3类储层(Ⅳb):岩性主要为细粒长石砂岩,储集空间为原生粒间孔,溶孔发育较差。孔隙度一般为6%~8%,渗透率为(0.1~0.3)×10-3μm2。毛管压力曲线比第1类陡(见图3),排驱压力为0.8~2.0 MPa,中值压力为5.0~10.0 MPa;平均喉道半径为0.05~0.27 μm,中值半径为0.05~0.15 μm,属小孔微细喉道,孔喉分选较好,喉道半径较小。

图3 长2储层毛管压力曲线

第4类储层(Ⅴ):岩性主要为粉砂岩、泥质粉砂岩,孔隙度常小于6%,渗透率小于0.1×10-3μm2。原生粒间孔主要被方解石充填,溶孔不发育。毛管压力曲线比第1类陡(见图3),排驱压力为2~20 MPa,中值压力为20~50 MPa。平均孔喉半径、中值半径小于0.05 μm,孔隙结构为小孔微喉型,孔喉分布呈单峰负偏态。

5 结 语

直罗油田黄家岭区长2储层,岩性主要为细粒长石砂岩,成分成熟度和结构成熟度相对偏低。其平均孔隙度为14.0%,平均渗透率为1.23×10-3μm2,属于低孔特低渗储层;孔喉类型为小孔-细、小孔-微细喉型。长2储层主要微相有水下分流河道和分流间湾,其中水下分流河道微相物性相对较好;压实与压溶作用对储层物性的影响不大,溶蚀作用和破裂作用对储层物性的影响较大,改善了储层物性。根据对储层性质的综合分析,黄家岭区长2储层包含4种类型,与鄂尔多斯盆地中生界碎屑岩储集层分类评价标准中的Ⅲb、IVa、Ⅳb、Ⅴ类储层相对应,储层性质分别为好、较好、差和非储集层。

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