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川道-龙咀沟区长8储层特征分析

2020-01-12马守良陈世加尹相东

化工设计通讯 2020年10期
关键词:溶孔长石渗透率

马守良,陈世加,尹相东,李 帅

(1.油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都 610500;2.西南石油大学地球科学与技术学院,四川成都 610500)

1 区域地质简况

鄂尔多斯盆地位于华北地块的西部,属于广义的中朝板块其中的一个部分,并且也是位于华北克拉通之上,具有十分显著的多旋回叠合型特征,而且该盆地还是我国陆上第二大沉积盆地以及十分关键的能源基地[1]。川道-龙咀沟地区主要在陕北斜坡的南部地区发育,现今表现为比较平缓的西倾单斜区域构造特征,地层的倾角比较小,基本都小于1°,坡降的幅度为5~8m/km,内部结构十分简单,部分地区发育存在一定的差异而形成的压实作用,使得该地区的鼻状构造比较发育。川道-龙咀沟地区主力油层段延长组长8层以三角洲前缘沉积为主,浊积砂跟水下分流河道砂体是该区内油藏的主要储集体。

2 地层沉积特征

川道-龙咀沟地区三角洲前缘亚相水下分流河道、分流间湾、河口坝和远砂坝等沉积微相。研究数据表明,长8油层组主要是以三角洲前缘亚相为主。川道-龙咀沟长8地层厚度31.5~47.8m,为三角洲前缘沉积,微相主要为水下分流河道,该微相是陆上分流河道在水中延伸的一部分,称水下分支河道,沉积物以砂、粉砂为主,泥质极少。根据岩性特征可知,岩性以灰色厚层状细砂岩为主,另外存在一些细砂岩、粉砂岩以及粉砂质泥岩等。层理以交错、平行为主,砂岩的底部存在一些特殊的结构,如冲刷面,印模等,而且冲刷面周围存在比较多的泥砾岩。长8平均储层厚度为12.4m;储层的岩性主要为灰色、黑绿色细粒长石砂岩为主。水下分流河道砂岩和浊积砂岩是该区主要的储集层,长8储层面孔率的平均值大约为0.59%,主要储集空间均为长石溶孔和溶蚀粒间孔为主,长8储层平均喉道直径为0.15μm 左右,属与小孔隙-微喉道型、细小孔-微细喉型。

3 储层岩石学特征

根据岩石组成特征可知,目的层的储集岩石类型以灰黑色、黑绿色细粒长石砂岩为主,并且砂岩的成分成熟度以及结构成熟度都非常低。川道-龙咀沟长8地层的岩石的粒径为0.02~0.48mm,并且很多岩石的粒径都在0.03~0.29之间,最大可达到0.79mm。粒度的分布范围比较广,从粉砂到细砂再到中砂,粒度是较细。风化程度为中到深度风化;分选性中等,局部比较较好;磨圆度较差,一般为不规则状,因此一般为次棱角状。支撑结构方式为颗粒支撑结构,在颗粒支撑结构当中,颗粒相互之间的接触方式以点、点-线接触的方式比较多,很少部分为线状-凹凸接触。根据砂岩的粒度可知,长8段砂岩以细粒结构为主,存在比较少的粗粉砂岩,粒径主要位于0.09mm~0.18mm,平均粒径大约为0.14mm,最大粒径可达0.46mm。碎屑的分选性一般,部分比较差,颗粒的磨圆度也比较一般,主要为次棱角状。胶结类型主要分为2种:①孔隙式胶结;②镶嵌式胶结。碎屑的接触方式以线接触为主,而支撑性质主要为颗粒支撑,碎屑的成分主要分为2种:①石英;②长石。在长8油层组中,碎屑颗粒的主要组分为长石,其次为石英、岩屑。另外,云母以及重矿物的总量较低,大概在3.6%~7.7%。岩屑主要分为2种:①沉积岩岩屑;②变质岩岩屑。长8油层组填隙物成分在11.1%~17%,平均含量为12.6%。长8储集砂岩的填隙物主要有6种:①绿泥石;②高岭石;③蒙脱石;④水云母;⑤方解石;⑥硅质。根据大量的样品统计表明,除了钙质砂岩之外,目的层的填隙物总量主要位于8%~25%。几乎在所有井中都可见到绿泥石、方解石、硅质和水云母的分布。胶结类型主要分为2种:①孔隙式胶结;②基底-孔隙式胶结。

4 储层孔隙结构特征

根据多种资料(岩心铸体薄片、岩心观察、扫描电镜等)的观察和分析可知,川道-龙咀沟地区在成岩时发育很多孔隙,主要有5种:①原生粒间孔隙;②长石溶孔;③岩屑溶孔;④溶蚀粒间孔;⑤微裂缝等。

4.1 原生粒间孔隙

该种孔隙主要是指成岩时的砂质沉积物颗粒之中的孔隙部分空间被一些填隙物充填以及改造之后形成的,在川道-龙咀沟地区相对发育,分析测试资料表明,目的层中的原生孔隙的类型以剩余粒间孔隙为主,这种孔隙是指在成岩演化过程中,经过正常的压实作用和胶结作用之后,而孔隙中的骨架颗粒并没有经过显著的溶解作用而最终形成的一种孔隙。

4.2 长石溶孔

这种孔隙主要是指在埋藏成岩的过程中,砂岩中的一些长石碎屑颗粒在溶蚀作用之下形成的。此类孔隙在川道-龙咀沟区是最发育的一种孔隙类型。

4.3 岩屑溶孔

这种孔隙主要是指砂岩中的岩屑在溶蚀作用下而形成的。

4.4 溶蚀粒间孔隙

这种孔隙主要是指在溶蚀作用之下,一些碎屑和填隙物出现了溶解,使得成岩时砂岩中存在的一些残余粒间孔隙之中的碎屑间颗粒的物理化学性质出现变化之后而形成的。在这个阶段,地层中原生孔隙发育时,地下水大都比较活跃,并通过溶蚀而使孔隙进一步增加。

4.5 微裂缝

目的层中还能够见到比较少的微裂缝,含量比较大,大概为0.36%,差不多占面孔率的16%。对储层的渗透率而言,微裂缝具有非常重要的作用。研究区的微裂缝主要有2种:①沿着一定方向排列的软碎屑的内部以及边缘区域延伸分布;②沿碎屑颗粒之间进行分布,而且其中的一些层间缝被裂缝所充填。

川道-龙咀沟地区长8储层总面孔率为0.18%~2.34%,平均值为0.57%,孔隙类型有2种:①长石溶孔;②溶蚀粒间孔。两者分别为总孔隙的42.7%和37.6%。一般来说,排驱压力越小、最大连通孔喉半径越大,储层的物性就是越好,储集层储集能力就越好。川道-龙咀沟地区长8排驱压力分别为2.15MPa、1.71MPa,中值压力分别为15.65MPa、13.24MPa。长8油层组的孔喉半径大小不一,分布比较分散,分选性也比较差,并且总体的孔喉半径都非常小,平均喉径为0.15μm,平均孔隙直径为43.56μm(主要分布在10~50μm)。根据相关研究可知,川道-龙咀沟长8储层属于中孔-微细喉型、小孔-微细喉型、小孔-微喉型、细孔-微细喉型和细孔-微喉型为主。本区由微细孔隙组成,孔隙即喉道本身,杂基内微孔隙常组成这种喉道,其孔渗极低,孔喉比小。然而渗透率的大小除受孔隙大小的影响外,更主要是还受多个因素的影响:①几何形态;②喉道半径大小;③结构系数。其中喉道半径太小是储层渗透率较低的主要原因[2]。

5 物性特征

根据川道-龙咀沟地区资料分析结果表明,研究区目的层的孔隙度最小值、最大值、平均值分别为3.12%、14.86%、8.91%;渗透率的最小值、最大值、平均值分别为0.03×10-3μm2、1.86×10-3μm2、0.33×10-3μm2。71.6%样品的孔隙度处于7%~12%,71.49%样品的渗透率处于(0.2-0.6)×10-3μm2。长8储层孔隙度大于6.95%的样品累积频率为87.5%;渗透率大于0.14×10-3μm2的样品累积频率为85.7%。根据孔隙度、渗透率的平面分布情况可以看出研究区的孔隙度和渗透率具有以下2点特征:①高值区的分布情况与砂岩主要分布区域类似;②低区的分布情况部分比较一致。从裂缝的特征而言,压实作用比较强,而且脆性也比较大,极大地增加了低渗透储层出现裂缝的概率。因此,从某种程度而言,正是由于裂缝系统的存在,而使得低渗透油田可以得以开发。从川道-龙咀沟地区低渗透储层研究看,各产气井的裂缝都很发育,通过岩心观察可以发现存在比较多的高角度裂缝。一般而言,在储层中,裂缝的发育存在一定的差异性,是不均匀的,但是裂缝是一种十分重要的油气运移通道。

6 储层综合评价

根据储层各种特征以及陕北地区储层分类标准表可知,川道-龙咀沟区主要存在Ⅲa、Ⅲb、Ⅳ类3种类型。

川道-龙咀沟地区长8储层:岩性以细粒长石砂岩为主,而储集空间主要为长石溶孔。孔隙度处在3.4~14.6%,主要集中在7%~12%,渗透率为(0.04~1.86)×10-3μm2,主要集中在(0.1~0.6)×10-3μm2,属特低孔-特低渗储层。砂岩毛管压力存在以下2种特征:①排驱压力处于0.21~5.2MPa,中值压力处于2.06~55.69MPa,基本都小于10MPa;②最大的孔喉半径处于0.146~3.623μm,中值半径处于0.056~0.391μm。根据各种数据的综合评价可知,目的层的一半都属于Ⅲb 类(差)储层,Ⅲa 类(较差)储层约占20%左右,Ⅳ类(致密层)约占30%左右。

Ⅲa 类储层的厚度通常大于 20m,孔隙之间具有比较好的连通性,而且孔隙吼道半径也比较大。渗透率主要处于(0.1-0.3)×10-3μm2,孔隙度8%~10%,排驱压力0.37~0.73MPa,中值压力2.39~4.7MPa。

Ⅲb 类储层分布比较集中,但是在西南以及南部区域的分布逐渐减少。这类储层的厚度比较薄,通常为7~13m,孔隙之间具有比较好的连通性,而且孔隙吼道半径也比较大。渗透率(0.1-0.3)×10-3μm2,孔隙度介于5%~8%,排驱压力0.73~1.32MPa,中值压力4.7~9.5MPa。长8储层几乎占50%左右。

Ⅳ类储层主要发育在研究区其储层厚度一般介于4-9m,孔隙度和渗透率较低。渗透率0.1-0.3×10-3μm2,孔隙度小于5%,排驱压力大于1.32MPa,中值压力大于9.5MPa,与水下分流河道主体砂体相比,泥质杂基较发育。该类储层类型差,其中的流动能力最差。

7 结论

综上所述,川道-龙咀沟地区长8储层主要是低孔-超低渗储层,砂岩类型以长石砂岩和岩屑长石砂岩为主,其次为粉-细粒长石砂岩及中-细粒长石砂岩及细粒与粉砂质石英砂岩。它们具有共同的岩石学特征,即矿物成熟度低,结构成熟度低,为致密砂岩储集层。分选性以中-好为主,磨圆度以次棱角状为主。孔隙类型主要为粒间孔、长石溶孔,孔隙空间分选性较差,孔隙组合主要有粒间孔-溶孔型、溶孔-粒间孔型及复合型等。孔喉类型有大孔粗喉型、小孔-细喉型及小孔-微喉型。储层具有一定的微观非均质性,研究区整体以Ⅲb 类储层分布为主,从北部到南部,优质储层逐渐减少。

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