苏里格东部马储层特征及成藏控制因素*

2014-06-07 05:59朱广社赵俊兴邵晓岩李凤杰季明明

西南石油大学学报(自然科学版) 2014年3期

朱广社，赵俊兴，邵晓岩，李凤杰，季明明

1.成都理工大学沉积地质研究院，四川成都 610059 2.中国石油长庆油田分公司第三采油厂，宁夏银川 750006 3.“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·成都理工大学，四川成都 610059

朱广社1，2，赵俊兴1，3，邵晓岩2，李凤杰1，季明明1

近年来，作为鄂尔多斯盆地油气勘探新层段，奥陶系马家沟组马亚段取得了天然气勘探的突破。在钻井岩芯观察、测井分析、薄片鉴定、物性分析等基础上，结合生产资料，系统研究了苏里格地区东部马亚段碳酸盐岩储层特征，分析了成藏控制因素。认为苏里格东部地区马亚段主要储层为白云岩型岩性气藏，气藏与白云岩之间对应关系好，晶间孔是最主要的储集空间类型，其中，中晶白云岩、细晶白云岩和粉晶白云岩的储层物性最好；沉积微相为储层的发育提供物质基础，白云岩控制了有效储层的分布，中—后期埋藏阶段的成岩作用对储层发育和成藏最为有利，鼻状构造对成藏有一定的影响，古岩溶作用对马亚段储层的影响不大。

苏里格东部；马家沟组；马亚段；储层特征；控制因素

Zhu Guangshe,Zhao Junxing,Shao Xiaoyan,et al．Reservoir Characteristics and Controlling Factors of MSub-member of Majiagou Formation in the East of Sulige Area[J]．Journal of Southwest Petroleum University：Science&Technology Edition，2014，36（3）：45–53．

引言

世界上的油气资源和生产资料表明，碳酸盐岩油气储量和产量占到了50%。目前，碳酸盐岩油气储集层在中国虽有大量发现，但是所获得的碳酸盐岩油气储量和产量远低于其他的一些国家，因此，寻找碳酸盐岩油气田已经成为未来油气勘探的重点。鄂尔多斯盆地是中国第二大沉积盆地，该盆地的古生界蕴藏有十分丰富的天然气资源[1]。本文所研究的苏里格地区位于盆地的西北部的内蒙古和陕西交接地带（图1），在区域构造上属鄂尔多斯盆地的伊陕斜坡北部地区[2-3]。依据盆地的古生物特征、沉积旋回和区域性标志层，前人将马家沟组从下往上划分出了马一～马六等6个层段[4-9]。

图1 鄂尔多斯盆地单元划分及研究区位置图Fig.1 Tectonic division and location of the study area in Ordos Basin

随着苏里格气田近年来勘探与开发进程的加快，在位于苏里格气田东区的下古生界天然气勘探取得了重大成果[10]。由于目前所发现的主要含气层位是马五段的上部（马）碳酸盐岩风化壳储层（古岩溶），盆地相关方面的研究成果较多[2-17]。但随着盆地气田的勘探与开发，作为中组合的马亚段越来越引起重视，并且取得了油气勘探的突破[18-19]，但研究区马亚段的储层特征研究尚在起步阶段。在前人有关马五段储层研究成果的基础上，以显微图像分析、岩石薄片鉴定、物性测试分析以及测井资料等手段基础上，结合相关生产资料来对苏里格气田东部地区马亚段开展储层特征研究，并探讨成藏控制因素，为今后盆地中组合马亚段的天然气勘探与开发等提供参考。

1 储层岩石学特征

1.1 储层岩石类型

1.2 填隙物特征

图2 苏里格东部地区马亚段主要岩石类型与储集空间图版Fig.2 The main rock types and reservoir space chart of Msub-member of Majiagou Formation in the east of Sulige Area

表1 研究区岩石中主要填隙物类型及含量统计表Tab.1 The main filler type and contents of rocks in study area

2 孔隙特征

2.1 孔隙类型

在苏里格东部地区的钻井岩芯观察、扫描电镜、薄片鉴定等分析基础上，按照成因可将马亚段储层的孔隙类型分为原生孔隙和次生孔隙两种（表2），裂缝在区内少见。根据钻井岩芯和铸体薄片资料，苏里格东部马亚段中储层的储集空间形式多样，这是在不同成岩期形成的结果。从表现形式上看，这里既有原生（准同生）期形成的孔隙，又有表生期和埋藏期形成的孔隙，同时还有少量后生阶段形成的构造裂隙。事实上，在同一块岩芯上或者是在同一个显微薄片里，往往可以看到两种以上的不同成岩期形成的孔、缝类型，或者不同储层类型的孔、缝叠加。其中原生孔隙主要有鸟眼孔隙，但其出现几率也较有限。在次生孔隙中以晶间孔（图2b～2d）与溶蚀孔（图2h，2i）、溶蚀缝（图2f）出现的比率较高，为区内马家沟组马亚段中的主要储集空间，有少量构造裂缝出现在样品中。

表2 研究区马亚段主要储集空间类型特征表Tab.2 The characteristics chart of the main reservoir space types of Msub-member in study area

成因类型_孔隙类型_____________岩性特征及成因________________________________________________________________ _____孔径大小_孔隙形态_充填物质_充填程度面孔率/%原生孔隙鸟眼孔隙以微晶白云岩为主，主要由干化收缩的孔隙以及腐烂的气___________________________________________________________________________ _________________泡形成0.8～2.5 mm 多为圆型方解石、石膏、白云石___________________________多为半充填晶间孔微晶、细晶白云岩，与白云岩化作用有关，包括部分晶间溶___________________________________________________________________________ _______蚀作用5～25µm 多面体或四面体泥质一般未充填或少量充填泥质_________________ 1.0～20.0溶蚀孔次生孔隙__________在白云岩及灰云岩、灰岩中常见，主要是由于淡水岩溶作用以及埋藏溶蚀作用为主______ 50到200µm的溶孔，1～3 mm的溶孔较常见不规则形状及圆形方解石、石膏、石英等未充填—全充填 1.8～15.0 _张开缝___构造运动形成_________________________________________________________________________的产物收缩缝沉积期后岩石脱水形成的排泄裂隙系统产生的微裂缝______________________________________________________________溶蚀缝对一些缝合线、构造裂缝沿层理方向的选择性溶蚀而成______________________________________________________________

图3 钻井岩芯中孔隙类型及面孔率Fig.3 Pore types and faces rate of the drilling cores

2.3 孔隙结构特征

孔隙结构是指岩石孔隙和喉道的几何形状、大小、分布特征及其相互连通关系，由于它能较好地表征储层的储、渗能力、流体分布、油气产层的产能、油水在油层中的运动、水驱油效率及原油采收率的大小等特征而成为储层研究的内容[20]。

储层的排驱压力在0.244 0～11.581 4 MPa，平均3.2633MPa；中值压力1.6004～118.5517MPa，平均为57.512 0 MPa；退汞效率10.674 2%～37.697 9%，平均 27.827 4%，退汞效率较低；分选系数为1.493 4～2.749 0，平均为 2.244 0，主要集中在1.000 0～2.000 0。在各种岩石类型中，细—中晶白云岩的压汞特征最好，粉晶白云岩次之，再者为微晶白云岩，微晶灰岩最差。

3 储层物性特征

表3 不同岩性储层物性特征统计表Tab.3 The physical characteristics tables of different lithologic reservoir

4 气藏控制因素

4.1 白云岩控制了有效储层的分布

前面已经提到，白云岩是该地区最为主要和现实的储层，白云岩的分布决定了气层的分布，白云岩的厚度及其分布表明了与气藏关系十分密切，气藏与白云岩的厚度和分布之间存在有很好的对应关系，即苏里格东部地区马亚段气藏分布于白云岩发育地区（图4）。研究区内白云岩分布呈透镜状，主要集中分布于北部的苏东39井区和桃33井区一带，其展布方向呈北东—南西向，白云岩厚度0～28.7 m，最厚发育在苏东39–59A井；其次是在南部的苏东43–50井—苏东44–49井一带，白云岩厚度最厚发育在苏东43–51井，可达23.0 m。马亚段的有效储层主要受粉—中晶白云岩控制，平面上呈串珠状分布，反映出有效储层横向变化快、规模小的特点。

总之，白云岩的分布面积和厚度对气藏具有重要的控制作用，是气藏分布的主控因素。

图4 苏东39–61井区马亚段白云岩厚度分布与气藏分布关系Fig.4 Relationship between dolomite thickness and the distribution of gas reservoirs of MSub-member of Sudong 39–61 Well area

4.2 沉积相控制了基础岩性分布

从各时期的沉积相与气藏勘探成果的叠加关系可以看出，气藏主要分布在粒屑滩为主的沉积微相区，这些粒屑滩内不同程度的发育多种类型的颗粒，增加了灰岩中的原始孔隙度，使得在埋藏过程流体易于进入其中，封闭地层中保存的高盐度的孔隙水进入使其发生白云岩化，形成残余粒屑白云岩。另外，云灰坪的沉积微相中形成的准同生期微晶白云岩，由于后期埋藏交代重结晶而形成颗粒较大的晶粒白云岩，为最终成为优质储层的晶粒白云岩提供了主要物质基础。

4.3 成岩作用决定后期改造程度

（1）早成岩期，潮上带的沉积物周期性暴露，与大气淡水接触，从而发生了早期大气淡水溶解作用，使部分石膏晶体或结核溶解形成溶模孔和溶蚀孔洞，部分灰岩和白云岩中也可以形成少量溶蚀孔缝，同时发生了大气淡水环境下的充填作用，使溶蚀孔洞被粉晶方解石或白云石部分充填。

（2）浅埋藏成岩期，潮间和潮下沉积环境形成的灰岩发生埋藏白云石化，形成细—中晶白云岩，存在大量的晶间孔。

（3）表生成岩期，研究区抬升暴露于地表，受地表水影响，发育淡水溶蚀和充填作用，形成溶孔、溶缝，岩溶角砾岩、淡水方解石和石英的充填，并发生去膏化和去云化作用，形成石膏假晶和次生灰岩。

（4）后埋藏成岩期，上覆煤系地层的酸性地层水由于压实作用沿着各种各样的渠道进入下伏的奥陶系碳酸盐岩地层，致使产生了不同程度的酸性流体的溶解作用，从而将前期已经形成的各种孔洞扩大化，主要表现为在颗粒边缘发生溶蚀；同时在表生成岩期，在淡水淋虑基础上发育了各种溶蚀作用，尤其是溶蚀缝的形成使得局部地方孔洞被连通；后期在持续的埋深条件下，由于强烈的压溶和重结晶作用使马亚段的岩石发生致密化，孔隙度迅速降低。同时由于多期构造运动而形成的裂缝，则对提高储层岩石的孔隙度和渗透率（尤其是渗透率）起到一定的积极作用。

4.4 古地貌对成藏控制不明显

研究区处于伊陕斜坡北端，紧邻盆地中央古隆起的核部东侧，受加里东运动抬升暴露剥蚀时呈现岩溶高地—岩溶斜坡地带，后期上覆太原组、本溪组煤系地层为区内提供了最主要的源岩，形成了上生下储的有利生储盖组合。这种地貌、岩性及成藏组合对于鄂尔多斯盆地下古生界天然气富集起到了十分重要作用。尤其是马以上地层，古岩溶地貌对这种储层控制更为明显。

然而，钻井揭示，亚段地层较深，保存完整，没有遭受后期剥蚀而形成各种古残丘、古沟槽等岩溶地貌单元。相对上部地层而言，该区的岩溶作用较弱，仅在苏东39–62C1下部有2 m的岩溶角砾岩，而且溶蚀孔不发育，因此不能像马段一样对暴露的古残丘进行溶蚀作用，从而形成大量的膏模孔和溶蚀孔。同时，薄片鉴定结果发现，鲕粒白云岩作为角砾存在岩溶角砾岩中，而且孔隙度较高，表明于岩溶作用之前鲕粒灰岩就已经发生白云岩。

4.5 鼻状构造对气藏有一定的影响

这些鼻状构造总体上向西南方向倾斜，形态较规则，并呈鼻隆与鼻凹交替出现。结合钻井和生产资料，通过对下古钻井气藏及其发育位置的统计分析，在鼻隆和鼻翼部位含气井占总含气井的75%，而鼻凹部位含气井占总含气井的25%，因此，从“鼻翼”到“鼻隆”位置为有利气藏发育地带。

图5 苏东39–61井区马亚段顶面构造与气藏分布的关系图Fig.5 The relationship between the top surface structure and distribution of gas reservoirs diagram of MSub-member of Sudong 39–61 Well Area

图6 召6井—苏东39–62C1井马亚段气藏剖面图Fig.6 The gas reservoir profile of Zhao6—Sudong39–62C1 well reservoir profile of MSub-member

5 结论

（3）储层物性资料分析表明，孔隙度一般分布在0.65%～9.48%，渗透率一般为0.546～1.800 mD。中晶白云岩、细晶白云岩和粉晶白云岩的储层物性最好，其次为灰质白云岩，微晶云质灰岩和微晶灰岩基本不具备成为储层的能力。

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编辑：杜增利

编辑部网址：http：//zk.swpuxb.com

Reservoir Characteristics and Controlling Factors of MSub-member of Majiagou Formation in the East of Sulige Area

Zhu Guangshe1，2,Zhao Junxing1，3,Shao Xiaoyan2,Li Fengjie1,Ji Mingming1
1.Institute of Sedimentary Geology，Chengdu University of Technology，Chengdu，Sichuan 610059，China 2.No.3 Oil Production Plant，Changqing Oilfield Company，CNPC，Yinchuan，Ningxia 750006，China 3.State Key Laboratory for Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation，Chengdu University of Technology，Chengdu，Sichuan 610059，China

As the new member of oil-gas exploration，breakthrough in oil-gas exploration has been made in resent years at MSub-member of Majiagou Formation in Ordovician.On the basis of the survey of core of well drilling，analysis of well logging，identification of lamela，analysis of physical characteristics，the article studied the reservoir characteristics and analyzed the controlling factors of reservoir in MSub-member of Majiagou Formation in the east of Sulige Area.It suggested that the main reservoir is a dolomite gas pool in MSub-member in the east of Sulige Area and there is fine corresponding relationship between the gas pool and dolomite.The intercrystalline pore is the main type of reservoir space.Among all kinds of rocks，the medium crystalline dolomite，fine crystalline dolomite and powder crystalline dolomite have the best physical characteristics of reservoir.The sedimentary microfacies mainly provided the material basis for the development of reservoir and the dolomite controlled the distribution of effective reservoir.Besides，the diagenesis of buried period in the middle and later period is the most beneficial to the reservoir development.Meanwhile，nose structure has certain influence on the gas pool，while paleokarst takes little effect on reservoir in MSub-member.

easten Sulige；Majiagou Formation；MSub-member；reservoir characteristics；controlling factors

http：//www.cnki.net/kcms/doi/10.11885/j.issn.1674-5086.2013.12.19.02.html