周玉娟,高海仁,吕 敏,弓虎军
(1.西北大学 地质学系/大陆动力学国家重点实验室,陕西 西安 710069;2陕西延长石油集团油气勘探公司,陕西延安710064)
阿拉达布斯凹陷位于二连盆地五大坳陷之一的乌尼特坳陷东北部,地面海拔830~1 050 m,地形起伏较平缓,相对高差在3~50 m,呈南高北低、东高西低格局,勘探面积约735 km2。形态上阿拉达布斯凹陷分为南、北两个洼槽,由于对该地区勘探程度较低,目前基本处于普查和概查阶段。通过参考邻近高力罕凹陷钻井资料及本区资料分析,预测阿拉达布斯凹陷南洼槽具有一定的勘探潜力,因此有必要开展储层的基本特征研究,为下一步油气勘探工作提供理论依据。笔者利用岩心、测井和多种分析测试资料,对研究区阿尔善组储层岩石学、储集物性和孔隙结构特征以及储集层影响因素进行了系统的综合研究与分析。
研究区阿尔善组砂岩类型以岩屑砂岩为主,其次含少量岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩(见图1),Q/(F+R)的值大部分小于1,具成份成熟度较低的特点。
阿尔善组岩石骨架颗粒特征中,石英平均含量为11.6%,形状以不规则粒状为主,外形常具有棱角或滚圆的痕迹,有的边缘呈港湾状或齿状,偶有碎裂现象,局部弱溶解。就其成因而言主要是中酸性喷出岩;长石平均含量为23.4%;种类多样,包括碱性长石中的钾长石和钠长石以及斜长石等,斜长石以中性斜长石和酸性斜长石为主,颜色为瓷白色、灰白色,也有肉红色、暗灰色,形状呈板状、不规则状。大部分长石风化蚀变深,泥化、绢云母化强烈,部分溶蚀成孔,溶孔发育,部分长石被方解石交代,次生变化强度表现为强弱不一;岩屑平均含量为65.0%,岩屑形状常呈粒状、不规则状,种类多样,主要种类以中酸性喷出岩为主,隐晶岩次之,偶见炭屑、砂岩、云母、千枚岩。岩屑、杂基界线模糊,部分岩屑伊利石化、绢云母化,岩屑泥化强烈。杂基主要为粘土质杂基,70.2% 的伊利石、23.7% 的伊/蒙混层,其次是少量的高岭石、绿泥石和绿/蒙混层;胶结物主要为:方解石、水云母、白钛矿、黄铁矿、菱铁矿、白云石、自生粘土矿物等。在碎屑岩结构特征上,阿尔善组上部主要为细砂岩、泥岩,中部和底部主要为砂质泥岩、泥质砂岩、泥岩。整体上颗粒较细;分选中等;磨圆度以次棱状为主,少数为棱状、次棱状;颗粒支撑的砂岩,粒间的接触关系以线接触为主,局部出现点接触、凹凸接触;胶结物胶结类型主要表现为孔隙式胶结,其次为孔隙-基底式,极少数为压嵌式(见图2)。
图1 阿尔善组储层岩石分类三角图
图2 砂岩组分微观图
阿尔善组储层物性统计分析,结果表明:阿尔善组砂岩孔隙度 6.5~12.4%,平均为 9.10%;渗透率 0.022 6~0.153 6 ×10-3μm2,平均为 0.049 7 × 10-3μm2;排驱压力在 6.31~11.55 之间,平均为 7.73 Mpa;平均喉道直径为0.04 ~0.12 μm;分选系数平均值为 0.08 μm;均质系数在0.48 ~0.78 之间,平均值为 0.58;退汞率范围是 23.42% ~41.94%之间,平均值为34.22%。阿尔善组毛管压力曲线靠右上方,偏细歪度(见图3)。总体来说,研究区阿尔善组孔隙以小孔隙为主,物性较差,喉道以细喉道为主,影响流体通过能力较差。
阿尔善组砂岩储集层的孔隙类型主要有原生孔隙(粒间孔、粒间泥质微孔)和次生孔隙(粒间溶孔、粒内溶孔、晶间微孔、微裂缝)两大类(见图4)。粒间孔多为三角形、多边形或不规则形状。孔径在0.01~0.24之间,面孔率为0~7%,平均面孔率为2.1%,说明储层性能差。研究区储层粒间孔最为发育,部分被绿泥石充填,绿泥石多属于火山灰蚀变产物;溶蚀孔隙主要由溶间溶孔、铸模孔、粒内溶孔和胶结物内溶孔组成。储层主要的溶蚀孔隙为长石的粒内溶孔,一些长石颗粒发生溶蚀产生溶孔,也有个别碎屑溶蚀产生溶孔。酸盐岩胶结物的溶蚀现象不明显,铸模孔极为罕见,仅出现在个别的样品中。裂缝主要由长石解理缝、压裂缝及构造裂缝组成,这些裂缝可能对油气成藏有利,可以改造油气储层性能,改善运移油气通道,但同时又可能破坏油气的圈闭条件,破坏已经形成的油藏,这一点是极为有害的。样品中见到较多微裂缝,多被方解石、石英等充填。
图3 阿尔善组毛管压力曲线图2 039.5 m
图4 孔隙构造图
阿拉达布斯凹陷南洼槽中心一方面以浅湖相的砂泥岩沉积为主,发育了大套有机质丰度较低的暗色泥岩段,另一方面凹陷呈条带形,靠近西部老山区,储层为多物源、近物源沉积,致使砂岩的成分成熟度及结构成熟度均较低,一般为砾岩、含砾岩屑砂岩、不等粒岩屑砂岩、岩屑粗砂岩、岩屑中砂岩-粉砂岩等。石英、长石含量低,岩屑和填隙物等杂基含量高,导致储集层物性差,形成阿尔善储层低孔特低孔 -特低渗超低渗的储集特征。
沉积物母岩因素。风化后的沉积物性质,取决于母岩区岩石性质,白垩系沉积时期,母岩主要是伴随早白垩裂谷发育期所发生的岩浆频繁喷发形成的中酸性喷发岩。以此为母岩的储集层岩屑含量高,尤其是富含火山碎屑,物性较差。
沉积因素。在下白垩统沉积过程中,由于多凸多凹的构造背景形成分割性强烈的小型断陷湖盆群。多物源、近物源、粗碎屑、窄相带和连续性差等沉积条件,形成以浅湖-滨浅湖沉积为主体的砂岩体。研究区阿尔善组为浅湖亚相沉积,其主要是呈现浅湖沙坝、浅湖泥夹砂和浅湖泥频繁互层现象。发育有辫状河三角,沉积作用对储层砂岩的孔渗性也有影响,砂岩原始的孔渗性主要受岩石的粒度、分选、磨圆、排列方式及其含量等结构因素控制,其它条件一致的情况下,颗粒分选程度越好,抗压性愈强,孔隙度越高。
成岩因素。从研究分析来看,压实对阿尔善组地层产生一定影响。由于研究区岩石中岩屑含量高,加上高含量的杂基充满原始粒间孔内,这些不稳定组分在地层压力作用下表现为塑性变形,随着埋深增加,颗粒间接触愈加紧密,粒间接触关系由赛汉塔拉组、腾二段、腾一段的点 ~凹凸点接触变为阿尔善组的线凹凸~线接触,以及火山碎屑成为假杂基,堵塞孔隙,从而降低了孔隙度。胶结作用,主要是泥质胶结、灰质胶结,研究区伊利石广泛分布,起到了明显缩小孔隙和喉道的作用,造成了储集孔隙的降低。压溶作用对物性的影响主要是使物性变差。
构造作用。一方面构造作用改变了储层内流体的分布,更重要的是发生构造破裂作用。在本井阿尔善组裂缝比较发育,裂缝的发育对储层的贡献是有利的,可以形成可观的孔隙空间和渗流通道,适当时候也是油气运移通道,但也会对油气藏的封存造成破坏,对油气储集聚集有利有弊,只能辨证分析。
上述因素通常不是孤立的,是相互联系的,成岩作用在很大程度上决定了构造演化,沉积物母岩因素对本井储层物性的影响最大。埋藏深度不同、成岩阶段不同,各种成因的孔隙此消彼长,发生相应变化。
(1)阿拉达布斯凹陷南洼槽阿尔善组为浅湖亚相沉积,岩石类型主要为岩屑砂岩,岩屑长石砂岩,孔隙类型主要有粒间孔、粒间溶孔、长石溶孔、岩屑溶孔、晶间孔、杂基微孔及微裂缝等。孔隙分选及连通较差,主要为小 -细孔、细 -微细孔喉型,阿尔善储层属于低孔-特低渗储层。
(2)对本区研究表明,沉积作用、成岩作用、构造作用是影响储层物性的主要因素。压实和胶结作用是导致储性物性变差的最主要原因,而溶解作用对改善砂岩储层的储集性能起到了建设性的作用。
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