川西新场须五致密储层微观孔隙结构特征

刘加杰，张霖，钟颖



川西新场须五致密储层微观孔隙结构特征

刘加杰，张霖，钟颖

（四川盐业地质钻井大队，四川自贡 643000）

川西新场须五段为页岩，地层、砂岩不等厚互层，为典型陆相非常规致密储层，兼具致密气和页岩气特性，储层条件异常复杂。为高效开发该类储层，有必要对该类储层孔隙结构特征进行研究，为该类储层开发技术的发展提供依据。通过环境扫描电子显微镜（SEM）和压汞实验测试分析认为：须五储层孔隙结构复杂，物性条件较差，非均质性较强；孔隙类型以有机孔、溶蚀孔、晶间孔发育为主，泥质碎片间微裂缝发育次之；孔径主要分布于0.1～1μm，孔喉分布偏于细歪度，分选性较好，含大量的纳米级孔隙。

储层；须家河组；孔隙结构；非常规气藏；新场

我国非常规油气资源潜力巨大，随着非常规油气资源勘探开发工作的深入，于20世纪40年代四川盆地川西坳陷油气资源步入勘探工作中，川西坳陷上三叠须一段到须五段都有天然气聚集成藏[1-5]。其中，须五段以滨浅湖相沉积为主，具有优质烃源岩潜力。长期以来，天然气勘探一直将须五段作为优质烃源岩进行研究[6]，须五致密储层为典型的陆相非常规气藏，地层为页岩、砂岩不等厚互层，兼具致密气和页岩气特性，储层条件异常复杂，具有自生自储特性，其纳微米孔隙与微裂缝并存的孔隙结构特征不仅影响了天然气的储集和吸附能力，同时也影响了天然气的运移过程[7-8]。因此，通过环境扫描电子显微镜（SEM）和压汞实验准确的分析与表征须五储层孔隙结构特征[9-15]，为高效开发须五储层技术发展的发展提供基础依据，对非常规气藏的勘探开发具有十分重要的意义。

表1 砂岩和页岩孔渗统计表

1 储层工程地质特征

须家河五段原为烃源岩层段，有机质丰富、含烃丰度高，储层深度1 875.5～2 064.0m，层厚188.5m，为一套砂岩为主与暗色泥页岩为主与砂岩、粉砂岩频繁不等厚互层沉积。须五段的有机质类型主要为腐殖型，在岩性组合上和有机质类型上，须五段最具有泥页岩气藏成藏条件[16]。

实验选取川西坳陷须五段储层42块致密砂岩岩样和30块页岩岩样，其孔渗物性测试结果如表1、图1和图2所示。

（a）致密砂岩岩样，样品个数42 （b）页岩岩样，样品个数30

（a）致密砂岩岩样，样品个数42（b）页岩岩样，样品个数30

分析认为须五段储层整体表现为低孔特低渗储层，其物性条件较差，受微裂缝作用，储层非均质性较强，部分含微裂缝岩样孔渗较基块岩样孔渗高出数量级差异，微裂缝的存在能为天然气的富集提供场所，同时又能为该储层的开发提供渗流通道，是须五储层天然气成藏和开发的有利条件之一。因此，基于孔隙结构特征表征为高效开发该储层提供依据。

图3 须五储层扫描电镜结果

2 微观孔隙结构特征

2.1 环境扫描电子显微镜观察

使用高分辨率场发射环境扫描电镜可以直接观察致密泥页岩表面的纳米级孔隙结构。实验采用美国FEI型号Quanta450的环境扫描电子显微镜，对须五段致密储层微观孔隙形貌特征进行表征如图3所示。

表2 压汞实验数据统计表

根据观察，须五储层孔隙度较差，在成岩过程中受到溶蚀作用，形成了微孔隙。致密储层中岩石颗粒间微孔（约1μm）和微裂缝（约0.25μm）发育，孔隙内含泥质碎片，泥质碎片间发育有微裂缝，可见有机质（白色部分）充填于粒间微裂缝中，裂缝大约为20μm。该储层兼具致密砂岩和页岩储层特征，大量的微孔和微裂缝成为天然气聚集和渗流的场所，受微裂缝作用，储层非均质性较强。同时，通过SEM可见储层黏土矿物发育，如图伊利石、蒙脱石发育。

2.2 压汞实验

为了研究致密储层孔隙结构，需要对孔喉大小、类型及分布状况进行了解。通过压汞实验可获取岩石孔喉参数，是表征岩石孔隙结构特征的重要手段之一。实验结果如表2、图4所示。

分析认为，须五储层较为致密，孔径较小，属于纳米级孔隙，进汞量主要发生在1MPa以上。统计参数表明，砂岩孔喉中值半径为0.044μm，页岩孔喉中值半径为0.086μm，受页岩基质微裂缝的影响，页岩孔喉中值半径及门槛压力均较砂岩大。同时，由图4中退汞曲线可知，孔隙内液相滞留严重，随毛管压力逐渐下降至0.1MPa时，孔隙内润湿相（汞）饱和度仍保持较高，可达60%左右。因此，须五储层整体表现为岩石渗透率较低，孔喉分布偏于细歪度，分选性较好，储层宏孔、介孔、微孔均较发育；受润湿性及毛管压力作用，储层润湿性进入后极易造成严重水相圈闭损害。

（a）砂岩（实验编号42，岩心编号6-47/63） （b）页岩（实验编号57，岩心编号10-3/64）

3 结论

1）须五段储层整体表现为低孔特低渗储层，其物性条件较差，受微裂缝作用，储层非均质性较强。

2）利用扫描电镜和压汞实验表征岩石孔隙形貌、大小及分布特征，认为须五储层孔隙类型以有机孔、溶蚀孔、晶间孔发育为主，泥质碎片间微裂缝发育次之；须五储层较为致密，孔径较小，属于纳米级孔隙，整体表现为岩石渗透率较低，孔喉分布偏于细歪度，分选性较好。

3）岩石孔隙结构特征的准确表征是提高油气资源开发技术的关键保证之一。因此，突破致密超致密储层孔隙结构特征表征技术瓶颈尤为重要。

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Characteristics of Microscopic Pore Structure of Xu 5 Tight Reservoir in Xinchang, West Sichuan

LIU Jia-jie ZHANG Lin ZHONG Ying

(Sichuan Salt Geo-Drilling Brigade, Zigong, Sichuan 643000)

TheXu 5 reservoir in Xinchang, Sichuan is a typical terrestrial unconventional gas reservoir with both shale gas and tight gas. It is necessary to research into its pore structure in order to develop this kind of reservoir effectively. SEM and mercury penetration experiment indicate that the Xu 5 reservoir has complex pore structure with very strong heterogeneity, pore size of 0.1-1 μm, fine skewness of distribution of pore throat, good sorting and development of nanometer pore.

reservoir; Xujiahe Formation; pore structure; unconventional gas reservoir; Xinchang, Sichuan

P618.13

A

1006-0995（2017）02-0250-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.02.017

2016-11-24

刘加杰（1979- ），男，山东诸城人，高级工程师，主要从事生产技术管理工作