溱潼西斜坡阜三段储层特征及主控因素研究

2019-03-14 01:37敬晓波
石油地质与工程 2019年1期
关键词:粒间物性微孔

敬晓波

(中国石化华东分公司石油勘探开发研究院,江苏南京 210011)

1 区域地质概况

溱潼凹陷西斜坡阜三段发育多套砂体,上部阜四段发育稳定的泥岩,可作为区域性的盖层;下部阜二段发育大套的黑色泥岩,具有良好的生烃能力;西斜坡的南华地区及仓吉地区阜三段都探明了油气藏,表明了溱潼凹陷西斜坡具有良好的勘探前景[1]。然而,前期该区阜三段的研究仍以构造、沉积、成藏为主,而针对储层特征及其主控因素方面的系统性研究相对缺乏,影响储层有效性的主控因素还不明确,制约了研究区有利储层的预测以及油气勘探工作的进一步深入[2-5]。本文通过对西斜坡阜三段储层特征进行系统性研究,探讨储层物性的主控因素,并结合实际勘探开发情况对储层进行分类,以期为该区有利储层的预测提供参考。

溱潼凹陷是苏北盆地的一个三级构造单元,南为泰州凸起,东邻梁垛低凸起,北以吴堡低凸起为界,整体上南断北超、东西收敛,是一个典型的箕状断陷。溱潼凹陷自南向北可划分为三个构造单元,依次为断阶带、深凹带、斜坡带。凹陷内自上而下主要发育新近系盐城组以及古近系三垛组、戴南组、阜宁组、泰州组。溱潼凹陷西斜坡阜三段以三角洲前缘沉积为主,局部发育滩坝砂,单层砂体厚度小,具有横向连片,纵向叠置的特点。

2 储层特征研究

2.1 储层岩石学特征

研究区阜三段主要发育细-粉砂岩,颜色以浅灰-灰色为主,泥岩为灰绿色,反映了浅水半还原的沉积环境[6]。储层以长石石英砂岩为主,成分成熟度中等;石英含量59%~76%,长石含量24%~36%;胶结作用以黏土矿物胶结为主,杂基含量10%~50%。砂岩以颗粒支撑为主,分选好-中等,颗粒呈次棱角-次圆状,表明该区受到波浪淘洗。

2.2 储层物性特征

储层物性参数是储集性能优劣最直接的体现[7]。西斜坡阜三段孔隙度为0.1%~27.4%,平均13.4%,超过87%的样品孔隙度为5.0%~20.0%,表明西斜坡储层具有中低孔的特征;渗透率 0.1×10-3~80.0×10-3μm2,平均 11.0×10-3μm2,超过 85%的样品渗透率为 1.0×10-3~50.0×10-3μm2,表明该区储层为低渗特低渗型(图1)。

2.3 储层孔喉结构特征

储层孔喉结构特征是储层评价的一项重要内容,可通过毛管压力曲线分析资料的相关参数来表征[8]。阜三段砂岩储层排驱压力 0.05~3.00 MPa,平均为1.09 MPa;中值毛管压力0.63~100.28 MPa,平均为18.30 MPa;平均喉道半径0.06~4.04 μm。根据以上参数,可判定本区砂岩储层喉道属于中小孔喉。

压汞实验表明阜三段储层分为两类:一类是中喉储层,孔隙度大于15.0%,物性好,最大连通孔喉半径为1.60 μm,平均喉道半径0.70 μm,排驱压力均值为 0.9 MPa;另一类是小喉储层,孔隙度10.0%~15.0%,最大连通孔喉半径0.20 μm,平均喉道半径0.10 μm,排驱压力均值为1.9 MPa(表1)。

图1 溱潼凹陷西斜坡储层物性特征

表1 阜三段储层物性与孔喉大小及分布特征关系

2.4 储层主要储集空间类型

阜三段储层主要发育粒间孔、晶间微孔,局部发育溶蚀孔,裂缝较少。

粒间孔:粒间孔是阜三段砂岩储层中最为常见的孔隙,主要发育残余原生粒间孔和次生粒间孔,残余粒间孔以不规则多边形或三角形为主,连通性相对较差;次生粒间孔主要是碳酸盐胶结物、黏土基质、部分碎屑颗粒被溶蚀而形成,孔径通常较大,连通性相对较好。

晶间微孔:晶间微孔孔径较小,分布在黏土矿物晶体之间,以高岭石为代表的黏土矿物晶间微孔为主,在阜三段泥质粉砂岩储层中较为常见,。

溶蚀孔:溶蚀孔是颗粒内部组分被溶蚀而形成的,颗粒内部的长石被溶蚀而形成的粒内孔最为常见,其形态通常不规则;根据溶蚀程度的不同,主要呈窗格状、蜂巢状、残骸状,连通性普遍较差。

3 储层物性主控因素

3.1 沉积相对储层的控制作用

不同沉积微相具有不同的岩性特征,决定了储层原始物性的差异[9]。溱潼西斜坡阜三段为一套典型的湖相三角洲前缘沉积,主要发育水下分流河道、河口坝、远砂坝、分流间湾等微相[10]。分流间湾以粒度较细的泥质粉砂岩以及粉砂质泥岩为主,储层物性表现为低孔低渗;水下分流河道、河口坝及远砂坝是砂体相对发育区,其中水下分流河道以厚度较大、粒度相对较粗的中细砂岩为主,偶夹少量薄层粉砂岩,泥质含量较低;河口坝以细-粉砂岩为主,质地较纯净;远砂坝以粉砂岩夹少量泥岩为主。

从统计的物性资料来看(图2),储层物性受沉积微相控制,河口坝与水下分流河道物性比远砂坝好,物性最差的为远砂坝。河口坝与水下分流河道储层物性无明显区别,这一定程度上与阜宁组原始的远源沉积环境有关。河口坝与水下分流河道形成于较强的水动力背景下,沉积物颗粒相对较粗,泥质含量较低,储层渗透性较好,为物性相对较好的有利沉积相带;远砂坝泥质含量高,物性稍差,平均孔隙度10.7%,平均渗透率0.16×10-3μm2,但深凹带阜宁组三段离烃源岩较近,可能具有“近水楼台”的成藏优势。综上所述,沉积相是研究区储层发育的先天因素,有利的沉积相类型是优质储层形成的基础。

图2 溱潼凹陷阜三段沉积微相与储层物性关系

3.2 成岩作用对储层质量有较大影响

普通薄片、铸体薄片、扫描电镜的镜下观察结果表明,压实作用、胶结作用以及溶蚀作用对阜三段储层物性具有一定的影响。其中压实作用、胶结作用是破坏性成岩作用,是后期储层物性降低的主要因素;而溶蚀作用为建设性成岩作用,对提高储层的储集性能起到了积极作用[11-12]。

压实作用对储层具有破坏性影响。研究区砂岩颗粒之间以颗粒支撑、点接触、点-线接触为主。上覆地层压力不断增大,刚性颗粒(石英)产生了破裂,云母等片状矿物受挤压而变形,降低了储层的孔隙度,影响了储层的连通性。

胶结作用对储层具有破坏性影响。胶结作用通常会导致孔隙变小,孔隙间的连通性变差,进而对储层物性产生破坏性影响。黏土矿物胶结是对储层物性影响最大的胶结类型,其产状主要有包壳状、团块状,其次是碳酸盐岩胶结,多为泥晶-亮晶胶结,充填在孔隙之间,成分多为含铁方解石,染色后变红;同时硅质胶结也较为常见,也存在石英次生加大现象,次生石英与早期石英颗粒之间的界限清晰可见。

溶蚀作用对储层具有建设性作用。溶蚀作用易形成次生孔隙,有利于孔隙度变大,属于建设性成岩作用。阜三段砂岩中溶蚀作用形成了粒间溶孔、溶蚀孔、晶间微孔等次生孔隙。溶蚀作用主要包括长石溶蚀、黏土基质或碳酸盐胶结物溶蚀两大类,其中长石溶蚀最为常见,主要呈窗格状、残骸状,粒内孔形态一般不规则,并且连通性较差;而黏土基质或碳酸盐胶结物溶蚀,主要体现在粒间溶孔、晶间微孔,黏土矿物和少量碳酸盐胶结物被溶蚀,黏土矿物表面见星点状晶间微孔,部分碎屑颗粒边缘也可呈港湾状。

4 储层评价

通过对溱潼凹陷西斜坡储层详细分析,结合实际情况认为,该区主要发育I、II、III三类储层,其中III类又可进一步细划分IIIa、IIIb两个亚类。I类储层孔隙度大于15%,渗透率大于10.0×10-3μm2,排驱压力小于0.4 MPa,常规试油可获自然产能;II类储层孔隙度 10%~15%,渗透率 1.0×10-3-10.0×10-3μm2,排驱压力 0.40~1.23 MPa,压裂后此类储层可获工业油流;III类储层孔隙度小于 10%,渗透率小于1.0×10-3μm2,排驱压力大于1.23 MPa,其中IIIa类储层通过适当的工程技术改造后可获得工业油流,IIIb类储层无勘探意义(表2)。

表2 溱潼凹陷阜三段储层分类评价标准

5 结 论

(1)溱潼西斜坡阜三段储层以三角洲前缘薄层砂为主,储集空间以粒间孔及次生晶间微孔为主,局部发育溶蚀孔,胶结作用主要以黏土矿物胶结为主,储层综合评价为中低孔、低渗特低渗、细喉道型储层。

(2)沉积微相类型和成岩作用是溱潼西斜坡阜三段储层物性的主要控制因素,其中水下分流河道物性较好,河口坝次之,远砂坝较差;压实作用与胶结作用对储层物性具有破坏性,而溶蚀作用对储层物性具有建设性。

(3)结合溱潼西斜坡阜三段实际勘探开发情况将储层划分为三类,其中常规试油可获自然产能的为I类,压裂后可获工业油流的为II类,IIIa类储层通过适当的工程技术改造后可获得工业油流,IIIb类储层无勘探意义。

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