路 遙，尹太舉，唐群英(油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室(長江大學(xué)）長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北荊州434023）

普光氣田是我國目前最大的氣田，為一構(gòu)造-巖性復(fù)合型大型氣藏，其主要含氣層位是長興組和飛仙關(guān)組碳酸鹽巖。在鉆探過程中發(fā)現(xiàn)，陸相地層中，特別是須家河組有良好的天然氣顯示，可成為海相地層良好的接替目標層段。須家河組是四川地區(qū)重要的天然氣儲層，在川西和川西南地區(qū)有較大的發(fā)現(xiàn)，然而在川東地區(qū)一直沒有較大的發(fā)現(xiàn)，隨著普光氣田投入開發(fā)，對后續(xù)儲量的儲備需求日益重要，對陸相地層的研究也提上了日程。目前中原油田在普光地區(qū)針對陸相地層鉆探了普陸1井，并完成了大量的分析化驗項目，為深入評價須家河組提供了資料基礎(chǔ)。下面，筆者基于普光地區(qū)新的資料基礎(chǔ)，深入研究了須家河組儲層特征，并探討了儲層致密的原因。

1 儲層巖石學(xué)特征

研究區(qū)須家河組發(fā)育須二段、須四段和須六段含油氣儲集體，總體來說須家河組儲集層為一套成分成熟度較低而結(jié)構(gòu)成熟度較高的陸源碎屑巖，成分成熟度較低表現(xiàn)在石英含量較低，而長石、巖屑含量較高，成分成熟度指數(shù)(石英／長石＋巖屑）平均值為1．27；結(jié)構(gòu)成熟度較高表現(xiàn)在碎屑顆粒分選中-好、磨圓較好，以次棱-次圓狀為主，雜基含量較少。

根據(jù)普陸1井巖心錄井、巖屑錄井及116塊薄片鑒定及粒度等資料分析，可知工區(qū)儲層巖石類型多樣，以細砂巖、中砂巖、粉砂巖為主，其次是泥質(zhì)粉砂巖和泥巖，而且在礫巖中也有儲層。根據(jù)碎屑顆粒組分特征圖可知，須二、六段主要為長石巖屑砂巖，須四段以長石巖屑砂巖為主，少數(shù)為巖屑砂巖（見圖1）。

圖1 須二段、須四段、須六段砂巖分類三角圖

據(jù)普陸1井儲層的巖石類型統(tǒng)計表(見表1）可知細砂巖儲層最為發(fā)育，共121．4m，占總厚度的32．52%；其次是中砂巖，發(fā)育79．6m儲層，占總厚度的22．32%；粉砂巖儲層也比較發(fā)育，占總厚度的19．39%；礫巖最為不發(fā)育。根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，普陸1井泥巖中也有儲層發(fā)育，且厚度較大，如在3139～3145m間，巖屑錄井為泥巖，測井曲線伽馬高值，但是槽面上漲，密度下降，粘度上升，明顯是氣層顯示，最終解釋為裂縫性含氣層。

表1 普陸1井儲層的巖石類型統(tǒng)計表

2 儲層的孔隙類型及特征

2．1 儲層孔隙類型

通過對普陸1井須家河組的鑄體薄片和掃描電鏡圖片的觀察，該區(qū)的巖性較致密，孔隙發(fā)育較差，原生孔隙和殘留孔隙少見，多以次生粒間孔為主。該區(qū)次生孔隙主要是由溶蝕作用或其他作用改造原來的顆粒及膠結(jié)物形成的孔隙，于普陸1井須家河組各段巖石中可見，是巖石中的主要孔隙類型。主要包括：

1）粒間溶蝕孔隙 粒間填隙物、云母被溶蝕或顆粒邊緣被溶蝕形成的次生孔隙等。

2）粒內(nèi)溶孔 石英、長石及巖屑顆粒內(nèi)部溶蝕形成的次生孔隙，長石溶蝕破碎形成的次生孔縫(見圖2）。該類孔隙一般呈斑點狀和蜂窩狀，孔隙細小，一般小于0．005mm，掃描電鏡下該類孔隙常見。

3）晶間溶孔 巖石中粘土礦物(如伊利石、綠泥石、高嶺石等）選擇性溶解而形成的次生孔隙。常見的有伊利石晶間孔、高嶺石晶間孔和綠泥石晶間孔。由于壓實作用影響，在巖石樣品中可見，但數(shù)量很少影響很小；其次為個別次生石英、長石晶體間孔隙。

4）微裂縫 由于機械壓實作用產(chǎn)生的裂縫。在顯微鏡下觀察儲層微裂縫較發(fā)育，一般呈長條狀穿越單個或數(shù)個顆粒。微裂縫有微構(gòu)造縫和碎裂紋2種。前者因構(gòu)造作用而形成，后者因強壓實作用而形成。微裂縫的形成與喜山期構(gòu)造運動有關(guān)，褶皺強度大的地方，裂縫發(fā)育程度較高。通過鑄體薄片觀察可見微裂縫發(fā)育(見圖3）。

圖2 灰色細砂巖長石被溶蝕形成粒內(nèi)溶孔（3503．58mT3x2）

圖3 右上角有一藍色的微裂縫(樣品99＿X4＿1）

5）構(gòu)造裂縫 通過巖心的觀察，發(fā)現(xiàn)該區(qū)裂縫發(fā)育較多構(gòu)造縫，裂縫發(fā)育的類型也比較多，有張裂縫、剪切縫、張剪裂縫、網(wǎng)狀裂縫。據(jù)此觀察普陸1井巖心照片、巖石薄片和鑄體薄片，該井裂縫主要被石英、方解石、瀝青和碳質(zhì)充填-半充填。由于川東地區(qū)在印支期主要以沉降運動為主，所以裂縫的形成期次可以分為2期：燕山-早喜山期和晚喜山期，且以燕山-早喜山期為主，對儲層的影響最大。

2．2 儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征

對該區(qū)26個樣品的統(tǒng)計表明，其平均喉道半徑介于0．01～0．07μm，其均值為0．03μm，排驅(qū)壓力介于2～45MPa，平均11．23MPa，進汞飽和度介于10%～90%，平均僅37．89%，退汞效率介于17%～66%，平均35．94%，表明該區(qū)的儲層孔隙細、滲流能力差，孔隙連通性差，排驅(qū)壓力大、進汞量小和退汞效率低。

2．3 孔隙結(jié)構(gòu)分類

按照孔隙結(jié)構(gòu)特征，以進汞飽和度、退汞效率、排驅(qū)壓力等分析樣品結(jié)構(gòu)參數(shù)為依據(jù)，可劃分為Ⅰ和Ⅱ2大類，并且每大類分為2小類(見表2）。

表2 儲層孔隙結(jié)構(gòu)分類評價表

1）Ⅰ類 Ⅰ類是孔隙連續(xù)性較好、連通孔隙量較大的儲層，具體表現(xiàn)在具有較大的進汞量，退汞效率也較高，排替壓力相對較小，孔隙喉道相對較粗。此類儲層在所有樣品中有9個，其進汞飽和度基本上可達50%以上，退汞效率因孔隙結(jié)構(gòu)的差異，變化較大，在17%～56%之間。排驅(qū)壓力較低，在8MPa以內(nèi)，RC10多在0．05μm以上，RC50介于0．01～0．04μm之間，表明盡管其具有一定的儲集流動能力，但滲流通道很細，流動性很差。

Ⅰ類儲層按其退汞效率所反映的儲層孔隙的連續(xù)性，又可分為2類，一種是具有較高的退汞效率的好儲層(Ⅰ1），另一類則是具有很低的、孔隙結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的較差儲層(Ⅰ2）。前者退汞效率大于30%，后者不到20%。從分析樣品看，前者有7個樣品，而后者只有2個樣品，說明該類儲層中以孔隙結(jié)構(gòu)較好的儲層為主。

2）Ⅱ類 Ⅱ類儲層很差，主要表現(xiàn)在進汞飽和度低、退汞效率低、排驅(qū)壓力大孔隙喉道細小。該類儲層在分析樣品中有17個，占總樣品的2／3，表明該區(qū)儲層以較差的儲層孔隙結(jié)構(gòu)為特征。從進汞飽和度看，該類樣品進汞飽和度基本在30%以下，表明連通孔隙少，退汞效率多在30%以下，個別由于存在微裂縫而具有較好的退汞效率，說明整體上儲層孔隙結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，流體難于流動。從孔隙喉道大小看，該類儲層孔隙喉道細小，RC10基本上只有0．01μm以上，個別可到0．05μm。其排驅(qū)壓力多在8MPa以上，個別高達45MPa，說明滲流通道很細，流動性很差。

Ⅱ類儲層按驅(qū)替壓力分為2類，一類(Ⅱ1）是具有較小的驅(qū)替壓力的、孔隙喉道分布相對寬廣的具有較低排替壓力的儲層，另一類(Ⅱ2）是具有較大的排替壓力，孔隙喉道分布比較窄小，只發(fā)育極細喉道的儲層。前者排替壓力多在10MPa以內(nèi)，而后者則高達20MPa以上，最高達45MPa。

3 物性特征

普陸1井在須家河組共有269塊常規(guī)物性測量取樣的樣品，測試了巖石密度、孔隙度和滲透率，測試分析結(jié)果表明該區(qū)巖石較致密，儲層物性較差，為超低孔、超低滲儲層[1]。巖石密度變化不大，處于2．48～2．72g／cm3之間，平均2．64g／cm3，最高位于須四段?？紫抖冉橛?．14%～7．84%之間，平均1．77%，最高位于須六段。滲透率介于(0．023～0．844）×10-3μm2，平均0．04×10-3μm2，最高位于須二段的淺灰色中砂巖中。圖4是其孔隙度分布圖，表明其孔隙度分布基本具有正態(tài)分布特征，峰值為1．5%，主要分布于0．5%～2．5%之間，大于4．5%的值很少，表明該井孔隙度整體上很小。圖5是滲透率分布圖，主要集中于(0．02～0．04）×10-3μm2之間，大于0．04×10-3μm2的樣品很少，而且測試樣品中沒有大于1×10-3μm2的樣品，表明其滲透率極低，屬于致密儲層。

4 儲層綜合評價

4．1 儲層分類

根據(jù)普光地區(qū)儲集層劃分與評價標準，統(tǒng)計須家河組儲層厚度，須家河組有效儲層厚度總計為169．4m，須二段、須四段和須六段是有效儲層分布的有利層位，且儲層主要以Ⅱ類較好儲層為主，Ⅰ類儲層厚度小，且只分布于須六段和須二段。這與須家河組儲層整體微觀特征一致，表現(xiàn)為孔喉細小、分選性差、連通性差的特點，儲層質(zhì)量低。

圖4 普陸1井巖心測試孔隙度分布

圖5 普陸1井巖心測試滲透率分布

4．2 影響儲層致密的因素

雖然須家河組砂巖中的裂縫廣泛發(fā)育對改善儲層滲透性有利，但巖石依舊結(jié)構(gòu)致密，屬低孔、低滲和特低孔、特低滲儲層[2]，認為儲層性質(zhì)由常規(guī)變?yōu)榉浅Ｒ?guī)(致密）的主要原因是由成巖作用所造成的。

由于該區(qū)的巖石成分成熟度較低，早期巖石易受到強烈的壓實作用。除此之外，由于成巖早期地層水性質(zhì)為弱酸性，顆粒型膠結(jié)物很難形成而導(dǎo)致早期的膠結(jié)作用較弱，巖石中的碎屑物質(zhì)就被壓得更加緊密[3]。在成巖中后期，隨著溫度和壓力的升高，酸性流體注入，大量長石等鋁硅酸鹽與酸性流體發(fā)生反應(yīng)，這些鋁硅酸鹽與酸發(fā)生反應(yīng)形成SiO2，流體攜帶SiO2可能沿著石英顆粒表面或在孔隙中沉淀形成了非常穩(wěn)定的硅質(zhì)膠結(jié)物(包括次生加大）[4]，這些穩(wěn)定的硅質(zhì)膠結(jié)物及成巖后期生成的連生式碳酸鹽膠結(jié)物會封堵部分孔隙喉道。長期封閉條件下的成巖流體只對長石等部分易溶礦物進行了溶解，由于孔喉連通性較差，限制了地下酸性流體的流動，使得后期的溶蝕作用受限。

5 結(jié) 論

1）普陸1井須家河組砂巖類型以細～中粒巖屑砂巖、中粒長石巖屑砂巖為主，砂巖具有成分成熟度較低結(jié)構(gòu)成熟度較高的特點。

2）該區(qū)的巖性致密，孔隙發(fā)育較差，原生孔隙和殘留孔隙少見，多以次生粒間孔為主。發(fā)育較多構(gòu)造裂縫，且多被石英方解石充填，裂縫的形成期次可以分為2期：燕山-早喜山期和晚喜山期，且以燕山-早喜山期為主，對儲層的影響最大。

3）須二段、須四段和須六段是有效儲層分布的有利層位，且儲層主要以Ⅱ類較好儲層和Ⅲ類差儲層為主，Ⅰ類儲層厚度小，且只分布于須六段和須二段。

4）儲層致密原因主要是由于早期強烈壓實、原始孔隙難于保存、后期膠結(jié)物的大量發(fā)育、孔隙喉道堵塞后導(dǎo)致的流體流動性降低阻礙了溶蝕作用的發(fā)育造成的。

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