紀(jì)學(xué)雁 (中石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院,黑龍江 大慶163712)
昌德氣田是大慶油田的一個深層氣田,位于大慶市大同區(qū)、肇州縣和安達市境內(nèi),構(gòu)造位于松遼盆地北部徐家圍子斷陷中西部。氣藏具有儲層埋藏深、致密低滲透,氣井產(chǎn)量低、穩(wěn)產(chǎn)能力差的特點[1-2]。下面,筆者基于巖心、電性和物性等資料,對昌德氣田的多套含氣層系的有效儲層發(fā)育特征進行了研究?。
昌德氣田主產(chǎn)層發(fā)育于早白堊系的登婁庫組和營城組地層,登婁庫組缺失登一段,營城組缺失營二段、營三段地層 (見表1)。
目的層為登三段、登四段砂巖儲層,營四段砂礫巖儲層和營一段火山巖儲層,縱向上砂巖、砂礫巖和火山巖疊置發(fā)育,上部為一套河流相砂泥巖地層,中部為一套扇三角洲沉積的砂礫巖地層,下部為一套中酸性火山巖地層,3套地層皆由沉積間斷分隔。登婁庫組細(xì)分為7個小層,其中K1d4Ⅱ?qū)?、K1d3Ⅰ層、K1d3Ⅱ和K1d3Ⅲ層是砂巖含氣層系的主產(chǎn)層;營城組細(xì)分為3個小層,其中K1yc4Ⅰ層和K1yc1Ⅰ層為主要產(chǎn)層。平面上登婁庫組砂巖在全區(qū)廣泛分布,砂礫巖在氣田的西部隆起區(qū)局部缺失,中酸性火山巖在昌德氣田主要發(fā)育6個火山巖主體,火山碎屑巖發(fā)育廣泛,火山熔巖局部發(fā)育[3]。
表1 昌德氣田地層與氣層組層序
1)登婁庫組 登婁庫組發(fā)育河流相的砂泥巖沉積組合,巖性以泥質(zhì)粉砂巖和細(xì)砂巖為主,其中主產(chǎn)層段登四段發(fā)育曲流河相沉積,儲層發(fā)育的主要沉積微相類型為河床和堤壩,儲層中泥質(zhì)粉砂巖比例最高 (25%),其次是粉砂質(zhì)泥巖 (13%)。登三段發(fā)育辮狀河相沉積,儲層發(fā)育的主要沉積微相類型為辮狀河道和心灘,儲層中細(xì)砂砂巖比例最高 (18.3%),其次是粉砂質(zhì)泥巖 (17.3%)。
2)營四段 營四段發(fā)育扇三角洲相砂礫巖沉積組合,主要的沉積微相類型為水下分流河道,儲層巖性以砂礫巖為主 (50%),其次是礫巖 (10%)。
3)營一段 營一段主要發(fā)育火山巖相以及爆發(fā)相和溢流相,儲層發(fā)育的主要亞相是爆發(fā)相的熱碎屑流亞相、熱基浪亞相和溢流相的上部亞相,巖性以流紋質(zhì)角礫凝灰?guī)r占比例最高 (23%),其次是角礫巖 (18%),而流紋巖占9%。
1)登婁庫組 登婁庫組砂巖儲層儲集空間類型主要為粒間孔和粒間溶蝕孔(見圖1(a)和圖1(b)),儲集空間類型以孔隙型為主。登婁庫組砂巖儲層孔隙結(jié)構(gòu)共分為5類,即Ⅰ類 (粗態(tài))、Ⅱ類 (偏粗態(tài))、Ⅲ類 (偏細(xì)態(tài))、Ⅳ類 (細(xì)態(tài))和Ⅴ類 (極細(xì)態(tài))。其中以Ⅴ類、Ⅳ類為主,各占總樣品數(shù)的42.9%、23.8%;Ⅱ類和Ⅲ類次之,所占百分比均為14.3%,Ⅰ類所占比例較小,只占總樣品數(shù)的4.8%。
2)營四段 營四段砂礫巖儲層儲集空間類型主要以粒間孔和粒間溶蝕孔為主,裂縫較少(見圖1(c)和圖1(d))。儲集空間類型以孔隙型為主。營四段砂礫巖儲層孔隙結(jié)構(gòu)共分為5類,即Ⅰ類 (粗態(tài))、Ⅱ類 (偏粗態(tài))、Ⅲ類 (偏細(xì)態(tài))、Ⅳ類 (細(xì)態(tài))和Ⅴ類 (極細(xì)態(tài)),Ⅴ類又可細(xì)分為Ⅴ (1)(極細(xì)態(tài),分選較好)、Ⅴ (2)(極細(xì)態(tài),分選不好)。其中以Ⅱ類、Ⅳ類、Ⅴ (2)為主,各占總樣品數(shù)的24.2%、22.6%和25.8%,Ⅴ (1)類次之,Ⅰ類和Ⅲ類所占比例較少,只占總樣品數(shù)的1.6%和8.1%。
3)營一段 營一段火山巖儲層儲集空間類型主要由孔隙和裂縫組成,孔隙以原生微孔隙為主,裂縫以炸裂縫和少量的構(gòu)造微裂縫為主 (見圖1(e)和圖1(f)),儲集空間類型以微孔隙型為主。營一段火山巖儲層孔隙結(jié)構(gòu)共分為3類,即Ⅰ類 (偏粗態(tài))、Ⅱ類 (偏細(xì)態(tài))和Ⅲ類 (細(xì)態(tài)),其中以Ⅱ類為主,占總樣品數(shù)的50%,Ⅲ類次之,Ⅰ類比例較少,僅占總樣品數(shù)的10%。
圖1 昌德氣田儲集空間特征
1)儲層物性 登婁庫組儲層孔隙度主要分布于6%~9%,滲透率主要分布于 (0.1~1.5)×10-3μm2。營四段砂礫巖儲層孔隙度主要分布于4.8%~6.9%,滲透率主要為小于1.0×10-3μm2。營一段火山巖儲層孔隙度主要分布于0.8%~8.8%,滲透率主要分布于(0.001~0.77)×10-3μm2。由于上述3套儲層物性皆比較差,因而屬于中-低孔、低滲儲層。
2)有效厚度發(fā)育特征 結(jié)合氣藏地質(zhì)特點、試氣試采特征以及產(chǎn)能分類,采取動靜結(jié)合的評價方法,建立了砂巖、砂礫巖和火山巖氣藏儲層評價標(biāo)準(zhǔn) (見表2)。
按照上述分類標(biāo)準(zhǔn)對單井進行統(tǒng)計分析,發(fā)現(xiàn)3類儲層主要發(fā)育Ⅱ類儲層。從平面分布上看,有效儲層分布也均以發(fā)育Ⅱ類儲層為主。登婁庫組登四段Ⅱ類儲層厚度達10m,其次是Ⅲ類儲層,厚度約5.5m,發(fā)育較好的井區(qū)有F1、F4和F2井區(qū);登三段Ⅱ類儲層厚度達12m,其次是Ⅰ類儲層,厚度約5m,發(fā)育較好的井區(qū)有F2、F4和F5井區(qū);營四段砂礫巖Ⅱ類儲層厚度約40m以上,其次是Ⅰ類儲層,厚度約20m,發(fā)育較好的井區(qū)有F6和F5井區(qū);營一段火山巖Ⅱ類儲層厚度約36m以上,其次是Ⅰ類儲層,厚度約10m,發(fā)育較好的井區(qū)有F9和F6井區(qū)。
表2 昌德氣田儲層分類評價表
昌德氣田碎屑巖儲集巖以礫巖、砂礫巖和細(xì)砂巖較為發(fā)育。主要成巖作用以機械壓實和壓溶作用、膠結(jié)作用、交代作用為主,溶解作用在砂礫巖中比較發(fā)育[4]。壓實作用強烈是昌德氣田碎屑巖成巖作用的顯著特征,尤其以營城組表現(xiàn)明顯,主要表現(xiàn)為顆粒的凹凸和縫合線接觸、塑性顆粒和云母等的變形等。膠結(jié)作用強烈是昌德氣田碎屑巖成巖作用的另一顯著特征,主要表現(xiàn)為石英的自生加大作用,是導(dǎo)致儲層變差的主要原因。交代作用也比較常見,主要為碳酸鹽交代各種顆粒及填隙物,交代后的顆粒常呈蠶食狀、港灣狀和島嶼狀等。
昌德氣田火山巖儲層的成巖作用分為建設(shè)性和破壞性2大類,建設(shè)性成巖作用冷凝收縮破裂作用、溶解作用、揮發(fā)份的逸散作用、壓溶作用,其中溶解作用是形成次生溶蝕孔隙的主要成巖作用,對改善儲層物性起重要作用;破壞性成巖作用有充填作用、熔結(jié)作用、熔漿膠結(jié)作用和交代作用,其中充填作用和熔漿膠結(jié)作用對儲層的破壞程度最大,使儲層儲集性能及連通性大大降低。
(1)昌德氣田主要產(chǎn)層為登婁庫組河流相沉積的砂巖、營城組營四段扇三角洲沉積的砂礫巖和營一段火山噴發(fā)形成的火山巖。
(2)昌德氣田主要產(chǎn)層儲集空間主要為砂巖和砂礫巖的粒間孔和粒間溶蝕孔,以及火山巖的氣孔、溶孔和微裂縫;儲層整體上屬于中-低孔、低-特低滲儲層。
(3)影響碎屑巖儲層形成的主要成巖作用主要包括機械壓實和壓溶作用、膠結(jié)作用、交代作用;影響火山巖儲層形成的主要成巖作用主要包括冷凝收縮破裂作用、溶解作用和揮發(fā)份的逸散作用。
[1]趙澄林,陳麗華 .中國天然氣儲層 [M].北京:石油工業(yè)出版社,1999.
[2]楊玉峰,萬儉英,楊波,等 .昌德含氣系統(tǒng)成藏關(guān)鍵時刻的確定 [J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2002,21(1):23-25.
[3]張艷,孫雅林,王璞珺,等 .松遼盆地昌德氣田深層登三、登四段底界面特征 [J].世界地質(zhì),2011,30(4):624-630.
[4]張曉東,楊玉峰,殷進垠,等 .松遼盆地昌德氣田天然氣成因及成藏模式 [J].現(xiàn)代地質(zhì),2000,14(2):203-208.