李 云,孫桂梅,郭 麗
(延長(zhǎng)石油集團(tuán)油氣勘探公司,陜西延安716000)
波羅池南地區(qū)位于陜西省定邊縣西北部,距離定邊縣城約20公里,西接寧夏回族自治區(qū)鹽池縣。主要研究區(qū)在以波羅池鎮(zhèn)為中心的近351平方公里近長(zhǎng)方形區(qū)域內(nèi)。構(gòu)造上位于伊陜斜坡中西部,與西部天環(huán)坳陷中東部相接。該區(qū)屬陜北黃土塬區(qū),地形條件較復(fù)雜、溝谷縱橫,地形起伏不平。區(qū)域構(gòu)造表現(xiàn)為東高西低的大單斜構(gòu)造,地層傾角小于1°,坡降為每公里6-8m。由于砂體沉積的不均一性以及成巖壓實(shí)的差異性,不同目的層段形成構(gòu)造要素、面積各異的小型鼻狀隆起。
定邊波羅池南地區(qū)早在二十世紀(jì)八十年代在其西部與寧夏鹽池交界處開(kāi)展了石油勘探,在侏羅系延安組獲得了較好的油氣顯示但三疊系延長(zhǎng)組仍然沒(méi)有獲得突破,究其原因是由于對(duì)該區(qū)油氣儲(chǔ)存特征認(rèn)識(shí)不清楚,因此有必要對(duì)研究區(qū)的儲(chǔ)層特征進(jìn)行研究,為研究區(qū)建產(chǎn)提供依據(jù)。
延長(zhǎng)組長(zhǎng)8油層組主要為巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖,可見(jiàn)少量的長(zhǎng)石砂巖和巖屑砂巖,砂巖碎屑顆粒粒度一般介于0.1~0.4 mm之間,以0.10~0.30 mm之間最為常見(jiàn),大多具細(xì)粒結(jié)構(gòu),粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)次之,少量中粗粒結(jié)構(gòu)和細(xì)粉砂結(jié)構(gòu),總體來(lái)看,砂巖粒度較細(xì)。砂巖分選性總體中等-較好,以細(xì)粒結(jié)構(gòu)為主,含一定量中粒結(jié)構(gòu);碎屑顆粒以次棱角狀為主,磨圓度中等-較差;砂巖結(jié)構(gòu)成熟度中等-較好。石英含量為36.0%,長(zhǎng)石含量為28.8%,巖屑含量為35.2%,巖屑主要由變質(zhì)巖巖屑、火成巖巖屑、少量沉積巖巖屑及云母組成,前三者的平均含量分別為 12.28%、15.21%和2.21%,云母含量約為 5.5%。填隙物主要為綠泥石、高嶺石、方解石、鐵方解石等,且含量變化較大,其范圍為 6.0% ~12.0%,平均為 9.5%。
通過(guò)對(duì)該地區(qū)長(zhǎng)8化驗(yàn)資料分析統(tǒng)計(jì)(見(jiàn)圖1),主要孔隙度分布范圍在6% ~23.52%之間,平均值9.45%,主要滲透率分布范圍在0.1 ×10-3μm2~23.11 ×10-3μm2之間,平均值 0.56×10-3μm2,屬特低孔隙度,特低滲透率儲(chǔ)層。
圖1 長(zhǎng)8儲(chǔ)層孔隙度頻率直方圖與長(zhǎng)8儲(chǔ)層滲透率頻率直方圖
本次研究對(duì)波羅池南地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層巖石薄片、鑄體薄片及電鏡掃描觀察與分析,可知研究區(qū)儲(chǔ)層整體為低孔砂巖儲(chǔ)層,儲(chǔ)集空間類型具有明顯分帶性[1];儲(chǔ)集空間為剩余粒間孔隙、溶蝕粒間孔隙、溶蝕粒內(nèi)孔隙、自生礦物晶間孔隙和裂縫孔隙等,其中剩余粒間孔和溶蝕??紫稙楸緟^(qū)的主要空隙空間,溶蝕孔又以長(zhǎng)石溶蝕孔為主,為該區(qū)石油儲(chǔ)藏提供了主要空間,同時(shí)由于裂縫的存在為該區(qū)油氣的運(yùn)聚提供了重要的通道。
根據(jù)對(duì)長(zhǎng)8儲(chǔ)層的巖心觀察、鑄體薄片鑒定及掃描電鏡等資料的分析,儲(chǔ)層成巖作用主要包括以下幾種:機(jī)械壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、交代作用和溶蝕作用、溶解作用、裂縫等。
(1)機(jī)械壓實(shí)作用
機(jī)械壓實(shí)作用是原生孔隙減少最主要原因之一[2],機(jī)械壓實(shí)作用在該區(qū),主要表現(xiàn)為:①顆粒定向排列,軟顆粒變形:由于埋深加大,地層壓力增加,一方面使云母、泥巖等塑性巖屑顆粒發(fā)生受壓彎曲、變形、塑變、伸長(zhǎng)或被硬碎屑機(jī)械的嵌入;另一方面使碎屑顆粒長(zhǎng)軸近于水平方向緊密排列、位移和再分配。②剛性顆粒破碎:當(dāng)上覆壓力超過(guò)顆??箟簭?qiáng)度時(shí),顆粒沿其薄弱裂理面、解理面和雙晶面破裂,產(chǎn)生微細(xì)應(yīng)力紋和微裂縫,有時(shí)甚至垂直于雙晶面產(chǎn)生斷裂、雙晶錯(cuò)位,這些微裂縫的產(chǎn)生,對(duì)特低滲儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的改善至關(guān)重要。③ 顆粒間縫合接觸:隨埋深增加,顆粒接觸關(guān)系漸趨緊密,由點(diǎn)接觸到線接觸,直至凹凸接觸。機(jī)械壓實(shí)作用在本區(qū)十分強(qiáng)烈,使得孔隙度降低20%左右。
(2)膠結(jié)作用
膠結(jié)作用是一種破壞原生孔隙的一種重要原因[3]。長(zhǎng)8儲(chǔ)層砂巖中碳酸鹽礦物的沉淀作用十分普遍。主要為方解石充填孔隙交代顆粒、綠泥石充填膠結(jié)、綠泥石薄膜包裹顆粒以及石英的次生加大,對(duì)儲(chǔ)層破壞十分明顯,同時(shí)還存在硅質(zhì)膠結(jié)。
(3)溶解、溶蝕作用
溶解作用可表現(xiàn)為對(duì)碎屑顆粒的溶解以及對(duì)雜基、膠結(jié)物的溶解作用等,對(duì)形成儲(chǔ)層十分有利,又稱為建設(shè)性成巖作用[4]。研究區(qū)砂巖成分成熟度較低,主要為巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖,砂巖中均含有豐富的長(zhǎng)石顆粒和巖屑顆粒,同時(shí)巖屑顆粒中噴發(fā)巖巖屑非常豐富,噴發(fā)巖巖屑中含有豐富的易發(fā)生溶解的長(zhǎng)石。長(zhǎng)8儲(chǔ)層砂巖中并不缺乏可溶蝕的組份。溶解、溶蝕作用主要表現(xiàn)在各種易溶的砂巖組份發(fā)生部分、甚至全部溶解(見(jiàn)圖2、圖3),形成多種類型的次生孔隙,為研究區(qū)石油成藏提供空間。
圖2 綠泥石膜膠結(jié)(探3393長(zhǎng)81)
(4)裂縫
該區(qū)位于天環(huán)坳陷和伊陜斜坡交界處,構(gòu)造較強(qiáng)烈,發(fā)育天然裂縫。通過(guò)對(duì)本區(qū)薄片及巖心觀察及推測(cè)發(fā)現(xiàn),研究區(qū)的裂縫既有建設(shè)作用又有破壞作用,建設(shè)作用主要為微裂縫為油氣運(yùn)移提供通道,使得油氣從長(zhǎng)7生油層運(yùn)移運(yùn)移到長(zhǎng)8儲(chǔ)層組中;破壞作用可能表現(xiàn)為通天裂縫的存在破壞儲(chǔ)層的密閉性,使得油氣發(fā)生逸散。
圖3 石英顆粒表明發(fā)生溶蝕(探3376長(zhǎng)82)
(1)延長(zhǎng)組長(zhǎng)8油層組主要為巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖,可見(jiàn)少量的長(zhǎng)石砂巖和巖屑砂巖。砂巖分選性總體中等-較好,以細(xì)粒結(jié)構(gòu)為主,含一定量中粒結(jié)構(gòu);碎屑顆粒以次棱角狀為主,磨圓度中等-較差;砂巖結(jié)構(gòu)成熟度中等-較好。
(2)孔隙類型以剩余粒間孔和溶蝕孔為主,溶蝕孔以長(zhǎng)石溶蝕孔為主,不過(guò)這些溶蝕孔受后期的成巖作用影響較大,尤其是后期的碳酸鹽膠結(jié)作用較強(qiáng),破壞了前期形成的孔隙;剩余粒間孔多數(shù)被綠泥石膜環(huán)包著,所以在綠泥石膜發(fā)育的地方,剩余粒間孔也比較發(fā)育,成巖作用相對(duì)較弱。由于裂縫的存在為該區(qū)油氣的運(yùn)聚提供了重要的通道。
(3)研究區(qū)的成巖作用主要有機(jī)械壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、交代作用和溶蝕作用、溶解作用、裂縫等。械壓實(shí)作用、膠結(jié)作用及交代作用對(duì)儲(chǔ)層孔隙起著破壞性作用,溶蝕作用和溶解作用起著使儲(chǔ)層孔隙增大的作用。前者為破壞性成巖作用,后者為建設(shè)性成巖作用。但壓實(shí)作用中的剛性顆粒發(fā)生破裂而產(chǎn)生的微裂縫,對(duì)特低滲儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的改善具有積極的意義。裂縫的存在有兩方面的作用,即有改善油氣運(yùn)移通道的建設(shè)性作用,又有破壞儲(chǔ)層,使油氣逸散的破壞性作用。
[1]盧鋒,屈紅軍,胡春花,馬強(qiáng),定邊樊學(xué)油區(qū)延安組延9油層組儲(chǔ)層物性特征研究,內(nèi)蒙古石油化工[J].2008年第16期,116-117.
[2]何雨丹,肖立志,毛志強(qiáng)等,測(cè)井評(píng)價(jià)“三低”油氣藏面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展方向[J].地球物理學(xué)進(jìn)展,2005,20(2):282 -288.
[3]郭睿,儲(chǔ)集層物性下限值確定方法及其補(bǔ)充[J].石油勘探與開(kāi)發(fā),2004,31(5):140 -143.
[4]王青海,魯紅,李建民,三肇地區(qū)葡萄花油層有效厚度電性標(biāo)準(zhǔn)解釋方法[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào),2001,25(3):24-27