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        下寺灣油田延長(zhǎng)組長(zhǎng)6油層儲(chǔ)層成巖作用特征及對(duì)物性影響分析

        2014-11-08 09:19:32袁廣金宋思媛付國(guó)民
        關(guān)鍵詞:粒間長(zhǎng)石方解石

        袁廣金,宋思媛,付國(guó)民

        (1.陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司,陜西西安710054;2.長(zhǎng)安大學(xué),陜西西安710054)

        一、儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

        下寺灣油田長(zhǎng)6油層組儲(chǔ)層巖石主要為細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖,碎屑中石英含量平均44.5%,長(zhǎng)石中含量平均36.2%,巖屑平均含量約19.3%,巖屑主要以變質(zhì)巖巖屑為主,次為巖漿巖巖屑,填隙物含量平均為13.4%,雜基含量1-2%,膠結(jié)物主要為硅質(zhì),粘土礦物、碳酸鹽巖、濁沸石等,碎屑分選中等,次棱角狀,顆粒支撐,孔隙膠結(jié)為主,多為線-凹凸接觸,總體成分成熟度較低,結(jié)構(gòu)成熟度中等-較好。

        二、長(zhǎng)6油層成巖作用特征

        通過(guò)鑄體薄片、掃描電鏡鑒定觀察及其X衍射分析,長(zhǎng)6油層主要成巖作用內(nèi)心有:

        壓實(shí)作用:包括機(jī)械壓實(shí)作用和化學(xué)壓溶作用,主要表現(xiàn)為:塑性顆粒的彎曲變形;部分礦物顆粒沿薄弱面破裂產(chǎn)生機(jī)械性裂紋等,長(zhǎng)石、石英的次生加大。

        膠結(jié)作用:主要為粘土礦物、碳酸鹽礦物、濁沸石礦物及其硅質(zhì)膠結(jié),粘土礦物綠泥石相對(duì)含量65-70%,多為薄膜狀產(chǎn)出(圖1),少數(shù)充填孔隙,包殼狀自生綠泥石能夠減緩壓實(shí)作用,總體對(duì)保存孔隙有利;伊利石及其以蒙混層、高嶺石含量較低,僅在部分井段產(chǎn)出(圖2),對(duì)儲(chǔ)層孔隙影響有限。碳酸鹽礦物膠結(jié)是主要的膠結(jié)類型,常見有方解石及其含鐵方解石交代及其充填孔隙,特別是成巖晚期形成的鐵方解石膠結(jié)使儲(chǔ)層嚴(yán)重致密化。硅質(zhì)膠結(jié)主要表現(xiàn)為石英的次生加大及其自生石英晶體充填孔隙。濁沸石的膠結(jié)不發(fā)育,僅局部見及,由于濁沸石易溶解,其形成的溶蝕孔隙對(duì)總體面孔率貢獻(xiàn)較大。

        溶蝕作用:主要為粒間膠結(jié)物溶蝕及其長(zhǎng)石的粒內(nèi)溶蝕(圖3、圖4),早期方解石及其濁沸石膠結(jié)物易于溶解,局部發(fā)育鑄???,晚期鐵方解石及其硅質(zhì)溶解程度低。溶解作用程度是該區(qū)儲(chǔ)層質(zhì)量改善的主要因素。溶蝕作用表現(xiàn)為多期,常見早期溶蝕孔隙被自生綠泥石、石英晶體充填,或者鐵方解石沿長(zhǎng)石溶蝕縫充填及膠結(jié)。鄂爾多斯中新生代盆地演化表明,白堊紀(jì)晚期伴隨烴類生成而產(chǎn)生的有機(jī)酸對(duì)儲(chǔ)層溶蝕是主要的成巖事件,極大改善了儲(chǔ)層質(zhì)量。

        圖2 伊利石及綠泥石膠結(jié)物(評(píng) 156井,710.50 m,長(zhǎng) 61)

        圖3 溶蝕沸石粒間孔隙(評(píng) 156井,652.10 m,長(zhǎng) 62)

        圖4 溶蝕長(zhǎng)石粒內(nèi)孔隙(評(píng) 158井,679.50 m,長(zhǎng) 63)

        三、儲(chǔ)層成巖階段劃分

        結(jié)合鄂爾多斯中新生代盆地演化古溫標(biāo)、有機(jī)地化指標(biāo),及其長(zhǎng)6油層組成巖自生礦物產(chǎn)狀、孔隙類型對(duì)成巖階段進(jìn)行劃分。該區(qū)長(zhǎng)6油層總體處于晚成巖A期,主要依據(jù)為:

        研究區(qū)長(zhǎng)6流體包裹體樣品的分析確定古地溫為115℃左右;鏡煤反射率Ro介于0.7%~0.9%之間,Tmax為450℃左右(表1),表明該區(qū)長(zhǎng)6油層組有機(jī)質(zhì)處于成熟階段;粘土礦物主要以綠泥石為主,約65-75%,伊/蒙混層平均含量約為11%,少量高嶺石、伊利石,I/S混層中的蒙皂石(S)的含量介于15~20%,為有序混層帶;石英次生加大多為Ⅰ級(jí),少見Ⅱ級(jí),碳酸鹽膠結(jié)物以方解石為主,少量含鐵方解石充填次生溶孔,粒間溶孔、長(zhǎng)石粒內(nèi)溶孔發(fā)育,但仍以殘余粒間孔為主,微裂縫不發(fā)育。以上說(shuō)明長(zhǎng)6油層組砂巖儲(chǔ)層成巖作用一般已進(jìn)入晚成巖A期左右。

        四、成巖作用對(duì)儲(chǔ)層物性影響

        1、壓實(shí)作用導(dǎo)致孔隙急劇減少

        長(zhǎng)6油層組壓實(shí)作用較強(qiáng),柔軟礦物多擠壓變形,部分雜基化,與剛性石英等形成較致密結(jié)構(gòu),根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算[6],原始孔隙度約為35-40%,巖石作用減少孔隙20%左右,特別是泥質(zhì)含量較高的砂體,壓實(shí)作用幾乎使孔隙喪失殆盡。在局部分流主河道,砂體疊置厚度大,綠泥石薄膜極為發(fā)育,這在一定程度減緩壓實(shí)作用。

        2、膠結(jié)作用是儲(chǔ)層物性變差關(guān)鍵因素

        研究區(qū)長(zhǎng)6油層膠結(jié)作用總體中等至較強(qiáng),主要為粘土礦物膠結(jié)、碳酸鹽膠結(jié)就、濁沸石膠結(jié)及其硅質(zhì)膠結(jié),各類膠結(jié)作用使儲(chǔ)層孔隙度平均減少15%左右,個(gè)別鈣質(zhì)砂巖鐵方解石膠結(jié)物含量25%以上,充填孔隙及其交代長(zhǎng)石,形成致密砂巖。在各類膠結(jié)物中,粘土礦物中綠泥石含量較高,常充填孔隙及其作為碎屑包殼產(chǎn)出,使孔隙減少2-3%左右,但同時(shí)減緩壓實(shí)作用,其總體對(duì)保存孔隙有利,伊利石、高嶺石含量甚微,影響有限;濁沸石膠結(jié)物僅部分井層見及,不普遍,多被成巖晚期有機(jī)酸溶蝕,呈溶蝕殘余結(jié)構(gòu),發(fā)育膠結(jié)物溶蝕孔,總體有利儲(chǔ)層改善,硅質(zhì)膠結(jié)在較大程度上減少粒間孔隙,個(gè)別自生石英充填長(zhǎng)石粒內(nèi)孔隙,減少孔隙1-3%左右;碳酸鹽膠結(jié)物減少孔隙3-5%左右,是儲(chǔ)層致密的主要因素,統(tǒng)計(jì)表明(圖5、圖6)碳酸鹽含量大于5%以上,隨碳酸鹽含量增大,孔隙度及其滲透率急劇下降。在各類碳酸鹽礦物中,成巖晚期的鐵方解石膠結(jié),充填早期次生孔隙,難于溶解,是儲(chǔ)層致密化的主要原因[7]。

        3、溶蝕作用有效地改善了儲(chǔ)層物性

        長(zhǎng)6油層組次生孔隙主要有溶蝕粒間孔、溶蝕粒內(nèi)孔及濁沸石溶蝕孔,微量溶蝕裂隙孔,總體含量2.5%,約為面孔率35-45%,是其主要的儲(chǔ)集空間類型。溶蝕作用主要發(fā)生在早成巖A、B期及晚成巖A期,總共為3期,晚白堊紀(jì)隨烴類充注,有機(jī)酸對(duì)儲(chǔ)層溶蝕產(chǎn)生次生溶孔對(duì)儲(chǔ)層物性改善起至關(guān)總要作用,形成有效儲(chǔ)層,總體增加2-5%孔隙。

        五、結(jié)論

        長(zhǎng)6儲(chǔ)層成巖后生作用主要有壓實(shí)作用、膠結(jié)作用及溶蝕作用等;破壞性成巖作用主要為壓實(shí)壓溶作用、膠結(jié)作用,是降低物性的主要原因,建設(shè)性成巖作用主要為溶蝕作用,產(chǎn)生溶蝕粒間孔、溶蝕粒內(nèi)孔,極大改善儲(chǔ)層質(zhì)量;成巖晚期的鐵方解石膠結(jié),充填早期次生孔隙,難于溶解,是儲(chǔ)層致密化的主要原因。

        [1]鄭榮才,耿威.鄂爾多斯盆地白豹地區(qū)長(zhǎng)6砂巖成巖作用與成巖相研究[J],巖性油氣藏,2007,19(2)1-8.

        [2]朱國(guó)華.陜北濁沸石次生孔隙砂體的形成與油氣的關(guān)系[J].石油學(xué)報(bào),1985,6(1)1-8.

        [3]楊曉萍,裘擇楠.鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組濁沸石的形成機(jī)理、分布規(guī)律與油氣關(guān)系[J].沉積學(xué)報(bào).2002,20(4):628-632.

        [4]朱國(guó)華.碎屑巖儲(chǔ)集層孔隙的形成、演化和預(yù)測(cè)[J].沉積學(xué)報(bào),1992,10(3):114-123.

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