張峰，崔健健，邵先杰，宋婷

（1.山東科瑞石油工程技術(shù)研究院，山東 東營(yíng)257067；2.燕山大學(xué)，河北 秦皇島066004）

1 地質(zhì)特征

高集油田構(gòu)造上位于金湖凹陷西斜坡帶中段，含油面積2.4 km2，探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量63×104t，為在該構(gòu)造背景上被斷層切割形成的斷鼻和斷塊群。受斷層、構(gòu)造、物性、巖性等多種因素影響，該油田包含了眾多的復(fù)雜小斷塊油藏。其特征為：油層厚度小，呈薄互層狀；面積小，多成條帶狀沿?cái)鄬臃植迹挥退缑鎱⒉畈积R，疊合程度低；層間、平面非均質(zhì)性嚴(yán)重［1］。

高集油田主要儲(chǔ)層為阜寧組，在沉積時(shí)期受干旱氣候的影響，在金湖凹陷西部斜坡帶沉積了以生物碎屑灰?guī)r和鮞?；?guī)r為主的碳酸鹽巖［2-3］，分布面積大，厚度在15～20 m。阜寧組二段儲(chǔ)集空間類(lèi)型主要有溶孔、溶洞、裂縫3 大類(lèi)，孔隙分布差異大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，連通性差。

2 儲(chǔ)層特征

2.1 巖石類(lèi)型

研究區(qū)新生界第三系阜寧組，主要為湖相碳酸鹽巖，以灰?guī)r為主，主要包括泥質(zhì)灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r和鮞?；?guī)r，其次為白云巖，偶夾薄層狀泥巖。生物碎屑灰?guī)r、鮞?；?guī)r為主要儲(chǔ)集層。

由于重結(jié)晶作用，阜二段泥質(zhì)灰?guī)r主要由微晶方解石組成，屬于微晶灰?guī)r類(lèi)，不含或含少量生物碎屑，并可見(jiàn)鳥(niǎo)眼構(gòu)造，分選差，屬于水動(dòng)力條件很弱的沉積環(huán)境。根據(jù)剖面發(fā)育特征可知，生物碎屑灰?guī)r厚度一般為5～8 m，發(fā)育波紋層理、水平層理和生物擾動(dòng)構(gòu)造。根據(jù)生物碎屑的體積分?jǐn)?shù)可將儲(chǔ)層巖石類(lèi)型分為［4］：1）泥晶灰?guī)r。生物碎屑體積分?jǐn)?shù)低于10%，常與泥巖呈薄互層，水動(dòng)力條件很弱（見(jiàn)圖1a）。2）泥晶生屑灰?guī)r。生物碎屑體積分?jǐn)?shù)為10%～50%，水動(dòng)力條件較弱，但其附近往往有較強(qiáng)水動(dòng)力的沉積環(huán)境，致使生物碎屑和灰泥共存，發(fā)育有水平層理、波紋層理及生物擾動(dòng)構(gòu)造（見(jiàn)圖1b）。3）亮晶生屑灰?guī)r。生物碎屑體積分?jǐn)?shù)超過(guò)50%，膠結(jié)物主要由亮晶方解石充填，分選好，沉積于水動(dòng)力條件強(qiáng)的環(huán)境（見(jiàn)圖1c）。

鮞?；?guī)r在該區(qū)內(nèi)較為常見(jiàn)，巖心觀察顯示厚度較小，為碎屑和泥晶灰質(zhì)充填，膠結(jié)物主要由亮晶方解石構(gòu)成，位于水動(dòng)力條件強(qiáng)的沉積環(huán)境。

與石灰?guī)r不同的是，白云巖的巖性較致密，孔隙不發(fā)育。

圖1 不同儲(chǔ)層巖石類(lèi)型的巖心

2.2 孔隙類(lèi)型

碳酸鹽巖儲(chǔ)集空間比較復(fù)雜，可根據(jù)孔隙類(lèi)型及其發(fā)育程度對(duì)其特征進(jìn)行描述。碳酸鹽巖的易溶性、脆性和礦物轉(zhuǎn)變性均較強(qiáng)，導(dǎo)致了次生孔隙的發(fā)育，其孔隙類(lèi)型較伴生砂巖儲(chǔ)層豐富［5-7］。

在巖心觀察和鑄體薄片分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)Choquette 和Pray 提出的孔隙空間成因分類(lèi)體系，將該區(qū)孔隙類(lèi)型分為組構(gòu)選擇性孔隙和非組構(gòu)選擇性孔隙。組構(gòu)選擇性孔隙受鮞粒和生物碎屑等原生顆粒及晶體構(gòu)成的組構(gòu)控制，非組構(gòu)和組構(gòu)選擇性孔隙之間沒(méi)有依賴關(guān)系［8］。

2.2.1 組構(gòu)選擇性孔隙

粒間孔是鮞粒灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、內(nèi)碎屑灰?guī)r等顆?；?guī)r中常見(jiàn)的孔隙，孔隙大小從幾十微米到幾毫米不等。通過(guò)鑄體薄片鑒定可知，研究區(qū)粒間孔主要是生物碎屑、鮞粒等顆粒間的孔隙。

粒內(nèi)孔主要見(jiàn)于碎屑灰?guī)r內(nèi)，少數(shù)見(jiàn)于生物碎屑、鮞粒內(nèi)，多呈分散狀和孤立狀，孔隙半徑在200 μm 左右。生物的體腔、介殼和骨骼的微結(jié)構(gòu)等都可以形成粒內(nèi)孔［9-11］。

窗格孔、遮蔽孔、格架孔3 類(lèi)孔隙在阜二段研究區(qū)較少見(jiàn)。

晶間孔是由于重結(jié)晶作用而形成的，在研究區(qū)很少見(jiàn)。該類(lèi)孔隙往往為溶蝕孔隙的發(fā)育創(chuàng)造條件。

鑄模孔是由于粒內(nèi)溶孔被全部溶蝕而形成的，只保存顆粒的外形，少數(shù)孔內(nèi)見(jiàn)殘余物。其直徑較大，從0.1～2.0 mm 不等，僅有少數(shù)鑄體薄片可見(jiàn)。

以上孔隙類(lèi)型中，除鑄?？缀途чg孔屬次生孔隙外，其余均屬原生孔隙。

2.2.2 非組構(gòu)選擇性孔隙

溶縫和裂縫是連通碳酸鹽巖儲(chǔ)集層中孔隙、 孔穴的通道。高集地區(qū)常見(jiàn)的裂縫主要是構(gòu)造裂縫，受斷層影響，常常發(fā)育有溶孔，雖然可見(jiàn)某些孔、縫內(nèi)被方解石等礦物充填，但是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間地下水的溶解，易溶礦物質(zhì)被帶走，形成溶蝕孔隙、孔洞，造成溶蝕裂縫擴(kuò)大，對(duì)儲(chǔ)層孔、滲的貢獻(xiàn)較大。

礫間孔屬裂縫切割，是由于巖石破碎后而形成的角礫礫間溶孔，在該區(qū)較少見(jiàn)。

孔洞、洞穴、潛穴、鉆孔、收縮縫等非組構(gòu)選擇性孔隙在該區(qū)未見(jiàn)。

2.3 物性特征

2.3.1 孔滲特征

根據(jù)樣品分析，研究區(qū)生物碎屑灰?guī)r儲(chǔ)層孔隙度和滲透率變化大?？紫抖仍?.97%～29.36%，平均為11.38%；滲透率在3.40×10-3～405.52×10-3μm2，平均為32.18×10-3μm2。該儲(chǔ)層屬于中孔、低滲儲(chǔ)層。

2.3.2 孔隙結(jié)構(gòu)特征

2.3.2.1 孔喉形態(tài)類(lèi)型及特征

小說(shuō)主人公斯庫(kù)特在經(jīng)歷與老師同學(xué)沖突，莫迪小姐房子失火，湯姆被指控案以及萬(wàn)圣節(jié)夜遇襲后，在她父親、保姆、伙伴、鄰居，親戚等引路人的呵護(hù)和指引下逐漸成長(zhǎng)成熟起來(lái)。本文從正反兩方面來(lái)探討成長(zhǎng)路上引路人角色的重要作用。

孔隙及喉道形態(tài)類(lèi)型受顆粒的大小、 形態(tài)及分布的影響［12］。喉道的形態(tài)和大小可以影響孔隙的滲透性和儲(chǔ)集能力。阜寧組儲(chǔ)層喉道類(lèi)型以管狀喉道、孔隙縮小型喉道為主，片狀喉道次之。由鑄體薄片可以觀察到鮞粒內(nèi)空間的相互連通，即為管狀喉道；孔隙縮小型喉道是由于孔隙內(nèi)晶體的生長(zhǎng)，或其他填充物的填充而造成的，其直徑與孔隙相比，差距不大；片狀喉道很窄，一般從幾微米到十幾微米［13］。研究區(qū)孔喉半徑為0.03～15.13 μm，平均為5.09 μm。

2.3.2.2 孔喉結(jié)構(gòu)組合類(lèi)型

碳酸鹽巖孔隙結(jié)構(gòu)組合類(lèi)型見(jiàn)表1。阜寧組儲(chǔ)集空間孔隙組合類(lèi)型有多種，根據(jù)鑄體薄片資料顯示，孔喉關(guān)系以粗孔大中喉型為主，以粗孔細(xì)喉型和小喉型次之。

表1 碳酸鹽巖孔隙結(jié)構(gòu)組合分類(lèi)

3 影響儲(chǔ)層發(fā)育的主要因素

3.1 沉積相

沉積相是影響儲(chǔ)層發(fā)育的首要因素，可以在宏觀和微觀上影響儲(chǔ)層特征。宏觀上，可以控制砂體的形態(tài)、規(guī)模、厚度及空間分布，從而影響砂體的展布與層內(nèi)、層間的非均質(zhì)性；微觀上，可以決定巖石結(jié)構(gòu)、填充物的多少、 碎屑顆粒的大小等特征，從而影響儲(chǔ)層的孔、滲特性［14-15］。因此，在碳酸鹽巖儲(chǔ)層的形成與演化過(guò)程中，沉積作用是基礎(chǔ)。

碎屑物的供應(yīng)、物源的遠(yuǎn)近、水流方向及強(qiáng)度等沉積條件的不同，形成砂體的形態(tài)、規(guī)模、厚度以及膠結(jié)物類(lèi)型、孔隙的充填和碎屑物的成分、分選度均不同，導(dǎo)致儲(chǔ)層的物性、 巖性以及結(jié)構(gòu)和構(gòu)造都有不同程度的差異［16］。

阜寧組儲(chǔ)層受沉積相控制明顯，該組地層自下而上分為4 個(gè)段，即阜一、阜二、阜三、阜四段。其中阜二段為湖相碳酸鹽巖，主要位于浪基面附近的濱淺湖地帶，發(fā)育有濱淺湖灘砂、鮞粒灘、生物灘、泥晶灘等。不同的沉積微相，造成儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的差異。在這些砂體微相中，鮞粒灘和生物灘物性明顯優(yōu)于濱淺湖灘砂和泥晶灘。

分析可知，水動(dòng)力條件強(qiáng)的鮞粒灘和部分生物灘，巖性較粗，分選較好，是主要的勘探開(kāi)發(fā)微相。

3.2 成巖作用

根據(jù)對(duì)研究區(qū)實(shí)際資料的分析，影響該區(qū)物性的成巖作用有壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、溶解作用、破裂作用、重結(jié)晶作用、白云巖化作用。其中，溶解作用造成的溶孔、溶洞、溶縫以及晶間孔，成為湖相碳酸鹽巖的主要儲(chǔ)集空間［17］。

將單層的孔隙度和滲透率取平均值，從孔、滲與深度的散點(diǎn)圖中可以看出，隨著深度的增加，儲(chǔ)層的孔隙度和滲透率降低（見(jiàn)圖2）。這說(shuō)明導(dǎo)致研究區(qū)儲(chǔ)層物性降低的原因，主要是壓實(shí)作用。除此之外，還與膠結(jié)作用有關(guān)，碳酸鹽巖的膠結(jié)作用可使孔隙度和滲透率降低。隨著埋藏深度的增加，成巖作用的影響越來(lái)越明顯，且物性隨深度的增加逐漸降低［18］。

圖2 孔隙度、滲透率與埋藏深度變化關(guān)系

3.2.1 破壞性成巖作用

3.2.1.1 膠結(jié)作用

研究區(qū)巖石膠結(jié)物為方解石（見(jiàn)圖3a），膠結(jié)對(duì)象主要是原生孔隙較發(fā)育的灰?guī)r，被方解石充填的孔隙空間可根據(jù)晶體形狀和顆粒組構(gòu)來(lái)識(shí)別。較大的孔隙空間被方解石膠結(jié)物充填，膠結(jié)物的不斷生長(zhǎng)，使孔隙空間逐漸變小，其不規(guī)則分布導(dǎo)致小范圍內(nèi)的非均質(zhì)性，從而使?jié)B透率發(fā)生變化［19］。

3.2.1.2 壓實(shí)（壓溶）作用

壓實(shí)作用與膠結(jié)作用的影響很難分開(kāi)，均可使孔隙度降低，孔隙空間減少。其區(qū)別在于壓實(shí)作用主要發(fā)生在未石化和疏松的沉積物中，顆粒的變形、破碎、顆粒間凹凸?fàn)畲┐獭?緊密填集及間隙水的排出可使孔隙度降低、孔隙空間減少（見(jiàn)圖3b）。壓實(shí)作用僅僅使碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，可以導(dǎo)致流體流出沉積物并 進(jìn)入相鄰沉積層［20］。

圖3 碳酸鹽巖成巖作用

壓溶作用是指在石灰?guī)r壓實(shí)過(guò)程中發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)作用［21］，其特征表現(xiàn)為相鄰顆粒間呈縫合線狀接觸（見(jiàn)圖3c），縫內(nèi)往往被豐富的有機(jī)質(zhì)或黏土充填。

3.2.2 建設(shè)性成巖作用

3.2.2.1 重結(jié)晶作用

碳酸鹽巖被埋藏以后，溫度、壓力逐漸升高，但是巖石礦物成分不變，而礦物晶體的形狀、大小和方位在不斷地變化。研究區(qū)各層位、各巖性中結(jié)晶程度和分布均不同，重結(jié)晶作用使研究區(qū)內(nèi)致密的顆粒灰?guī)r結(jié)構(gòu)及晶體邊界遭受破壞，形成疏松、多晶間孔隙的巖石，其強(qiáng)度降低，并且產(chǎn)生裂縫（見(jiàn)圖3e），對(duì)儲(chǔ)層的孔隙度和滲透率產(chǎn)生較大的影響。

3.2.2.2 白云巖化作用

方解石部分地或全部被白云石取代之后，巖石的物理、化學(xué)性質(zhì)就會(huì)發(fā)生質(zhì)變，其滲透性、溶蝕性及抗壓性均與灰?guī)r有很大差異（見(jiàn)圖3d）。在方解石被取代的過(guò)程中，體積分?jǐn)?shù)在20%～70%時(shí)，孔隙度變化不大；大于70%時(shí)，孔隙度快速增大；當(dāng)體積分?jǐn)?shù)達(dá)到80%時(shí)，孔隙度達(dá)到最高值；若體積分?jǐn)?shù)繼續(xù)增加，孔隙度反而降低（見(jiàn)圖4）。

圖4 孔隙度與白云石體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系

3.2.2.3 巖溶作用

碳酸鹽巖孔隙的形成和發(fā)育與地下水的溶解作用密切相關(guān)。溶蝕作用可以發(fā)生在碳酸鹽巖形成乃至成巖后的各個(gè)階段。各種顆粒、生物介殼、骨骼的分級(jí)結(jié)構(gòu)不同，其溶蝕程度也不相同。生物殼質(zhì)和骨骼易形成溶孔和鑄?？祝ㄒ?jiàn)圖5a，5b），偶見(jiàn)有壓溶裂縫。這些溶孔、溶縫局部雖呈充填狀，但對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育有很大貢獻(xiàn)。

圖5 孔隙類(lèi)型

3.2.2.4 破裂作用

裂縫是油氣滲流的重要通道，其形成與破裂作用有關(guān)。根據(jù)巖心觀察，局部見(jiàn)高角度裂縫，并且裂縫處有滲油（見(jiàn)圖5c）。研究區(qū)各井儲(chǔ)層裂縫的發(fā)育程度差異較大，主要有構(gòu)造縫、溶蝕縫，分別與斷裂活動(dòng)、巖溶作用和壓溶作用等因素有關(guān)。裂縫的形成往往會(huì)使儲(chǔ)層的孔滲特性變好，有利于油氣運(yùn)移（見(jiàn)圖5d，5e）。

4 結(jié)論

1）高集油田第三系阜寧組湖相碳酸鹽巖儲(chǔ)層孔隙類(lèi)型主要有粒間孔、 粒內(nèi)孔、 鑄模孔以及裂縫和溶蝕孔?？紫督Y(jié)構(gòu)以粗孔大中喉型為主，粗孔細(xì)喉型和小喉型次之。

2）影響高集油田第三系阜寧組湖相碳酸鹽巖儲(chǔ)層發(fā)育的主要成巖作用有膠結(jié)、壓實(shí)（壓溶）、白云巖化、重結(jié)晶以及溶解和破裂作用。

3）高集油田第三系阜寧組湖相碳酸鹽巖儲(chǔ)層特征受沉積環(huán)境和成巖作用等多種因素控制，沉積相是影響儲(chǔ)層發(fā)育的基礎(chǔ)，但成巖作用是影響儲(chǔ)層發(fā)育的關(guān)鍵因素。

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