呂鵬佶

(中國(guó)石油遼河油田公司， 遼寧 盤錦 124010)

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海綠石砂巖儲(chǔ)層物性的差異性

呂鵬佶

(中國(guó)石油遼河油田公司， 遼寧 盤錦 124010)

為了解海綠石砂巖油藏的儲(chǔ)層特征及其物性的差異性，文中應(yīng)用巖心、鏡下薄片等資料進(jìn)行分析，研究發(fā)現(xiàn)海綠石砂巖的碎屑顆粒組分主要為石英和海綠石礦物，海綠石含量在5%～50%之間。儲(chǔ)層孔隙類型以粒間孔為主，儲(chǔ)層的非均質(zhì)性較強(qiáng)。研究區(qū)主要發(fā)育中低孔、中低滲儲(chǔ)層，海綠石砂巖儲(chǔ)層內(nèi)部孔滲的差異性變化主要受沉積微相、基準(zhǔn)面旋回與巖礦微觀結(jié)構(gòu)的控制。在此基礎(chǔ)上，微觀結(jié)構(gòu)中又可細(xì)分為剛性顆粒、粒徑與微裂隙三類成因。一般來(lái)說(shuō)，潮坪沉積的潮道微相，A/S相對(duì)低位區(qū)和剛性顆粒含量高、粒徑較大和微裂隙發(fā)育是海綠石砂巖儲(chǔ)層物性改善的有利條件。

海綠石砂巖； 儲(chǔ)層特征； 物性差異

A盆地是南美洲最主要的含油氣盆地之一，從20世紀(jì)20年代初即開(kāi)始了油氣勘探活動(dòng)。石油公司在海綠石砂巖段進(jìn)行了測(cè)試獲得工業(yè)油流，通過(guò)地質(zhì)資料重新評(píng)價(jià)后確定為含油新層系[1-2]。目前，對(duì)于海綠石砂巖儲(chǔ)層的地質(zhì)分析還屬于階段性的認(rèn)識(shí)，具有廣闊的研究空間[3-6]。

1　地質(zhì)背景

A盆地面積約1×105km2，是次安第斯山東側(cè)的前陸盆地體系的一部分。盆地構(gòu)造演化可分為三期，即裂谷期、拗陷期和前陸期，其中前陸期又可細(xì)分為早安第斯造山期和晚安第斯造山期。盆地整體呈西陡東緩、軸向南北的不對(duì)稱構(gòu)造格架，東翼緩坡的構(gòu)造傾角一般小于2°。主要構(gòu)造呈近南北向條帶狀分布，按構(gòu)造單元自西向東可依次劃分為西部次安第斯褶皺沖斷帶、中部前淵帶和東部斜坡帶，斜坡帶可進(jìn)一步劃分為裂陷反轉(zhuǎn)帶和共軛走滑帶。研究中所針對(duì)的M油田位于A盆地北部。研究區(qū)內(nèi)部構(gòu)造發(fā)育平緩，發(fā)育三條逆斷層。

2　儲(chǔ)層基本特征

2.1儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

海綠石砂巖特征見(jiàn)圖1。海綠石砂巖巖心樣品呈灰綠色，碎屑顆粒組分主要為石英和海綠石，并含有極少量的長(zhǎng)石、云母，以顆粒支撐結(jié)構(gòu)為特征，分選性較好；填隙物含量較少，以膠結(jié)物為主。石英顆粒呈次圓狀，絕大部分由于次生加大而呈現(xiàn)為次棱角、棱角狀，粒徑0.1～0.5 mm，屬于Ⅱ級(jí)次生加大；海綠石顆粒呈次圓、圓狀或糞球狀，粒徑0.05～0.25 mm，其含量變化范圍大，占到總量的5%～50%。填隙物含量一般小于5%，除石英加大邊外，自生礦物有黃鐵礦以及含鐵碳酸鹽類膠結(jié)物。

海綠石砂巖儲(chǔ)層孔隙類型主要是粒間孔，因碎屑顆粒經(jīng)歷壓實(shí)變形、石英次生加大及自身礦物，且以剩余粒間孔為特征，孔隙半徑一般為0.05～0.15 mm，吼道的連通性相對(duì)較差。整體上海綠石砂巖儲(chǔ)層的非均質(zhì)性較強(qiáng)，且孔吼結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。

a

b

c

2.2儲(chǔ)層物性特征

a

b

Fig. 2Glauconitesandstonereservoirporosityandpermeabilitydistributionhistogramofstudyarea

從各小層儲(chǔ)層物性統(tǒng)計(jì)情況分析，其中UT_1、UT_3小層儲(chǔ)層物性相對(duì)較好，物性相差不大，為中低孔、中低滲儲(chǔ)層，平均孔隙度為14.6%～14.7%，平均滲透率為63.6～137.2 mD；UT_2小層儲(chǔ)層物性相對(duì)較差，為中低孔、低滲儲(chǔ)層，平均孔隙度為13.8%，平均滲透率為42.4 mD。

3　儲(chǔ)層物性的差異性

M油田的主要含油層系為白堊系地層，其內(nèi)部共劃分為五套油層，自底部向上分別為L(zhǎng)T、UT、LU、UU和M1層。其中，海綠石砂巖主要分布于UT層內(nèi)。圖3中可以看出，除UT層外，其余多套油層的孔隙度變化不大，說(shuō)明UT層內(nèi)發(fā)育的海綠石礦物對(duì)儲(chǔ)層物性的影響是十分顯著的，而UT內(nèi)部的儲(chǔ)層物性各小層之間的儲(chǔ)層物性變化也很明顯，見(jiàn)圖4。

研究中，通過(guò)利用儲(chǔ)層物性、沉積微相及鏡下薄片等資料，將這種物性差異的主控因素歸結(jié)為沉積微相、基準(zhǔn)面旋回和巖礦微觀結(jié)構(gòu)三類[7-11]。

圖3　M油田主力含油層系孔隙度直方圖

Fig. 3Porosity histogram of main oil bearing series in M oil field

3.1沉積微相

海綠石砂巖油藏儲(chǔ)層分類見(jiàn)表1。一般來(lái)說(shuō)，影響儲(chǔ)集層物性的地質(zhì)因素有很多,但沉積微相往往是宏觀控制和原始作用要素[12-14]。 在M油田海綠石砂巖段發(fā)育海相潮坪亞相沉積，總體上屬于Ⅳ類儲(chǔ)層，UT層不同沉積微相發(fā)育的砂體對(duì)儲(chǔ)層物性有明顯控制作用。潮道微相孔隙度平均值14.9%，滲透率平均值90.9 mD；砂坪微相孔隙度平均值14.1%，滲透率平均值87.1 mD；混合坪微相孔隙度平均值13.8%，滲透率平均值48.3 mD。

這一現(xiàn)象表明，M油田平面上的物性差異與小層的沉積微相分布存在密切的關(guān)系，潮道微相形成的儲(chǔ)層在物性上要優(yōu)于砂坪與混合坪微相形成的儲(chǔ)層，但潮道微相發(fā)育的規(guī)模有限。發(fā)育最廣泛的砂坪微相形成的砂體物性介于二者之間，而混合坪微相發(fā)育的砂體儲(chǔ)層物性較差。

表1　海綠石砂巖油藏儲(chǔ)層分類

3.2基準(zhǔn)面旋回

UT海綠石砂巖油層以高分辨率層序地層學(xué)為指導(dǎo)，為一完整的中期基準(zhǔn)面旋回。從圖4中可看出，旋回初期至晚期的沉積呈完整的退積-進(jìn)積變化。處于旋回中部的UT_2小層A/S上升至高部位，砂體較薄，其孔滲物性相對(duì)較差；而處于旋回邊部的小層A/S下降至低部位時(shí)，砂體相對(duì)較厚，其儲(chǔ)層孔滲物性相對(duì)較高。

a

b

c

Fig. 4Relationship between glauconite sandstone datum cycle model and property

對(duì)比研究區(qū)內(nèi)不同級(jí)別基準(zhǔn)面旋回中儲(chǔ)集砂體的孔隙度和滲透率值不難發(fā)現(xiàn)，在基準(zhǔn)面上升初期和下降末期，沉積物的供給充足，砂體的儲(chǔ)集物性明顯較好，而當(dāng)基準(zhǔn)面快速上升時(shí)物性明顯變差。這反映出在剖面上，各小層之間基準(zhǔn)面旋回制約著儲(chǔ)層物性的差異。

3.3巖礦微觀結(jié)構(gòu)

碎屑巖的巖石礦物學(xué)特征描述是分析儲(chǔ)層的根本性問(wèn)題，鏡下觀察得到的信息是直觀且具有說(shuō)服力的。研究中優(yōu)選海綠石砂巖段內(nèi)部劃分的三個(gè)小層最具代表性的鏡下薄片(圖5)，發(fā)現(xiàn)了小層之間礦物組成、顆粒形態(tài)等方面的變化，這種微觀結(jié)構(gòu)的變化給儲(chǔ)層孔滲差異特征產(chǎn)生了至關(guān)重要的影響。

3.3.1剛性顆粒

剛性顆粒在埋藏過(guò)程中不易變形，而塑性顆粒如巖屑容易在埋藏過(guò)程中變形，抗壓程度差，降低孔隙度，因此巖石的剛性顆粒含量越高，巖石的抗壓實(shí)能力就越強(qiáng)[15-17]。石英的硬度為7，屬于標(biāo)準(zhǔn)的剛性顆粒，而海綠石礦物硬度為2～3，故此在深度基本一定的情況下，巖石的孔隙度與石英的含量成正相關(guān)。圖5為不同小層典型的鏡下薄片。圖5中可清晰發(fā)現(xiàn)，UT_3小層的石英含量遠(yuǎn)比UT_1、UT_2小層的石英含量高，這與圖4中UT層內(nèi)各小層孔滲的變化是一致的。

a　UT_1

b　UT_2

c　UT_3

Fig. 5Typical thin sheet of different small layers of glauconite sandstone

3.3.2粒徑

應(yīng)該注意的是，圖5中UT_1、UT_3小層的礦物的粒徑明顯大于UT_2小層。相對(duì)而言，巖性的粒度粗，在單位體積內(nèi)的顆粒數(shù)比粒度較細(xì)的巖性要少。在上覆地層壓力的作用下，接觸點(diǎn)數(shù)所承受的壓強(qiáng)大[18-19]。故此，在成巖作用相同，深度相差甚微的情況下，受這一因素的影響，粒徑相對(duì)較大的礦物所在層位其儲(chǔ)層物性較高。

3.3.3微裂隙

剛性顆粒石英發(fā)生不穩(wěn)定破裂后，形成微裂隙，這種微裂隙引起宏觀物理性質(zhì)特別是滲透率的改變，在低滲透油藏流體的流動(dòng)中占有重要的地位，會(huì)導(dǎo)致物性特別是滲透率的提高。圖5中UT_3小層內(nèi)石英發(fā)育微裂隙，這也對(duì)滲透率起到明顯的改善作用。

4　結(jié)束語(yǔ)

海綠石砂巖碎屑顆粒組分主要為石英和海綠石，以顆粒支撐結(jié)構(gòu)為特征，儲(chǔ)層孔隙類型主要是粒間孔，儲(chǔ)層的非均質(zhì)性較強(qiáng)，且孔吼結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。研究區(qū)主要發(fā)育中低孔、中低滲儲(chǔ)層，平均孔隙度為14.4%，平均滲透率為103 mD。儲(chǔ)層內(nèi)部孔滲差異形成的主控因素主要為沉積微相、基準(zhǔn)面旋回和巖礦微觀結(jié)構(gòu)。沉積微相是物性差異的先天因素，基準(zhǔn)面旋回對(duì)物性差異有一定影響，微觀結(jié)構(gòu)是物性差異的關(guān)鍵因素。一般來(lái)說(shuō)，潮坪沉積的潮道微相，A/S相對(duì)低位區(qū)和剛性顆粒含量高、粒徑較大和微裂隙發(fā)育是盆地內(nèi)海綠石砂巖儲(chǔ)層物性改善的有利條件。

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(編輯徐巖)

Study on physical property difference of glauconite sandstone reservoir

LüPengji

(Liaohe Oilfield of China National Petroleum Corporation， Panjin 124010， China)

This paper is aimed at an insight into glauconite sandstone reservoir characteristics and physical property difference. The study based on an analysis using the data of cores and the microscope find that the clastic particle component of glauconite sandstone is mainly quartz and glauconite minerals. The reservoir pores are of the types dominated by intergranular pores and thus are of a stronger heterogeneity. The study area development is mainly characterized by low porosity and low permeability reservoirs.The glauconite sandstone reservoir vary in pore and permeability depending mainly on the sedimentary micro-facies, base level cycle and rock micro structure.On this basis, micro structure can be subdivided into three types of causes: rigid particles, particle size and micro cracks. High content of rigid particles, larger particle size and developed micro cracks are favorable conditions for the improvement of the pore and permeability. The tidal flat sediments of tidal channel microfacies, lundbeck A/S low region and relatively high rigid particle content, larger particle size, and the micro fracture could typically provide favorable conditions in which the glauconite sandstone reservoir is likely to improve.

glauconite sandstone; reservoir characteristics; physical property difference

2016-06-04

中國(guó)石油重大科技專項(xiàng)(20121-30);中國(guó)石油天然氣股份有限公司項(xiàng)目(2011D-2001)

呂鵬佶(1990-)，男，遼寧省盤錦人，助理工程師，碩士，研究方向：石油地質(zhì)學(xué)，油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)，E-mail：dqpilpj@126.com。

10.3969/j.issn.2095-7262.2016.04.013

TE112.23

2095-7262(2016)04-0409-05

A