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        番禺B洼古近系甜點儲層特征及發(fā)育機(jī)制

        2021-10-18 06:55:50李瑞彪陳兆明柳保軍
        石油地質(zhì)與工程 2021年5期
        關(guān)鍵詞:恩平番禺溶孔

        李瑞彪,陳兆明,劉 浩,石 寧,柳保軍,徐 徽

        (中海石油(中國)有限公司深圳分公司,廣東深圳 518000)

        番禺B洼是南海北部珠江口盆地番禺低隆起之上規(guī)模較大的古近系洼陷之一,洼陷南斷北超,自北向南分為北部緩坡帶、中部洼陷帶、南部陡坡帶??碧綄嵺`表明,該洼陷發(fā)育較厚的始新統(tǒng)文昌組中深湖相沉積,周邊鉆井見大量的油氣顯示,證明該洼陷具有一定的潛力。番禺B洼經(jīng)歷了多輪勘探,雖然多口井均有一定程度的油氣顯示及少量油氣發(fā)現(xiàn),但始終未能取得商業(yè)突破。研究區(qū)地層為新生代地層,自下而上分別為古近系始新統(tǒng)文昌組、恩平組,漸新統(tǒng)珠海組,新近系中新統(tǒng)珠江組、韓江祖、粵海組,上新統(tǒng)萬山組,地質(zhì)年代最老為47.80 Ma,最新晚于5.33 Ma。從區(qū)域沉積相及已鉆井分析,研究區(qū)主要發(fā)育多套儲蓋組合,韓江組、珠江組發(fā)育淺海陸棚泥與三角洲前緣砂儲蓋組合,珠海組發(fā)育分流間灣泥與三角洲平原砂儲蓋組合。

        自營勘探之前的合作勘探階段,番禺B洼鉆探了數(shù)口探井,然而都遭遇失利。近年來,番禺B洼在自營勘探過程中,G1井和A1井鉆前將單一的中淺層中新統(tǒng)珠江組下段視作主要目的層,由于種種原因,在中淺層均未獲得成功(圖1)。

        圖1 番禺B洼位置

        通過統(tǒng)計番禺B洼周邊已鉆井孔隙度和滲透率與埋深的關(guān)系,可以看出,位于洼陷陡坡帶的A1井恩平組在埋深大于3 500 m后儲層主體為低孔低滲級別,個別點達(dá)到中滲,表明深層系具有油氣成藏的可能,其主控因素與發(fā)育機(jī)制值得深入研究。

        1 巖石學(xué)特征

        基于井壁取心觀察和多個巖石薄片的定量統(tǒng)計,對A1井恩平組井壁心巖性進(jìn)行分析,結(jié)果顯示:恩平組儲層巖性單一,均為長石石英砂巖,粒度以中粒、粗?;蛘邇烧叩倪^渡類型為主。恩平組陸源碎屑顆粒平均含量為89.2%,成分主要為石英(單晶石英和多晶石英)、長石(斜長石和鉀長石)及少量巖屑(火成巖、變質(zhì)巖、沉積巖);其中,石英平均含量為79.4%(單晶石英和多晶石英分別為47.0%和32.4%),長石平均含量為10.7%(斜長石和鉀長石分別為3.9%和6.8%),巖屑平均含量為9.9%。巖屑以火成巖巖屑為主,平均含量為5.8%,其次為沉積巖巖屑和變質(zhì)巖巖屑,平均含量分別為2.2%和1.9%。碎屑顆粒分選性中等,磨圓度較好,以次圓為主,顆粒之間以凹凸–線接觸為主,膠結(jié)類型全為壓嵌型[1],表明A1井恩平組砂巖成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較高(圖2)。

        圖2 A1井始新統(tǒng)恩平組砂巖顆粒分選性與磨圓度

        2 儲層物性影響因素

        沉積、成巖和構(gòu)造作用是影響儲層特征和物性的三大類影響因素[2–9],三者綜合控制碎屑巖的儲層特征和物性,本次研究對這三方面進(jìn)行分析,以明確儲層物性的主控因素與發(fā)育機(jī)制。

        2.1 沉積作用

        沉積作用控制儲層的發(fā)育情況,進(jìn)而對其物性具有控制作用[10–12]。綜合錄井、測井及井壁取心資料,最終繪制了A1井的單井沉積相圖(圖3)。由圖3可知,研究區(qū)珠海組發(fā)育三角洲前緣亞相沉積,微相主要為河口壩與水下分流河道;恩平組主要發(fā)育三角洲平原亞相沉積,微相主要為分流河道,此結(jié)果與基于成像測井資料劃分的沉積相結(jié)果相吻合[1]。分流河道是恩平組的有利相帶,水動力較強(qiáng),水流能帶動顆粒較粗的沉積物;同時,水流具有較大動力沖刷沉積物,致使沉積物干凈、顆粒分選性較好,雜基和膠結(jié)物含量少,所以成分成熟度高,因而巖層具有較好的孔隙度和滲透率,故能夠成為優(yōu)質(zhì)儲層。而對于其他沉積相帶,由于水動力相對較弱,沉積物顆粒細(xì),而雜基及膠結(jié)物等填隙物含量高,在成巖過程中的壓實和膠結(jié)等作用下,儲層物性很差[2]。

        圖3 A1井單井沉積相

        因此,番禺B洼恩平組沉積相帶好、顆粒粗、分選中等偏好,具有較強(qiáng)的抗壓實能力,是形成儲層甜點的先決條件和內(nèi)在主控因素。

        2.2 成巖作用

        番禺B洼A1井恩平組填隙物平均含量為4.0%,其中雜基為泥質(zhì),平均含量為2.0%,膠結(jié)物為黃鐵礦、石英、鐵白云石、白云石和黏土礦物,平均含量依次為0.8%、0.8%、0.2%、0.2%和0.1%。根據(jù)鑄體薄片觀察,A1井恩平組砂巖的面孔率為2.0%~12.0%,平均為6.8%,該地區(qū)孔隙類型為剩余原生粒間孔和粒內(nèi)溶孔(圖4),平均為6.3%和0.6%。

        圖4 A1井恩平組壁心及薄片特征

        2.2.1 壓實作用

        作為成巖作用的重要組成部分,壓實作用是導(dǎo)致儲層物性變差的主要因素之一,尤其在早期成巖階段,壓實作用對巖石孔隙損失明顯,沉積物經(jīng)歷壓實后會產(chǎn)生大量的微觀變化[2–7]。經(jīng)計算,研究區(qū)恩平組砂巖壓實率為62.9%~75.7%,平均為70.7%;壓實減孔量為25.3%~29.0%,平均為27.5%。由結(jié)果可知,研究區(qū)恩平組壓實作用較強(qiáng)。

        2.2.2 膠結(jié)作用

        膠結(jié)作用也是導(dǎo)致儲層物性變差的重要因素之一,自生黃鐵礦膠結(jié)、硅質(zhì)膠結(jié)、碳酸鹽膠結(jié)以及黏土礦物膠結(jié)是研究區(qū)恩平組的全部膠結(jié)類型。其中,僅在一個樣品中見到自生黃鐵礦膠結(jié),黃鐵礦呈霉粒狀充填粒間并交代顆粒;自生硅質(zhì)膠結(jié)物在多個樣品中出現(xiàn),全為石英次生加大,不同樣品加大邊寬度和完整程度相差很大(圖4b);石英次生加大邊雖然在早期能部分抑制壓實作用,但次生加大邊的繼續(xù)生長會堵塞孔隙,降低儲層的孔隙度和滲透率。

        碳酸鹽膠結(jié)物也有少量的發(fā)育,主要以粒間膠結(jié)物和交代物的形式出現(xiàn),成分主要為鐵白云石和白云石,鐵白云石和白云石充填粒間,并見交代長石和巖屑。碳酸鹽巖礦物對砂巖儲層物性的影響具有雙重性:成巖早期階段形成的碳酸鹽巖能增強(qiáng)抗壓實能力,可以保護(hù)部分剩余粒間孔;碳酸鹽巖自生礦物以充填粒間為主,使儲層儲集能力降低。經(jīng)計算,恩平組砂巖的膠結(jié)率為2.9%~14.3%,平均為6.9%,由此造成的孔隙損失為0.7%~3.6%,平均為1.7%。該結(jié)果表明,研究區(qū)恩平組膠結(jié)作用較弱。

        2.2.3 溶蝕作用

        溶蝕作用對儲層物性可以起改善作用。根據(jù)鏡下薄片觀察,樣品中普遍見長石、巖屑溶解,形成粒內(nèi)溶孔或完全溶解形成鑄??祝瑐€別樣品中生成少量自生黏土礦物,粒間溶孔不發(fā)育。恩平組儲層由溶蝕作用形成的粒內(nèi)溶孔孔隙為0.5%~1.0%,平均0.7%,這預(yù)示著研究區(qū)溶蝕作用極其微弱。盡管粒內(nèi)溶孔可以增加儲層孔隙度,但是,粒內(nèi)溶孔缺乏連通通道,所以連通性較差,對改善儲層滲透率貢獻(xiàn)不大。

        2.3 構(gòu)造作用

        構(gòu)造作用分析基于A1井成像測井資料而進(jìn)行,成像測井資料包含異常豐富的地質(zhì)信息,該資料能直觀地展示圈閉的多種信息,且在現(xiàn)今地應(yīng)力分析和裂縫性儲層評價等方面也有較好的效果[13]。已有大量研究表明,鉆井過程中出現(xiàn)的井壁崩落和誘導(dǎo)縫與水平應(yīng)力場關(guān)系密切,兩者分別與現(xiàn)今最大和最小水平主應(yīng)力方向一致[14–15]。番禺B洼A1井FMI圖像上所記錄的井壁崩落和誘導(dǎo)縫方向分別為北東–南西向和北西–南東向,對應(yīng)現(xiàn)今最大水平主應(yīng)力和最小水平主應(yīng)力方向[1]。A1井恩平組FMI圖像上所顯示出的大量微斷層、高阻縫和高導(dǎo)縫走向均為東西向(圖5),這與A1井現(xiàn)今最大水平主應(yīng)力方向相同[1]。且已有研究表明,現(xiàn)今最大水平主應(yīng)力方向與裂縫走向一致時,可以促進(jìn)裂縫發(fā)育并增強(qiáng)流體的流動能力[16],這表明在現(xiàn)今應(yīng)力作用下,恩平組儲層物性可以得到進(jìn)一步改善,后期構(gòu)造運動對番禺B洼恩平組甜點儲層發(fā)育起較好的補(bǔ)充作用[1]。

        圖5 番禺B洼A1井微斷層、高阻縫和高導(dǎo)縫產(chǎn)狀統(tǒng)計

        3 結(jié) 論

        (1)番禺B洼恩平組儲層巖性為長石石英砂巖,粒度以中粒、粗?;蛘邇烧叩倪^渡類型為主,成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較高。儲集空間以剩余原生粒間孔為主,溶蝕孔不發(fā)育,粒內(nèi)溶孔主要為長石和巖屑溶孔。

        (2)番禺B洼恩平組沉積相帶好,是形成儲層甜點的先決條件和內(nèi)在主控因素;恩平組壓實作用較強(qiáng),壓實減孔量平均為27.5%,壓實作用是孔隙減少的主要因素;恩平組膠結(jié)作用和溶蝕作用較弱,由膠結(jié)作用造成的孔隙損失平均僅為1.7%,而溶蝕作用對儲層的儲集能力貢獻(xiàn)較小。

        (3)番禺B洼恩平組儲層經(jīng)歷了較強(qiáng)的構(gòu)造作用,現(xiàn)今地應(yīng)力使得恩平組儲層物性得到進(jìn)一步改善。

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