云電江 劉 小 劉 偉 聞星宇 舒幸寧
延長油田股份有限公司 陜西延安 716099
吳起油田白豹地區(qū)位于鄂爾多斯盆地最寬廣的伊陜斜坡中段,沉積構造穩(wěn)定,地層發(fā)育平緩。研究區(qū)長91亞油組為三角洲沉積的三角洲前緣亞相,發(fā)育水下分流河道、分流間灣、水下天然堤、河口壩四個沉積微相。研究區(qū)的東部和北部砂體較厚,向西部和西南部逐漸變薄,直至尖滅。構造整體為東高西低的寬緩斜坡,內部發(fā)育3 個低幅度鼻狀隆起微構造。
通過對研究區(qū)巖心觀察與巖石薄片鑒定,從巖石成分來看,其石英含量最高,介于25%~65%,平均為44%;長石含量次之,介于10%~42%,平均29%;巖屑含量最低,介于1%~10%,平均6%。從巖屑含量來看,變質巖巖屑含量最高,可達巖石礦物的3%;沉積巖巖屑含量次之,占2%;火成巖巖屑含量最低,占1%。填隙物類型較多,粘土、綠泥石、火山塵、方解石和白云石的含量分別為5.06%、0.34%、1.16%、4.72%和0.51%,此外還含有少量的泥鐵質、鐵方解石、硅質、黃鐵礦。根據(jù)我國碎屑巖巖石薄片行業(yè)鑒定標準,長91 儲層為長石砂巖,含少量長石石英砂巖。粒徑主要分布在0.07~0.35mm,最大粒徑0.83mm。粒級主要為細砂巖,占比80.7%;其次是中砂巖,占比17.3;粉砂占1.9%,粗砂占0.1%。所有巖石樣品均為中等以上分選,磨圓度為次棱角或次棱角- 次圓。均為顆粒支撐類型,巖石顆粒接觸方式為線接觸或者點-線接觸關系。膠結類型絕大多數(shù)為孔隙型,占比97%,還有極少量的為孔隙- 接觸型,膠結程度為中等- 好,結合儲層巖石礦物特征,孔隙中膠結物主要為方解石。
研究區(qū)托16 井區(qū)巖性較致密,孔隙發(fā)育較差,面孔率為3.59%。孔隙主要為粒間孔,其次是溶蝕孔隙,發(fā)育少量微裂縫。其中,溶蝕孔隙主要為粒間溶孔和巖屑溶孔,有少量長石溶孔、粒內溶孔和高嶺石晶間孔。可見綠泥石、高嶺石、次生石英顆粒充填孔隙。
(1)粒間孔:研究區(qū)長91儲層最主要的孔隙類型這粒間孔,占比達到總孔隙的65%,占總礦物體積的2.34%。且多為殘余粒間孔,是長91儲層最重要的儲集空間。原生孔隙往往與粒內溶孔共同存在,可見次生石英顆粒、綠泥石和高嶺石充填孔隙。
(2)溶孔孔隙:研究區(qū)發(fā)育的溶蝕孔隙有粒間溶孔、粒內溶孔、巖屑溶孔和長石溶孔,分別占0.51%、0.11%、0.33%和0.16%。溶蝕孔是除粒間溶孔之外,重要的儲集空間。
(3)微裂縫和晶間孔:研究區(qū)儲層發(fā)育一定的微裂縫,巖心及薄片均有發(fā)現(xiàn),裂縫占巖石體積的0.13%。此類微裂縫是由于碎屑顆粒受到上覆地層壓力導致破裂形成的,可以對油氣形成有效的輸導。偶見高嶺石晶體發(fā)育的晶間孔,此類孔隙對總孔隙度的貢獻不大。
研究區(qū)托16 井長91層48 個樣品的分析結果顯示,孔隙直徑主要分布在20~80μm 之間,平均孔隙直徑51.85μm。喉道寬度主要分布在5~10μm 之間,最大值52.02μm,最小值0.65μm,平均直徑6.87μm。
長91亞油組的巖石壓汞毛管壓力曲線顯示為椅狀平臺樣式,原因主要是對滲透率貢獻的孔隙半徑值的大小不同,視為分選性好的反映。
研究區(qū)托16 井長91亞油組2076.46~2082.76m 井段,三塊巖心壓汞資料統(tǒng)計顯示,其孔隙度為9.4%,滲透率0.24×10-3μm2,排驅壓力為1.19MPa,退汞效率28.77%,中值壓力為3.23MPa,中值半徑平均僅為0.24μm,喉道分選系數(shù)3.16,歪度13.26。依據(jù)陜北地區(qū)延長組砂巖孔隙類型分類標準,可以判斷長91儲層孔喉類型主要為小孔微細喉型,孔隙結構較差。
研究區(qū)托16 井有長91亞油層砂巖分析樣品共99塊,分析統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)孔隙度主要分布在5%~13%的范圍內,且11%~13%的范圍內最多??紫抖茸钚?.53%,最大為12.95%,平均孔隙度為9.2%。從滲透率大小分布可以看到,滲透率呈明顯的正態(tài)分布,主要分布在(0.05~0.7×10-3)μm2之間,其中(0.1~0.3)×10-3μm2之間分布最多。最小為0.011×10-3μm2,最大為0.978×10-3μm2,平均滲透率為0.34×10-3μm2(圖1)。通過孔隙度與滲透率的相關關系圖(圖2)可以看出,滲透率與孔隙度有較好的正相關性,滲透率隨著孔隙度的增大而增大。依據(jù)趙澄林等(1998)對儲層劃分標準來看,長91儲層屬于特低孔- 超低滲儲層。
圖1 研究區(qū)長91 滲透率分布直方圖
圖2 研究區(qū)長91 滲透率與孔隙度相關關系圖
研究區(qū)長91亞油層組發(fā)育三角洲沉積三角洲前緣亞相。三角洲前緣水下分流河道通常是研究區(qū)中最為有利的沉積相帶,其巖性主要為細- 中砂巖,含少量粗砂巖,雜基含量較低,孔隙度、滲透率相對較高,碎屑顆粒分選性為中等。但磨圓較差,以次圓狀- 次棱角狀為主,儲層較為發(fā)育。除了主河道外的其他沉積微相,多為粉砂巖、粉砂質泥巖和泥巖,孔隙度、滲透率相對較低,儲層物性相對較差。從沉積相綜合柱狀圖來看,不同沉積微相砂體的物性、巖石組分和結構上也存在較大差異。
3.2.1 破壞性成巖作用
(1)壓實作用:長91油層組的剛性碎屑顆粒以線接觸為主,壓實程度中等。壓實作用造成的粒間孔隙體積損失量達到40%~75%,膠結作用造成的粒間孔隙損失量20%~50%,表明壓實作用是研究區(qū)儲層普遍低孔低滲的主要因素之一。
(2)膠結作用:除了綠泥石環(huán)邊膠結,研究區(qū)的其他膠結作用類型都對儲層起破壞作用。方解石膠結物充填于原生粒間孔隙,使砂體致密化;伊利石附著于碎屑顆粒表面或充填粘結粒間孔隙,對儲層滲透性帶來較大傷害。石英次生加大和長石次生加大對儲層影響較小。碳酸鹽膠結物含量低于5%時;儲層物性沒有明顯變化,高于5%時,隨著含量的增加儲層物性降低。
(3)交代作用:方解石交代長石及石英顆粒在研究區(qū)長91中較為常見。方解石的交代作用常與晚期方解石的膠結作用同步進行,因此交代作用仍然對儲層物性有一定傷害。
(4)充填作用:長91油層組砂巖的自生石英多充填于原生粒間孔隙或次生溶孔中,占據(jù)了孔隙空間,破壞了儲層物性。高嶺石呈書頁狀充填于粒間孔隙和粒內溶孔之中,數(shù)量不多,對孔隙度影響不大,但會導致儲層滲透率的急劇下降。因此,次生高嶺石的充填作用是導致研究區(qū)長91砂巖超低滲透性的重要原因之一。
3.2.2 建設性成巖作用
對于研究區(qū)長91油層組的建設性成巖作用的研究,主要從綠泥石環(huán)邊的膠結作用、破裂作用兩種成巖作用來分析對儲層的影響。
(1)綠泥石環(huán)邊膠結作用:長91油層組砂巖中綠泥石環(huán)邊膠結作用較為常見,特別是在原生粒間孔隙較為發(fā)育的儲集砂巖中,一般會圍繞粒間孔隙周緣的顆粒表面生長或附著于碎屑表面。早期綠泥石環(huán)邊膠結作用對于提高骨架砂巖抗壓實性能、抑制其他成巖作用的進行、保存原生粒間孔隙具有極其重要的意義。
(2)破裂作用:長91油層組砂巖中有兩種破裂作用,一種是成巖早期的壓實- 破裂作用,常形成規(guī)模較小的成巖壓裂縫,或者在顯微鏡下表現(xiàn)為長石、石英等剛性碎屑顆粒的破碎;一種是破裂作用,即成巖中晚期的構造-破裂作用,長91油層組砂巖中發(fā)育的裂縫大多屬于此種類型。微裂縫對儲層孔隙起到輸導作用,有利于提高儲層滲透率。
長91油層頂面構造整體表現(xiàn)為“東高、西低”的寬緩斜坡狀構造特征,與伊陜斜坡整體構造一致。地層整體呈南北走向,地層坡度相對平緩,最大的構造幅度差為20m±,只存在三個北東南西方向的小型低幅度鼻狀微構造。根據(jù)構造分析,儲層無明顯特征變化。因此,研究認為研究區(qū)儲層特征與構造關系不大。
(1)巖石類型主要為長石砂巖,含少量長石石英砂巖。填隙物類型較多,主要成分是粘土、方解石、火山塵,三者含量占填隙物總量的91.16%;其次為綠泥石、白云石等,含少量的泥鐵質、鐵方解石、硅質、黃鐵礦。長91主要為細砂巖,其次是中砂巖,分選好。
(2)巖性較致密,孔隙發(fā)育較差,面孔率為3.59%??紫额愋椭饕獮榱ig孔,其次是溶蝕孔隙,發(fā)育少量微裂縫??梢娋G泥石、高嶺石、次生石英顆粒充填孔隙。殘余粒間孔是長91儲層最重要的儲集空間,裂縫對油氣形成有效的輸導。
(3)儲層為特低孔- 超低滲儲層,平均孔隙度為9.2%,平均滲透率為0.34mD。滲透率與孔隙度有較好的正相關性,滲透率隨著孔隙度的增大而增大。
(4)儲層物性主要受沉積相和成巖作用控制,沉積相從根本上控制了砂體在時空上的分布,決定了砂體初始孔、滲大小,是儲層發(fā)育的決定性因素,而成巖作用是改變儲層物性的關鍵因素。不同微相成因的砂巖儲集性能有很大差異,是儲層發(fā)育的根本因素。水下分流河道微相的砂體較發(fā)育,為長91的主要儲層。方解石、伊利石的膠結作用對儲層起破壞作用,方解石交代長石及石英顆粒對儲層物性具有一定傷害;自生石英充填作用、高嶺石的充填作用不僅占據(jù)一定的儲集空間,而且對儲層物性造成一定的破壞;次生高嶺石的充填作用是導致研究區(qū)長91砂巖超低滲透性的重要原因之一;綠泥石環(huán)邊膠結作用有利于原生粒間孔隙的保存;長91砂巖中發(fā)育的裂縫對儲層孔隙起到輸導作用,有利于提高儲層滲透率。