毛 敏，袁勝斌，張立剛，李大冬，苗振華，李 浩

(1.中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司，天津 300457；2.東北石油大學(xué)，黑龍江 大慶 163318；3.提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163318)

0 引言

惠州26-6構(gòu)造位于南海東部海域珠江口盆地珠一坳陷惠州凹陷，是我國(guó)在珠江口盆地自營(yíng)勘探發(fā)現(xiàn)的最大油氣田[1]，區(qū)域鉆探揭示潛山基底蝕變閃長(zhǎng)巖廣泛發(fā)育[2-3]。由于潛山儲(chǔ)層受巖性、構(gòu)造位置、斷裂活動(dòng)強(qiáng)度、蝕變程度及風(fēng)化、剝蝕作用等多重因素影響，潛山儲(chǔ)集空間發(fā)育具有明顯的非均勻性，定量表征和評(píng)價(jià)比較困難，預(yù)測(cè)難度大[4-7]。巖石礦物組分決定其脆性程度，影響著裂縫的發(fā)育程度，同時(shí)也能反映其蝕變和風(fēng)化林濾程度，對(duì)儲(chǔ)層物性有很好的指示性；但目前尚缺少明晰的定性和定量認(rèn)識(shí)，限制了X-射線衍射全巖衍射錄井在儲(chǔ)層物性識(shí)別方面的應(yīng)用[8-11]。因此，該文對(duì)惠州26-6區(qū)塊蝕變閃長(zhǎng)巖壁心開(kāi)展了X-射線衍射實(shí)驗(yàn)、薄片分析實(shí)驗(yàn)和物性實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)了巖石結(jié)構(gòu)、礦物組分特征和孔隙度值，提出了色率比、綠泥石和高嶺石蝕變指數(shù)及方解石填充指數(shù)模型和計(jì)算方法，揭示了礦物組分及其衍生參數(shù)與孔隙度的關(guān)系，為基于X-射線衍射錄井的潛山蝕變閃長(zhǎng)巖儲(chǔ)層物性隨鉆識(shí)別提供參考。

1 蝕變閃長(zhǎng)巖礦物組分特征

對(duì)惠州26-6區(qū)塊蝕變閃長(zhǎng)巖壁心開(kāi)展了孔隙度實(shí)驗(yàn)、X-射線衍射全巖衍射實(shí)驗(yàn)和薄片實(shí)驗(yàn)，獲取了區(qū)塊蝕變閃長(zhǎng)巖的孔隙度、礦物組分和微觀結(jié)構(gòu)特征。對(duì)14塊巖心的孔隙度進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果如圖1所示，其中有5塊巖心孔隙度低，為0.25%～1.24%，其余9塊巖心孔隙度為4.87%～7.56%。

圖1 蝕變閃長(zhǎng)巖孔隙度分布Fig.1 Porosity distribution of altered diorite

區(qū)塊蝕變閃長(zhǎng)巖礦物組分特征如圖2所示。蝕變閃長(zhǎng)巖主要有斜長(zhǎng)石、角閃石、鉀長(zhǎng)石、黃鐵礦、菱鐵礦、石英、綠泥石、高嶺石、伊利石、蒙脫石、方解石、白云石和非晶質(zhì)等,其中斜長(zhǎng)石含量為9.3%～22.9%,角閃石含量為12.9%～23.4%,鉀長(zhǎng)石含量為4.7%～11.1%,黃鐵礦含量為5.3%～9.4%,綠泥石含量為1.6%～5.4%,高嶺石含量為1.0%～5.4%。蝕變閃長(zhǎng)巖薄片特征如圖3所示。

圖2 蝕變閃長(zhǎng)巖礦物組分分布Fig.2 Mineral composition distribution of altered diorite

蝕變閃長(zhǎng)巖整體蝕變強(qiáng)烈，斜長(zhǎng)石自形晶較好，強(qiáng)黏土化；角閃石綠泥石化較嚴(yán)重，石英多呈他形鑲嵌于長(zhǎng)石中，構(gòu)成嵌晶結(jié)構(gòu)；巖石受后期應(yīng)力作用，裂隙發(fā)育。

2 蝕變閃長(zhǎng)巖孔隙度和礦物組分關(guān)系

礦物類型及含量是影響儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間類型和孔隙度的關(guān)鍵因素。為了探尋蝕變閃長(zhǎng)巖礦物組分和儲(chǔ)層物性的關(guān)系，根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，建立了孔隙度和各礦物組分的交匯圖版。孔隙度與石英、斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、角閃石、黃鐵礦、綠泥石、高嶺石及方解石含量的相關(guān)性較好，如圖4所示。

圖4 蝕變閃長(zhǎng)巖孔隙度和礦物組分關(guān)系Fig.4 Relationship between porosity and mineral composition of altered diorite

由圖4a可知，蝕變閃長(zhǎng)巖隨著石英含量增大，孔隙度呈線性增大。由圖4b～圖4e可知，礦物組分在不同的孔隙度區(qū)間有不同的響應(yīng)特征。低孔隙度區(qū)，隨著斜長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石含量增大，孔隙度呈線性增大，隨著角閃石和黃鐵礦增大，孔隙度呈線性減??；高孔隙度區(qū)，隨著斜長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石含量增大，孔隙度呈線性減小，隨著角閃石和黃鐵礦增大，孔隙度呈線性增大。由圖4f和圖4g可知，隨著綠泥石和高嶺石增加，孔隙度成對(duì)數(shù)函數(shù)增加，增長(zhǎng)速率有減緩的趨勢(shì)。由圖4h可知，隨著方解石含量升高，孔隙度呈線性增大。

3 蝕變閃長(zhǎng)巖孔隙度主控因素分析

蝕變閃長(zhǎng)巖潛山儲(chǔ)層物性主要受淺色礦物和暗色礦物的相對(duì)含量、火山物質(zhì)的蝕變程度和充填物的溶蝕性等因素影響。該文以各礦物含量衍生參數(shù)，即色率比、綠泥石和高嶺石蝕變指數(shù)以及方解石填充指數(shù)反映上述特性，并討論了各參數(shù)對(duì)孔隙度的影響規(guī)律。

3.1 色率比

由工區(qū)蝕變閃長(zhǎng)巖孔隙度和礦物組分關(guān)系可知，影響孔隙度的主要造巖礦物有石英、斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、角閃石和黃鐵礦，其中不含鐵和鎂的石英、斜長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石為淺色礦物，富含鎂和鐵的角閃石、黃鐵礦為暗色礦物[12-13]。色率比為影響儲(chǔ)層物性的主要造巖礦物中淺色礦物與暗色礦物含量的比值：

(1)

式中：IC為色率比；CQu為石英含量；COr為鉀長(zhǎng)石含量；CAn為斜長(zhǎng)石含量；CAm為角閃石含量；CPy為黃鐵礦含量。

色率比將多種造巖礦物數(shù)據(jù)整合為一個(gè)參數(shù)，使用時(shí)簡(jiǎn)潔明了?？紫抖群蜕时汝P(guān)系如圖5所示。

圖5 色率比與孔隙度的關(guān)系Fig.5 Relationship between color ratio and porosity

由圖5可知，孔隙度存在界限值，在界限值兩側(cè)，孔隙度隨著色率比變化呈現(xiàn)相反的變化規(guī)律，通過(guò)2條線性趨勢(shì)線的交匯，獲得孔隙度的界限值為3.25%，當(dāng)孔隙度小于3.25%時(shí)，隨著色率比增大，孔隙度呈線性增大；當(dāng)孔隙度高于3.25%時(shí)，隨著色率比增大，孔隙度線性減小。分析原因，主要是因?yàn)楣^(qū)蝕變閃長(zhǎng)巖孔隙發(fā)育情況與脆性和蝕變作用強(qiáng)度有關(guān)，在低孔隙度區(qū)，脆性起主導(dǎo)作用，隨著淺色礦物增大，色率比增大，巖石的脆性增大，相同的構(gòu)造應(yīng)力下，裂縫越發(fā)育；在高孔隙度區(qū)，蝕變起主導(dǎo)作用，富含鎂和鐵的暗色礦物蝕變作用更強(qiáng)烈，導(dǎo)致隨著色率比增大，孔隙度減小。

3.2 綠泥石和高嶺石蝕變指數(shù)

火山物質(zhì)的蝕變過(guò)程及其形成的自身礦物，對(duì)孔隙的演化規(guī)律和儲(chǔ)層物性有重要影響[14-15]。工區(qū)蝕變閃長(zhǎng)巖廣泛發(fā)育綠泥石和高嶺石，綠泥石多由富含鎂和鐵的暗色礦物蝕變生成，高嶺石多由長(zhǎng)石類礦物蝕變生成，二者與儲(chǔ)層的孔隙度相關(guān)性好。依據(jù)綠泥石和高嶺石含量，計(jì)算綠泥石和高嶺石蝕變指數(shù)。

(2)

式中：IS為綠泥石和高嶺石蝕變指數(shù)；CCh為綠泥石含量；CKa為高嶺石含量。

依據(jù)工區(qū)蝕變閃長(zhǎng)巖礦物組分測(cè)定結(jié)果，計(jì)算了對(duì)應(yīng)的綠泥石和高嶺石蝕變指數(shù)，繪制了綠泥石和高嶺石蝕變指數(shù)和孔隙度的交匯圖版，如圖6所示。由圖6可知，隨著綠泥石和高嶺石蝕變指數(shù)增大，蝕變閃長(zhǎng)巖的孔隙度增大。

圖6 綠泥石和高嶺石蝕變指數(shù)和孔隙度關(guān)系Fig.6 Relationship between alteration index and porosity of chlorite and kaolinite

3.3 方解石填充指數(shù)

工區(qū)蝕變閃長(zhǎng)巖經(jīng)歷了多期次巖溶作用的疊加改造，導(dǎo)致潛山風(fēng)化殼發(fā)育大量的溶蝕孔、溶洞及溶蝕縫等，部分溶蝕孔被礦物充填，充填物的類型影響孔隙的發(fā)育[16-18]。以方解石和白云石相對(duì)含量定義了方解石填充指數(shù)。

(3)

式中：IR為方解石填充指數(shù)；CCa為方解石含量；CDo為白長(zhǎng)石含量。

方解石填充指數(shù)與孔隙度交匯圖版如圖7所示。

圖7 方解石填充指數(shù)和孔隙度關(guān)系Fig.7 Relationship between filling index and porosity of calcite

由圖7可知，隨著方解石填充指數(shù)增大，蝕變閃長(zhǎng)巖孔隙度增大，儲(chǔ)層物性更好。分析原因，主要是因?yàn)樵诔蓭r過(guò)程中白云石的交代作用會(huì)產(chǎn)生新的固體礦物，沒(méi)有太大的體積空間形成，而方解石的溶蝕形成的離子易被水帶走，形成新的孔隙空間，有利于儲(chǔ)集層的形成。

4 結(jié)論

1)惠州26-6區(qū)塊蝕變閃長(zhǎng)巖的組分主要有斜長(zhǎng)石、角閃石、鉀長(zhǎng)石、黃鐵礦、菱鐵礦、石英、綠泥石、高嶺石、伊利石、蒙脫石、方解石和白云石等，其中斜長(zhǎng)石、角閃石和鉀長(zhǎng)石含量較高，分別為9.3%～22.9%，12.9%～23.4%和4.7%～11.1%，整體蝕變強(qiáng)烈，綠泥石化和黏土化較嚴(yán)重。

2)區(qū)域蝕變閃長(zhǎng)巖，隨著石英、綠泥石、高嶺石和方解石含量升高，孔隙度增大；孔隙度低值區(qū)，隨著斜長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石含量升高，孔隙度增大；孔隙度高值區(qū)，隨著角閃石和黃鐵礦升高，孔隙度增大。

3)色率比、綠泥石和高嶺石蝕變指數(shù)以及方解石填充指數(shù)與孔隙度關(guān)系密切，低孔隙度區(qū)，隨著色率比、綠泥石和高嶺石蝕變指數(shù)及方解石填充指數(shù)增大，孔隙度升高。