八角場大安寨油氣藏儲層評價

羅艷楊，季春海，賈志偉，柯 思，翟京天

（1.西南石油大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，四川南充 637001；2.中國石化西南油氣田分公司川中油氣礦；3.中國石化河南油田分公司）

1 概況

八角場油田位于四川省鹽亭縣、西充縣境內(nèi)，北接中臺山油田，南與金華油田相望，東靠萬年場和公山廟油田，西連秋林油氣田，整個構(gòu)造處于川中古隆平緩構(gòu)造區(qū)西北部。八角場構(gòu)造北面為中臺山、萬年場、獅子場構(gòu)造，西為聚龍場、秋林構(gòu)造，東為公山廟構(gòu)造，南與金華、蓮池構(gòu)造相接。構(gòu)造的宏觀特征表現(xiàn)為南高北低的區(qū)域性單斜，在此背景上發(fā)育近東西向展布的局部背斜構(gòu)造（圖1）［1］。本區(qū)鉆探工作始于1958年12月2日，1970年7月26日，在角1井原井場附近鉆探角2井，12月23日鉆至大一層時發(fā)生強烈井噴，1971年4月24日射開大一亞段，試油獲油29.21 t／d，氣20 m3／d，從此拉開對八角場大安寨油藏勘探開發(fā)的序幕。

圖1 八角場地區(qū)大安寨底界構(gòu)造

根據(jù)巖性組合、電性特征，研究區(qū)大安寨段地層自下而上可劃分為大三、大二三、大二、大一二、大一五個亞段，其中大一二亞段又可分為上、下兩個小層。大三亞段以中－厚層狀灰褐色介殼灰?guī)r為主，局部夾薄層狀黑色頁巖，頁巖平面分布不穩(wěn)定，本亞段為主要儲集層段；大二三亞段以厚層狀黑色頁巖為主，夾褐灰色泥質(zhì)介殼灰?guī)r條帶，地層厚7～10 m，為主要生油層之一；大一亞段厚20～30m，上部為團(tuán)塊灰?guī)r、灰綠色泥巖及中－厚層狀黑色頁巖，中下部主要為灰褐色介殼灰?guī)r、含泥質(zhì)介殼灰?guī)r與黑色頁巖互層，介殼灰?guī)r多呈中－厚層狀、局部表現(xiàn)為塊狀，為大安寨油藏的主要儲集層段之一（圖2）。據(jù)區(qū)域研究成果，八角場地區(qū)主要處于川中大安寨湖盆淺－半深湖亞相帶內(nèi)［2］。

圖2 八角場地區(qū)大安寨段地層劃分剖面

2 儲集巖巖性特征

研究表明，儲集巖類以介殼灰?guī)r和含泥質(zhì)介殼灰?guī)r為主，具體特征如下：①介殼灰?guī)r的沉積地帶主要為淺水湖盆區(qū)、水動力較強的環(huán)境，發(fā)育的層位是大安寨儲層油氣產(chǎn)出的主要層段。其主要特征是巖性較純（泥質(zhì)含量小于10%）、性脆、生物含量高，孔隙度較低，孔喉結(jié)構(gòu)較簡單，特別是在儲層普遍超低孔低滲背景下，該類儲層微裂縫相對發(fā)育，滲儲條件搭配較好，是提供工業(yè)油氣滲流通道的主要巖類。②含泥質(zhì)介殼灰?guī)r呈?。袑訝?，褐灰至深灰色，泥質(zhì)含量15%～25%，介殼以半形為主，殼質(zhì)以纖狀結(jié)構(gòu)為主，單向粒級遞變層理發(fā)育，生物除瓣鰓類之外，還有腹足類和介形蟲類，介殼無分選和水動力淘洗現(xiàn)象，特別是有較多體大殼厚的全形瓣鰓類介殼完整埋藏，雜基主要為粘土質(zhì)和少量灰泥，是湖進(jìn)早期和湖退后期濱湖區(qū)局部低洼積水地區(qū)，由于瓣鰓類的繁盛形成的生物介殼堆積體。其孔隙空間分散程度增高，孔隙結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜，在構(gòu)造受力相對較強時有一定裂縫形成，對油氣滲儲有一定意義，是油井生產(chǎn)后期由孔隙向裂縫補給的主要巖類。

3 儲集空間及儲集類型

根據(jù)川中地區(qū)大安寨油藏大量的巖心、薄片、鑄體、電鏡掃描、成巖研究，并結(jié)合油氣井的試采特征綜合分析研究，大安寨儲層的儲集空間類型主要由微孔、微裂隙以及宏觀孔、縫等四種類型組成，是典型的微孔－微裂縫型儲層。

3.1 裂縫

雖然裂縫發(fā)育程度較低，數(shù)量極為有限，但所占有效儲集空間較大，是油氣滲、儲的重要空間［3］。

3.1.1 構(gòu)造縫

區(qū)內(nèi)研究層段的構(gòu)造縫一般較狹窄，且以低斜縫為主，高角度縫較少，沿縫壁常見溶蝕現(xiàn)象，縫中可見次生方解石呈半充填狀，縫中見油浸、油跡。構(gòu)造縫的大小、密度和延伸方向與其地層產(chǎn)狀要素有密切關(guān)系，在空間上有較大的延伸空間。寬度大于0.05 mm的構(gòu)造縫只能在巖心上觀察，更大者只能保存于地下，取心時則斷開。這種大裂縫的連通范圍大，起著重要的滲濾通道作用。構(gòu)造微縫寬度一般為20μm以上，只能在鏡下觀察，裂縫平直，有近于統(tǒng)一的延伸方向?？纱┻^介殼與基質(zhì)，縫中常有黑色瀝青充填，其面密度遠(yuǎn)比大裂縫多，具有一定的儲集能力，但起主要的滲透作用，連通其他大量更微細(xì)的孔縫空間。

3.1.2 層理縫

由于研究區(qū)內(nèi)的黑色頁巖較為發(fā)育，這些巖石是半深湖低能環(huán)境下的產(chǎn)物，其水平層理極為發(fā)育。在地下深處高壓狀態(tài)下，這些水平層理密閉，不具有任何滲透性，但當(dāng)這些巖石以巖心的方式從深部到地表時，由于壓力的釋放，水平層理張開，形成類似于“千層餅”狀的構(gòu)造層理發(fā)育，這類縫中未見任何充填物，縫小但密集，可明顯改善儲層的滲透性，將分散的微孔隙連通。

3.1.3 成巖縫

研究區(qū)內(nèi)由壓溶而成的縫合線較發(fā)育，呈鋸齒狀，寬一般0.01～0.80 mm，幅度在0.1～1.0cm之間，縫中常溶蝕擴大，被瀝青和有機質(zhì)等不溶殘余物充填，少數(shù)半充填，局部周圍具溶蝕孔隙的出現(xiàn)，從鏡下觀察，幾條縫合線相交出現(xiàn)的現(xiàn)象不多，多數(shù)沿層方向延伸，主要是由壓溶作用強烈產(chǎn)生的。研究層段中的縫合線比較發(fā)育，可作為油氣滲濾的通道。

3.2 孔隙

微孔隙普遍具有孔徑小、連通性差的特點，根據(jù)其成因的不同，可細(xì)分為原生孔隙和次生孔隙兩種。

3.2.1 原生孔隙

儲層中常見的原生孔隙有遮蔽孔、粒間孔、基質(zhì)晶間微孔隙三種類型。由于孔隙形成的時間較早，在漫長的成巖歷史中，受泥晶化、壓實、膠結(jié)各階段的成巖作用，原生孔隙幾乎損失殆盡，不能形成具有實際意義的儲集空間。

3.2.2 次生孔隙

根據(jù)巖心和薄片的觀察，次生溶蝕孔隙主要是沿裂縫分布的溶蝕孔、洞，并且多為針孔狀，較大的溶蝕孔洞少見，多被泥質(zhì)、碳化瀝青和自生方解石晶體等半充填。這些溶蝕孔、洞雖然數(shù)量少，但儲集空間大，連通性好，并能有效地提高儲層的儲滲性能，是重要的油氣儲集空間。

4 儲層物性特征

區(qū)內(nèi)主要巖石的物性特征表明：研究層段內(nèi)孔隙度最大值1.96%，最小0.23%，平均值0.89%。不同巖石類型，其孔隙度差異不太明顯，平均孔隙度值大于1%的巖類僅為介殼條帶灰?guī)r和粉砂巖，均值分別為1.25%和1.43%，其余巖類均低于1%，尤其是作為主要儲集巖的介殼灰?guī)r和含泥質(zhì)介殼灰?guī)r，其孔隙度值差異甚微，均為0.8%左右。滲透率隨巖性的不同而有所差別，最大值為0.991×10－3μm2，最小值小于0.05×10－3μm2，平均值為0.2×10－3μm2，由此說明八角場大安寨段儲層的孔隙度和滲透率極低，巖性致密。按中石油碳酸鹽巖儲層的分類標(biāo)準(zhǔn)，大安寨介殼灰?guī)r儲層應(yīng)屬第四類即非儲層類。其次，從孔滲關(guān)系來看，研究層段在超低孔低滲的情況下，兩者不具有明顯的正相關(guān)性。說明研究層段內(nèi)各種巖類其孔隙度并不隨滲透率的變化而變化。

5 影響儲層物性的因素

根據(jù)研究表明，區(qū)內(nèi)研究層段的物性主要與巖石泥質(zhì)含量、成巖作用以及構(gòu)造因素有關(guān)。

泥質(zhì)含量與孔隙度具有明顯的正相關(guān)性。根據(jù)巖石物性統(tǒng)計可知，盡管所有樣品的孔隙度都比較低，但相對而言，含泥質(zhì)介殼灰?guī)r的孔隙度總是高于不含泥質(zhì)的介殼灰?guī)r。究其緣由，很可能是因為泥質(zhì)含量的增高阻礙了新生變形、方解石膠結(jié)等成巖作用。

隨著灰?guī)r泥質(zhì)含量的提高，雖然孔隙度發(fā)育程度有所改善，但粘土含量的增高，造成含水飽和度上升，孔隙結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜化，滲流條件反而變差，因此，從總體來講，泥質(zhì)含量的增高不但對物性的提高沒有貢獻(xiàn)，反而有阻礙的作用。

大安寨段介殼灰?guī)r的成巖后生變化對孔隙的影響極大，它對孔隙既有建設(shè)性作用也有破壞性作用，總體趨勢是減少孔隙的作用遠(yuǎn)大于增加孔隙的作用。泥晶化作用、生物作用以及早、晚期溶蝕作用有可能增加孔隙度。而壓實、膠結(jié)、充填等成巖作用基本上都是減小孔隙度，加上晚期溶解作用較弱使巖石孔隙變得極其細(xì)小和復(fù)雜［4］。

晚期構(gòu)造應(yīng)力在致密儲層內(nèi)形成微裂縫系統(tǒng)，成為大安寨介殼灰?guī)r儲層的重要儲滲空間。

6 儲層孔喉結(jié)構(gòu)特征

通過對研究區(qū)內(nèi)壓汞數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計，總結(jié)出以下幾點特征：

（1）排驅(qū)壓力和飽和度中值壓力較低。大安寨段排驅(qū)壓力范圍大致為0.008～0.42 MPa，平均為0.05 MPa。介殼灰?guī)r的毛管壓力曲線十分陡峭，一般不存在平坦段。介殼灰?guī)r的飽和度中值壓力變化區(qū)間為4.25～8.223 MPa，均值為5.653 MPa。

（2）飽和度中值喉道半徑小。飽和度中值喉道半徑是飽和度中值壓力相對應(yīng)的喉道半徑。在該層段數(shù)據(jù)統(tǒng)計得到，中值半徑最大為0.2200μm，最小0.0127μm，平均為0.1226μm。

（3）孔喉分布頻帶寬、細(xì)小孔喉百分含量高。儲層孔喉分布頻帶寬、細(xì)小孔喉百分含量高，與毛管壓力曲線所指示的分選差、細(xì)歪度的特點一致。

（4）最小非飽和孔隙體積高。根據(jù)統(tǒng)計知，川中大安寨段儲層最小非飽和孔隙體積一般為29.82%～93.04%，平均59.08%。

（5）退汞效率高及流動孔喉下限低值。退汞效率是反映油氣儲集層產(chǎn)能大小的一個重要指標(biāo)，退汞效率的大小主要取決于巖石的滲透率，連通孔喉的體積百分?jǐn)?shù)及孔隙與孔喉道的直徑的比值。據(jù)中臺山地區(qū)36個樣品的退汞試驗，退汞效率11.77%～89.99%，平均57.32%，明23井的8個樣品的退汞試驗，退汞效率24.51%～63.15%，平均55.2%，相應(yīng)的孔喉半徑為0.063μm，并且大于0.063μm的孔喉退汞量占總退汞量的94%，因而將0.063 μm定位流動孔喉下限。

綜上所述，大安寨介殼灰?guī)r儲集層是比較典型的非孔隙性儲集層，天然裂縫對油氣滲濾起主導(dǎo)作用，但介殼灰?guī)r中的微溶隙和微裂縫是普遍存在的，且局部較發(fā)育。因此，大安寨介殼灰?guī)r的儲集類型可以認(rèn)為是具有微孔隙效應(yīng)的裂縫性油氣層。

7 儲集巖分類

大安寨儲層的物性特征、裂縫發(fā)育程度等都較明顯地受巖性因素的制約。因此，本文以巖石類型為基礎(chǔ)，將大安寨灰?guī)r劃分為三種類型（表1）。

Ⅰ類：主要由亮晶介屑灰?guī)r及含介屑粒晶灰?guī)r組成，所發(fā)育的層段都是大安寨儲層油氣產(chǎn)出的主要層段。主要特征是巖性純、泥質(zhì)含量小于10%，屬高能環(huán)境產(chǎn)物；雖然巖塊基質(zhì)孔隙較低，但孔喉結(jié)構(gòu)簡單，在儲層普遍低孔滲背景下，該類儲層裂縫發(fā)育，滲流條件相對較好；該類儲層含油氣程度較高，是大安寨提供可動工業(yè)性油氣流的主要巖類。

Ⅲ類：多為泥質(zhì)含量較高、生物含量較少的條帶灰?guī)r、團(tuán)塊灰?guī)r、泥灰?guī)r等構(gòu)成。雖這類灰?guī)r基質(zhì)孔隙度略有增高，但滲透率沒有明顯改善，而且含水飽和度明顯增高，油相滲透率很低；裂縫發(fā)育極差，除斷層和小錯動之外，一般未見裂縫，缺乏油氣的滲流通道，難以提供工業(yè)性油氣流，因此該類灰?guī)r視為非儲層。

Ⅱ類：介于Ⅰ類、Ⅲ類之間，為含泥質(zhì)介殼灰?guī)r，滲流條件仍然較差，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于含水飽和度較高，油相滲透率很低；雖有一定的微裂縫，但多呈孤立狀態(tài)不發(fā)育。因此，該類灰?guī)r難以單獨提供工業(yè)油氣流，油氣由基質(zhì)孔隙向裂縫的補給也較困難，為儲集性能較差的儲集巖類。

表2 大安寨段灰?guī)r（儲層）分類

以上分析評價表明，Ⅰ類灰?guī)r為大安寨段的有效儲層，Ⅱ類灰?guī)r孔、縫仍具有一定的儲滲能力，但儲集性能很差。同時根據(jù)鄰區(qū)及本區(qū)的壓汞、物性和礦場試井等成果分析，無論是儲層的物性條件、毛管曲線、油氣井生產(chǎn)特征均表現(xiàn)出雙重介質(zhì)的特征，大安寨段巖心物性資料分析表明，帶裂縫樣品的滲透率較巖塊基質(zhì)滲透率高幾百倍至上千倍，因此裂縫及溶蝕孔（洞）是獲得高產(chǎn)性油氣流的必要條件。八角場油田儲層類型屬微孔隙－微裂縫型。

8 結(jié)論

總的說來，大安寨儲層具有以下4個特點：①超低的孔隙度和滲透率。根據(jù)對巖心分析資料統(tǒng)計表明，大安寨灰?guī)r巖塊孔隙度一般在1%左右，滲透率小于0.2×10－3μm2，縱向上變化不大，僅就巖塊基質(zhì)孔隙度和滲透率而言，屬非儲層范疇。②儲層物性條件與泥質(zhì)含量有關(guān)，泥質(zhì)含量越高，孔隙度值越高，但裂縫孔隙度反而減小，同時，滲透率反而受到阻礙。③成巖后生變化對孔隙的影響極大，即其成巖過程的顯著特點是壓實作用和膠結(jié)、充填作用強而晚期溶解作用弱，使儲層孔隙發(fā)育差，而晚期構(gòu)造應(yīng)力在致密儲層內(nèi)形成微裂縫系統(tǒng)，成為大安寨介殼灰?guī)r儲層的重要儲滲空間。④Ⅰ類灰?guī)r為大安寨段的有效儲層，Ⅱ類灰?guī)r孔、縫仍具有一定的儲滲能力，但儲集性能很差，儲層類型屬微孔隙－微裂縫型。

［1］趙輝，司馬立強.川中大安寨段裂縫評價及儲層產(chǎn)能預(yù)測方法［J］.測井技術(shù)，2008，（6）：277－278.

［2］洪慶玉，藍(lán)光志.川中大安寨段儲層的沉積學(xué)研究［M］.四川成都：電子科技大學(xué)出版社，1997：9－10.

［3］鄭旭，趙春明，雷源，等.裂縫性油藏地質(zhì)建模與數(shù)模一體化技術(shù)的研究與應(yīng)用［J］.石油地質(zhì)與工程，2011，25（4）：80－83.

［4］強子同.碳酸鹽巖儲層地質(zhì)學(xué)［M］.山東東營：中國石油大學(xué)出版社，2007：64－85.