重慶秀山寒武系后壩組儲(chǔ)層特征

譚平川 周 文 謝潤成 吳巧英

( “油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程”國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·成都理工大學(xué))

0 引言

湘鄂地區(qū)海相下組合具良好的油氣勘探前景, 但地質(zhì)條件復(fù)雜, 勘探程度低。騰格爾和高長林等[1]對咸豐、大庸地區(qū)可能烴源巖的系統(tǒng)觀測和有機(jī)地化剖面研究發(fā)現(xiàn)了下寒武統(tǒng)底部發(fā)育一套黑色頁巖, 是優(yōu)質(zhì)的烴源巖。楊平等[2]在秀山地區(qū)的寒武系后壩組共發(fā)現(xiàn)地面天然瀝青、油氣苗約100余處，10余處大、中型古油藏，表明該區(qū)曾經(jīng)有過油氣的大規(guī)模聚集成藏。本文通過野外露頭剖面調(diào)查(圖1)和地面樣品測試,對后壩組儲(chǔ)層特征及其發(fā)育的主要影響因素進(jìn)行了分析,旨在為雪峰山推覆帶地區(qū)下組合的油氣勘探提供依據(jù)。

1 儲(chǔ)層特征

1.1 巖石學(xué)特征

據(jù)前人的研究及本次野外剖面的調(diào)查，在重慶秀山地區(qū)出露的后壩組下部為淺灰色中厚層狀微晶白云巖、灰質(zhì)白云巖，中部為厚層粗晶白云巖及礫屑灰?guī)r，上部發(fā)育中厚層白云質(zhì)灰?guī)r、疊層石與粗晶白云巖，還有少量砂巖[3]。在總共采樣的46個(gè)巖樣中，其中白云巖為33個(gè)，占71.7%，灰?guī)r為10個(gè)，占21.7%，砂巖為3個(gè)，占6.6%。

碳酸鹽巖巖石類型較為復(fù)雜，有砂屑、礫屑白云巖，藻白云巖、微晶-粉晶白云巖以及鮞粒、藻團(tuán)?；?guī)r等(圖2)?？梢姾髩谓M的主要巖性為以白云巖，灰?guī)r為主，含有少量的砂巖。見到熱液礦物磷灰石、自生石英以及自形程度差的黃鐵礦等。

圖1 調(diào)查路線及觀察點(diǎn)

1.2 儲(chǔ)集物性特征

(1) 儲(chǔ)集空間類型

通過對46個(gè)樣品的鏡下觀察表明，該區(qū)后壩組的主要儲(chǔ)集空間類型為白云石的晶間孔、晶間溶孔，少量晶內(nèi)溶孔，見網(wǎng)狀裂縫和縫合線(圖3，圖4，圖5)。

(2) 儲(chǔ)集結(jié)構(gòu)特征

10個(gè)樣品壓汞和退汞實(shí)驗(yàn)表明(圖6)，排驅(qū)壓力都很高，除去樣品1,2外，其余8個(gè)樣品的喉道分布不集中，細(xì)喉道所占的比例很大，孔隙的分選不好，最大孔隙度的半徑很小，總體而言，該儲(chǔ)集結(jié)構(gòu)較差。

圖2 寒武系后壩組主要巖石類型

圖3 寒武系后壩組主要儲(chǔ)集空間類型

圖4 發(fā)育晶間孔，晶間溶孔及粒緣縫

(3) 儲(chǔ)層物性特征

樣品的孔滲分析表明(圖7，圖8)，孔隙度分布在0.49%～4.47%之間，平均為2.29%，其中絕大部分的孔隙度分布在1%～4%之間，占巖石樣品總數(shù)的88.9%；滲透率分布在0.012～6.477mD并且大部分的樣品小于0.05mD。從孔滲關(guān)系圖看(圖9)，二者對數(shù)相關(guān)性不好?？偟膩碚f，該區(qū)寒武系后壩組儲(chǔ)層滲透率和孔隙度均較低，儲(chǔ)層品質(zhì)較差。

圖5 白云石晶間孔

圖6 秀山寒武紀(jì)后壩組壓汞曲線圖

圖7 寒武系后壩組露頭樣品孔隙度統(tǒng)計(jì)圖

圖8 寒武系后壩組露頭樣品滲透率統(tǒng)計(jì)圖

圖9 寒武系后壩組露頭樣品孔滲關(guān)系圖

2 秀山寒武系后壩組碳酸鹽巖儲(chǔ)層主控因素分析

2.1 沉積環(huán)境對儲(chǔ)層的影響

本區(qū)儲(chǔ)層主要是受沉積環(huán)境和后期成巖作用的影響。根據(jù)野外觀察以及所采集樣品的測試資料，我們將所采集的樣品分為以內(nèi)碎屑結(jié)構(gòu)為主的碳酸鹽巖、以生物碎屑結(jié)構(gòu)為主的碳酸鹽巖、以團(tuán)粒結(jié)構(gòu)為主的碳酸鹽巖、以晶粒結(jié)構(gòu)為主的碳酸鹽巖、以鮞粒結(jié)構(gòu)為主的碳酸鹽巖；不同類型的碳酸鹽巖反映了不同的沉積環(huán)境和水動(dòng)力條件。如圖10所示，以生物碎屑為主的碳酸鹽巖和以鮞粒結(jié)構(gòu)為主的碳酸鹽巖的孔隙度值最高，分別為3.9%和2.8%。內(nèi)碎屑結(jié)構(gòu)和團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的碳酸鹽巖孔隙度在2.4%左右。以晶粒結(jié)構(gòu)為主的碳酸鹽巖的孔隙度為1.3%左右。表明在較強(qiáng)水動(dòng)力環(huán)境下沉積的顆粒巖類有利于儲(chǔ)層發(fā)育，高能環(huán)境是儲(chǔ)層分布的有利地區(qū)。

2.2 成巖作用對于儲(chǔ)層的影響

對本區(qū)碳酸鹽巖孔隙發(fā)育起建設(shè)性作用的主要為溶蝕作用和白云石化作用。

(1) 溶蝕作用

溶蝕作用在本區(qū)較為普遍, 36個(gè)樣品中有15個(gè)巖樣顯示經(jīng)歷了溶蝕作用，這些巖樣中有10個(gè)為以內(nèi)碎屑為主的碳酸鹽巖，4個(gè)為以鮞粒結(jié)構(gòu)為主的碳酸鹽巖，樣品的孔隙度平均值為2.99%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于所收集的樣品的平均值，溶蝕作用形成的晶間溶孔和晶內(nèi)溶孔改善了儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能。

圖10 研究區(qū)域不同巖石結(jié)構(gòu)巖類孔隙度分布直方圖

(2) 白云石化作用

研究區(qū)寒武系后壩組大部分為白云巖。統(tǒng)計(jì)表明，經(jīng)歷了白云石化作用的白云質(zhì)灰?guī)r和白云巖其孔隙度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于灰?guī)r(圖11)，白云化程度對孔隙度有明顯影響。

圖11 研究區(qū)域不同巖石類型的孔隙度分布直方圖

2.3 構(gòu)造破裂作用對于儲(chǔ)層的影響

雪峰山地區(qū)經(jīng)歷了多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，斷裂、裂縫發(fā)育[4-7]。研究巖樣中接近一半的巖樣有裂縫。一方面，構(gòu)造作用形成的裂縫提高了儲(chǔ)層的滲透率，另一方面，在構(gòu)造作用形成的斷裂、裂縫體系有利于流體(有機(jī)酸、地表水、地下水)的運(yùn)移，不僅使早期形成的溶蝕孔洞進(jìn)一步擴(kuò)大，而且可以形成新的溶蝕孔洞。

3 結(jié)論

(1)秀山地區(qū)寒武系后壩組主要為一套白云巖，其次為灰?guī)r，還有少量砂巖。碳酸鹽巖巖石類型較為復(fù)雜，有砂屑、礫屑白云巖，藻白云巖、微晶-粉晶白云巖以及鮞粒、藻團(tuán)?；?guī)r等。

(2)主要儲(chǔ)集空間為白云石的晶間孔、晶間溶孔，少量晶內(nèi)溶孔，裂縫較為發(fā)育?？紫抖戎饕?%～4%之間，滲透率多小于0.05mD，為低孔、低滲儲(chǔ)層，儲(chǔ)層品質(zhì)總體較差。

(3) 沉積環(huán)境和成巖作用對儲(chǔ)層發(fā)育有重要影響，以生物碎屑和鮞粒結(jié)構(gòu)為主的碳酸鹽巖的溶蝕作用發(fā)育，孔隙度較高，白云巖和白云質(zhì)灰?guī)r孔隙度明顯高于灰?guī)r。

1 騰格爾，高長林，胡凱,等.上揚(yáng)子?xùn)|南緣下組合優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育及生烴潛力[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)學(xué)，2006,28(4):359-365.

2 楊平，謝淵，汪正江,等.秀山上寒武統(tǒng)古油藏地球化學(xué)特征及油源[J].分析地球化學(xué)，2010,39(4)：354-363.

3 謝姚祥, 丁玉蘭, 羅啟后. 21 世紀(jì)初葉四川盆地天然氣發(fā)展前景[J]. 天然氣工業(yè), 2000, 20 ( 6) : 1-6

4 張長江，劉光祥，管宏林，等. 湘中坳陷天然氣成因類型分析[J].天然氣地球科學(xué)，2006，17(6)：829-832.

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6 丘元禧，張渝昌，馬文璞，等．雪峰山的構(gòu)造性質(zhì)與演化—一個(gè)陸內(nèi)造山帶的形成演化模式[M]．北京：地質(zhì)出版社，廣州：中山大學(xué)出版社，1999．

7 朱靄林，王常微，易國貴，等．貴州雷公山地區(qū)過渡性剪切帶及其與銻金多金屬礦關(guān)系[J]．貴州地質(zhì)，1995,12(1):1-15．