川東北普光地區(qū)礁灘型儲層微觀非均質性研究

王海芳，楊輝廷，陳培元，曾 超，劉 瑜

（1.西南石油大學，四川成都 610500；2.中國石油華北油田公司勘探開發(fā)研究院，河北任丘 062552；3.川慶鉆探工程有限公司地質勘探開發(fā)研究院，四川成都 610051）

普光地區(qū)位于四川盆地東北部，構造上位于四川盆地川東斷褶帶的東北段，北接秦嶺-大巴山造山帶和米倉山復背斜，南接川南褶皺帶北緣，東靠川東南-湘鄂西隔槽式褶皺帶，西部以華鎣山斷裂帶為界鄰接四川盆地的川中、川西，直到龍門山和松潘造山帶。主體構造屬于川東斷褶帶東北段雙石廟-普光NE向構造帶上的一個鼻狀構造，介于大巴山推覆帶前緣斷褶帶與川中平緩褶皺帶相接之間[1]，整體表現(xiàn)為南寬北窄、西南高北東低、西翼陡東翼緩。整個研究區(qū)勘探面積約1 116.089 km2。

前人研究表明該區(qū)儲層主要發(fā)育在臺地邊緣礁灘相、局限臺地相、開闊臺地相及臺緣斜坡-陸棚相中[2]。其中邊緣礁灘相帶發(fā)育巨厚的淺灘－生物礁沉積體，儲層巖石類型多，鮞粒和殘余鮞粒白云巖、結晶白云巖、礫屑白云巖和海綿礁白云巖是重要的儲集層巖石類型，受沉積及成巖作用影響，孔隙類型多樣[3-6]對油氣的儲集十分有利。雖然很多專家學者已經(jīng)對該區(qū)巖相古地理[7]、沉積[8]、儲層特征[9]、油氣成藏條件[10]等進行了深入研究，但對于該區(qū)儲層的微觀非均質性尚沒有系統(tǒng)的研究和認識。鑒于此，有必要對儲層微觀非均質性進行研究，以期為下一步的油氣勘探提供依據(jù)。

1 巖性與物性特征

普光地區(qū)飛仙關組為臺地邊緣～臺地相鮞粒灘相沉積，根據(jù)區(qū)域地層對比、巖石類別等特征大體可劃分為飛一、二、三、四段，每段巖性特征如下。

飛四段巖性為紫色、灰色白云巖、灰?guī)r、石膏質白云巖與灰白色石膏不等厚互層，以石膏發(fā)育為特征；飛三段灰色、深灰色中至厚層狀含泥灰?guī)r、微晶灰?guī)r、白云巖夾鮞?；?guī)r、砂屑灰?guī)r、溶孔狀白云巖，形成于臺地淺灘相；飛一～二段巖性為灰色、深灰色結晶白云巖、溶孔狀白云巖、鮞狀白云巖，總體以溶孔狀白云巖較發(fā)育為特征，形成于臺地邊緣暴露淺灘相。

長興組頂部為青灰色含白云質、硅質、泥質灰?guī)r，含生物層、局部富集發(fā)育礁或灘。中、上部為中厚層狀灰色白云質灰?guī)r、灰?guī)r，以富含燧石結核為特征，底部以質純灰?guī)r和下伏龍?zhí)督M質不純灰?guī)r夾頁巖層呈整合接觸。

根據(jù)研究區(qū)巖石物性分析報告統(tǒng)計表明普光地區(qū)長興組和飛仙關組儲層孔隙類型和物性存在較大差異,總體上長興組孔隙度和滲透率關系表現(xiàn)為高孔低滲，而飛仙關組表現(xiàn)為低孔高滲（見表1）。

表1 普光地區(qū)長興組-飛仙關組儲層物性統(tǒng)計Table 1 Reservoir physical property statistics of Changxing-Feixianguan Formation in Puguang area

2 儲層微觀非均質性特征

2.1 巖石成分非均質

碳酸鹽巖基本組分主要由顆粒、泥、膠結物、晶粒、生物格架等五類結構類型組成[11]。對研究區(qū)共計1 589個樣品，其中長興組286個，飛仙關組1 303個薄片進行常規(guī)薄片鑒定，結果顯示組成巖石的主要顆粒類型為鮞粒，占整個巖石成分的42.9%，其次含有極少部分的內碎屑，占整個巖石成分的不到1%；膠結物主要為亮晶方解石，占整個巖石成分的56.7%。其中飛仙關組巖石的顆粒成分鮞粒的含量從5%到78%，平均值39.13%，52.4%的巖樣鮞粒含量小于其平均值；巖石的亮晶含量從22%到95%，平均含量61.4%，與鮞粒對應有47.6%的巖樣亮晶含量小于其平均含量；長興組巖石的顆粒成分鮞粒的含量明顯升高，分布范圍從10%到80%，平均含量57.43%，67%的樣品大于其平均含量；巖石的亮晶含量分布范圍從20%～90%，平均含量42%，相應鮞粒含量的明顯升高，亮晶的含量則相應的減少。整體上來看，飛仙關組和長興組的巖石成分主要集中分布在鮞粒和亮晶兩類結構類型，非均質性不強，但從微觀上看，兩類結構類型的分布又不均勻，表現(xiàn)出較強的微觀非均質性（見表2）。

2.2 孔隙結構非均質

壓汞資料能較客觀的的反映深部儲層內部結構特征，鑄體薄片圖象分析方法可以直觀的觀察、研究巖石的孔隙空間結構特征。結合研究區(qū)壓汞和鑄體薄片資料分別對飛仙關組263、長興組56個樣品進行孔喉非均質參數(shù)統(tǒng)計得出飛仙關組、長興組孔喉微觀非均質性參數(shù)統(tǒng)計表（表3和表4）。

表2 普光地區(qū)飛仙關組-長興組巖石成分百分含量統(tǒng)計表Table 2 Rock composition percentage statistics of Feixianguan-Changxing Formation in Puguang area

表3 普光地區(qū)長興組孔喉非均質參數(shù)統(tǒng)計表Table 3 Pore throat heterogeneous parameter of Changxing Formation in Puguang area

表4 普光地區(qū)飛仙關組孔喉非均質參數(shù)統(tǒng)計表Table 4 Pore throat heterogeneous paramete table of Feixianguan Formation in Puguang area

從研究區(qū)孔隙半徑分布圖來看，302-1井飛仙關組孔隙半徑以10～50 μm占優(yōu)勢，比例為61.48%，次為50～250 μm，比例為33.45%；302-1井長興組孔隙半徑以 50～250 μm 為主，比例為 61.27%，次為 10～50 μm，比例為35.32%（見圖1a）。按照吳勝和、蔡正旗等孔隙和吼道分級指標[12]，飛仙關組孔隙主要以中孔為主，大孔次之，長興組則以大孔為主，中孔次之；從孔吼非均質性統(tǒng)計表可以看出，飛仙關組平均喉道半徑分布范圍從 0.01～27.43 μm，平均值 8.42 μm，以 1～10 μm 為主，比例為 52.57%，次為 0.1～1 μm，比例為 30.04%；而長興組平均喉道半徑分布范圍從0.06～16.94 μm,平均值1.23 μm，以 0.1～1 μm 為主，比例為 67.86%，次為 1～10 μm，比例為 26.79%（見圖 1b）。長興-飛仙關組樣品分選系數(shù)從1.06～5.81，平均值2.63，分選中等-偏差；歪度系數(shù)從0.65～4.13，平均值1.82，略偏粗歪度；均值系數(shù)從0.28～0.65，平均值0.47，均值系數(shù)總體偏小，表明孔喉分布不均勻；平均孔喉比大多數(shù)小于其平均值5.77，孔喉比偏?。豢缀砼湮粩?shù)大多數(shù)在0.2～0.4之間，小于其平均值0.423，整體表現(xiàn)出較強的孔喉非均質性。

圖1 研究區(qū)孔隙結構特征Fig.1 Pore structure characteristics of the study area

長興組巖石在物性上具有孔隙度和滲透率相關性差，相對多的孔隙（孔隙度平均值11.57%），貢獻的滲透率較小（滲透率平均值5.78 mD），孔隙度和滲透率關系表現(xiàn)為高孔低滲，孔洞發(fā)育，但連通性差。在微觀孔隙結構上具有與高孔低滲的物性特征相對應的特征，即排驅壓力相對較高（平均值0.4 MPa),喉道平均半徑較?。ㄆ骄?.23 μm）,50%以上的孔隙的孔喉半徑小于1 μm，分選中等~一般，孔喉偏細，集中于微細喉。

飛仙關組巖石在物性上具有孔隙度和滲透率相關性差，相對少的孔隙（孔隙度平均值8.98%），貢獻了較高的滲透率（滲透率平均值42.37 mD），孔隙度和滲透率關系表現(xiàn)為低孔高滲，孔喉的連通性好于長興組。在微觀孔隙結構上具有與低孔高滲的物性特征相對應的特征，即排驅壓力較低（平均值在微觀孔隙結構上具有與低孔高滲的物性特征相對應的特征，即排驅壓力較低（平均值0.18 MPa)，喉道平均半徑較大（平均值8.42 μm），50%以上的孔隙的孔喉半徑大于 1 μm，分選一般-偏差，孔吼分布不均一，主要集中于細-中吼。飛仙關組和長興組有代表性的兩塊巖樣壓汞曲線，可以充分說明兩個層位各自的孔隙結構特征（見圖2）。

2.3 孔隙類型非均質

圖2 研究區(qū)飛仙關組、長興組巖樣壓汞曲線Fig.2 Rock sample pressure mercury curve of Feixianguan-Changxing Formation in the study area

通過分析巖石掃描電子顯微鏡樣品154塊，認為研究區(qū)主要的孔隙類型主要有兩大類：溶蝕孔隙和晶間孔隙，為進一步了解孔隙的分布情況，通過對薄片鑒定資料進行統(tǒng)計得出：長興組302-1井共有433個樣品同時發(fā)育溶蝕孔和晶間孔兩類孔隙，分布高度集中，95%以上的孔隙未充填；104-1井飛仙關組和302-1井飛仙關組506個樣品中同時發(fā)育溶蝕孔和晶間孔兩類孔隙的樣品高達93.6%，樣品中只有晶間孔的占4%，只有溶蝕孔的只占不到3%。和長興組一樣，飛仙關組孔隙分布高度集中，且?guī)缀跞课闯涮?，只有極少部分的孔隙為半充填。整體來看，整個研究區(qū)孔隙類型的非均質性不強。

2.4 裂縫類型非均質

對研究區(qū)普光102-1井5 555.76～5 938.43 m井段共計995片薄片，其中T1f1-2井段5 555.76～5 689.23 m 801片，P2ch井段5 874.28～5 938.43 m194片薄片進行常規(guī)薄片鑒定，通過鑒定結果以及典型現(xiàn)象的觀察及描述，認為T1f1-2中上部白云巖（深度 5 555.66～5 690.66 m，厚度135 m）裂縫統(tǒng)計共43條，以斜交縫為主（29條），次為水平縫（11條），垂直縫僅3條，有效縫僅14條。顯微鏡下見構造縫103條，其中充填縫42條，有效縫61條；溶蝕縫17條，多為半充填；壓溶縫77條，被有機質充填。P2ch上部白云巖（深度5 874.28～5 882.41 m、5 916.57～5 938.53 m，厚度 30.09 m）裂縫不發(fā)育，共有5條裂縫，其中水平縫4條，斜交縫1條，僅1條有效縫。由于碳酸鹽的脆性較高，普光302-1井構造縫、碎裂縫以及巖石的溶蝕縫和收縮縫在5 281.90～5 284 m和5 294.67～5 298.11 m井段較發(fā)育，但是這些裂縫多被泥質及干瀝青充填，極少未被充填。同樣在普光104-1井，共有裂縫64條，多被泥質及干瀝青充填，只有極少部分未被充填?？傮w來看，普光地區(qū)長興-飛仙關組裂縫類型主要以溶蝕縫和構造縫為主，裂縫類型非均質性不強。

3 結論

普光地區(qū)長興-飛仙關組礁灘型儲層巖石成分微觀非均質性較強，表現(xiàn)在組成巖石的兩大主要結構類型鮞粒和亮晶的百分含量分布極其不均勻；在孔隙結構微觀非均質性上表現(xiàn)為各孔喉非均質參數(shù)的分布不均勻，整體表現(xiàn)出較強的微觀非均質性。

普光地區(qū)長興-飛仙關組礁灘型儲層在孔隙和裂縫類型微觀非均質性上均較弱，在孔隙類型微觀非均質性上，溶蝕孔和晶間孔分布高度集中，而在裂縫類型微觀非均質性上，溶蝕縫和構造縫分布相對集中。

普光地區(qū)長興-飛仙關組礁灘型儲層長興組表現(xiàn)為高孔低滲的物性關系，飛仙關組表現(xiàn)為低孔高滲的物性關系都與長興-飛仙關組礁灘型儲層所表現(xiàn)出來的孔吼微觀結構特征相符。

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