澗峪岔地區(qū)長2儲層特征研究

王 維，王 錦，郭 科

(西北大學 地質(zhì)學系 大陸動力學國家重點實驗室，陜西 西安 710069)

澗峪岔油田處于陜西省子長縣西北部，西臨瓦窯堡油田。海拔930～1 450 m，溝壑縱橫，峁梁起伏，地勢整體北高南低。屬暖溫帶半干旱大陸性季風氣候，年均氣溫8.9℃，年均降水量450 mm，林木覆蓋率達13%。石油、煤炭資源豐富。澗浴岔油田構(gòu)造上屬于鄂爾多斯盆地一級構(gòu)造單元—陜北斜坡帶東部，構(gòu)造總體為一平緩的西傾單斜，傾角0.5°左右。地層自上而下為第四系、侏羅系、三疊系，其中三疊系上統(tǒng)延長組，長2(T3y4)油層為主力油層之一。研究區(qū)長2段沉積相研究表明，長2主要為三角洲平原沉積，古河流方向呈北東～南西向，物源方向控制了長2砂體呈北東～南西向展布。

1 儲層巖石學特征

1.1 巖石類型及碎屑成分

澗峪岔地區(qū)長2段砂巖分選性好，碎屑顆粒磨圓度為次棱狀，磨圓度較低，砂巖中石英含量低而長石含量高，說明巖石的結(jié)構(gòu)成熟度中等，礦物成熟度較低，無長距離搬運史。碎屑顆粒間接觸關系以點－線接觸和線接觸為主，膠結(jié)類型為薄膜孔隙式和接觸式膠結(jié)為主。

根據(jù)鉆井取心以及在室內(nèi)巖心薄片的鏡下鑒定，澗峪岔地區(qū)長2段屬于細粒砂巖，以細砂巖為主，夾鈣質(zhì)膠結(jié)細粉砂巖和泥巖薄層。據(jù)砂巖薄片統(tǒng)計，平均粗砂含量0.9%，中砂 9.9%，細砂 73.3%，粉砂 16.4%，細粉砂 2.5%，雜基0.5%;平均粒徑0.12 mm，粒級明顯偏細，屬細粒砂巖。

根據(jù)薄片資料統(tǒng)計，澗峪岔地區(qū)長2段砂巖中長石含量33%～58%，平均41.3%，其中鉀長石占長石總量的60.7%，斜長石占 39.3%;石英含量 20% ～36%，平均30.4%;黑云母含量 3% ～8%，平均6.63%;巖屑含量2% ～4%，平均3.0%，主要為沉積巖巖屑;碎屑總量77% ～88%，平均83.6%。根據(jù)砂巖成分分類原則，長2段砂巖為長石砂巖(圖1)。

圖1 澗峪岔長2砂巖分類圖

礦物中長石顆粒風化程度中等 ～深，少量長石顆粒被方解石交代，綠泥石沿礦物周邊呈節(jié)狀排列，局部石英顆粒具有微裂隙，黑云母含量中等，呈板塊狀分散或均勻分布，且部分已綠泥石化。石英、長石顆粒具有次生加大現(xiàn)象。重礦物為黃鐵礦、綠簾石等。

粘土礦物含量7%左右。通過對41塊巖心進行X衍射分析，粘土礦物以酸敏礦物綠泥石為主，占粘土總量的70.10%，其次為高嶺石和伊利石。

1.2 填隙物和巖石結(jié)構(gòu)

澗峪岔地區(qū)長2儲層的雜基含量較少，其主要為綠泥石和云母，綠泥石含量4.6%，云母2.0%。儲層碎屑顆粒間接觸關系以點－線接觸和線接觸為主，膠結(jié)類型為薄膜孔隙式和接觸式膠結(jié)為主。膠結(jié)物主要為方解石，含量2.0% ～4.0% ，平均 2.8% ，屬鈣質(zhì)膠結(jié)。

長2段砂巖分選性好，碎屑顆粒磨圓度為次棱狀，磨圓度較低，砂巖中石英含量低而長石含量高，說明巖石的結(jié)構(gòu)成熟度中等，礦物成熟度較低，無長距離搬運史。碎屑顆粒間接觸關系以點－線接觸和線接觸為主，膠結(jié)類型為薄膜孔隙式和接觸式膠結(jié)為主。

2 儲層物性特征

2.1 孔隙類型特征

澗峪岔地區(qū)長2段薄片觀察表明，孔隙類型以粒間孔、溶孔為主(圖2a、2b)，溶孔含量20% ～30%，平均28%，此外，含有少量裂隙孔，含量5%。其中粒間溶孔為本區(qū)長2儲層的主要儲集空間，占總孔隙的45% ～55%，平均48%。其次為粒內(nèi)溶孔和填隙物內(nèi)溶孔，占總孔隙的20% ～30%，裂隙縫占5%。從地層縱向上來看，長22和長23儲層面孔率、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、填隙物內(nèi)等孔隙的含量很一致。

圖2

當巖石為顆粒支撐、含有少量膠結(jié)物時，顆粒間的孔隙稱粒間孔隙，它為砂巖最重要、最普遍的孔隙類型。而溶孔則不受顆粒邊界限制，邊緣呈港灣狀，形狀不規(guī)則。

澗峪岔油田長2巖心物性測試分析結(jié)果表明，長21滲透率最大為 22.5 ×10－3μm2，最小為 1.3 ×10－3μm2，平均為7.7 ×10－3μm2;有效孔隙度最大為 17.5% ，最小為 9.9% ，平均為 13.5% 。長 22滲透率最大為 35.7 ×10－3μm2，最小為1.1 ×10－3μm2，平均為 14.43 × 10－3μm2;有效孔隙度最大為 18.2%，最小為 9.4%，平均為 15.96%(表 1、圖 3)。長 2儲層物性較好，總體上長22優(yōu)于長21

表1 澗峪岔油田長2油層物性統(tǒng)計數(shù)據(jù)表

圖3 澗峪岔油區(qū)長2各油層組孔隙度、滲透率頻率分布直方圖

2.2 孔喉展布特征分析

澗峪岔地區(qū)長2儲層的薄片觀察表明，孔隙類型以粒間孔、溶孔為主。其中粒間溶孔為本區(qū)長2儲層的主要儲集空間，占總孔隙的45% ～55%，平均48%。其次為粒內(nèi)溶孔和填隙物內(nèi)溶孔，占總孔隙的20% ～30%，裂隙縫占5%。從地層縱向上來看，長22和長23儲層面孔率、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、填隙物內(nèi)等孔隙的含量很一致。

圖4 澗峪岔油田長2儲層典型毛管壓力曲線

通過對4口井42塊巖心進行壓汞法毛管壓力測試，毛管壓力曲線總體特征表現(xiàn)為平緩段較明顯，且靠近底部，反映澗峪岔油田長2儲層喉道具有分選較好和孔喉較粗特征(圖4)。排驅(qū)壓力 0.04 ～ 1.2 MPa，平均 0.12 MPa，喉道半徑0.16 ～ 6.59 μm，平均 3.35 μm，喉道分選系數(shù) 2.84，為中等～較好。飽和度中值壓力 0.18～19.09 MPa，平均 1.04 MPa，喉道中值半徑 0.04 ～ 6.89 μm，平均 2.42 μm。偏度均大于0，平均1.61，屬正偏，表示喉道偏粗。峰態(tài)均大于0，平均3.67，頻率分布曲線為尖峰狀，喉道分布較集中。

3 成巖作用特征及其對儲層物性影響

3.1 成巖作用類型

澗峪岔地區(qū)長2儲層的成巖作用主要有壓實作用、膠結(jié)作用以及次生加大。石英與長石顆粒均有次生加大現(xiàn)象，其主要膠結(jié)類型則為薄膜孔隙式和接觸式膠結(jié)。

3.1.1 壓實壓溶作用

本研究區(qū)長2儲層粒度細、云母及塑性巖屑含量高，同時在埋深過程中經(jīng)歷了不同程度的壓實壓溶作用，壓實作用的結(jié)果使碎屑顆粒在壓力下形成線面接觸，產(chǎn)生致密鑲嵌結(jié)構(gòu)，局部表現(xiàn)為凹凸狀接觸。其后的化學壓溶作用形成長石、石英的次生膠結(jié)也很普遍，壓實壓溶作用使長2砂巖的原生孔隙損失很大。

3.1.2 膠結(jié)與交代作用

(1)綠泥石膠結(jié)作用。本研究區(qū)長2砂巖中綠泥石是延長組儲層中普遍存在的自生膠結(jié)物，是黑云母碎屑在早成巖A期，發(fā)生強烈的水化水解作用后的微堿性水介質(zhì)中析出的產(chǎn)物，一般以葉片狀垂直碎屑顆粒呈薄膜狀膠結(jié)，堵塞孔隙，降低物性;另一方面薄膜狀綠泥石增加砂巖骨架強度，保護了粒間孔，具有積極地作用。偶見絨球狀、花朵狀綠泥石，產(chǎn)出于綠泥石膜、長英質(zhì)加大和方解石膠結(jié)后的殘余粒間孔中。

(2)碳酸鹽膠結(jié)及交代作用。本研究區(qū)和長2儲層的碳酸巖鹽膠結(jié)為亮晶方解石，偶見少量鐵方解石。方解石形成有兩期:①在綠泥石膜形成的同時，在堿性介質(zhì)條件下局部形成少量微晶方解石膠結(jié)物，充填原生粒間孔隙并交代長石、石英和黑云母碎屑，為早成巖 A期的產(chǎn)物。②隨著地層埋藏深度加深，有機質(zhì)開始成熟，發(fā)生脫羧基作用，產(chǎn)生大量的CO2，使孔隙中的水介質(zhì)變成酸性，此時大量的長石溶解(主要是鈣長石的鈉長石化)，在消耗大量的CO2的同時讓大量的堿和堿土金屬離子進入孔隙水中，孔隙水的pH值和鈣離子開始增加，水溶液重新變?yōu)閴A性，碳酸鈣再次達到過飽和，析出亮晶方解石呈補丁狀零星分布。在巖礦薄片中亮晶方解石充填于較早形成的方解石的溶孔中，或交代方解石、綠泥石膜、石英次生加大邊。

(3)石英、長石次生加大膠結(jié)作用。本研究區(qū)長2儲層中石英和長石的膠結(jié)物含量相對較低。自生加大膠結(jié)是石英膠結(jié)物的主要的產(chǎn)狀，少量以微晶石英集合體產(chǎn)出。石英加大現(xiàn)象多見于粒度較粗的河道相砂巖以及碳酸鹽膠結(jié)物、綠泥石和黑云母含量中等－相對較高的砂巖中。長石加大主要為鉀長石和鈉長石，往往充填孔喉使大部分原生孔隙喪失，儲層孔隙度、滲透率降低(圖5a、圖5b)。

圖5

3.1.3 溶蝕與溶解作用

溶解作用是次生孔隙形成的主要因素。研究區(qū)長4+5、長6儲層中長石顆粒、巖屑中可溶組分、部分雜基以及碳酸鹽膠結(jié)物的溶解作用均較廣泛。石英的溶蝕表現(xiàn)為邊緣呈不規(guī)則狀、港灣狀。長石溶蝕往往沿其解理面進行，形成大量的長石粒內(nèi)溶孔，顆粒表面顯蜂窩狀，甚至顆粒全部被溶蝕形成鑄?？?。綠泥石襯邊部分溶蝕可使原生孔隙得到恢復或擴大形成新的孔隙。在顆粒緊密接觸的砂巖中，顆粒間局部可見伸長狀孔隙和特大孔隙，為碎屑顆粒和綠泥石、方解石等膠結(jié)物一起被溶解的結(jié)果。

3.2 巖石學特征及成巖作用對儲層物性的影響

3.2.1 巖石學特征對儲層物性的影響

根據(jù)本區(qū)薄片資料分析，方解石是影響儲層物性的主要膠結(jié)物，隨著方解石含量增高，物性變差。

粒度也是影響儲層物性的主要因素之一，物性一般隨粒度加大而變好，但變化不是很明顯(圖6)。

圖6 長2儲層砂巖方解石與滲透率關系圖

3.2.2 成巖作用對儲層物性的影響

成巖作用對儲層孔隙的影響既有破壞性，也有建設性。破壞性作用主要是早期的壓實壓溶作用、碳酸巖鹽膠結(jié)作用以及石英次生加大作用，造成孔隙的堵塞，傷害儲層，從而降低儲層物性。建設性的成巖作用主要是埋藏環(huán)境下成巖晚期的溶蝕作用，產(chǎn)生了大量的溶孔，改善了儲集條件。另外，綠泥石對儲層孔隙結(jié)構(gòu)也起到了積極的保護作用。

4 結(jié)語

澗峪岔地區(qū)長2段儲層砂巖類型主要為長石砂巖和長石石英砂巖，滲透率和孔隙度均較高，膠結(jié)物成分以方解石為主。儲層孔隙喉道具有分選較好和孔喉較粗特征，孔隙類型主要為粒間孔和溶孔為主，微觀評價為大孔—粗喉的良好儲層，但是空隙間的連通性較差，儲層物性主要受控于其巖石學特征和成巖作用。依照近年來鄂爾多斯盆地儲層評價標準，總體可劃分為I類儲層，中滲透層，是油氣儲集的良好層位。

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