泌陽凹陷梨樹凹地區(qū)儲層特征及成因分析

韓春林

（中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南南陽473132）

泌陽凹陷是一個南斷北超的箕狀斷陷，唐河－栗園斷裂和泌陽－栗園斷裂的活動控制著斷陷的形成和發(fā)展。根據(jù)凹陷發(fā)育特征和兩條邊界斷裂對不同區(qū)域的控制作用，將泌陽凹陷劃分為南部陡坡構(gòu)造帶、中央凹陷帶和北部斜坡構(gòu)造帶。梨樹凹鼻狀構(gòu)造位于泌陽南部陡坡帶東段，受構(gòu)造運(yùn)動的影響，在梨樹凹地區(qū)形成了向凹陷中心傾伏的北西向延伸的鼻狀構(gòu)造，西鄰深凹區(qū)，北鄰下二門油田主體開發(fā)區(qū)。2006年底在梨樹凹鼻狀構(gòu)造帶部署的泌330和泌331井在核二段、核三段試獲了工業(yè)油流，從而發(fā)現(xiàn)了梨樹凹含油區(qū)塊。

1 研究區(qū)概況

下二門油田梨樹凹鼻狀構(gòu)造位于泌陽凹陷南部陡坡帶東段，西為深凹區(qū)，北以一鞍部與下二門背斜毗鄰。主要含油區(qū)塊集中于梨樹凹鼻狀構(gòu)造傾沒端，面積約3．08 km2，探明地質(zhì)儲量482．06×104t。該區(qū)塊主要物源來自北部侯莊辮狀河三角洲，儲層巖性復(fù)雜，從巖性較粗的礫巖、含礫粗砂巖、粗砂巖到巖性較細(xì)的細(xì)砂巖、粉砂巖都具有含油性。主要含油微相為遠(yuǎn)砂壩和席狀砂微相，含油層系為古近系核桃園組的核二段和核三段，梨樹凹區(qū)塊為簡單鼻狀構(gòu)造，主要油藏類型為構(gòu)造－巖性、斷鼻構(gòu)造及巖性油藏三種，縱向埋深在1 500～2 685 m。

2 儲層特征

2．1 儲層巖石學(xué)特征

（1）巖石類型。通過巖心觀察、薄片鑒定等資料，該區(qū)儲層巖性復(fù)雜，從巖性較粗的礫巖、含礫粗砂巖、粗砂巖到巖性較細(xì)的細(xì)砂巖、粉砂巖都具有含油性。針對主要儲層的分析結(jié)果表明，石英含量8%～62%，平均31%；長石含量7%～68%，平均40．2%；碎屑含量5%～83%，平均28．4%；具有石英含量低，長石和巖屑含量高的總體特點(diǎn)，砂巖的主要類型為長石砂巖、巖屑質(zhì)長石砂巖、長石質(zhì)巖屑砂巖［1］。

（2）結(jié)構(gòu)特征。通過普通薄片、鑄體薄片的鏡下觀察研究結(jié)果表明，梨樹凹區(qū)塊儲層結(jié)構(gòu)成熟度偏低，粒度粗細(xì)不均，主要粒徑為0．06～2．00mm，儲層以細(xì)砂巖和含礫砂巖為主，碎屑顆粒磨圓度以次棱為主，分選中等到好，顆粒間以線接觸為主，點(diǎn)和凹凸接觸次之，支撐類型多為顆粒支撐，膠結(jié)類型以孔隙式膠結(jié)為主。該區(qū)含油性較好的儲層為細(xì)砂巖和含礫砂巖。

（3）巖屑及重礦物分布特征。該區(qū)儲層中巖屑成分復(fù)雜，變質(zhì)巖、火成巖及沉積巖巖屑皆可見，以變質(zhì)巖為主，其次為火成巖，沉積巖巖屑較為少見，巖屑所占比例平均為28．4%；雜基主要為粘土，粘土礦物含量一般為1%～4%，粘土含量平均為1．77%；膠結(jié)物以碳酸鹽類為主，泥質(zhì)次之。該區(qū)儲層重礦物含量在0．01%～0．11%。

總體上看梨樹凹區(qū)塊巖石結(jié)構(gòu)成熟度和成份成熟度較低，巖性從粉砂到礫巖皆有分布，核二段以細(xì)砂巖為主，結(jié)構(gòu)成熟度和成份成熟度相對較高；核三段以含礫粗砂為主，粒度變化較大，以次棱角狀為主，顆粒分選差－中等，石英、長石含量低，巖屑含量高且不穩(wěn)定組分多。砂巖類型主要為長石砂巖、巖屑長石砂巖和長石巖屑砂巖，有少量的巖屑砂巖，巖屑成分復(fù)雜，變質(zhì)巖、火成巖及沉積巖巖屑皆可見，以變質(zhì)巖為主，其次為火成巖，沉積巖巖屑較為少見，反映出該區(qū)具有搬運(yùn)距離不同和多物源的沉積特點(diǎn)。

（4）儲層粘土基質(zhì)。根據(jù)梨樹凹地區(qū)X射線衍射粘土礦物分析資料統(tǒng)計，本區(qū)粘土礦物絕對含量較低0．7%～2．9%，平均為1．9%?？傮w表現(xiàn)為以富含伊利石（Ⅰ）和綠泥石（C）為特征，高嶺石（K）含量較少（表1）。

表1 梨樹凹地區(qū)儲層粘土礦物含量統(tǒng)計

2．2 儲層物性特征

根據(jù)研究區(qū)68塊巖心資料的物性分析結(jié)果統(tǒng)計，全區(qū)孔隙度變化范圍8．1%～27．7%，平均孔隙度18．1%；滲透率變化范圍（7．9～2 900）×10－3μm2，平均滲透率470．6×10－3μm2。該區(qū)儲層總體上屬中孔、中高滲儲層［2］，隨埋藏深度的增加，儲層孔隙度變小，滲透率變差（表2）。

從物性統(tǒng)計結(jié)果看，核二段到核三段上部主要為中孔中高滲儲層，只有少數(shù)為中孔中低滲儲層；核三段下部為低滲透儲層，常規(guī)試油產(chǎn)量低，壓裂效果較好。說明隨著深度的增加，成巖、壓實(shí)作用逐漸加強(qiáng)。該區(qū)總體滲透率變化較大，非均質(zhì)性較強(qiáng)。

表2 梨樹凹地區(qū)油層巖心分析物性統(tǒng)計

2．3 儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征

巖石的孔隙結(jié)構(gòu)由孔隙和喉道兩部分組成，孔隙主要是起儲存流體的作用，而喉道主要影響巖石的滲透性。巖石中孔、喉分布對油藏的形成與開采意義重大。

2．3．1 孔隙類型及分布

根據(jù)鑄體薄片、掃描電鏡分析，該區(qū)儲層孔隙都以原生粒間孔為主，次為粒內(nèi)溶孔。

粒間孔：原生粒間孔在研究區(qū)儲層中普遍發(fā)育，是主要的儲集空間類型［3］，形態(tài)呈三角形、多邊形等，孔隙邊緣平直，未見明顯的溶蝕現(xiàn)象，分布較均勻。

粒內(nèi)溶孔：主要指長石、巖屑顆粒溶解形成的孔隙，形態(tài)呈不規(guī)則狀、超大孔隙狀，孔隙邊緣見明顯的溶蝕現(xiàn)象，部分孔隙見長石等易溶顆粒、方解石膠結(jié)物的溶解殘留。

該區(qū)塊鑄體薄片顯示孔隙類型以粒間孔為主，占94．91%，有少量粒內(nèi)溶孔發(fā)育，占5．08%，平均孔隙半徑為10．61～106．02μm，中值64．65μm；以中孔為主，有少量大孔和小孔發(fā)育；面孔率在6．12%～15．9%之間，平均為10．1%，儲層孔隙較為發(fā)育，孔隙分選系數(shù)平均為1．10，孔隙分選不均。

2．3．2 孔喉結(jié)構(gòu)特征

據(jù)該區(qū)毛管壓力曲線資料分析，該區(qū)曲線多為陡斜狀單一臺階式，表明儲層孔喉偏粗，分選較差。

孔喉半徑集中分布在1．0～16．0μm之間，屬細(xì)喉－中喉；儲層的排驅(qū)壓力分布范圍為0．03～0．074 MPa，平均0．056 MPa，排驅(qū)壓力較小，說明最大連通半徑較大；中值孔喉半徑3．624～4．992 μm，平均4．273μm；平均孔喉半徑3．777～8．318 μm，平均5．474μm；孔喉以單峰形態(tài)為主，歪度在1．014～12．024之間，說明喉道偏粗。微觀均質(zhì)系數(shù)0．259～0．38，分選系數(shù)3．408～7．487，表明孔喉分選較差。退汞效率在54．15%～61．179%之間，平均為58．23%，孔喉分布相對均勻。喉道最大值15．56～251．48μm，平均112．51μm；喉道最小值0．98～8．84μm，平均5．22μm，平均級差達(dá)21．55，說明孔喉非均質(zhì)嚴(yán)重（表3）。

該區(qū)塊儲層孔喉分選不均勻，分選中等－差，孔喉比大（7．5～11．0），配位數(shù)偏低只有1．3左右，孔喉連通性差。

表3 梨樹凹區(qū)塊壓汞法毛管壓力試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)表

從4塊樣品統(tǒng)計的不同喉道所控制的孔隙體積百分?jǐn)?shù)來看，該區(qū)儲層0．1～1．0μm喉道控制的孔隙體積10．7%～71．4%，平均為24．1%；1．01～10 μm喉道控制的孔隙體積11．4%～68．9%，平均為47．7%；大于10μm喉道控制的孔隙體積0．1%～33．6%，平均為13．5%；這3種類型的喉道所控制的孔隙體積平均達(dá)到85．3%，反映研究層段儲層喉道偏粗、滲透能力較好。

綜上所述，梨樹凹區(qū)的儲層的微觀孔喉結(jié)構(gòu)特征以中孔中喉組合為主，中孔粗喉、中孔細(xì)喉次之，少量的大孔粗喉、中孔細(xì)喉組合，使得該區(qū)儲層表現(xiàn)為孔隙度中等，而滲透率高、中、低共存的特點(diǎn)。

3 儲層物性成因分析

3．1 物源搬運(yùn)距離及巖石結(jié)構(gòu)對儲層物性的影響

梨樹凹區(qū)域位于泌陽凹陷南部陡坡帶的東段，緊鄰盆地東部邊界斷層，儲層砂體主要為東北部下二門扇三角洲及東部梨樹凹扇三角洲沉積。由于兩支物源搬運(yùn)距離的不同，因此儲層的物性有所差異。來自東北部下二門扇三角洲砂體由于搬運(yùn)距離遠(yuǎn)，巖屑含量低，巖石較細(xì)，以細(xì)砂巖及粉砂巖為主，有少量的中砂巖，分選相對較好，孔隙分布均勻，物性較好；來自近源的梨樹凹扇三角洲砂體由于搬運(yùn)距離近，巖屑含量高，巖石較粗，以含礫粗砂為主，分選差，孔隙分布不均，物性次之。

3．2 沉積相帶對物性的影響

在扇三角洲沉積中，主要發(fā)育扇三角洲平原、扇三角洲前緣和前扇三角洲沉積亞相，梨樹凹區(qū)域以水下分流河道、河口壩、辮狀分流河道和前緣席狀砂等沉積微相為主，結(jié)合該區(qū)儲層巖相分析，認(rèn)為處于水下分流河道和河口壩微相的塊狀粗砂巖及中砂巖的物性最好，細(xì)砂巖相次之；辮狀分流河道微相的塊狀礫狀砂巖及含礫砂巖次之，前緣席狀砂微相的水平層理粉砂巖物性最差。

3．3 成巖作用對物性的影響

成巖作用對儲層的改造直接影響到儲層物性的好壞，研究區(qū)儲層的成巖作用類型主要有壓實(shí)作用、充填作用、膠結(jié)作用、溶蝕作用等［4－5］。其中產(chǎn)生次生孔隙的作用主要是溶蝕作用，碎屑顆粒邊緣被溶蝕，使顆粒間孔隙加大，孔隙邊緣見明顯的溶蝕現(xiàn)象，擴(kuò)大了次生孔隙，提高了儲層的孔隙度。而壓實(shí)作用、充填作用、膠結(jié)作用對儲層物性不利，各類自生礦物對粒間孔隙的充填作用，加之次生加大膠結(jié)，以及隨埋深增加的壓實(shí)作用等降低了儲層的孔隙度，也是影響儲層物性的重要因素［4－5］。

4 結(jié)論與認(rèn)識

（1）泌陽凹陷梨樹凹地區(qū)巖石礦物成份及儲層巖性復(fù)雜，砂巖類型主要為巖屑長石砂巖和長石巖屑砂巖，儲層巖性從粉砂到含礫砂巖皆有分布，主要以細(xì)砂巖和含礫砂巖為主。

（2）該區(qū)儲層巖屑含量高且不穩(wěn)定組分多，巖屑成分復(fù)雜，變質(zhì)巖、火成巖及沉積巖巖屑皆可見，以變質(zhì)巖為主。粘土礦物絕對含量較低，粘土礦物以富含伊蒙混層（I／S）、伊利石（Ⅰ）和綠泥石（C）為特征，高嶺石（K）含量較少。

（3）儲層孔隙類型以原生粒間孔為主，有少量粒溶孔發(fā)育，孔喉分選不均勻，分選中等－差，孔喉比大，配位數(shù)偏低，孔喉連通性差。

（4）該區(qū)儲層孔隙度中等，滲透率縱向差異較大，既有低滲透層也有中高滲透層，總體上屬中孔、中低滲儲層，主要取決于物源遠(yuǎn)近及所處的沉積相帶，儲層物性平面及縱向非均質(zhì)性較強(qiáng)。

［1］趙澄林，朱筱敏．沉積巖石學(xué)（第3版）［M］．北京：石油工業(yè)出版社，2005：37－42．

［2］吳元燕，吳勝和．油礦地質(zhì)學(xué)（第3版）［M］．北京：石油工業(yè)出版社，2005：176－177，192－193．

［3］胡書奎，姜建偉，龔銀忠，等．泌陽凹陷南部陡坡帶泌304區(qū)主要油層組儲層特征［J］．石油天然氣學(xué)報，2010，32（2）：195－199．

［4］姜在興．沉積學(xué)［M］．北京：石油工業(yè)出版社，2003：141－169．

［5］方少仙，侯方浩．石油天然氣儲層地質(zhì)學(xué)［M］．山東東營：中國石油大學(xué)出版社，2006：145－155，187－190．