松滋油田復(fù)Ⅰ斷塊紅花套組儲層微觀特征及傷害影響因素研究

張 磊，龍玉梅

（中國石化江漢油田分公司勘探開發(fā)研究院，湖北 武漢430223）

松滋油田區(qū)域構(gòu)造屬于江漢盆地江陵凹陷西南部萬城斷裂帶，其中復(fù)I斷塊位于區(qū)域性大斷層萬城斷層的上升盤，與下降盤的謝鳳橋斷鼻相對。其紅花套組雙高點背斜圈閉。2008年8月22－25日對評價井SK8－X16井油層井段進行射孔試油，獲得日產(chǎn)油9.3方的工業(yè)油流，從而發(fā)現(xiàn)了紅花套組厚油層底水油藏，2009年上報地質(zhì)儲量468×104t，含油面積2.31km2。復(fù)I斷塊紅花套組油藏的發(fā)現(xiàn)，是近年來江漢油田勘探開發(fā)的重大突破。紅花套組油藏截止2013年12月，累積產(chǎn)油16.79×104t，累積注水為10.53×104m3，綜合含水34.73%，采出程度5.4%，采油速度1.4%。

1 巖石學(xué)特征

松滋油田復(fù)Ⅰ斷塊紅花套組儲層主要為細粒長石巖屑砂巖、巖屑石英砂巖。砂巖碎屑成分主要為石英，次為巖屑和長石。成分成熟度為2.8（表1）。

表1 松滋油田紅花套組砂巖碎屑組分統(tǒng)計表

雜基主要以泥質(zhì)為主，含量為1.1%～5.1%，反應(yīng)成分成熟度較高。膠結(jié)物平均含量為11.7%，主要是方解石、鐵白云石和自生粘土等。其中 粘土礦物含量為2.12%～5.11% ，主要為伊利石（I），相對含量為90.6% ，其次為伊／蒙混層（I／S），相對含量為9.4% ，I／S混層比平均值為11.25%。研究區(qū)砂巖分選系數(shù)為1.29－1.83，分選好－中等。以線接觸方式為主。膠結(jié)類型以薄膜－孔隙型膠結(jié)為主，次為薄膜型及孔隙型。

2 成巖作用特征

通過普通薄片、鑄體薄片的鏡下觀察及掃描電鏡、陰極發(fā)光等資料的研究，確定本區(qū)紅花套組儲層所經(jīng)歷的成巖作用主要有壓實作用、膠結(jié)作用、交代作用和溶蝕作用。其中，前三者對儲層儲集性起到破壞作用，而后者為建設(shè)性成巖作用。

2.1 壓實作用

本研究區(qū)壓實作用不太強烈，主要表現(xiàn)形式為：改變顆粒的接觸關(guān)系，多以線、點－線接觸為主。壓實作用對原生孔隙起著破壞作用。

2.2 膠結(jié)作用

膠結(jié)作用是另一種破壞性成巖作用，在本區(qū)十分發(fā)育，主要可分為硅質(zhì)、碳酸鹽和自生粘土膠結(jié)作用。其中，后兩種為本區(qū)主要膠結(jié)類型。硅質(zhì)膠結(jié)有次生加大和孔隙充填兩種類型。硅質(zhì)占據(jù)孔隙空間，縮小孔隙和喉道，造成儲層物性變差。本區(qū)碳酸鹽礦物廣泛分布，膠結(jié)作用較強，碎屑顆粒間多被方解石、白云石及鐵白云石緊密充填（圖1－a，b），堵塞孔隙和喉道，使研究區(qū)儲層的孔隙度和滲透率降低。

圖1 碳酸鹽膠結(jié)掃描電鏡照片

粘土礦物膠結(jié)在本區(qū)也很普遍，主要為伊利石和伊／蒙混層。粘土礦物多以薄膜－孔隙式膠結(jié)為主，伊利石多呈孔隙襯墊或者孔隙充填式產(chǎn)出。鏡下伊利石多呈彎曲片狀、絲狀、搭橋狀（圖2－a）、伊／蒙混層多呈彎曲片狀（圖2－b），對孔隙性和滲透性的降低影響極大。絲狀、搭橋狀伊利石為中成巖A期的產(chǎn)物，少量片狀伊利石為中成巖B期的產(chǎn)物。

圖2 粘土礦物膠結(jié)掃描電鏡照片

2.3 溶蝕作用

溶蝕作用是本區(qū)形成儲層重要的建設(shè)性成巖作用，通過各種鏡下觀察，本區(qū)被溶蝕的物質(zhì)主要為長石顆粒，還有少量巖屑顆粒和碳酸鹽膠結(jié)物（圖3－a）。長石溶蝕呈殘余狀并生成部分粘土質(zhì)，形成一定數(shù)量的長石粒內(nèi)溶孔，甚至是鑄?？祝▓D3－b）。長石的溶蝕從解理面或雙晶結(jié)合面或邊緣等薄弱環(huán)節(jié)開始的，使儲層次生孔隙大量形成，增強了儲層的連通性，對儲層物性起到了較大的改善作用。

圖3 溶蝕作用掃描電鏡照片

2.4 交代作用

通過鏡下的觀察，研究區(qū)的交代作用普遍發(fā)生。主要為碳酸鹽膠結(jié)物交代碎屑顆粒，多為方解石或（鐵）白云石沿長石的節(jié)理縫和顆粒邊緣等薄弱處交代長石顆粒（圖4－a，b）。

圖4 交代作用掃描電鏡照片

3 儲集性特征

3.1 物性特征

由孔滲數(shù)據(jù)可知，本研究區(qū)紅花套組儲層孔隙度為11.4%～15.9%，平均值13.2% （表2）。滲透率值為（3.7～21.3）×10－3um2，平均值為8.5××10－3um2。本區(qū)主要為低孔特低滲儲層。平面上SK8－X16井物性最好，滲透率的平均值為21.3×10－3um2。本研究區(qū)相關(guān)系數(shù)R2平均值為0.822 2，孔滲相關(guān)性較好。

表2 紅花套組儲層各井孔滲數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

3.2 孔隙結(jié)構(gòu)特征

3.2.1 孔隙類型及特征

松滋油田紅花套組儲層的面孔率含量為1.57%～10.92%，平均值為4.04%。按產(chǎn)狀來分，主要以粒間孔隙為主，微孔次之，粒內(nèi)孔和裂縫少量。粒間孔是儲層的主要儲集空間。

3.2.1.1 粒間孔

本區(qū)粒間孔（3 825.7m）包括原生的剩余粒間孔和次生的粒間溶孔。通過鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，此類孔隙分布均勻，其孔隙大、喉道粗、連通性好，多呈三角形或不規(guī)則多邊形，孔隙邊緣整齊平直（圖5）。該類孔隙面孔率為1.53%～5.01%，平均值為3.27%，占總面孔率的80.94%。是本區(qū)主要的孔隙類型。

3.2.1.2 粒內(nèi)孔

本區(qū)粒內(nèi)孔（3 771.8m）主要為一種因顆粒內(nèi)部被部分溶蝕而形成的次生孔隙。其特點是孔隙分布在顆粒內(nèi)部，往往成蜂窩狀或串珠狀。研究區(qū)該類孔隙主要為長石內(nèi)溶孔（圖6），少量為巖屑內(nèi)溶孔。粒內(nèi)孔面孔率為0.001%～0.16%，平均為0.08%，占總面孔率的1.98%。此類孔隙在研究區(qū)不發(fā)育，但分布較廣。

圖5 SH8－X13井，粒間孔

圖6 SK8－X16井，長石內(nèi)溶孔

3.2.1.3 微孔

本研究區(qū)微孔（3 774.54m）主要指砂巖在成巖過程中形成的分布于碎屑顆粒間填隙物內(nèi)的微孔隙，孔徑一般小于10μm，孔隙形態(tài)不規(guī)則（圖7）。此類孔隙面孔率為0.44%～1.09%，平均為0.68%，占總面孔率的16.83%。此類孔隙在本區(qū)不太發(fā)育。

3.2.1.4 微裂縫

本區(qū)微裂縫（3 790.02m）極少見，SH8－X13井發(fā)育極少量微裂縫（圖8）。

圖7 SK8－X16井，微孔

圖8 SH－P2井，微裂縫

3.2.2 孔隙結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)本研究區(qū)儲層鑄體圖像分析數(shù)據(jù)可知（表3），平均孔隙半徑為15.45～22.23um。喉道寬度平均值為4.49～10.78um。平均喉道半徑為2.24～5.39um。

根據(jù)壓汞資料統(tǒng)計表明，本研究區(qū)儲層平均孔喉半徑為0.34～1.06μm，平均值為0.76μm；最大孔喉半徑2.07～5.77μm，平均值為4.20μm；中值壓力為2.07～8.19MPa，平均值為5.63MPa；中值孔喉半徑為0.29～0.84μm，平均值為0.60μm；以上數(shù)據(jù)反映本區(qū)砂巖孔喉不太發(fā)育，普遍較小，且部分孔喉均勻程度變化較小。研究區(qū)紅花套組儲層以中－大孔，細喉為主。喉道類型以片狀和管束狀為主。

表3 研究區(qū)紅花套組儲層孔隙特征參數(shù)統(tǒng)計表

4 敏感性特征

根據(jù)敏感性測試結(jié)果表明：本研究區(qū)目的層儲層粘土礦物含量以伊利石為主，伊蒙混層次之，存在一定的敏感性。其敏感性評價結(jié)果為：中等偏強水敏、弱速敏、弱堿敏、弱酸敏、弱應(yīng)力敏，臨界流速5.97m／d，臨界pH值10，臨界礦化度110 892mg／L?？紤]到各種敏感性對儲層的影響，在本區(qū)的開發(fā)過程中要重視解決水鎖傷害，注意酸液的配制和注入水的pH值。采取酸化措施解除泥漿對地層造成的破壞時，應(yīng)及時排出，避免二次沉淀污染。考慮到應(yīng)力敏的傷害，可在保持注水地層壓力的同時，適當減小井底流壓（但須大于飽和壓力10.45MPa），調(diào)整壓差生產(chǎn)。

5 儲層傷害影響因素

儲層本身潛在的損害主要與其巖礦特征、儲集性特征，敏感性礦物等控制因素有關(guān)。根據(jù)以上對本研究區(qū)紅花套組的儲層微觀特征研究，儲集層傷害的影響因素主要為敏感性礦物的含量和產(chǎn)狀等。

1）研究區(qū)儲層非均質(zhì)性較強，敏感性礦物分布廣泛，不同的注水類型和條件以及儲層的儲集性，可能導(dǎo)致儲層的動態(tài)變化較大。本區(qū)膠結(jié)類型以薄膜－孔隙型為主，注水開發(fā)的過程中，高速水流體進入儲層，粘土礦物被沖散、遷移進而堵塞孔隙和喉道，降低了儲層滲透率。

2）在鉆井過程中，由于井深，水平段鉆速低，浸泡時長，油層污染嚴重，投產(chǎn)時需采取酸化措施解除泥漿對地層的污染，溶解地層基質(zhì)粘土礦物，提高地層的滲流能力。而儲層中鐵質(zhì)分布廣泛，在進行酸化措施時，應(yīng)及時排出，避免酸液與儲層中的含鐵碳酸鹽膠結(jié)物發(fā)生反應(yīng)形成二次沉淀污染儲層。

3）應(yīng)力敏中上覆壓力在30～45MPa的范圍內(nèi)，滲透率下降幅度在10%左右，整個儲層表現(xiàn)為弱應(yīng)力敏。而開發(fā)中，隨著采出程度的增大，地層原始壓力會不斷下降，有必要注水時保持地層壓力。

6 主要認識

1）研究區(qū)目的層儲層以細粒的長石巖屑砂巖、巖屑石英砂巖為主，成分和結(jié)構(gòu)成熟度較高，雜基主要為泥質(zhì)。膠結(jié)物主要為方解石、鐵白云石、自生粘土。膠結(jié)類型以薄膜－孔隙式為主。粘土礦物以伊利石為主，次為伊／蒙混層。

2）研究區(qū)目的層主要成巖作用有壓實、膠結(jié)、交代和溶蝕作用，其中前三者使儲層的物性變差，后者使得儲層的物性得到了改善。本研究區(qū)成巖期次已進入到中成巖B期。

3）研究區(qū)目的層具低孔特低滲儲層，非均質(zhì)性較強。孔隙類型按產(chǎn)狀分以粒間孔為主，次為微孔，粒內(nèi)孔少量?？紫督Y(jié)構(gòu)以中－大孔和細喉為主，以片狀和管束狀喉道為主，研究區(qū)內(nèi)喉道不發(fā)育?？讖捷^小，喉道較細。儲集性的好壞受膠結(jié)物含量的影響。

4）儲集層傷害的影響因素主要為敏感性礦物的含量和產(chǎn)狀等。研究區(qū)目的層儲層敏感性主要為中等－強水敏、弱速敏、弱酸敏、弱堿敏、弱應(yīng)力敏。在開發(fā)過程中應(yīng)重視水鎖傷害，注意酸液的配制和注入水的pH值，采取酸化措施解除泥漿對地層造成的破壞時，應(yīng)及時排出，避免二次沉淀污染?？紤]到應(yīng)力敏的傷害，可在保持注水地層壓力的同時，適當減小井底流壓，放大壓差生產(chǎn)。

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