四川盆地中部侏羅系大安寨段儲(chǔ)集層微觀結(jié)構(gòu)及油氣意義

龐正煉，陶士振，張琴，楊家靜，張?zhí)焓妫瑮顣云?，范建瑋，黃東，韋騰強(qiáng)

（1. 中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083；2. 中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，河北廊坊 065007;3. 中國(guó)石油西南油氣田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，成都 610051）

0 引言

四川盆地中部（簡(jiǎn)稱川中地區(qū)）侏羅系大安寨段介殼灰?guī)r孔隙度多小于2.0%，低于國(guó)內(nèi)外幾個(gè)典型致密油區(qū)儲(chǔ)集層孔隙度。以往，該套儲(chǔ)集層曾被作為裂縫型儲(chǔ)集層[1]，近期研究揭示川中地區(qū)侏羅系大安寨段為裂縫-孔隙型儲(chǔ)集層。鄭榮才等認(rèn)為對(duì)大安寨段儲(chǔ)集層貢獻(xiàn)最大的是裂縫及沿裂縫溶蝕形成的溶縫、溶孔和溶洞[2]。陳薇等亦認(rèn)為大安寨段發(fā)育孔隙、裂縫 2類儲(chǔ)集空間[3]。然而，典型致密油區(qū)要獲得工業(yè)油流，需應(yīng)用水平井加規(guī)模壓裂技術(shù)[4]。在未采用上述技術(shù)的條件下，研究區(qū)持續(xù)產(chǎn)油超過(guò)20年的井卻普遍存在。為分析該區(qū)致密儲(chǔ)集層在缺乏致密油關(guān)鍵開(kāi)發(fā)技術(shù)支撐下實(shí)現(xiàn)持續(xù)生產(chǎn)的原因，利用巖心分析、薄片鑒定、電鏡觀察、壓汞實(shí)驗(yàn)、納米CT及等溫吸附等技術(shù)，對(duì)大安寨段儲(chǔ)集層巖石類型及儲(chǔ)集空間類型進(jìn)行分類，并對(duì)各類儲(chǔ)集空間的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行研究，最終分析不同結(jié)構(gòu)特征對(duì)致密油開(kāi)發(fā)產(chǎn)生的影響。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

四川盆地在構(gòu)造格局上呈“三坳圍一隆”的特點(diǎn)，四川盆地中部為川中古隆起，構(gòu)造平緩（見(jiàn)圖1）。侏羅紀(jì)盆地接受坳陷型湖盆沉積，大安寨段沉積期為主湖侵期，面積達(dá)58×104km2，是現(xiàn)今盆地的3倍[5]。盆地中的致密油主要發(fā)育在川中地區(qū)侏羅系，其中大安寨段是盆地最主要的產(chǎn)油層，致密油累計(jì)探明儲(chǔ)量占整個(gè)侏羅系的92.8%[6]。大安寨段沉積相以半深湖相—淺湖相為主，巖性以深灰、灰黑色泥頁(yè)巖與湖相介殼灰?guī)r不等厚互層為特征。介殼灰?guī)r主要分布在大安寨段上部大一亞段和下部大三亞段，兩者被中間的大一三亞段厚層暗色泥頁(yè)巖分隔。巖石學(xué)特征上，介殼灰?guī)r主要成分為生物介殼及其碎屑，含量為50%～98%，以瓣鰓類介殼碎片為主，少量介形蟲(chóng)、腹足及魚(yú)骨碎片[7]。介殼灰?guī)r主要形成于介殼灘中，是主要的儲(chǔ)集巖類型[8]。水動(dòng)力強(qiáng)的灘核形成質(zhì)地純凈的介殼灰?guī)r，隨著水動(dòng)力的減弱，在介殼灘翼部，填隙物含量上升。不同泥質(zhì)（晶）含量的介殼灰?guī)r在儲(chǔ)集層的微觀結(jié)構(gòu)上存在差異?？v向上單個(gè)介殼灘常呈透鏡狀分布，核部為厚層質(zhì)純介殼灰?guī)r，向兩側(cè)過(guò)渡則泥質(zhì)（晶）含量上升，多期介殼灘彼此疊置，形成橫向連續(xù)分布的大一亞段和大三亞段介殼灰?guī)r儲(chǔ)集層；平面上，介殼灰?guī)r圍繞盆地中心的烴源區(qū)呈環(huán)帶狀大規(guī)模分布[9]。

圖1 研究區(qū)位置圖

2 巖石類型及儲(chǔ)集空間特征

2.1 儲(chǔ)集層巖石類型

大安寨段介殼灰?guī)r形成環(huán)境多樣，介殼灘灘后、灘核、灘前乃至深湖—半深湖的風(fēng)暴沉積均接受介屑沉積[10-11]。但不同沉積微相的介殼灰?guī)r存在巖性差異，表現(xiàn)為由碳酸鹽和陸源碎屑以不同比例混積而成[12]。除了沉積環(huán)境，后續(xù)的成巖作用亦對(duì)儲(chǔ)集巖巖性產(chǎn)生重大影響。筆者以水動(dòng)力和介殼灰?guī)r的礦物成分為主線，參考礦物組構(gòu)形態(tài)及成巖作用，將大安寨段儲(chǔ)集巖分為9類（見(jiàn)表1）。

①結(jié)晶介殼灰?guī)r：強(qiáng)烈重結(jié)晶而成，方解石晶體從極粗到中細(xì)晶不等（見(jiàn)圖2a）。②亮晶介殼灰?guī)r：介殼間亮晶方解石膠結(jié)，偶有泥晶或黏土礦物（見(jiàn)圖2b）。③含泥晶介殼灰?guī)r：介殼大小和亮晶介殼灰?guī)r相當(dāng)，但介殼更薄，介殼間除泥晶外，偶見(jiàn)介殼碎片充填（見(jiàn)圖2c）。④含黏土介殼灰?guī)r：介殼間以黏土充填為主，介殼個(gè)體大、殼厚，保存較完整（見(jiàn)圖2d）。⑤泥晶介殼灰?guī)r：介殼相比含泥晶介殼灰?guī)r更小、更薄，泥晶填隙物含量更高（見(jiàn)圖2e）。⑥黏土質(zhì)介殼灰?guī)r：介殼間黏土充填，介殼常保存完整（見(jiàn)圖2f）。⑦富有機(jī)質(zhì)黏土質(zhì)介殼灰?guī)r：介殼顆粒小而薄，介殼間被富有機(jī)質(zhì)灰黑色泥質(zhì)充填（見(jiàn)圖2g）。⑧巖溶角礫灰?guī)r：巖溶發(fā)生在準(zhǔn)同生期，由地表水淋濾導(dǎo)致，溶蝕孔洞縫多被充填[13]（見(jiàn)圖2h）。⑨灰質(zhì)白云巖：多分布在川中、川南過(guò)渡帶的濱湖環(huán)境，根據(jù)X衍射圖譜計(jì)算白云石的有序度全部小于0.5，反映研究區(qū)白云巖為冷水交代成因，結(jié)合施開(kāi)蘭等[14]在同一地區(qū)白云巖層中發(fā)現(xiàn)的暴露成因干裂構(gòu)造，揭示研究區(qū)白云巖為準(zhǔn)同生期回流滲濾成因（見(jiàn)圖2i）。

2.2 儲(chǔ)集空間類型

按成因和發(fā)育部位的差異，將大安寨段儲(chǔ)集層儲(chǔ)集空間劃分為4大類14亞類（見(jiàn)表2）。

①溶洞。溶洞分為 2類，一類由肉眼可見(jiàn)的裂縫被溶蝕擴(kuò)大形成（見(jiàn)圖3a）；一類在肉眼下表現(xiàn)為孤立狀（見(jiàn)圖3b），但在鏡下可見(jiàn)各孔隙被微裂縫溝通（見(jiàn)圖3c）。2者均為成巖過(guò)程中酸性地層水沿裂縫溶蝕所致。2類溶洞發(fā)育程度不高。

②裂縫。裂縫按成因分為6類。斷層伴生裂縫（見(jiàn)圖3d）、破碎微裂縫（見(jiàn)圖3e）、介殼殼邊縫（見(jiàn)圖3e）和解理縫（見(jiàn)圖 3f）都是受機(jī)械應(yīng)力后巖石或礦物顆粒發(fā)生破裂產(chǎn)生的裂縫。溶蝕擴(kuò)大縫（見(jiàn)圖 3g）和壓溶縫（見(jiàn)圖 3h）則是在機(jī)械壓實(shí)和化學(xué)溶蝕共同作用下形成。破碎微裂縫與介殼殼邊縫發(fā)育程度最高；斷層伴生裂縫發(fā)育程度雖低，但單體尺寸大，亦較有利。

表1 四川盆地侏羅系大安寨段介殼灰?guī)r分類表

圖2 侏羅系大安寨段9類介殼灰?guī)r照片

表2 大安寨段介殼灰?guī)r儲(chǔ)集空間成因分類表

③溶蝕孔隙。按發(fā)育部位不同溶蝕孔隙分為5類：介殼粒間溶孔（見(jiàn)圖3i）、介殼粒內(nèi)溶孔（見(jiàn)圖3j—3k）、鑄?？祝ㄒ?jiàn)圖 3l）、晶內(nèi)溶孔（見(jiàn)圖 3m）和晶間溶孔（見(jiàn)圖3n）。晶間溶孔是研究區(qū)儲(chǔ)集層發(fā)育程度最高的儲(chǔ)集空間類型。這類孔隙分布在亮晶膠結(jié)物的中晶、細(xì)晶、粉晶乃至泥晶方解石晶間（見(jiàn)圖3n），多被殘余油充填，熒光顯示強(qiáng)烈（見(jiàn)圖3n、圖3o）。

④晶間孔隙。主要發(fā)育在灰質(zhì)白云巖的白云石晶間（見(jiàn)圖3p），雖然此類孔隙在灰質(zhì)白云巖中較發(fā)育，但灰質(zhì)白云巖本身發(fā)育程度不高，因此全區(qū)范圍內(nèi)此類孔隙分布較局限，多集中在川中、川南過(guò)渡帶附近。

通過(guò)對(duì)大安寨段儲(chǔ)集巖和儲(chǔ)集空間類型的劃分，揭示最有利的晶間溶孔在亮晶介殼灰?guī)r中最發(fā)育。同時(shí)，另外 3種發(fā)育程度達(dá)到“高”的儲(chǔ)集空間在此類巖石中亦非常發(fā)育（見(jiàn)表2）。因此，亮晶介殼灰?guī)r是儲(chǔ)集空間最發(fā)育，最有利的儲(chǔ)集巖類。

2.3 儲(chǔ)集空間結(jié)構(gòu)

2.3.1 儲(chǔ)集空間尺寸

從全區(qū)16口井中選取33塊介殼灰?guī)r樣品開(kāi)展高壓壓汞，分析介殼灰?guī)r儲(chǔ)集空間尺寸分布。結(jié)果表明，33塊樣品平均進(jìn)汞率僅為43.25%，在能夠有效表征的孔喉體積中，直徑大于1 μm的孔喉占比僅為8.73%，小于1 μm的孔喉占總孔隙體積的91.27%。表明這套儲(chǔ)集層中普遍以納米級(jí)儲(chǔ)集空間為主[15]。

以壓汞實(shí)驗(yàn)揭示的儲(chǔ)集空間總體尺寸為基礎(chǔ)，結(jié)合多種微觀觀察技術(shù)統(tǒng)計(jì)出每類儲(chǔ)集空間的尺寸（見(jiàn)表 2）。

裂縫溶蝕擴(kuò)大洞由于是宏觀裂縫溶蝕而成，尺寸達(dá)厘米級(jí)者較常見(jiàn)。微裂縫伴生洞尺寸未超過(guò)厘米級(jí)。

圖3 大安寨段介殼灰?guī)r儲(chǔ)集空間特征

裂縫尺寸多樣，從厘米級(jí)到微、納米級(jí)均有發(fā)育，且尺寸越小數(shù)量越多，構(gòu)成發(fā)達(dá)的裂縫網(wǎng)絡(luò)。對(duì)10口取心井開(kāi)展肉眼可識(shí)別的裂縫統(tǒng)計(jì)，10口井裂縫線密度均值為 0.3 條/m。在光學(xué)顯微鏡下，微裂縫的面密度可達(dá)到0.1～5.0 條/mm2。常規(guī)掃描電鏡下，微裂縫的面密度增長(zhǎng)至 50 條/mm2。在放大倍率更高的場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡下，微裂縫的面密度更增加至700 條/mm2。

6類孔隙中介殼粒間溶孔尺寸最大，普遍介于50～500 μm，但發(fā)育程度低。鑄?？滓嗫蛇_(dá)幾十到幾百微米，但數(shù)量更少。晶內(nèi)溶孔普遍小于 10 μm。介殼粒內(nèi)溶孔基本小于1 μm。晶間溶孔形態(tài)更接近裂縫，因此若以最大尺寸方向來(lái)衡量，則可延伸至十幾甚至上百微米，若以最小尺寸方向?yàn)闇?zhǔn)，則寬度多不足1 μm。因灰質(zhì)白云巖中白云石晶體顆粒以泥粉晶為主，因此白云石晶間孔普遍小于1 μm（見(jiàn)圖3p）。

2.3.2 儲(chǔ)集空間形態(tài)

總結(jié)每類儲(chǔ)集空間形態(tài)并建立模型（見(jiàn)圖4）。裂縫溶蝕擴(kuò)大洞形態(tài)狹長(zhǎng)，走向受裂縫控制（見(jiàn)圖4a）。微裂縫伴生洞肉眼下為不連通的溶洞（見(jiàn)圖4b）。斷層伴生裂縫（見(jiàn)圖4c）、破碎微裂縫（見(jiàn)圖4d）、介殼殼邊縫（見(jiàn)圖4e）、解理縫（見(jiàn)圖4f）、溶蝕擴(kuò)大縫（見(jiàn)圖4g）和壓溶縫（見(jiàn)圖4h）均為裂縫。介殼粒間溶孔（見(jiàn)圖4i）、介殼粒內(nèi)溶孔（見(jiàn)圖4j）、鑄?？祝ㄒ?jiàn)圖4j）、晶內(nèi)溶孔（見(jiàn)圖4k）和白云石晶間孔（見(jiàn)圖4l）均為孔隙。晶間溶孔形態(tài)較為特殊，其由3～4個(gè)方向的晶間隙向中心聚攏形成一個(gè)中心，四周與多條晶間隙連接，形成發(fā)散狀孔隙（見(jiàn)圖4l）。分析各類儲(chǔ)集空間的形態(tài)規(guī)律，發(fā)育程度達(dá)“高”級(jí)別4類儲(chǔ)集空間（見(jiàn)表2）有3類呈裂縫狀，包括：破碎微裂縫、介殼殼邊縫、晶間溶孔。

圖4 大安寨段各類儲(chǔ)集空間形態(tài)及發(fā)育模型

等溫吸附曲線可定量表征孔隙形態(tài)，前人將吸附曲線分為5種類型，各對(duì)應(yīng)1種孔隙形態(tài)[16]。A類曲線滯后環(huán)出現(xiàn)在中等相對(duì)壓力區(qū)域，且在高壓區(qū)吸附曲線較為陡直，對(duì)應(yīng)“圓柱形”孔隙[16]。B類吸附曲線在接近飽和蒸汽壓時(shí)急劇上升，解吸曲線則在中等相對(duì)壓力時(shí)迅速下降，對(duì)應(yīng)“狹縫形”孔隙[16]。C類吸附曲線相對(duì)壓力較高時(shí)很陡，而解吸曲線平緩變化，對(duì)應(yīng)“楔形”孔隙[16]。D類吸附曲線形態(tài)變化與B類相似，但區(qū)別在于解吸曲線一直平緩下降，對(duì)應(yīng)“V形孔”[16]。E類吸附曲線變化平緩，解吸曲線則在中等相對(duì)壓力區(qū)域急劇下降，對(duì)應(yīng)“墨水瓶形”孔隙[16]。

對(duì) 4塊大安寨段介殼灰?guī)r樣品的等溫吸附曲線、解吸曲線滯后環(huán)形態(tài)進(jìn)行分析。對(duì)比吸附曲線發(fā)現(xiàn)（見(jiàn)圖5），4個(gè)樣品均在接近飽和蒸汽壓（相對(duì)壓力為1）時(shí)迅速上升，即只有類型B和D符合此特征，再對(duì)比解吸曲線形態(tài)和滯后環(huán)位置（見(jiàn)圖 5），4者解吸曲線在中等相對(duì)壓力區(qū)間（相對(duì)壓力為0.4～0.6）斜率均顯著變化，與類型B符合。即儲(chǔ)集空間以“狹縫形”為主，與定性分析揭示的裂縫狀儲(chǔ)集空間占主導(dǎo)相符。

2.4 儲(chǔ)集空間連通性

利用納米CT對(duì)儲(chǔ)集層儲(chǔ)集空間進(jìn)行數(shù)字重構(gòu)，提取孔喉配位數(shù)分析孔喉連通性。選取G6井大安寨段亮晶介殼灰?guī)r開(kāi)展納米級(jí)三維巖石礦物骨架及孔隙結(jié)構(gòu)表征。在微米CT掃描建立的微米級(jí)巖石數(shù)字模型中優(yōu)選出具巖性、結(jié)構(gòu)代表性的4個(gè)位置，每個(gè)位置截取1個(gè)邊長(zhǎng)為170 μm的立方體進(jìn)行納米CT掃描，獲取樣品信息。

提取4個(gè)納米級(jí)掃描區(qū)域的孔喉配位數(shù)，4個(gè)區(qū)域孔喉配位數(shù)高峰區(qū)間為2～4，均在3達(dá)到峰值（見(jiàn)圖6）。即儲(chǔ)集層中每個(gè)孔隙普遍與2～4個(gè)喉道連通，與3個(gè)喉道連通的比例最高。表明介殼灰?guī)r中儲(chǔ)集空間彼此具有較好連通性。

2.5 儲(chǔ)集空間結(jié)構(gòu)模型

為直觀展現(xiàn)介殼灰?guī)r的微觀結(jié)構(gòu)特征，呈現(xiàn)不同類型儲(chǔ)集空間的結(jié)構(gòu)特征、分布規(guī)律及與周圍巖石礦物之間的關(guān)系，建立了儲(chǔ)集層的三維結(jié)構(gòu)模型。由于亮晶介殼灰?guī)r儲(chǔ)集空間最發(fā)育，因此儲(chǔ)集空間結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建以該儲(chǔ)集巖類為原型。同時(shí)，大安寨段儲(chǔ)集層內(nèi)儲(chǔ)集空間尺寸差異較大，如只建立單個(gè)模型，無(wú)法完整展示所有儲(chǔ)集空間的分布特征。因此，分別在微米級(jí)和納米級(jí)2個(gè)尺度建立模型（見(jiàn)圖7、圖8）。

圖5 等溫吸附曲線、解吸曲線滯后環(huán)形態(tài)

圖6 納米級(jí)數(shù)字模型孔喉配位數(shù)

微米級(jí)儲(chǔ)集空間（大于1 μm）占總孔隙體積的比例不高，但各類成因的微裂縫較發(fā)育。其中，以破碎微裂縫最為常見(jiàn)（見(jiàn)圖7b），介殼殼邊縫也較常見(jiàn)，此外，還有少量溶蝕擴(kuò)大縫（見(jiàn)圖 7c）和解理縫（見(jiàn)圖7d）。除裂縫外，微米級(jí)尺度下還有少量溶蝕孔隙發(fā)育（見(jiàn)圖7e），以及部分粉細(xì)晶方解石中發(fā)育的晶間溶孔（見(jiàn)圖7f）。裂縫能夠提供的儲(chǔ)集空間較有限，但對(duì)于改善儲(chǔ)集層的滲流能力具有顯著作用，是有利的運(yùn)移、滲流通道。

納米級(jí)尺度儲(chǔ)集空間（小于1 μm）發(fā)育程度顯著增大。破碎微裂縫周邊發(fā)育大量溶蝕孔隙，形成孔-縫雙重介質(zhì)系統(tǒng)（見(jiàn)圖8b）。解理縫周邊也能見(jiàn)到溶蝕孔隙，同樣構(gòu)成孔-縫雙重介質(zhì)系統(tǒng)（見(jiàn)圖 8c）。光學(xué)顯微鏡下未見(jiàn)明顯開(kāi)啟空間的解理縫（見(jiàn)圖3f），在該尺度下可見(jiàn)開(kāi)啟空間（見(jiàn)圖 8d、圖 8e）。除了解理縫，溶蝕擴(kuò)大縫也存在（見(jiàn)圖8f）。該尺度下可發(fā)現(xiàn)粉晶晶間溶孔，甚至泥晶晶間溶孔大量發(fā)育（見(jiàn)圖8g）。

結(jié)合儲(chǔ)集空間尺寸的研究，表明占總孔隙體積8.73%的微米級(jí)儲(chǔ)集空間主要由各類裂縫組成，占總孔隙體積91.27%的納米級(jí)儲(chǔ)集空間則由各類孔隙及裂縫構(gòu)成。裂縫為主的微米級(jí)儲(chǔ)集空間和裂縫、孔隙均發(fā)育的納米級(jí)儲(chǔ)集空間構(gòu)成后續(xù)所述的孔縫雙重介質(zhì)。

3 儲(chǔ)集層微觀結(jié)構(gòu)的油氣意義

儲(chǔ)集層微觀結(jié)構(gòu)的油氣意義主要體現(xiàn)在解決以下3個(gè)問(wèn)題：①川中地區(qū)侏羅系大安寨段單井產(chǎn)能為何比其他致密油區(qū)低?②為何如此低孔隙度能維持大量生產(chǎn)井產(chǎn)油超過(guò) 20年?③為何研究區(qū)未采用“水平井加分段壓裂”技術(shù)亦能實(shí)現(xiàn)致密油規(guī)模開(kāi)發(fā)?下面針對(duì)上述3個(gè)問(wèn)題開(kāi)展分析。

3.1 儲(chǔ)集空間尺寸與油井低產(chǎn)的關(guān)系

圖7 介殼灰?guī)r微米級(jí)儲(chǔ)集空間三維結(jié)構(gòu)模型及微觀照片

常規(guī)油氣和非常規(guī)油氣的本質(zhì)區(qū)別在于孔喉大小的不同，常規(guī)油氣儲(chǔ)集層孔喉直徑一般為微米—毫米級(jí)，而非常規(guī)油氣儲(chǔ)集層一般是納米級(jí)[15]?？缀沓叽缭叫。瑑?chǔ)集層越致密。以毫米級(jí)和微米級(jí)孔隙為主的常規(guī)儲(chǔ)集層孔隙度普遍為 12%～30%，納米級(jí)孔隙為主的非常規(guī)儲(chǔ)集層孔隙度則只有3%～12%[17]。大安寨段灰?guī)r的孔喉尺寸小于鄂爾多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組典型致密油儲(chǔ)集層。后者儲(chǔ)集層中半徑小于100 nm的孔隙約占總體孔隙的65.15%[17]，而大安寨段灰?guī)r這一比例高達(dá)80.46%?？缀沓叽绮町愐囿w現(xiàn)在儲(chǔ)集層的孔隙度差異上。鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組致密儲(chǔ)集層孔隙度為2%～12%[18]，而2 927個(gè)大安寨段灰?guī)r樣品孔隙度主體為0.5%～2.0%。如此致密的儲(chǔ)集層導(dǎo)致其儲(chǔ)集能力較差，資源豐度低。將研究區(qū)與松遼盆地白堊系進(jìn)行對(duì)比，2者致密油資源量和有利區(qū)面積相當(dāng)，后者儲(chǔ)集層厚度僅為研究區(qū)的一半，但孔隙度高達(dá)2%～15%，其資源豐度達(dá)到13～19×104t/km2，而研究區(qū)孔隙度較其更低，資源豐度也僅4.90×104t/km2[18-19]。

資源豐度越低，單井控制的儲(chǔ)量就越小。鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組資源豐度為42.5×104t/km2[19]，利用EUR（Estimated Ultimate Recovery）分布類比法測(cè)得致密油單井平均最終可采儲(chǔ)量約2.63×104t[20]。研究區(qū)最有利的甜點(diǎn)區(qū)單井最終可采儲(chǔ)量?jī)H 2.30×104t，非甜點(diǎn)區(qū)則更低（見(jiàn)表 3）。井控儲(chǔ)量越小，單井產(chǎn)能越低。鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組投產(chǎn)的10口井半年即獲得累計(jì)產(chǎn)量15.63×104t，平均單井產(chǎn)量達(dá)到3.13×104t/a。由于研究區(qū)油井普遍已投產(chǎn)幾十年，所以單井累計(jì)產(chǎn)量在數(shù)值上已接近最終可采儲(chǔ)量（見(jiàn)表 3）。對(duì)川中地區(qū)大安寨段產(chǎn)油的1 000余口井產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，油氣產(chǎn)量超過(guò)萬(wàn)噸當(dāng)量的井僅占所有井的22.5%，這部分高產(chǎn)井的單井平均累計(jì)產(chǎn)量?jī)H2.83×104t，不及鄂爾多斯盆地高產(chǎn)井一年的產(chǎn)量，而研究區(qū)剩余77.5%的井單井平均累計(jì)產(chǎn)量?jī)H 0.15× 104t。

綜上所述，儲(chǔ)集空間以納米級(jí)為主的大安寨段儲(chǔ)集層資源豐度低，井控儲(chǔ)量小，形成低產(chǎn)特征。

3.2 孔縫雙重介質(zhì)與持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)系

在微米級(jí)儲(chǔ)集空間模型中（見(jiàn)圖7），微裂縫構(gòu)成了儲(chǔ)集空間的主體，納米級(jí)儲(chǔ)集空間模型中（見(jiàn)圖8），微裂縫和孔隙同時(shí)發(fā)育。對(duì)于微米級(jí)微裂縫，其作為少量發(fā)育的微米級(jí)孔隙和大量納米級(jí)孔、縫的優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道，構(gòu)成孔縫雙重介質(zhì)。對(duì)于納米級(jí)微裂縫，其作為微米級(jí)裂縫的基質(zhì)孔隙同時(shí)，還作為納米級(jí)孔隙的裂縫，構(gòu)成納米級(jí)孔縫雙重介質(zhì)。

圖8 介殼灰?guī)r納米級(jí)儲(chǔ)集空間三維結(jié)構(gòu)模型及微觀照片

表3 研究區(qū)單井最終可采儲(chǔ)量與累計(jì)產(chǎn)量對(duì)比

多尺度裂縫中的石油產(chǎn)出形成了初期的高產(chǎn)，但產(chǎn)出速率較快而儲(chǔ)量規(guī)模有限，因此產(chǎn)量衰減速度快（見(jiàn)圖9）。隨著裂縫中的石油逐漸排出，裂縫內(nèi)的壓力也迅速降低。儲(chǔ)集層基質(zhì)內(nèi)的孔隙和更小尺度微裂縫中的石油在相對(duì)高的孔隙壓力作用下，向裂縫流動(dòng)。這個(gè)過(guò)程產(chǎn)出速率明顯低于裂縫中的石油產(chǎn)出速率，由孔到縫的采出過(guò)程會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。這一過(guò)程表現(xiàn)在生產(chǎn)上，即長(zhǎng)期低產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)（見(jiàn)圖9）。

3.3 儲(chǔ)集空間形態(tài)在致密油開(kāi)發(fā)中的意義

典型致密油在直井開(kāi)發(fā)且無(wú)壓裂情況下，產(chǎn)量一般無(wú)法達(dá)到工業(yè)油流下限[22]。相比之下物性最差的大安寨段灰?guī)r卻以直井加酸化的形式累產(chǎn)油氣當(dāng)量近千萬(wàn)噸[23]。究其原因，在于大安寨段儲(chǔ)集層的2個(gè)微觀特征。

圖9 L1井生產(chǎn)曲線

3.3.1 “狹縫形”儲(chǔ)集空間

大安寨段儲(chǔ)集空間形態(tài)以“狹縫形”為主，這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是孔隙和喉道尺寸接近。利用納米CT提取的孔喉比概率分布亦證實(shí)這一點(diǎn)：介殼灰?guī)r孔喉比普遍小于4（見(jiàn)圖10），與上述定性、定量研究結(jié)果均符合。

圖10 數(shù)字三維孔喉系統(tǒng)孔喉比概率分布

小孔喉比在研究區(qū)石油開(kāi)發(fā)中的意義主要體現(xiàn)在對(duì)毛細(xì)管力的影響上。毛細(xì)管力是石油運(yùn)移、滲流時(shí)已知的最主要阻力，其大小與孔喉比成正比。因此，儲(chǔ)集空間以狹縫形為主的介殼灰?guī)r雖然孔隙度遠(yuǎn)小于其他致密儲(chǔ)集層，原油的運(yùn)移、滲流卻更容易。這是研究區(qū)采用常規(guī)石油開(kāi)發(fā)方式亦能獲得工業(yè)油流的重要原因。

3.3.2 多尺度裂縫

致密油水力壓裂目的在于形成盡可能多的人造裂縫，以降低滲流阻力。大安寨段介殼灰?guī)r中的裂縫從露頭大型構(gòu)造縫到微、納米級(jí)微裂縫均大量發(fā)育。這些大規(guī)模發(fā)育的多尺度天然裂縫網(wǎng)絡(luò)，正是其他致密油區(qū)需要通過(guò)人工壓裂來(lái)獲得的。因此，研究區(qū)致密油未采用水平井加分段壓裂技術(shù)，但得益于更發(fā)達(dá)的天然裂縫網(wǎng)絡(luò)，亦實(shí)現(xiàn)了致密油規(guī)模開(kāi)發(fā)。

4 結(jié)論

按大安寨段介殼灰?guī)r巖石學(xué)特征的差異，將其劃分為 9類，在此基礎(chǔ)上將大安寨段介殼灰?guī)r儲(chǔ)集空間劃分為溶洞、裂縫、溶蝕孔隙、晶間孔隙 4大類，進(jìn)一步細(xì)分出14亞類。

壓汞實(shí)驗(yàn)及微觀觀察揭示，大安寨段介殼灰?guī)r儲(chǔ)集空間大于1 μm部分占總孔隙體積的8.73%，主要由微裂縫組成；小于1 μm部分占91.27%，主要由納米級(jí)微裂縫和孔隙構(gòu)成。定性和定量方法揭示儲(chǔ)集空間整體上呈現(xiàn)“狹縫形”特征，納米CT數(shù)字孔喉重構(gòu)則確定了每個(gè)孔隙普遍與2～4個(gè)喉道連通。建立微米級(jí)和納米級(jí)儲(chǔ)集空間三維結(jié)構(gòu)模型，直觀展現(xiàn)介殼灰?guī)r的微觀結(jié)構(gòu)特征。

儲(chǔ)集空間以納米級(jí)為主的大安寨段儲(chǔ)集層資源豐度低，井控儲(chǔ)量小，形成低產(chǎn)特征，而多尺度孔-縫雙重介質(zhì)則是致密的介殼灰?guī)r亦持續(xù)低產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵?！蔼M縫形”為主的儲(chǔ)集空間形態(tài)及多尺度裂縫網(wǎng)絡(luò)極大降低毛細(xì)管阻力，使研究區(qū)未采用致密油關(guān)鍵開(kāi)發(fā)技術(shù)亦可實(shí)現(xiàn)規(guī)模開(kāi)發(fā)。

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