富縣槐樹莊地區(qū)長7油層組儲層特征研究

白光輝，師學耀，陳立軍，聞星宇，劉 偉，莊 巖，安鑫勝

(延長油田股份有限公司勘探開發(fā)技術研究中心，陜西延安716000)

目前富縣槐樹莊區(qū)長7油層組試油16口16層，達工業(yè)油流7口7層，試油成功率43.8%，具有較大的勘探潛力，對該區(qū)長7油層組的研究較為薄弱。根據(jù)前人對儲層特征的研究[1-8]，本次研究利用大量的巖石薄片鑒定、掃描電鏡及壓汞分析等分析化驗資料，結合測井、錄井以及生產(chǎn)動態(tài)等資料，對富縣槐樹莊地區(qū)長7油層組儲層巖石學特征、物性特征、孔隙結構特征等方面進行研究，并分析了成巖作用對儲層發(fā)育的影響，以期為該油田長7油層的勘探開發(fā)提供一定的借鑒依據(jù)。

1 區(qū)域地質背景

富縣槐樹莊地區(qū)構造位置位于伊陜斜坡的南部(見圖1)，為一西傾單斜，坡度比較小，構造單元比較簡單，斷層基本不發(fā)育，發(fā)育有低幅度鼻狀隆起。研究區(qū)位于富縣三角洲西南方向的半深—深湖區(qū)。延長組長7段以湖泊體系為主，湖侵達到鼎盛時期，水體深，生物繁盛，沉積了一套比較厚的、有機質含量較高的淺湖、半深湖相沉積，構成了鄂爾多斯盆地三疊系最主要的生油巖層[9]。研究區(qū)長7主要發(fā)育砂巖、泥巖兩類，長71小層砂巖較為發(fā)育，是儲集層主要發(fā)育層段，長72、長73是區(qū)內烴源巖較發(fā)育的層段。長71為濁積扇中扇亞相沉積，發(fā)育三條濁積水道，呈北東—南西向展布。

圖1 槐樹莊區(qū)構造位置圖

2 儲層巖石學特征

根據(jù)49個砂巖樣品薄片鑒定表明，本區(qū)長7碎屑組分中，主要礦物成分為長石，主要發(fā)育鉀長石和斜長石，含量介于7.2%～56.1%之間，平均為41.9%；其次為石英，含量介于10.1%～28.3%之間，平均為22.3%；巖屑含量介于6%～30.2%之間，平均為11.4%，主要成分是巖漿巖巖屑和變質巖巖屑；此外還含有少量黑云母，平均含量為5.1%(見圖2)。

圖2 槐樹莊區(qū)長7砂巖分類三角圖

長7儲層填隙物含量平均為19.3%，以自生礦物居多，其中膠結物主要為(鐵)方解石(平均8.65%)、綠泥石(平均4.91%)和水云母(平均3.20%)，少量(鐵)白云石(平均2.37%)和硅質(平均0.17%)膠結，雜基主要為泥質。方解石呈基質狀態(tài)存在，綠泥石薄膜不均勻發(fā)育，水云母膠結物充填孔隙，并發(fā)生石英次生加大現(xiàn)象，使大多數(shù)粒間孔被充填，孔隙變小。砂巖顆粒粒徑最大為0.35 mm，主要粒級細砂(0.0625～0.25 mm)達到總數(shù)的85%以上，所以研究區(qū)長7儲層砂巖以細砂巖為主，粉砂巖含量次之。通過統(tǒng)計Q1/(F1+R1)比值(Q1、F1、R1分別表示石英、長石、巖屑各組分在碎屑中的含量)，確定了長7砂巖的成分成熟度，比值大都在0.31～0.51之間，平均值為0.42，可以看出長7砂巖的成分成熟度比較低。砂巖顆粒分選中等偏好，磨圓度主要為次棱角狀和次棱角—次圓狀，可以得出長7砂巖的結構成熟度比較低。膠結類型主要為薄膜—孔隙式和孔隙式，也有壓嵌—孔隙式，膠結類型多樣?；睒淝f區(qū)長7儲層具有典型的低成分成熟度、低結構成熟度特征。

3 儲層物性特征

根據(jù)對槐樹莊區(qū)的砂巖儲層巖心分析資料統(tǒng)計，長7儲層的孔隙度主要分布在4%～14%，孔隙度平均8.29%(見圖3)；滲透率的分布范圍大都在(0.1～0.7)×10-3μm2之間，平均值為0.23×10-3μm2(見圖4)，所以槐樹莊區(qū)長7儲層屬特低孔—特低滲儲層。

圖3 長7油層孔隙度頻率分布曲線

圖4 長7油層滲透率頻率分布曲線

通過對槐樹莊區(qū)長7儲層毛管壓力曲線的研究，并根據(jù)排驅壓力和最大進汞飽和度把研究區(qū)長7儲層物性特征簡單劃分為三類(見圖5)。其中Ⅰ類毛管壓力曲線一般呈緩坡形態(tài)(圖5a)，排驅壓力和中值壓力較低，這類曲線特征的砂巖儲層物性相對較好，其喉道較粗且分選較好，孔隙間連通性相對較好，最大進汞飽和度較高，在70%以上，是槐樹莊區(qū)相對較好的砂巖儲層；Ⅱ類毛管壓力曲線一般呈緩坡—平臺形態(tài)(圖5b)，排驅壓力和中值相對偏高，此類砂巖的最大進汞飽和度多大于50%，儲集性能一般；Ⅲ類壓汞曲線呈陡坡狀，沒有明顯的平臺形態(tài)(圖5c)，排驅壓力比較高，進汞飽和度大多低于50%，此類砂巖儲集性能較差。

圖5 槐樹莊區(qū)長7儲層毛管壓力曲線

4 成巖作用對儲層物性的影響

根據(jù)薄片觀測，對槐樹莊區(qū)長7儲層孔隙影響最大的成巖作用為壓實作用、膠結作用和溶蝕作用。

4.1 壓實作用

在薄片觀測中，槐樹莊區(qū)主要是綠泥石，呈薄膜狀附著在顆粒表面，堵塞孔道。這樣導致砂巖儲層的孔隙度變小，而且其中的硅質流體也為硅質膠結提供了一定的物質基礎。其中石英和長石都有次生加大現(xiàn)象，造成原生孔隙被充填，喉道半徑減少，孔滲特性進一步變弱(見圖6a)。

4.2 膠結作用

通過對槐樹莊區(qū)巖石薄片進行顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)砂巖有多種膠結方式，以薄膜—孔隙式和孔隙式為主，其次是壓嵌—孔隙式和基底—孔隙式。根據(jù)巖石的膠結成分，將槐樹莊區(qū)的膠結作用分為硅質膠結、碳酸鹽膠結及粘土礦物膠結三種。

4.2.1 硅質膠結作用

槐樹莊區(qū)長7砂巖中含有少量的硅質膠結物，薄片觀察中，偶見Ⅰ級石英次生加大，見少量石英具有窄的加大邊或自形晶?？梢娫诨睒淝f區(qū)硅質膠結作用較弱，對降低砂巖的孔隙度起次要作用。

4.2.2 碳酸鹽膠結作用

鏡下觀察表明，槐樹莊區(qū)長7砂巖儲層(鐵)方解石膠結物含量平均為8.65%，(鐵)白云石平均占2.37%。其中(鐵)方解石含量在膠結物中最高，還含有一定量的(鐵)白云石。膠結方式主要為孔隙式充填，其次為基底—孔隙式。方解石膠結物很容易發(fā)生溶蝕，但由于研究區(qū)膠結物大多形成在晚成巖期，沒有產(chǎn)生強烈的溶蝕作用，所以對儲層物性有一定的破壞作用。

4.2.3 粘土礦物膠結作用

通過對研究區(qū)粘土礦物進行X射線衍射定量分析，槐樹莊區(qū)砂巖儲層中主要發(fā)育綠泥石和伊利石及少量高嶺石等粘土礦物。其中長7綠泥石含量平均為4.91%，伊利石的含量平均為3.20%。膠結方式主要為孔隙式充填式膠結、薄膜式膠結。長7儲層中的綠泥石以自生綠泥石為主。其中伊利石附著在碎屑顆粒之上，在孔隙中呈網(wǎng)絡狀展布，把大孔隙分割成微孔隙(見圖6b)。形成了一些殘余粒間孔儲層，為后期的溶蝕作用創(chuàng)造了條件。

圖6 槐樹莊區(qū)長7儲層壓實作用和膠結作用巖石薄片鑒定照片

4.3 溶蝕作用

在槐樹莊區(qū)砂巖中，發(fā)育了像石英、長石、方解石等幾類易溶成分，利用掃描電鏡和鏡下巖石薄片觀察，主要發(fā)育為長石溶孔。由于長石易于溶解，大多會使得巖石顆粒發(fā)生粒內溶孔、使得長石呈網(wǎng)狀或者島弧狀發(fā)育(見圖7a和圖7b)，使得長石顆粒中存在溶蝕孔隙，在一定程度上改善了儲層的物性，增大了儲集空間。

圖7 槐樹莊區(qū)長7儲層溶蝕作用和交代作用巖石薄片鑒定照片

利用巖石薄片鑒定，總結各成巖作用對研究區(qū)儲層的影響分析表明：早期壓實作用以及膠結作用對儲層孔隙度影響較大，對儲層物性起破壞作用，而后期的溶蝕作用增大了儲集空間，對儲層孔隙度有很大的貢獻作用。

5 結論

(1)研究區(qū)長7油層組砂巖主要為淺灰色、灰色細粒長石砂巖，含有少量鈣質細粒巖屑砂巖，砂巖具有中等成分成熟度和較低的結構成熟度。顆粒主要呈線狀或點—線接觸，膠結類型主要為薄膜—孔隙式和孔隙式。

(2)長7儲層的孔隙度平均為8.29%，滲透率平均為0.23×10-3μm2，屬于低孔—特低滲儲層；毛管壓力曲線坡度越緩，排驅壓力和中值壓力越低，其儲層物性越好，反之，則儲層物性越差。

(3)研究區(qū)的壓實作用及膠結作用對儲層孔隙度影響較大，碳酸鹽膠結物、硅質膠結物和黏土膠結物對儲層物性有一定的破壞作用；溶蝕作用主要是長石溶孔，對儲層孔隙度起到一定的貢獻作用。