蘇伊士灣中新統(tǒng)蒸發(fā)巖儲層特征及有利區(qū)預(yù)測

田 雨，瞿建華，何 巍，張藝久，曹麗娜，鄧 勇，錢 利，李 辰

(1.振華石油控股有限公司，北京 100031；2.成都北方石油勘探開發(fā)技術(shù)有限公司，四川 成都 610000)

0 引 言

蒸發(fā)巖層系與油氣形成及分布關(guān)系密切，蒸發(fā)巖的存在有利地促進(jìn)了油氣的生成、運(yùn)移及聚集[1]。世界著名的含油氣盆地如北美墨西哥灣盆地、中東波斯灣盆地、中亞阿姆河盆地等均有蒸發(fā)巖發(fā)育[2-4]。中國的四川、塔里木、鄂爾多斯及渤海灣等含油氣盆地蒸發(fā)巖亦廣泛分布[5-8]。蘇伊士灣地區(qū)油氣資源豐富，中新統(tǒng)SG組蒸發(fā)巖層系廣泛發(fā)育，為蘇伊士灣及周邊地區(qū)重要的區(qū)域性蓋層[9]。

國內(nèi)外在蒸發(fā)巖對油氣成藏影響方面的研究主要集中在蒸發(fā)巖作為蓋層[10-11]、蒸發(fā)巖相關(guān)構(gòu)造[12-14]、蒸發(fā)巖對儲層改造等方面[15-16]，關(guān)于蒸發(fā)巖層系作為儲層相關(guān)研究較少，而含油氣盆地廣泛發(fā)育的蒸發(fā)巖層系一旦取得勘探突破，對油氣勘探開發(fā)將具有重要意義。該文以埃及Norch West Gemsa 區(qū)塊(簡稱為NWG區(qū)塊)中新統(tǒng)South Gharib組(簡稱為SG組)為例，在詳細(xì)的巖性特征研究基礎(chǔ)上，對蒸發(fā)巖層系內(nèi)部儲層特征進(jìn)行了重點(diǎn)研究，可為蘇伊士灣地區(qū)蒸發(fā)巖層系油氣勘探開發(fā)提供地質(zhì)依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

蘇伊士灣位于紅海山和西奈地臺之間，南部與紅海相連，整體上呈北西—南東向長條狀展布，長約為320 km，寬度為30～80 km[9](圖1a)。蘇伊士灣基底由前寒武系變質(zhì)巖及結(jié)晶巖組成，其上為古生代—第四系全新統(tǒng)，其中，第三系中新統(tǒng)為蘇伊士灣重要的產(chǎn)層發(fā)育層位，自下而上發(fā)育Nukhul、Rudeis、Kareem及Belayim組等多套儲層。

圖1 埃及NWG區(qū)塊位置及礦權(quán)范圍(圖1a據(jù)文獻(xiàn)[17]修改)

NWG區(qū)塊位于蘇伊士灣南部(圖1b)，中新統(tǒng)Kareem組為研究區(qū)主要目的層段，儲層以砂巖為主，其上為Belayim組直接覆蓋。SG組在蘇伊士灣地區(qū)廣泛分布，厚度可達(dá)2 000 m以上[9]，巖石類型以鹽巖為主，夾石膏、雜鹵石、光鹵石及碳酸鹽巖等，依據(jù)巖性類型及組合特征可進(jìn)一步劃分為多個巖性單元(圖2)。A-1井在SG組部分層段測試獲得工業(yè)油流，展示出良好的油氣勘探潛力，為此次研究的主要目標(biāo)區(qū)。

2 巖性特征

鹽類礦物的結(jié)晶析出受鹵水體積分?jǐn)?shù)的影響，隨著鹵水體積分?jǐn)?shù)的不斷變化，析出礦物成分不同。NWG區(qū)塊SG組巖石類型多樣，隨著海進(jìn)海退的不斷進(jìn)行，沉積物垂向上呈現(xiàn)出韻律性變化的特征，單個巖性單元內(nèi)部的底部常發(fā)育白云巖，由下至上向硬石膏及鹽巖等蒸發(fā)巖過渡，反映巖性單元內(nèi)部蒸發(fā)作用逐漸加劇，鹵水體積分?jǐn)?shù)逐漸增大的過程(圖2)。

2.1 鹽巖

鹽巖以灰白色—淺灰色半透明為主，多呈塊狀及層狀產(chǎn)出，巖性致密(圖3a、b)。測井上表現(xiàn)為低伽馬(小于25 API)、高電阻(可達(dá)10 000 Ω·m以上)、低密度(小于2.2 g/cm3)、低中子(2%以下)、中高時差(230 μs/m左右)等特征(圖2)。

2.2 硬石膏

硬石膏以淺灰—灰白色為主，可見塊狀、層狀、結(jié)核狀及葉片等多種形態(tài)(圖3c—e)。測井上表現(xiàn)為低伽馬(小于10 API)、中高電阻(多在20～1 000 Ω·m)、高密度(大于2.8 g/cm3)、低中子(2%～8%)、中低時差(165～200 μs/m)等特征(圖2)。

2.3 雜鹵石

雜鹵石以灰—深灰色層狀為主，夾暗色泥質(zhì)及有機(jī)質(zhì)條帶，巖性致密(圖3f)。測井上多表現(xiàn)為高伽馬(大于100 API)、中等電阻(20～50 Ω·m)、高密度(2.7～2.8 g/cm3)、中等中子(10%～20%)、中等時差(200 μs/m左右)等特征(圖2)。

圖2 埃及NWG區(qū)塊A-2井SG組巖性單元劃分

2.4 光鹵石

光鹵石以淺灰—棕灰色為主，為交代白云巖基質(zhì)形成，殘余白云巖在光鹵石周邊發(fā)育，導(dǎo)致巖心上呈現(xiàn)出網(wǎng)狀及結(jié)核狀構(gòu)造特征(圖3g)。測井表現(xiàn)為低伽馬(小于20 API)、低電阻(一般低于10 Ω·m)、低密度(1.6 g/cm3左右)、高中子(大于40%)、高時差(大于260 μs/m)等特征(圖2)。

2.5 白云巖

白云巖以淺灰—深灰色、棕灰色泥晶為主，含泥質(zhì)及有機(jī)質(zhì)，局部泥質(zhì)富集形成泥質(zhì)條帶(圖3h)。研究區(qū)白云巖儲層段多呈層狀，內(nèi)部裂縫發(fā)育，沿裂縫發(fā)生溶蝕，形成良好的油氣儲集空間及滲流通道。測井上多顯示為擴(kuò)徑特征，導(dǎo)致測井曲線失真(圖2)。

圖3 NWG區(qū)塊SG組巖石類型及特征

3 儲層特征

3.1 儲集空間類型

埃及NWG區(qū)塊SG組儲集空間以晶間孔為主，發(fā)育少量微裂縫(圖4)。晶間孔多為白云石及石膏晶體發(fā)生選擇性溶蝕形成，其中，白云石晶間孔為SG組主要儲集空間，特別是當(dāng)白云石發(fā)生大規(guī)模溶蝕，后期為葉片狀硬石膏支撐保存，所形成的孔隙形狀不規(guī)則，儲層物性條件較好。

圖4 NWG區(qū)塊SG組孔隙類型及特征

3.2 孔隙結(jié)構(gòu)特征

基于SG組樣品壓汞實(shí)驗結(jié)果，開展了儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征分析。其中，樣品1F及2F為白云巖，樣品3F為硬石膏。整體上樣品顯示出細(xì)歪度的特征，微細(xì)喉級別，滲流條件較差(表1，圖5)。

表1 NWG區(qū)塊SG組A-2井樣品孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)

SG組樣品1F的壓汞曲線初始段位置較低，中間平緩段較長，分選好(圖5a)。排驅(qū)壓力為1.95 MPa，中值壓力為5.45 MPa，中值半徑為0.13 μm，孔喉半徑主要集中在0.178～0.267 μm，分布頻率為42.5%(表1，圖5b)。樣品2F的壓汞曲線初始段位置較高，中間平緩段較長，呈現(xiàn)出分選較好的特征(圖5a)。排驅(qū)壓力為6.49 MPa，中值壓力為7.93 MPa，中值半徑為0.09 μm，孔喉半徑主要集中在0.089～0.097 μm，分布頻率為38.5%(表1，圖5b)。樣品3F的壓汞曲線初始段位置最高，中間平緩段較短，呈現(xiàn)出分選較差的特征(圖5a)。排驅(qū)壓力為6.26 MPa，中值壓力為9.58 MPa，中值半徑為0.08 μm，孔喉半徑分布頻率最大值為35.0%，對應(yīng)孔喉半徑為0.053 μm；次之為14.3%，對應(yīng)的孔喉半徑為0.107 μm(表1，圖5b)。

圖5 NWG區(qū)塊SG組樣品壓汞曲線及孔喉半徑分布頻率

3.3 儲層物性特征

物性分析結(jié)果表明，NWG區(qū)塊SG組巖心樣品孔隙度最高可達(dá)24.0%，整體滲透率較低，一般在0.10 mD以下。其中，白云巖及頁片狀硬石膏物性相對較好，白云巖孔隙度為18.3%～24.0%，滲透率為0.01～0.05 mD；葉片狀硬石膏孔隙度可達(dá)到20.0%，滲透率可達(dá)10.00 mD。其余蒸發(fā)巖類樣品物性較差，孔隙度多在5.0%以下，滲透率多在0.01 mD以下。

4 儲層分布有利區(qū)預(yù)測

研究區(qū)地震資料品質(zhì)較好，具備利用地震資料開展儲層預(yù)測的條件。研究表明，有利儲層表現(xiàn)為強(qiáng)振幅特征，非儲層表現(xiàn)為弱振幅特征。以儲層發(fā)育的主力層SG4段為例，強(qiáng)振幅屬性區(qū)主要位于A-1井及其南部，呈南北條帶狀展布，對應(yīng)為儲層分布有利區(qū)(圖6)。

圖6 NWG區(qū)SG4段振幅屬性及儲層分布預(yù)測

A-1井位于NWG區(qū)塊西部，該井在SG組鉆進(jìn)過程中發(fā)現(xiàn)良好的油氣顯示。其中，SG4段錄井全烴值較高，最高可達(dá)19.5%，鉆井液槽面見大量原油顯示，返排泥漿中原油含量可達(dá)10%以上。針對SG4段油氣顯示較好的葉片狀硬石膏及白云巖層段共測試9 m，自然油流日產(chǎn)量為50 t/d，展示出良好的油氣勘探潛力。結(jié)合井震資料儲層預(yù)測結(jié)果，認(rèn)為上述儲層分布有利區(qū)為NWG區(qū)塊SG組下步油氣勘探重點(diǎn)區(qū)域。

5 結(jié) 論

(1) 埃及NWG區(qū)塊中新統(tǒng)SG組蒸發(fā)巖層系以鹽巖沉積為主，夾硬石膏、雜鹵石、光鹵石及白云巖等，巖石類型多樣。

(2) NWG區(qū)塊SG組儲集空間主要為晶間孔，多為白云石及硬石膏等發(fā)生選擇性溶蝕形成。壓汞曲線形態(tài)及孔喉半徑分布顯示出細(xì)歪度、微細(xì)喉等特征，樣品整體滲流條件較差。

(3) 物性分析結(jié)果表明，白云巖及葉片狀硬石膏為研究區(qū)重要的儲層發(fā)育巖石類型，物性條件相對較好，其余蒸發(fā)巖類樣品物性較差，一般不能作為儲層。

(4) 地震儲層預(yù)測結(jié)果顯示，儲層分布有利區(qū)主要位于區(qū)塊西部，可作為SG組下步油氣勘探重點(diǎn)區(qū)域。