嚴鈺童,李建明 (長江大學地球科學學院,湖北 武漢430100)
柴達木盆地南八仙油田第三系儲層為一套砂、泥互層沉積構造。儲層巖性大多為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、細砂巖等,廣泛的河流相砂體構成了良好儲集體?。其中新近系儲層巖性以粉砂巖 (包括泥質(zhì)粉砂巖)占絕對優(yōu)勢 (占60%~100%),其次為細砂巖 (占5%~40%);古近系儲層巖性則以細砂巖和粉砂巖為主,前者所占比例為21.43%~75.79%,后者為6.28%~78.57%。南八仙油田第三系儲層自下而上發(fā)育有第三系漸新統(tǒng)下干柴溝組下段E13、下干柴溝組上段E23、中新統(tǒng)上干柴溝組N1、上新統(tǒng)下油砂山組N12、上油砂山組N22共5套地層。
依據(jù)中國石油天然氣油氣儲層評價方法分類標準 (1997),對研究區(qū)13口取心井的巖心樣品的孔隙度和滲透率進行分析,結果表明,南八仙油田第三系儲層物性總體較好,其中新近系砂巖儲層的孔隙度和滲透率普遍較高,屬高-中孔高滲型儲層;古近系砂巖儲層則受深埋藏晚期成巖作用影響導致物性變差,為低孔中滲型儲層 (見表1)。總體上,南八仙油田第三系儲層5套地層物性特征評價如下:N22儲層為中孔低滲,N12儲層為中孔中滲,N1儲層為低孔低滲,E23儲層為中孔低滲,E13儲層為特低孔低滲。
通過對南八仙油田63塊巖心樣品的統(tǒng)計,可以看出不同巖性儲層物性相差比較大 (見表2)。南八仙油田第三系儲層粉砂巖-中砂巖的物性較好,而含礫砂巖物性差。粒度中值大小對儲層物性有很大影響[1],成份成熟度等因素對儲層物性也有一定的影響。隨著成分成熟度的增加,孔隙度具有減小的趨勢,而滲透率則相應變大 (見圖1和圖2),說明成份成熟度等對儲層物性有一定影響。隨著粒度中值的增加,孔隙度和滲透率均有減小的趨勢,但減小速率不一致 (見圖3和圖4),說明粒度中值大小對儲層物性有很大影響。
表1 南八仙油田第三系儲層巖樣物性數(shù)據(jù)表
表2 不同巖性儲層物性統(tǒng)計表
粘土礦物膠結現(xiàn)象在該研究區(qū)非常普遍,且孔隙度隨著粘土礦物含量的增大呈減小的趨勢,與前人的研究[2]一致。高嶺石呈點狀充填在粒間,容易堵塞孔隙,使?jié)B透率明顯降低,但高嶺石含量的增加又可以造成晶間微孔的增加,從而改善儲層物性[3];伊/蒙混層礦物呈絲片狀,容易堵塞喉道,使孔隙空間減小;伊利石在孔隙中呈橋狀分布容易堵塞孔喉,還將原始粒間孔隙分割成微細孔隙,使?jié)B透率降低(見圖5和圖6);自生綠泥石多生長于碎屑顆粒表面而使孔隙度減?。?]。
1)壓實、壓溶作用 通過鏡下觀察及掃描電鏡觀察,在南八仙油田第三系儲層中不同井段存在壓實和壓溶現(xiàn)象,以1000~1200m、1500m左右和1700~1900m等井段最為明顯,可見碎屑顆粒緊密填集,顆粒之間線接觸-凸凹接觸,顆粒邊緣有溶蝕現(xiàn)象。壓溶作用對儲層物性影響有雙重性,一方面由于顆粒壓實溶解加大,使顆粒之間的孔隙、喉道減小,降低了碎屑巖儲層的儲集和滲透能力;另一方面是由于壓溶作用產(chǎn)生了大量微孔。
2)膠結作用 南八仙油田第三系儲層碎屑巖膠結作用比較發(fā)育,從上至下膠結物有粘土、泥晶方解石、微晶-亮晶方解石、硅質(zhì)、鐵方解石、白云石、石膏、硬石膏以及少量鐵白云石、黃鐵礦等,對物性有影響的主要是粘土礦物、碳酸鹽巖以及硅質(zhì)的膠結作用:①粘土礦物膠結含量較多,在整個井段內(nèi)對巖石孔隙、喉道均有影響。根據(jù)掃描電鏡分析,認為粘土礦物膠結主要有伊/蒙混層,綠泥石、伊利石、高嶺石等,其存在于顆粒邊緣,以顆粒充填或襯邊、包殼方式形成粘土膜,在晚成巖階段對喉道的滲透性影響較大。②硅質(zhì)膠結主要是在早成巖晚期和晚成巖階段的石英次生加大,由于石英次生加大邊和自生石英堵塞孔隙和喉道,在一定程度上破壞了原生孔隙[5],所以在一定程度上使孔隙度和滲透率顯著變小。③碳酸鹽膠結物對儲層物性起雙重作用,一方面堵塞孔隙,降低儲層物性;另一方面膠結物在儲層的沉淀中起支撐作用,降低砂巖的壓實程度,為酸性水溶蝕和次生孔隙形成創(chuàng)造條件[6]。
3)溶解作用 南八仙油田第三系儲層的溶解作用雖然不是十分廣泛,但是對儲層的儲集性能改變有重要作用,是次生孔隙形成的主要原因。通過常規(guī)薄片和鑄體薄片觀察,發(fā)現(xiàn)溶解作用主要發(fā)生在方解石晶體內(nèi),形成晶內(nèi)溶孔,溶孔邊緣成港灣狀。
前人對沉積相與成巖作用 (儲層)耦合關系的研究表明[7-8],沉積相的發(fā)育直接影響了沉積巖的成巖作用,是對沉積巖物性起著關鍵作用的控制因素。不同沉積微相類型的儲層物性不一樣,整體上看,水下分流河道砂體的儲層物性最好,其次為河口壩砂體,遠砂壩和席狀砂砂體儲層物性較差,其原因主要如下:分流河道砂巖形成于強水動力條件,砂巖得以充分分選,顆粒粗、分選好且儲層厚度較大;河口壩形成的水動力條件較弱,顆粒較細、分選較差;遠砂壩砂巖形成的水動力更弱,顆粒更細、分選更差。
1)南八仙油田第三系儲層粉砂巖-中砂巖的物性較好,而含礫砂巖物性差。粒度與成分成熟度對儲層物性均有影響。
2)粘土礦物中伊利石、伊/蒙混層和自生綠泥石堵塞喉道進而降低物性,而高嶺石對儲層物性的影響具有雙重性。
3)成巖作用中壓實作用、硅質(zhì)膠結作用、粘土礦物膠結作用降低儲層物性,溶解作用有利于儲層形成大量的次生孔隙,從而可以改善物性,而壓溶作用和碳酸鹽巖膠結作用對物性的影響具有雙重性。
4)沉積相的發(fā)育直接影響了沉積巖的成巖作用,是對沉積巖物性起著關鍵作用的控制因素。水下分流河道砂體的儲層物性最好,其次為河口壩砂體,遠砂壩和席狀砂砂體儲層物性較差。
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