姚 宇,趙 峰,王 琦,黃 露
(1.西南石油大學(xué) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,四川成都 610500;2.西南石油大學(xué) 油氣藏地質(zhì)用開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川成都 610500)
中國(guó)致密油主要分布在中、新生代陸相含油氣盆地中,2018年開始,我國(guó)借鑒美國(guó)在非常規(guī)油氣勘探開發(fā)的成功經(jīng)驗(yàn),開始加緊非常規(guī)致密油氣條件和工程技術(shù)攻關(guān)[1]。中國(guó)致密油勘探逐漸取得巨大進(jìn)展,中國(guó)致密油主要分布在鄂爾多斯、松遼、準(zhǔn)噶爾、渤海灣4個(gè)陸相盆地[2]。鄂爾多斯盆地致密油資源儲(chǔ)量豐富,具有巨大的開發(fā)前景,環(huán)江地區(qū)乃至整個(gè)鄂爾多斯盆地儲(chǔ)層條件極其復(fù)雜,其特點(diǎn)為低孔、低滲、低壓。環(huán)江油田屬西南沉積體系,三疊系時(shí)主要受西南物源控制,發(fā)育了一套以碎屑巖為主的辨狀河三角洲-湖相沉積體系。為深入研究分析油氣樣品的儲(chǔ)層孔隙成因類型、結(jié)構(gòu)特征,本文利用掃描電鏡、鑄體薄片,結(jié)合壓汞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證,希望為研究區(qū)油氣生產(chǎn)提供指導(dǎo)。
環(huán)江油田巴19區(qū)長(zhǎng)7段儲(chǔ)層巖性主要為褐灰色含油斑細(xì)砂巖、深灰色細(xì)砂巖、少量泥質(zhì)粉砂巖以及部分深灰色泥巖。采用薄片鑒定和X-射線衍射儀全巖定量分析巖石礦物組分,由分析結(jié)果可知,巴19區(qū)長(zhǎng)7段礦物成分主要成分以斜長(zhǎng)石、石英為主,黏土礦物、方解石和鉀長(zhǎng)石次之,除此之外還含有少量白云石、菱鐵礦。其中石英含量42.53%~82.96%,平均60%;斜長(zhǎng)石含量0.85%~39.86%,平均19.02%;黏土礦物含量5.41%~22.76%,平均10.38%;方解石0.49%~23.3%,平均3.34%;白云石平均含量2.8%左右;黃鐵礦和菱鐵礦含量之和不足1%。黏土礦物主要發(fā)育有伊利石和綠泥石,伊蒙混層和高嶺石次之。
通過對(duì)環(huán)江油田延長(zhǎng)組長(zhǎng)7層段砂巖樣品的碎屑成分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,利用巖心觀察、巖屑錄井、鑄體薄片和X-射線等手段對(duì)儲(chǔ)層段巖石學(xué)特征進(jìn)行了綜合分析,巴19區(qū)長(zhǎng)7儲(chǔ)層段巖心以灰黑色、褐灰色細(xì)砂巖占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),巖心普遍發(fā)育油跡或油斑(圖1)。顆粒呈圓狀、次圓狀。分選中等-較好,泥質(zhì)膠結(jié),較致密。結(jié)果表明,巴19區(qū)長(zhǎng)7儲(chǔ)層段砂巖主要為細(xì)粒、細(xì)-中粒長(zhǎng)石巖屑砂巖與巖屑長(zhǎng)石砂巖。
孔隙結(jié)構(gòu)描述屬微觀描述范圍,其方法主要有常規(guī)壓汞、恒速壓汞、鑄體薄片、掃描電鏡、核磁共振、X-CT掃描、分形幾何法等手段。根據(jù)研究區(qū)取心井砂巖樣品鑄體薄片、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡和氬離子拋光掃描電鏡等分析對(duì)孔隙類型進(jìn)行了分析(圖2),孔隙類型主要包含7種,長(zhǎng)7層段儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)微觀特征看出各層段主要孔隙類型為粒間孔和長(zhǎng)石、巖屑溶蝕孔,其次為微孔、粒間孔隙,長(zhǎng)7層段還發(fā)育有少量微裂縫。巴19區(qū)面孔率相對(duì)較高,面孔率在3%左右??紫吨睆揭话惴植荚?~10μm,主要孔隙直徑小于10μm。由于孔隙發(fā)育程度低,孔喉類型較為單一,多為管束狀型;偶見雜基溶孔,一般0.05~0.15mm,最大0.33mm,以點(diǎn)狀孔喉為主,連通性差,分布較均長(zhǎng)7層段還發(fā)育有少量微裂縫,寬0.01~0.05mm。成巖作用主要表現(xiàn)為強(qiáng)壓實(shí),黏土礦物的轉(zhuǎn)化、交代作用及溶蝕作用。
圖2 長(zhǎng)7層段儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)微觀特征
對(duì)于特低孔特低滲型巖芯,高壓壓汞法能夠更多地檢測(cè)到巖芯中的細(xì)小孔喉分布。致密砂巖與一般常規(guī)高滲儲(chǔ)層不同,其孔隙吼道空間極為復(fù)雜,吼道曲折迂回。壓汞實(shí)驗(yàn)是目前巖石毛管壓力曲線測(cè)定最主要方法之一。因此,本次研究采用高壓壓汞法對(duì)長(zhǎng)7段儲(chǔ)層20塊巖芯進(jìn)行測(cè)試,統(tǒng)計(jì)本區(qū)毛管壓力曲線和其孔喉分布頻率,大致可分為以下3類:
Ⅰ類:曲線呈現(xiàn)出粗歪度,表明儲(chǔ)集性能較好。具有一定的平臺(tái)段或近平臺(tái)的斜坡狀,且平臺(tái)較低,孔隙較為粗大,說明分選較好,中值壓力1.81~3.57MPa,平均2.865MPa,半徑均值分布于0.08-0.189μm,平均0.1345μm,均質(zhì)系數(shù)介于0.275~~0.323,表明孔喉分布較為均勻,中值半徑分布于0.216-0.418μm,平均0.313μm,排驅(qū)壓力平均0.175MPa,最大汞飽和度85%左右,最大退汞效率35.60%-40.51%,平均38.15%,顯示出較好的儲(chǔ)集能力和連通性。
Ⅱ類:曲線呈現(xiàn)出粗歪度,無明顯平臺(tái),呈較平緩的斜線,說明分選相對(duì)差,中值壓力5.882~8.908MPa,平均7.45MPa。半徑均值分布0.037~0.46μm,平均0.12μm,中值半徑分布于0.087~0.135μm,平均0.105μm,均質(zhì)系數(shù)介于平均0.304,表明孔喉分布較為均勻,比Ⅰ類稍好。排驅(qū)壓力0.47~2.75MPa,平均為2.35MPa。最大汞飽和度75.44%~83.13%,平均78%。最大退汞效率28.87%~32.38%,儲(chǔ)集性能相對(duì)較好??缀戆霃角€表現(xiàn)為單峰形態(tài),顯示出儲(chǔ)層孔喉半徑集中分布,分選較好的特點(diǎn),但其峰值較小,沒有較大孔隙,定了這類儲(chǔ)層的儲(chǔ)集能力比Ⅰ類稍遜。
Ⅲ類:毛管壓力曲線表現(xiàn)細(xì)歪度,呈平臺(tái)狀,平臺(tái)相對(duì)較高,該類儲(chǔ)層的排驅(qū)壓力與中值壓力要明顯高于Ⅰ類和Ⅱ類,排驅(qū)壓力為2.055~2.74MPa,中值壓力較為集中,分布在8.35MPa左右,半徑均值為0.039~0.069μm,中值半徑為0.059~0.084μm。最大汞飽和度69.90%~79.91%,平均72.16%。最大退汞效率在30%以下??缀戆霃角€表現(xiàn)為單峰形態(tài),孔隙半徑分布集中,分選較差,其峰值區(qū)間小于0.1μm,集中分布的孔隙半徑比Ⅱ類更小,這一類型為儲(chǔ)集性能較差的一類。
通過對(duì)環(huán)江地區(qū)長(zhǎng)7段致密油儲(chǔ)層巖性及孔隙結(jié)構(gòu)特征研究,得出了以下結(jié)論:
1)利用巖心觀察、巖屑錄井、鑄體薄片和X-射線等手段對(duì)儲(chǔ)層段巖石學(xué)特征進(jìn)行了綜合分析,巴19區(qū)長(zhǎng)7儲(chǔ)層段巖心以灰黑色、褐灰色細(xì)砂巖占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),巖心普遍發(fā)育油跡或油斑。
2)長(zhǎng)7層段儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu):各層段主要孔隙類型為粒間孔和長(zhǎng)石、巖屑溶蝕孔,其次為微孔、粒間孔隙,長(zhǎng)7層段還發(fā)育有少量微裂縫。
3)利用高壓壓汞、鑄體薄片等手段對(duì)長(zhǎng)7段儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析,長(zhǎng)7段主要發(fā)育小孔隙,其主孔位于小于0.1μm。粒間孔和長(zhǎng)石、巖屑溶蝕孔,其次為微孔、粒間孔隙,長(zhǎng)7層段還發(fā)育有少量微裂縫。巴19區(qū)面孔率相對(duì)較高,面孔率在3%左右??紫吨睆揭话惴植荚?~10μm,主要孔隙直徑小于10μm。由于孔隙發(fā)育程度低,孔喉類型較為單一,多為管束狀型。