泌阳凹陷梨树凹地区储层特征及成因分析

2014-12-16 08:32韩春林
石油地质与工程 2014年2期
关键词:孔喉喉道岩屑

韩春林

(中国石化河南油田分公司勘探开发研究院,河南南阳473132)

泌阳凹陷是一个南断北超的箕状断陷,唐河-栗园断裂和泌阳-栗园断裂的活动控制着断陷的形成和发展。根据凹陷发育特征和两条边界断裂对不同区域的控制作用,将泌阳凹陷划分为南部陡坡构造带、中央凹陷带和北部斜坡构造带。梨树凹鼻状构造位于泌阳南部陡坡带东段,受构造运动的影响,在梨树凹地区形成了向凹陷中心倾伏的北西向延伸的鼻状构造,西邻深凹区,北邻下二门油田主体开发区。2006年底在梨树凹鼻状构造带部署的泌330和泌331井在核二段、核三段试获了工业油流,从而发现了梨树凹含油区块。

1 研究区概况

下二门油田梨树凹鼻状构造位于泌阳凹陷南部陡坡带东段,西为深凹区,北以一鞍部与下二门背斜毗邻。主要含油区块集中于梨树凹鼻状构造倾没端,面积约3.08 km2,探明地质储量482.06×104t。该区块主要物源来自北部侯庄辫状河三角洲,储层岩性复杂,从岩性较粗的砾岩、含砾粗砂岩、粗砂岩到岩性较细的细砂岩、粉砂岩都具有含油性。主要含油微相为远砂坝和席状砂微相,含油层系为古近系核桃园组的核二段和核三段,梨树凹区块为简单鼻状构造,主要油藏类型为构造-岩性、断鼻构造及岩性油藏三种,纵向埋深在1 500~2 685 m。

2 储层特征

2.1 储层岩石学特征

(1)岩石类型。通过岩心观察、薄片鉴定等资料,该区储层岩性复杂,从岩性较粗的砾岩、含砾粗砂岩、粗砂岩到岩性较细的细砂岩、粉砂岩都具有含油性。针对主要储层的分析结果表明,石英含量8%~62%,平均31%;长石含量7%~68%,平均40.2%;碎屑含量5%~83%,平均28.4%;具有石英含量低,长石和岩屑含量高的总体特点,砂岩的主要类型为长石砂岩、岩屑质长石砂岩、长石质岩屑砂岩[1]。

(2)结构特征。通过普通薄片、铸体薄片的镜下观察研究结果表明,梨树凹区块储层结构成熟度偏低,粒度粗细不均,主要粒径为0.06~2.00mm,储层以细砂岩和含砾砂岩为主,碎屑颗粒磨圆度以次棱为主,分选中等到好,颗粒间以线接触为主,点和凹凸接触次之,支撑类型多为颗粒支撑,胶结类型以孔隙式胶结为主。该区含油性较好的储层为细砂岩和含砾砂岩。

(3)岩屑及重矿物分布特征。该区储层中岩屑成分复杂,变质岩、火成岩及沉积岩岩屑皆可见,以变质岩为主,其次为火成岩,沉积岩岩屑较为少见,岩屑所占比例平均为28.4%;杂基主要为粘土,粘土矿物含量一般为1%~4%,粘土含量平均为1.77%;胶结物以碳酸盐类为主,泥质次之。该区储层重矿物含量在0.01%~0.11%。

总体上看梨树凹区块岩石结构成熟度和成份成熟度较低,岩性从粉砂到砾岩皆有分布,核二段以细砂岩为主,结构成熟度和成份成熟度相对较高;核三段以含砾粗砂为主,粒度变化较大,以次棱角状为主,颗粒分选差-中等,石英、长石含量低,岩屑含量高且不稳定组分多。砂岩类型主要为长石砂岩、岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩,有少量的岩屑砂岩,岩屑成分复杂,变质岩、火成岩及沉积岩岩屑皆可见,以变质岩为主,其次为火成岩,沉积岩岩屑较为少见,反映出该区具有搬运距离不同和多物源的沉积特点。

(4)储层粘土基质。根据梨树凹地区X射线衍射粘土矿物分析资料统计,本区粘土矿物绝对含量较低0.7%~2.9%,平均为1.9%。总体表现为以富含伊利石(Ⅰ)和绿泥石(C)为特征,高岭石(K)含量较少(表1)。

表1 梨树凹地区储层粘土矿物含量统计

2.2 储层物性特征

根据研究区68块岩心资料的物性分析结果统计,全区孔隙度变化范围8.1%~27.7%,平均孔隙度18.1%;渗透率变化范围(7.9~2 900)×10-3μm2,平均渗透率470.6×10-3μm2。该区储层总体上属中孔、中高渗储层[2],随埋藏深度的增加,储层孔隙度变小,渗透率变差(表2)。

从物性统计结果看,核二段到核三段上部主要为中孔中高渗储层,只有少数为中孔中低渗储层;核三段下部为低渗透储层,常规试油产量低,压裂效果较好。说明随着深度的增加,成岩、压实作用逐渐加强。该区总体渗透率变化较大,非均质性较强。

表2 梨树凹地区油层岩心分析物性统计

2.3 储层孔隙结构特征

岩石的孔隙结构由孔隙和喉道两部分组成,孔隙主要是起储存流体的作用,而喉道主要影响岩石的渗透性。岩石中孔、喉分布对油藏的形成与开采意义重大。

2.3.1 孔隙类型及分布

根据铸体薄片、扫描电镜分析,该区储层孔隙都以原生粒间孔为主,次为粒内溶孔。

粒间孔:原生粒间孔在研究区储层中普遍发育,是主要的储集空间类型[3],形态呈三角形、多边形等,孔隙边缘平直,未见明显的溶蚀现象,分布较均匀。

粒内溶孔:主要指长石、岩屑颗粒溶解形成的孔隙,形态呈不规则状、超大孔隙状,孔隙边缘见明显的溶蚀现象,部分孔隙见长石等易溶颗粒、方解石胶结物的溶解残留。

该区块铸体薄片显示孔隙类型以粒间孔为主,占94.91%,有少量粒内溶孔发育,占5.08%,平均孔隙半径为10.61~106.02μm,中值64.65μm;以中孔为主,有少量大孔和小孔发育;面孔率在6.12%~15.9%之间,平均为10.1%,储层孔隙较为发育,孔隙分选系数平均为1.10,孔隙分选不均。

2.3.2 孔喉结构特征

据该区毛管压力曲线资料分析,该区曲线多为陡斜状单一台阶式,表明储层孔喉偏粗,分选较差。

孔喉半径集中分布在1.0~16.0μm之间,属细喉-中喉;储层的排驱压力分布范围为0.03~0.074 MPa,平均0.056 MPa,排驱压力较小,说明最大连通半径较大;中值孔喉半径3.624~4.992 μm,平均4.273μm;平均孔喉半径3.777~8.318 μm,平均5.474μm;孔喉以单峰形态为主,歪度在1.014~12.024之间,说明喉道偏粗。微观均质系数0.259~0.38,分选系数3.408~7.487,表明孔喉分选较差。退汞效率在54.15%~61.179%之间,平均为58.23%,孔喉分布相对均匀。喉道最大值15.56~251.48μm,平均112.51μm;喉道最小值0.98~8.84μm,平均5.22μm,平均级差达21.55,说明孔喉非均质严重(表3)。

该区块储层孔喉分选不均匀,分选中等-差,孔喉比大(7.5~11.0),配位数偏低只有1.3左右,孔喉连通性差。

表3 梨树凹区块压汞法毛管压力试验结果数据表

从4块样品统计的不同喉道所控制的孔隙体积百分数来看,该区储层0.1~1.0μm喉道控制的孔隙体积10.7%~71.4%,平均为24.1%;1.01~10 μm喉道控制的孔隙体积11.4%~68.9%,平均为47.7%;大于10μm喉道控制的孔隙体积0.1%~33.6%,平均为13.5%;这3种类型的喉道所控制的孔隙体积平均达到85.3%,反映研究层段储层喉道偏粗、渗透能力较好。

综上所述,梨树凹区的储层的微观孔喉结构特征以中孔中喉组合为主,中孔粗喉、中孔细喉次之,少量的大孔粗喉、中孔细喉组合,使得该区储层表现为孔隙度中等,而渗透率高、中、低共存的特点。

3 储层物性成因分析

3.1 物源搬运距离及岩石结构对储层物性的影响

梨树凹区域位于泌阳凹陷南部陡坡带的东段,紧邻盆地东部边界断层,储层砂体主要为东北部下二门扇三角洲及东部梨树凹扇三角洲沉积。由于两支物源搬运距离的不同,因此储层的物性有所差异。来自东北部下二门扇三角洲砂体由于搬运距离远,岩屑含量低,岩石较细,以细砂岩及粉砂岩为主,有少量的中砂岩,分选相对较好,孔隙分布均匀,物性较好;来自近源的梨树凹扇三角洲砂体由于搬运距离近,岩屑含量高,岩石较粗,以含砾粗砂为主,分选差,孔隙分布不均,物性次之。

3.2 沉积相带对物性的影响

在扇三角洲沉积中,主要发育扇三角洲平原、扇三角洲前缘和前扇三角洲沉积亚相,梨树凹区域以水下分流河道、河口坝、辫状分流河道和前缘席状砂等沉积微相为主,结合该区储层岩相分析,认为处于水下分流河道和河口坝微相的块状粗砂岩及中砂岩的物性最好,细砂岩相次之;辫状分流河道微相的块状砾状砂岩及含砾砂岩次之,前缘席状砂微相的水平层理粉砂岩物性最差。

3.3 成岩作用对物性的影响

成岩作用对储层的改造直接影响到储层物性的好坏,研究区储层的成岩作用类型主要有压实作用、充填作用、胶结作用、溶蚀作用等[4-5]。其中产生次生孔隙的作用主要是溶蚀作用,碎屑颗粒边缘被溶蚀,使颗粒间孔隙加大,孔隙边缘见明显的溶蚀现象,扩大了次生孔隙,提高了储层的孔隙度。而压实作用、充填作用、胶结作用对储层物性不利,各类自生矿物对粒间孔隙的充填作用,加之次生加大胶结,以及随埋深增加的压实作用等降低了储层的孔隙度,也是影响储层物性的重要因素[4-5]。

4 结论与认识

(1)泌阳凹陷梨树凹地区岩石矿物成份及储层岩性复杂,砂岩类型主要为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩,储层岩性从粉砂到含砾砂岩皆有分布,主要以细砂岩和含砾砂岩为主。

(2)该区储层岩屑含量高且不稳定组分多,岩屑成分复杂,变质岩、火成岩及沉积岩岩屑皆可见,以变质岩为主。粘土矿物绝对含量较低,粘土矿物以富含伊蒙混层(I/S)、伊利石(Ⅰ)和绿泥石(C)为特征,高岭石(K)含量较少。

(3)储层孔隙类型以原生粒间孔为主,有少量粒溶孔发育,孔喉分选不均匀,分选中等-差,孔喉比大,配位数偏低,孔喉连通性差。

(4)该区储层孔隙度中等,渗透率纵向差异较大,既有低渗透层也有中高渗透层,总体上属中孔、中低渗储层,主要取决于物源远近及所处的沉积相带,储层物性平面及纵向非均质性较强。

[1]赵澄林,朱筱敏.沉积岩石学(第3版)[M].北京:石油工业出版社,2005:37-42.

[2]吴元燕,吴胜和.油矿地质学(第3版)[M].北京:石油工业出版社,2005:176-177,192-193.

[3]胡书奎,姜建伟,龚银忠,等.泌阳凹陷南部陡坡带泌304区主要油层组储层特征[J].石油天然气学报,2010,32(2):195-199.

[4]姜在兴.沉积学[M].北京:石油工业出版社,2003:141-169.

[5]方少仙,侯方浩.石油天然气储层地质学[M].山东东营:中国石油大学出版社,2006:145-155,187-190.

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