碎屑巖儲(chǔ)層孔隙成因類型鑒別范文

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《石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)雜志》2016年第3期

摘要:

碎屑巖儲(chǔ)層孔隙主要成因類型鑒別，影響到進(jìn)一步勘探時(shí)對(duì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方向的判斷。塔里木盆地志留系儲(chǔ)層大多為原生—次生復(fù)合孔和微孔，僅僅根據(jù)鑄體薄片觀察統(tǒng)計(jì)往往難以正確鑒別其主要孔隙成因類型。以順9井志留系儲(chǔ)層為例，在鑄體薄片觀察統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)相似巖性在相似埋藏條件下，原生孔隙受壓實(shí)衰減程度相近，其殘余原生孔含量相近的原理，綜合分析埋深相近層段儲(chǔ)層巖石學(xué)特征和實(shí)測(cè)孔隙度，定量化分析該儲(chǔ)層段不同成因類型孔隙的含量。統(tǒng)計(jì)表明，順9井志留系儲(chǔ)層中原生殘余粒間孔含量小于4．6%(實(shí)測(cè)孔隙度3．2%～14．6%);現(xiàn)今發(fā)育的中—低孔儲(chǔ)層，主要是疊加了次生溶蝕孔形成的，孔隙度相對(duì)較高的儲(chǔ)層以次生孔為主。該定量化分析方法可正確判別儲(chǔ)層孔隙類型。

關(guān)鍵詞:

孔隙類型;定量化;碎屑巖儲(chǔ)層;志留系;塔里木盆地

志留系是塔里木盆地油氣勘探的重要目的層系，目前在塔中順托果勒、孔雀河斜坡等地區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多個(gè)油氣藏，志留系儲(chǔ)層為碎屑巖儲(chǔ)層。前人對(duì)相關(guān)油氣藏儲(chǔ)層做過許多研究，然而對(duì)儲(chǔ)層孔隙成因類型的認(rèn)識(shí)不一致，有的認(rèn)為是以殘余粒間孔等原生孔隙為主［1－6］，有的認(rèn)為是以次生孔隙為主［7］。孔隙成因類型認(rèn)定是儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的關(guān)鍵因素，如果儲(chǔ)層孔隙類型以原生孔為主，則預(yù)測(cè)方向主要是砂體及有利沉積相;如果儲(chǔ)層孔隙類型以次生孔為主，則預(yù)測(cè)方向應(yīng)在砂體、有利沉積相基礎(chǔ)上，根據(jù)控制溶蝕作用的因素(諸如構(gòu)造破裂、酸性流體來源等)進(jìn)行預(yù)測(cè)。因此正確鑒別儲(chǔ)層孔隙成因類型，對(duì)塔里木盆地志留系油氣進(jìn)一步勘探有重要意義。孔隙成因類型判別的傳統(tǒng)方法，主要是根據(jù)鑄體薄片、普通薄片以及掃描電鏡觀察分析，統(tǒng)計(jì)不同成因類型的孔隙。其中，顯著的溶孔和粒間原生孔可以較準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)，而復(fù)合的粒間孔(粒間溶蝕擴(kuò)大孔)難以準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)次生、原生孔的相對(duì)含量。因此，以復(fù)合孔為主的儲(chǔ)層，僅僅根據(jù)薄片觀察等往往難以正確鑒別其主要的孔隙成因類型。為此，有些研究者在傳統(tǒng)薄片鑒別的基礎(chǔ)上，結(jié)合孔滲特征和實(shí)測(cè)孔隙度等資料，綜合分析儲(chǔ)層孔隙成因類型。朱筱敏等［8］認(rèn)為，原生孔隙形態(tài)單一，分布均勻，與儲(chǔ)層顆粒分選程度關(guān)系密切，分選越好，孔隙度越高，在壓實(shí)作用下喉道變少的程度遠(yuǎn)大于孔隙，孔滲相關(guān)性較差;而次生孔隙形態(tài)不規(guī)則，分布不均勻，孔隙分選差，在溶蝕作用過程中形成次生孔隙的同時(shí)，也對(duì)喉道進(jìn)行了改造，因此孔滲以及孔喉半徑均值和孔隙度之間有較好的相關(guān)性。據(jù)此識(shí)別了東河塘地區(qū)和塔中不同地區(qū)東河塘砂巖儲(chǔ)層的主要孔隙成因類型。王恕一等［9－10］根據(jù)巖石溶蝕作用強(qiáng)度，集合成“強(qiáng)溶類”和“弱溶類”兩類樣品，然后根據(jù)實(shí)測(cè)孔隙度和薄片統(tǒng)計(jì)的不同孔隙類型面孔率，定量化統(tǒng)計(jì)計(jì)算了原生孔和次生孔隙度值，得出了塔北地區(qū)三疊系、侏羅系、白堊系等儲(chǔ)層以原生孔為主的認(rèn)識(shí)。塔里木盆地志留系儲(chǔ)層大多以次生—原生復(fù)合的粒間孔為主，為正確鑒別其孔隙成因類型，筆者以順9井志留系柯坪塔格組儲(chǔ)層為例，在傳統(tǒng)薄片統(tǒng)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，綜合儲(chǔ)層巖石學(xué)特征和實(shí)測(cè)孔隙度，定量化分析統(tǒng)計(jì)了該層位儲(chǔ)層不同成因類型孔隙含量，為以次生—原生復(fù)合粒間孔為主的儲(chǔ)層的孔隙成因類型分析，提供了一種新的定量化統(tǒng)計(jì)方法。

1儲(chǔ)層概況

順9井位于塔里木盆地中央隆起帶順托果勒低隆區(qū)，構(gòu)造上屬于塔中隆起和塔北隆起之間的“隆間坳”及滿加爾坳陷和阿瓦提坳陷之間的“坳間隆”［11－13］(圖1)。志留系柯坪塔格組呈東西向展布，在塔北的隆起區(qū)和塔中的隆起區(qū)缺失［14－17］。順9井在志留系柯坪塔格組下段砂巖中獲得工業(yè)油流，上報(bào)地質(zhì)儲(chǔ)量12139．31×104t，儲(chǔ)層實(shí)測(cè)孔隙度3．2%～14．6%，平均7．51%，滲透率在(0．01～34．3)×10－3μm2，平均為0．9×10－3μm2(圖2)。順9井柯坪塔格組儲(chǔ)層巖性主要為(含)粉砂質(zhì)細(xì)粒長石巖屑砂巖、細(xì)粒長石巖屑砂巖、巖屑砂巖，局部分布少量長石石英砂巖(分布于5335．56～5343．36m)，為潮坪和三角洲沉積環(huán)境［18］。影響儲(chǔ)層發(fā)育的成巖作用主要有壓實(shí)、膠結(jié)和溶蝕作用［19－20］。儲(chǔ)層壓實(shí)作用中等—強(qiáng)，鏡下觀察顆粒間以線接觸為主，局部為凹凸接觸。膠結(jié)作用不均一，膠結(jié)物主要以方解石、黏土礦物為主，膠結(jié)物含量3%～45%，大多數(shù)樣品膠結(jié)物含量3%～8%，約占樣品總數(shù)的74．1%。溶蝕作用普遍發(fā)育，分布不均一，被溶蝕礦物主要為砂粒中的鋁硅酸鹽礦物(長石、巖屑等)，大多沿著顆粒邊緣溶蝕，形成粒間溶蝕擴(kuò)大孔，成為殘余原生粒間孔和溶蝕次生孔疊加在一起的復(fù)合孔隙，粒內(nèi)溶孔和可顯著分辨的殘余粒間孔極少(表1)。

2儲(chǔ)層孔隙成因類型定量化統(tǒng)計(jì)

2．1統(tǒng)計(jì)方法理論上，碎屑巖中相似的巖性，在相似的埋藏條件和程度相近的膠結(jié)作用影響下(膠結(jié)物含量相近)，其殘余原生粒間孔含量相近。如果在上述條件下，其孔隙的發(fā)育和分布有較大差異，則主要是次生孔隙發(fā)育程度的影響。基于上述認(rèn)識(shí)，筆者對(duì)順9井柯坪塔格組巖心樣品進(jìn)行了系統(tǒng)分析統(tǒng)計(jì)。順9井下志留統(tǒng)柯坪塔格組取心段，井深5233．67～5607．96m，共9個(gè)回次，分析樣品81個(gè)，分別作了實(shí)測(cè)孔隙度和滲透率分析，鑄體薄片膠結(jié)物含量、孔隙類型(原生孔、次生孔和復(fù)合孔)面孔率統(tǒng)計(jì)，同時(shí)結(jié)合樣品巖性和巖石結(jié)構(gòu)分析。研究樣品埋深頂?shù)紫嗖?74．29m，鏡下觀察壓實(shí)作用特征相似，巖石孔滲與埋深無明顯相關(guān)性，不同深度回次的樣品孔滲值疊置穿插(圖2)，表明研究層段受壓實(shí)程度相近，原生孔的壓實(shí)衰減程度相似。研究層段均為潮坪相，巖石礦物成分和結(jié)構(gòu)略有差異，但不同類型巖性和結(jié)構(gòu)與孔隙度變化的相關(guān)性不大，如長石巖屑砂巖、巖屑砂巖和長石石英砂巖的孔隙度為3．5%～11%，平均孔隙度為6．2%;含粉砂質(zhì)細(xì)砂巖與細(xì)砂巖的孔隙度3．3%～10．7%，平均孔隙度為7．4%，可見研究層段巖石成分結(jié)構(gòu)對(duì)孔隙度影響不大。而膠結(jié)物含量變化較大，變化范圍從3%～45%，由于該值主要集中在4個(gè)段，分別為3%～5%，6%～8%，10%～12%和12%～45%，因此按照這4個(gè)分布段分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(表1)。

2．2統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析膠結(jié)物含量對(duì)孔隙有一定影響。膠結(jié)物含量大于10%的樣品孔隙度普遍較小:膠結(jié)物含量10%～12%的樣品主要為低孔類型(孔隙度5%～10%)，占80%，其次是特低孔類型(孔隙度＜5%)，占20%，未見中孔類型(孔隙度10%～15%);膠結(jié)含量＞12%的樣品孔隙發(fā)育更差，主要為特低孔(孔隙度＜5%)，占81．8%，低孔和中孔各占9．1%。而膠結(jié)物含量3%～8%的樣品主要為低孔和中孔類。從樣品數(shù)量來看，膠結(jié)物含量＞10%的樣品僅占樣品總數(shù)的25．9%，可見總體上膠結(jié)作用對(duì)研究層段的孔隙度影響不大。從膠結(jié)物含量3%～5%和6%～8%的2組樣品統(tǒng)計(jì)可見，孔隙度分布較分散，前一組中孔占24．4%，低孔占65．8%，特低孔占9．8%;后一組中孔占31．5%，低孔占63．2%，特低孔占5．3%，表明其非均質(zhì)性強(qiáng)烈。鑄體薄片中，無論是中孔還是特低孔樣品，其孔隙主要是粒間溶蝕擴(kuò)大孔和粒內(nèi)溶孔。前已述及，這些樣品的巖性、埋深和膠結(jié)物的含量都差異很小，如果這些溶蝕擴(kuò)大孔主要是殘余粒間孔，那么它們應(yīng)該有相似的孔隙度，但統(tǒng)計(jì)表明它們的孔隙度相差甚大(最大的14．6%，最小的4．1%)，可見這些粒間溶蝕擴(kuò)大孔主要是溶蝕作用形成的次生孔隙。膠結(jié)物含量3%～5%和6%～8%的2組樣品中，特低孔類樣品平均實(shí)測(cè)孔隙率為4．55%～4．6%，鑄體薄片中面孔率均小于1%。由此可以判定其孔隙主要是薄片中難以鑒別的微孔(圖3)，掃描電鏡下這些樣品中也常見溶蝕作用，可見這些微孔中部分為次生孔隙。由此也可以推斷，即使這類特低孔類樣品的孔隙是以殘余粒間孔為主，粒間孔也小于4．6%。

3結(jié)論

(1)通過定量化分析統(tǒng)計(jì)，順9井志留系儲(chǔ)層孔隙中，殘余原生粒間孔含量很少，現(xiàn)今發(fā)育的中—低孔儲(chǔ)層主要是疊加了溶蝕次生孔形成的。其中，中孔儲(chǔ)層其孔隙成因類型主要為次生孔隙，部分低孔儲(chǔ)層雖然可能以原生為主，但如果沒有次生孔隙疊加，只能成為孔隙度小于5%的非儲(chǔ)層。

(2)以次生—原生復(fù)合孔(粒間溶蝕擴(kuò)大孔)為主的碎屑巖儲(chǔ)層，僅僅根據(jù)鑄體薄片等傳統(tǒng)方法觀察，往往難以正確鑒別其孔隙成因類型。通過儲(chǔ)層段巖石學(xué)特征、實(shí)測(cè)孔隙度分析和傳統(tǒng)薄片孔隙統(tǒng)計(jì)觀察，可得到孔隙成因的定量化結(jié)果，是正確判斷儲(chǔ)層孔隙類型的一種有效方法。

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作者：張永東 王恕一 單位：中國石化石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質(zhì)研究所