柴达木盆地南翼山油田新近系储层特征

2011-04-13李建明长江大学地球科学学院湖北荆州434023

长江大学学报(自科版) 2011年25期

魏莉，李建明（长江大学地球科学学院，湖北荆州434023）

马力宁（中石油青海油田分公司，甘肃敦煌736202）

南翼山构造位于青海省柴达木盆地西部北区，属于西部坳陷区茫崖凹陷区南翼山背斜带上的一个三级构造。该构造的西北为红沟子和小梁山构造；东北为尖顶山和大风山构造；东南为油墩子和油泉子构造；西南为干柴沟构造。该构造自上而下钻遇的新近系地层为狮子沟组（N32未见顶）、上油砂山组（N22）、下油砂山组（N12）和上干柴沟组（N1）。整个剖面由碳酸盐岩和碎屑岩组成，整套地层是以碳酸盐岩和不纯的泥岩为主的碳酸盐岩与碎屑岩的混积咸水半深湖、浅湖相沉积[1-2]。笔者对南翼山油田新近系储层特征进行了研究，以便为该区的石油勘探和开发提供参考依据。

1 储层岩性

柴达木盆地南翼山油田第三纪长期处于微咸水-半咸水湖泊环境，广泛发育由碳酸盐岩和碎屑岩混合沉积的岩类。碳酸盐岩可细分为颗粒灰岩、颗粒白云岩、泥晶灰岩、泥晶白云岩、藻灰（云）岩，其中颗粒碳酸盐岩是该区油气富集的主要载体。碎屑岩可划分为中粗粒砂岩、细粒砂岩、粉砂岩、泥岩。该区的碎屑岩主要以泥岩和粉砂岩为主，夹少量的细粒砂岩，偶见中粒粗砂岩。

1.1 碳酸盐岩

碳酸盐岩可细分为颗粒灰岩、颗粒白云岩、泥晶灰岩、泥晶白云岩、藻灰（云）岩，其中颗粒碳酸盐岩是该区油气富集的主要载体。具体情况如下：①颗粒灰岩。颗粒含量大于50%，结构组分一般为中-较差成熟度，部分具有较高的成熟度。颗粒灰岩中有相当一部分或多或少地出现白云石化现象。除亮晶颗粒灰岩属较高能环境沉积外，余者基本上为中-较低能环境沉积类型。②颗粒白云岩。颗粒含量大于50%，由颗粒灰岩经白云石化作用形成，云化作用程度在55%～90%之间，其结构成熟度与颗粒灰岩基本相同。③泥晶灰岩。薄纹层状，少数中层状，水平层理或水平纹层较发育，常见白云石化现象。该岩石类型在研究区中分布较广，属较静水环境沉积的产物。④泥晶白云岩。该岩类呈泥晶-粉晶结构，多为薄纹层状，部分为中层状。⑤藻灰（云）岩。在研究区的岩心和岩矿薄片中所观察到的主要为藻叠层灰（云）岩和藻粘结岩，其中藻叠层灰（云）岩主要是弱动荡水环境的产物，而中-强动荡水环境下形成的球状群体、分叉状和单体柱状叠层石尚未观察到。

1.2 碎屑岩

碎屑岩可划分为中粗粒砂岩、细粒砂岩、粉砂岩、泥岩。该区的碎屑岩主要以泥岩和粉砂岩为主，夹少量的细粒砂岩，偶见中粒粗砂岩。具体情况如下：①中粗粒砂岩。石英含量平均为17%；钾长石含量平均为16%；斜长石含量平均为8%。岩屑中变质岩岩屑含量平均27%；沉积岩岩屑含量平均为1%。填隙物中泥质杂基含量平均3%；方解石胶结物含量平均30%。主要粒径范围0.5～1mm。磨圆度为次棱角状，分选中等，为漂浮接触式、基底式胶结。②细粒砂岩。石英含量平均为31%；钾长石含量平均为7%；斜长石含量平均为14%。岩屑中火成岩岩屑含量平均为1.2%；变质岩岩屑含量平均为8%；沉积岩岩屑含量平均为1%。填隙物中泥质杂基含量平均为19%；方解石含量平均为16%；白云石含量平均为1.3%。主要粒径范围0.1～0.5mm。磨圆度为次棱角状，分选中等，为漂浮接触式、基底式胶结。③粉砂岩。石英含量平均为31%；钾长石平均为3.4%；斜长石平均为14%。岩屑中除个别含5%的变质岩屑以外，其他几乎很难见到。填隙物中泥质杂基含量17%～33%，平均为22%；方解石胶结物含量平均为19%；白云石胶结物含量平均为1.3%。④泥岩。主要由水云母等粘土矿物组成，黄铁矿晶粒也较常见。泥质杂基含量平均为62%，细粉砂级石英含量平均为17%，方解石含量为5%～30%。

2 储层物性与储集空间特征

2.1 孔隙度与渗透率特征

由于南翼山油田新近系储层岩性不均匀，次生孔隙分布不均匀，加上裂缝的不规则分布，造成了储集岩物性变化较大，孔隙度、渗透率参数变化范围较大，储层物性较复杂（见表1）。南翼山油田新近系储层总体上属于中高孔低渗储层。

表1 南翼山油田新近系储层物性参数

2.2 储集空间类型

南翼山油田新近系储层储集空间类型主要包括粒间孔、溶孔、层间缝、微孔隙和微裂缝，其中粒间孔和溶孔是最主要的储集空间。具体情况如下：①粒间孔。该储集空间类型是指未被胶结物充填的原始孔隙。主要见于颗粒支撑的颗粒灰（云）岩和砂岩储集岩中。②溶孔。该储集空间类型是南翼山混积岩中相对比较发育的一种次生孔隙，包括粒间溶孔、粒内溶孔、晶间溶孔、晶内溶孔和铸模孔，主要发育在石膏、方解石和白云石等易溶物之间或内部（见图1和图2）。③层间缝。该储集空间类型主要发育在薄纹层状泥晶白云岩、泥晶灰岩和灰质泥岩或泥质粉砂岩互层中，具有良好的储集空间及横向油气渗流通道。④微孔隙。该储集空间类型存在于粘土和碳酸盐矿物超微晶体间，普遍发育于南翼山各类岩层的泥质（粘土）和灰泥中（见图3）。⑤微裂缝。该储集空间类型与储层孔隙的连通性较好，主要起到沟通和渗滤通道的作用，对改善储集层整体性能具有十分重要的作用（见图4）。

图1 含云泥晶砾屑灰岩中的粒间溶孔及其后被方解石胶结后形成的残余粒间孔

图2 泥亮晶含云砂屑灰岩中的砂屑溶模孔

图3 泥质粉砂岩粒间发育的基质内微孔隙

图4 亮泥晶鲕粒白云岩微裂缝切穿鲕粒，所充填部分已被白云石充填

2.3 孔隙结构

根据毛管压力曲线类型和毛管压力曲线孔隙结构参数，可将该区储层孔隙与喉道划分为3种类型（见图5）。

图5 南翼山油田新近系储层孔隙结构分类图

1）Ⅰ类孔隙度平均大于15%；渗透率平均大于3×10-3μm2；排驱压力平均小于5MPa；平均中值压力小于10MPa；平均中值半径大于0.2μm。毛细管压力曲线呈较长较平缓的平台状，略细歪度，分选较好。岩性主要为颗粒灰（云）岩，孔隙结构类型为大孔细喉型。

2）Ⅱ类平均孔隙度10%～15%；平均渗透率（0.5～3）×10-3μm2；平均排驱压力5～10MPa；中值压力10～18MPa；平均中值半径0.1～0.2μm。毛细管压力曲线呈较长的平台状，细歪度，分选较好。岩性主要为泥晶白云和少量藻灰岩，孔隙结构类型为中粗孔细喉型。

3）Ⅲ类孔隙度小于10%；平均渗透率小于0.5×10-3μm2；平均排驱压力大于15MPa；平均中值压力大于18MPa；平均中值半径小于0.1μm。毛细管压力曲线出现较短的平台，细歪度，分选中等-差。岩性主要为泥晶灰岩，孔隙结构类型为中孔微喉型。

3 储层发育控制因素

南翼山油田新近系储层发育的主要控制因素沉积微相、断裂作用、晚成岩期沿断裂带大气淡水的溶解作用、有机酸的溶解作用。

柴达木盆地南翼山地区第三纪为浅湖、半深湖亚相沉积，发育有颗粒滩、灰泥坪、云泥坪、砂泥坪和泥坪等5个微相[2-3]，其中以颗粒滩为主，这有利于储层的形成与发育。对沉积微相与孔隙度关系统计分析表明，沉积微相与储层物性关系极为明显，最好的储集层段位于颗粒滩中，主要为颗粒灰（云）岩和泥亮晶颗粒灰（云）岩、亮晶颗粒灰（云）岩夹泥晶灰岩。

由于准同生期未见暴露的痕迹及早成岩期大气淡水淋滤作用标志，因此南翼山新近系储层中的溶孔大多为埋藏期的溶解作用所致。南翼山断裂作用较发育，宏观裂缝将微裂缝和各种孔隙连接在一起并形成了复杂网络系统[4-5]。裂缝不但起到了沟通和渗滤通道的作用，还为晚成岩期大气淡水的溶解作用提供了通道，藻灰岩、泥晶灰岩及泥质泥晶灰岩溶孔主要是通过晚成岩期沿断裂带大气淡水的溶解作用而形成，对改善储层物性具有十分重要的作用。此外，成烃和排烃过程中烃源岩所释放的有机酸可对碳酸盐岩发生有机溶蚀形成非组构选择性次生溶孔。在原组构基础上的成岩与后生改造作用影响控制储层的发育。