川东北普光地区礁滩型储层微观非均质性研究

2013-05-10王海芳杨辉廷陈培元

石油化工应用 2013年3期

王海芳，杨辉廷，陈培元，曾超，刘瑜

（1.西南石油大学，四川成都 610500；2.中国石油华北油田公司勘探开发研究院，河北任丘 062552；3.川庆钻探工程有限公司地质勘探开发研究院，四川成都 610051）

普光地区位于四川盆地东北部，构造上位于四川盆地川东断褶带的东北段，北接秦岭-大巴山造山带和米仓山复背斜，南接川南褶皱带北缘，东靠川东南-湘鄂西隔槽式褶皱带，西部以华蓥山断裂带为界邻接四川盆地的川中、川西，直到龙门山和松潘造山带。主体构造属于川东断褶带东北段双石庙-普光NE向构造带上的一个鼻状构造，介于大巴山推覆带前缘断褶带与川中平缓褶皱带相接之间[1]，整体表现为南宽北窄、西南高北东低、西翼陡东翼缓。整个研究区勘探面积约1 116.089 km2。

前人研究表明该区储层主要发育在台地边缘礁滩相、局限台地相、开阔台地相及台缘斜坡-陆棚相中[2]。其中边缘礁滩相带发育巨厚的浅滩－生物礁沉积体，储层岩石类型多，鲕粒和残余鲕粒白云岩、结晶白云岩、砾屑白云岩和海绵礁白云岩是重要的储集层岩石类型，受沉积及成岩作用影响，孔隙类型多样[3-6]对油气的储集十分有利。虽然很多专家学者已经对该区岩相古地理[7]、沉积[8]、储层特征[9]、油气成藏条件[10]等进行了深入研究，但对于该区储层的微观非均质性尚没有系统的研究和认识。鉴于此，有必要对储层微观非均质性进行研究，以期为下一步的油气勘探提供依据。

1 岩性与物性特征

普光地区飞仙关组为台地边缘～台地相鲕粒滩相沉积，根据区域地层对比、岩石类别等特征大体可划分为飞一、二、三、四段，每段岩性特征如下。

飞四段岩性为紫色、灰色白云岩、灰岩、石膏质白云岩与灰白色石膏不等厚互层，以石膏发育为特征；飞三段灰色、深灰色中至厚层状含泥灰岩、微晶灰岩、白云岩夹鲕粒灰岩、砂屑灰岩、溶孔状白云岩，形成于台地浅滩相；飞一～二段岩性为灰色、深灰色结晶白云岩、溶孔状白云岩、鲕状白云岩，总体以溶孔状白云岩较发育为特征，形成于台地边缘暴露浅滩相。

长兴组顶部为青灰色含白云质、硅质、泥质灰岩，含生物层、局部富集发育礁或滩。中、上部为中厚层状灰色白云质灰岩、灰岩，以富含燧石结核为特征，底部以质纯灰岩和下伏龙潭组质不纯灰岩夹页岩层呈整合接触。

根据研究区岩石物性分析报告统计表明普光地区长兴组和飞仙关组储层孔隙类型和物性存在较大差异,总体上长兴组孔隙度和渗透率关系表现为高孔低渗，而飞仙关组表现为低孔高渗（见表1）。

表1 普光地区长兴组-飞仙关组储层物性统计Table 1 Reservoir physical property statistics of Changxing-Feixianguan Formation in Puguang area

2 储层微观非均质性特征

2.1 岩石成分非均质

碳酸盐岩基本组分主要由颗粒、泥、胶结物、晶粒、生物格架等五类结构类型组成[11]。对研究区共计1 589个样品，其中长兴组286个，飞仙关组1 303个薄片进行常规薄片鉴定，结果显示组成岩石的主要颗粒类型为鲕粒，占整个岩石成分的42.9%，其次含有极少部分的内碎屑，占整个岩石成分的不到1%；胶结物主要为亮晶方解石，占整个岩石成分的56.7%。其中飞仙关组岩石的颗粒成分鲕粒的含量从5%到78%，平均值39.13%，52.4%的岩样鲕粒含量小于其平均值；岩石的亮晶含量从22%到95%，平均含量61.4%，与鲕粒对应有47.6%的岩样亮晶含量小于其平均含量；长兴组岩石的颗粒成分鲕粒的含量明显升高，分布范围从10%到80%，平均含量57.43%，67%的样品大于其平均含量；岩石的亮晶含量分布范围从20%～90%，平均含量42%，相应鲕粒含量的明显升高，亮晶的含量则相应的减少。整体上来看，飞仙关组和长兴组的岩石成分主要集中分布在鲕粒和亮晶两类结构类型，非均质性不强，但从微观上看，两类结构类型的分布又不均匀，表现出较强的微观非均质性（见表2）。

2.2 孔隙结构非均质

压汞资料能较客观的的反映深部储层内部结构特征，铸体薄片图象分析方法可以直观的观察、研究岩石的孔隙空间结构特征。结合研究区压汞和铸体薄片资料分别对飞仙关组263、长兴组56个样品进行孔喉非均质参数统计得出飞仙关组、长兴组孔喉微观非均质性参数统计表（表3和表4）。

表2 普光地区飞仙关组-长兴组岩石成分百分含量统计表Table 2 Rock composition percentage statistics of Feixianguan-Changxing Formation in Puguang area

表3 普光地区长兴组孔喉非均质参数统计表Table 3 Pore throat heterogeneous parameter of Changxing Formation in Puguang area

表4 普光地区飞仙关组孔喉非均质参数统计表Table 4 Pore throat heterogeneous paramete table of Feixianguan Formation in Puguang area

从研究区孔隙半径分布图来看，302-1井飞仙关组孔隙半径以10～50 μm占优势，比例为61.48%，次为50～250 μm，比例为33.45%；302-1井长兴组孔隙半径以 50～250 μm 为主，比例为 61.27%，次为 10～50 μm，比例为35.32%（见图1a）。按照吴胜和、蔡正旗等孔隙和吼道分级指标[12]，飞仙关组孔隙主要以中孔为主，大孔次之，长兴组则以大孔为主，中孔次之；从孔吼非均质性统计表可以看出，飞仙关组平均喉道半径分布范围从 0.01～27.43 μm，平均值 8.42 μm，以 1～10 μm 为主，比例为 52.57%，次为 0.1～1 μm，比例为 30.04%；而长兴组平均喉道半径分布范围从0.06～16.94 μm,平均值1.23 μm，以 0.1～1 μm 为主，比例为 67.86%，次为 1～10 μm，比例为 26.79%（见图 1b）。长兴-飞仙关组样品分选系数从1.06～5.81，平均值2.63，分选中等-偏差；歪度系数从0.65～4.13，平均值1.82，略偏粗歪度；均值系数从0.28～0.65，平均值0.47，均值系数总体偏小，表明孔喉分布不均匀；平均孔喉比大多数小于其平均值5.77，孔喉比偏小；孔喉配位数大多数在0.2～0.4之间，小于其平均值0.423，整体表现出较强的孔喉非均质性。

图1 研究区孔隙结构特征Fig.1 Pore structure characteristics of the study area

长兴组岩石在物性上具有孔隙度和渗透率相关性差，相对多的孔隙（孔隙度平均值11.57%），贡献的渗透率较小（渗透率平均值5.78 mD），孔隙度和渗透率关系表现为高孔低渗，孔洞发育，但连通性差。在微观孔隙结构上具有与高孔低渗的物性特征相对应的特征，即排驱压力相对较高（平均值0.4 MPa),喉道平均半径较小（平均值1.23 μm）,50%以上的孔隙的孔喉半径小于1 μm，分选中等~一般，孔喉偏细，集中于微细喉。

飞仙关组岩石在物性上具有孔隙度和渗透率相关性差，相对少的孔隙（孔隙度平均值8.98%），贡献了较高的渗透率（渗透率平均值42.37 mD），孔隙度和渗透率关系表现为低孔高渗，孔喉的连通性好于长兴组。在微观孔隙结构上具有与低孔高渗的物性特征相对应的特征，即排驱压力较低（平均值在微观孔隙结构上具有与低孔高渗的物性特征相对应的特征，即排驱压力较低（平均值0.18 MPa)，喉道平均半径较大（平均值8.42 μm），50%以上的孔隙的孔喉半径大于 1 μm，分选一般-偏差，孔吼分布不均一，主要集中于细-中吼。飞仙关组和长兴组有代表性的两块岩样压汞曲线，可以充分说明两个层位各自的孔隙结构特征（见图2）。

2.3 孔隙类型非均质

图2 研究区飞仙关组、长兴组岩样压汞曲线Fig.2 Rock sample pressure mercury curve of Feixianguan-Changxing Formation in the study area

通过分析岩石扫描电子显微镜样品154块，认为研究区主要的孔隙类型主要有两大类：溶蚀孔隙和晶间孔隙，为进一步了解孔隙的分布情况，通过对薄片鉴定资料进行统计得出：长兴组302-1井共有433个样品同时发育溶蚀孔和晶间孔两类孔隙，分布高度集中，95%以上的孔隙未充填；104-1井飞仙关组和302-1井飞仙关组506个样品中同时发育溶蚀孔和晶间孔两类孔隙的样品高达93.6%，样品中只有晶间孔的占4%，只有溶蚀孔的只占不到3%。和长兴组一样，飞仙关组孔隙分布高度集中，且几乎全部未充填，只有极少部分的孔隙为半充填。整体来看，整个研究区孔隙类型的非均质性不强。

2.4 裂缝类型非均质

对研究区普光102-1井5 555.76～5 938.43 m井段共计995片薄片，其中T1f1-2井段5 555.76～5 689.23 m 801片，P2ch井段5 874.28～5 938.43 m194片薄片进行常规薄片鉴定，通过鉴定结果以及典型现象的观察及描述，认为T1f1-2中上部白云岩（深度 5 555.66～5 690.66 m，厚度135 m）裂缝统计共43条，以斜交缝为主（29条），次为水平缝（11条），垂直缝仅3条，有效缝仅14条。显微镜下见构造缝103条，其中充填缝42条，有效缝61条；溶蚀缝17条，多为半充填；压溶缝77条，被有机质充填。P2ch上部白云岩（深度5 874.28～5 882.41 m、5 916.57～5 938.53 m，厚度 30.09 m）裂缝不发育，共有5条裂缝，其中水平缝4条，斜交缝1条，仅1条有效缝。由于碳酸盐的脆性较高，普光302-1井构造缝、碎裂缝以及岩石的溶蚀缝和收缩缝在5 281.90～5 284 m和5 294.67～5 298.11 m井段较发育，但是这些裂缝多被泥质及干沥青充填，极少未被充填。同样在普光104-1井，共有裂缝64条，多被泥质及干沥青充填，只有极少部分未被充填。总体来看，普光地区长兴-飞仙关组裂缝类型主要以溶蚀缝和构造缝为主，裂缝类型非均质性不强。