东营凹陷盐家地区沙四上段砂砾岩体储层特征

2013-10-17郑德顺徐冠华

特种油气藏 2013年5期

郑德顺，周璐，程涌，徐冠华，张焕

(1.河南理工大学，河南焦作 454000;2.中石化胜利油田分公司，山东东营 257045)

引言

砂砾岩扇体在中国东部陆相断陷盆地陡坡带广泛发育［1］，砂砾岩体油气藏现已成为中国东部陆相断陷盆地岩性油气藏勘探的重要领域［2－3］。东营凹陷北部陡坡带已钻探发现的50余个含油气砂砾岩体，探明石油地质储量超亿吨［4］，陡坡带砂砾岩扇体勘探仍具有较大潜力［5－8］，详细研究砂砾岩体储层特征对其勘探开发具有重要意义［9］。盐家油田构造上处于东营凹陷北部陡坡带，北部为陈家庄凸起，东部为青坨子凸起，南邻民丰洼陷［10－11］。

古近纪早期，以前震旦系花岗片麻岩为基底的陈家庄凸起发生构造抬升和遭受剥蚀作用，在其邻凹一侧的盐家地区发育了盐16、盐182个主要的古冲沟，形成了山高坡陡、沟梁相间的古地形。在沙四段沉积时期沉积了以近岸水下扇为主的巨厚砂砾岩体［12］，砂砾岩体岩性变化快，物性非均质性较强，储集空间多样，孔隙结构与演化规律复杂，制约了研究区的进一步勘探部署［13］。笔者根据4口取心井(盐22－22井、盐222井、盐227井和永928井)的资料对盐家地区沙四上段砂砾岩扇体储层进行了岩石学特征、物性特征、储集空间及孔隙结构等方面的详细研究，为该区砂砾岩体油气藏勘探提供一定的依据。

1 储层岩石学特征

据4口取心井岩心观察及岩心剖面扫描图像分析，沙四段砂砾岩体储层岩性主要为砾岩、含砾砂岩或砾状砂岩、砂岩、泥岩，以含砾砂岩(砾状砂岩)为主，占储层岩性的60%。对4口取心井102块岩心进行薄片鉴定、岩矿分析，结果表明该储层岩石类型为长石岩屑含砾砂岩(砾状砂岩)和岩屑长石含砾砂岩(砾状砂岩)(图1a)，其石英、长石、岩屑三大组分含量差别不大，其成分成熟度低，石英含量为15% ～35%，表面多见裂缝，裂缝常含油;长石含量为25% ～50%，常见长石被黏土矿物交代，也见具有网格双晶的微斜长石、双晶纹很细的斜长石。特别强调的是，岩屑含量为25% ～55%，各种岩屑成分的含量差别极大(图1b)，其中以变质岩岩屑含量最高，一般在15% ～40%;沉积岩岩屑含量次之，一般在0.5% ～25.0%;岩浆岩岩屑含量相对最少，一般在0.5% ～15.0%。4口井都是变质岩岩屑最多，盐22－22井和永928井的沉积岩岩屑较多，岩浆岩岩屑较少;盐227井的岩浆岩岩屑较多，沉积岩岩屑较少;盐222井的沉积岩岩屑和岩浆岩岩屑都很少，变质岩岩屑最多。储层岩屑成分的极强非均质性指示了该砂砾岩储层物源的多样性。

图1 盐家地区砂砾岩储层岩石学特征

2 储层物性特征

对4口取心井的479块岩心样品的孔隙度、渗透率测试数据进行统计分析，结果表明，盐家地区沙四上段砂砾岩体储层孔隙度和渗透率较低(表1)，平均孔隙度为5.92%，平均渗透率为4.39×10－3μm2。其中盐 222井孔隙度分布范围为3.00%～14.40%，平均为 7.69%，主要集中在3.00% ～12.00%;渗透率平均为 20.48×10－3μm2，最大为 145 × 10－3μm2，主要集中在 100 ×10－3μm2之内。盐22－22井孔隙度分布范围为2.20%～13.50%，平均为 8.37%，主要集中在6.00% ～12.00%;渗透率平均为 5.86 ×10－3μm2，最大为100 ×10－3μm2，主要集中在 10 ×10－3μm2之内。盐227井孔隙度分布范围为1.50%～10.40%，平均为5.12%，主要集中在3.00% ～9.00%;渗透率平均为 1.97 × 10－3μm2，最大为45.60×10－3μm2，主要集中在 10.00 ×10－3μm2之内。永928井孔隙度分布范围为2.60% ～13.00%，平均为7.41%，主要集中在 6.00% ～12.00%之间;渗透率平均为 1.24 ×10－3μm2，最大为6.40 ×10－3μm2。

综上所述，盐222井和盐22－22井地区的储层明显优于盐227井和永928井地区，总体上该砂砾岩储层物性较差，属于典型的低孔、低渗储层。

3 储层孔隙结构特征

3.1 孔隙类型

经铸体薄片、扫描电镜观察分析显示，不同井、不同层位的孔隙结构、填隙物成分及含量存在很大差异。盐家地区沙四上段砂砾岩体储层发育多种成因的孔隙作为储集空间，包括原生粒间孔、次生孔及两者混合的孔隙，其中以次生的粒间溶蚀孔和颗粒溶蚀孔为主。

3.1.1 原生粒间孔隙

研究区沙四上段砂砾岩体储层处于深层晚成岩阶段，受强烈的压实、胶结作用影响，颗粒紧密堆积，原生粒间孔隙较少，但在成岩作用过程中长石、石英加大或胶结物沉淀后存在部分原生缩小粒间孔(图2a)。岩石致密，磨圆度为次棱角状，颗粒支撑，点、线式接触为主，胶结类型为孔隙式胶结，局部连通，孔隙形状为三角形、不规则多边形，孔径为0.10～0.20 mm，最大为0.30 mm，喉道为片状和点状，喉宽为0.05～0.10 mm;粒间孔喉不发育(图2b)。

图2 盐家地区砂砾岩储层微观特征

3.1.2 次生孔隙

储层在成岩过程中由于溶蚀作用或破裂作用通常会增加一部分孔隙。该类孔隙在盐家地区深层沙四段砂砾岩体储层储集空间中占有重要地位，通常使孔隙度增加3%～5%。按成因和产状进一步分为以下3种类型。

(1)溶蚀孔隙。溶蚀成因的次生孔隙是该储层中具有储集能力的主要孔隙空间。研究区主要存在情况为:①粒间溶蚀孔隙，由于颗粒间溶蚀作用产生的次生孔隙(图2c)，孔径一般为0.05～0.15 mm，最大孔径为0.20 mm，喉宽为0.05～0.10 mm，最大喉宽为0.06 mm;②颗粒溶蚀孔隙，是指颗粒内溶蚀孔隙，最常见的是沿长石、碳酸盐矿物解理缝溶解造成的粒内孔隙和岩屑颗粒的选择性溶解形成的粒内孔隙(图2d)，孔隙连通性一般，形状多为不规则多边形，孔径一般为0.05～0.10 mm，喉道为片状和点状，喉宽约为0.05 mm;③部分溶蚀粒内孔隙己被铁白云石、自生石英等胶结物充填(图2e)，还可见少量砾内溶孔(图2f)，薄片显示为片麻岩，溶孔形状多为沿解理缝发育的不规则形状。

(2)斑晶孔隙。沙四段砂砾岩体碎屑岩储层中个别具斑晶结构，斑晶主要为自形黑云母，多已蚀变成绿泥石，另见长石斑晶，基质主要为中基性斜长石，成分主要为黑云母、斜长石、绿泥石等，孔隙为特殊的斑晶溶孔(图2g)，孔径约为0.20 mm。

(3)粒内缝。部分样品孔隙不发育，偶见粒内缝，缝宽约为0.05 mm(图2h)。除少量原生粒间孔和次生孔隙外，还存在一种微孔隙，既可以是原生的，也可以是次生的，微孔隙主要是杂基间、结晶矿物晶片间、矿物解理及微裂隙而构成的孔隙。

3.1.3 混合孔隙

混合孔隙由部分原生孔隙和部分次生孔隙混合组成，可以是原生孔隙与胶结物溶解形成的次生孔隙组合，也可以是原生粒间孔与岩石颗粒边缘被溶蚀而形成的次生孔隙组合(图2i)。在该类孔隙中，原生孔隙和次生孔隙的相对含量难以确定，但该储层相当数量的孔隙是混合成因的。

3.2 孔隙结构

通过盐家地区沙四段砂砾岩储层26块样品的压汞毛管压力曲线可知，砂砾岩储层孔隙结构十分复杂。进一步对毛管压力曲线形态及各特征参数统计分析，可将其孔隙结构分为3种类型。

(1)Ⅰ型孔喉结构。孔隙排驱压力小于0.3 MPa，最大进汞饱和度大于75%，最大约为85%，说明束缚水饱和度的值相对偏小;汞饱和度中值压力较低，平均为1.1 MPa，SAB一般，说明最大连通孔隙喉道的集中程度较高，即岩石的分选性较好，孔隙结构较均匀;饱和度中值半径平均为0.60 μm，主要发育在分选较好的细砾岩、中粗砂岩中。具有该类孔隙结构的储层物性较好，储集空间以原始粒间孔和溶蚀孔为主(图2a)，储集能力和渗流能力较好。

(2)Ⅱ型孔喉结构。孔隙排驱压力大于0.3 MPa，小于1.1 MPa，最大进汞饱和度大于50%，小于75%，说明束缚水饱和度的值较大;汞饱和度中值压力中等，平均为7.5 MPa，SAB较小，说明最大连通孔隙喉道的集中程度较低，即岩石的分选性较差，孔隙结构一般;饱和度中值半径平均为0.10 μm，主要发育在分选一般的中砾岩、粗砾岩中。具有该类孔隙结构的储层物性一般，储集空间以较少的原始粒间剩余孔或溶蚀孔为主(图2c)，储集能力和渗流能力一般。

(3)Ⅲ型孔喉结构。孔隙排驱压力pd大于1.1 MPa，最大进汞饱和度小于50%，SAB很小，说明最大连通孔隙喉道的集中程度极低，即岩石的分选性极差，孔隙结构很不均匀;饱和度中值半径低于0.05 μm，主要发育在分选很差的粗砾岩中。该类孔隙结构的储层物性很差，储集空间可能为很少的溶蚀孔或粒内缝(图2f、h)，储集能力和渗流能力很差。