开江－梁平海槽南段飞仙关组三段储层研究

2013-10-25朱遂珲夏青松曾恒英

石油地质与工程 2013年3期

罗静，胡红，朱遂珲，夏青松，李辉，曾恒英

（1.西南石油大学资源与环境学院、四川成都 610500；2.中国石油西南油气田分公司川西北气矿）

川东地区飞仙关组是重要的区域性产层，从20世纪50～60年代起，该地区飞仙关组的勘探就引起了人们的注意。川东北部地区勘探过程中揭示了该区内沿海槽边缘飞仙关组鲕滩储层分布较稳定，主要发育在飞二段至飞三段下部，是区域性的含气层段，目前已发现的渡口河、铁山坡、罗家寨等鲕滩气藏和个别含气构造的主要产气层位均分布于该层段内。虽然目前在开江－梁平海槽的勘探取得了重要成果，但是海槽南段地区的勘探程度较低，对开江－梁平海槽南段地区飞仙关组三段储层特征研究很有必要。

1 区域地质概况

开江－梁平海槽南段位于四川盆地东北部，包括龙会场、铁山南、高峰场等构造，勘探面积超过7000 km2（图1）。区域构造主体位于四川盆地东部的川东中隆高陡构造带上，仅北东部处于大巴山弧前褶皱带与川东短皱带交汇处［1］。研究区飞三段沉积了一套中－薄层状灰色泥晶灰岩、鲕粒灰岩、鲕粒云岩、砂屑灰岩、云质灰岩夹膏质泥晶云岩等。

2 储层岩石类型

海槽南段飞仙关组三段的储集岩为砂屑灰岩、鲕粒云岩、溶孔鲕粒灰岩、细－中晶白云岩、裂缝型灰岩等。鲕粒云岩，目前主要在铁山南地区见到，而在龙会场、龙门、双家坝等地区主要是溶孔鲕粒灰岩、晶粒云岩。裂缝型储层系统主要发育于高峰场地区、黄泥塘地区、七里峡地区。

图1 工区位置

从整个研究区范围各类岩性数据来看，鲕粒灰（云）岩类储集性能明显好于其他岩类（表1）。通常，除孔隙发育的鲕粒云岩外，其他岩类需要与裂缝配套才能形成有效储集层。

实际开采统计数据结果显示，鲕粒云岩和针孔状云岩储集性能最佳，鲕粒灰岩也具有一定的储集能力。普通灰岩虽然也具有一定的储集能力，但是产气效果不及鲕粒云岩和针孔状云岩。另外，云质灰岩也具有一定的储集能力，但这两种一般需要和裂缝搭配。

3 储集空间类型

表1 开江－梁平海槽南侧地区飞仙关组三段各岩类孔隙度值统计

3.1 孔隙

对区内取心井的薄片观察表明，飞三段储集空间类型主要有以下几种。

（1）粒间孔、粒间溶孔：沉积时期形成的原生孔隙，多以不同程度的溶解扩大或胶结物充填的形式被改造，部分成为粒间溶蚀孔隙。主要发育在鲕粒白云岩及鲕粒灰岩中，多在亮晶胶结物生长接合部位发育，是区内最常见的孔隙类型［2］。

（2）粒内溶孔：区内的粒内溶孔主要为鲕模孔和生物的体腔孔，其被方解石或白云石颗粒部分充填。飞三段发育的粒内溶孔可成为主要储集空间之一。

（3）晶间孔、晶间溶孔：该类孔隙在白云岩中比较发育，主要分布在白云石晶体颗粒之间，经选择性溶蚀后可形成晶间溶孔。本区内的泥粉晶云岩中普遍发育有晶间微孔，连通性差，如果裂缝不发育，很难具有储渗能力［2］。少量晶粒灰岩中也发育晶间孔，但是这种孔隙非常少，很难具有储集意义。

研究区飞三段鲕滩储层中常见的孔隙类型主要是粒间溶孔、晶间（溶）孔及粒内溶孔，常见沥青充填，超大溶孔主要在铁山南构造（铁山5井区）见到，龙会场构造不发育。

3.2 破裂缝与溶缝

对研究区岩心及镜下薄片的观察发现，该区裂缝发育，有助于储层的发育。裂缝按成因类型可分为成岩缝（图2－A）、构造缝和溶缝（图2－B）。在各类岩石中成岩缝均常见，不同岩性的差异溶蚀形成的缝合线往往充填有机质沥青。构造缝往往比较平直，延伸较远，缝内充填各种矿物，充填物常见有方解石、石英等。大多数溶蚀缝是早期所形成缝的基础上溶蚀扩大而成，通常呈弯曲不规则状［3］。

图2 研究区飞三段发育的储集空间

开江－梁平海槽南段储层的孔隙度普遍偏低，而裂缝密度偏高。因此对于本区储层储渗能力的分析，裂缝是一个不可忽略的重要因素。

4 储层物性特征

4.1 孔渗特征

根据开江－梁平海槽南段17口典型井位的物性资料分析及飞仙关组三段储层物性统计资料，区内岩心实测孔隙度的分布范围在0.1%～24.35%，平均1.78%，孔隙度分布直方图上，孔隙度主要分布于1%～2%；渗透率主要分布于（0～1）×10－3μm2，平均渗透率为0.89×10－3μm2，渗透率主峰分布于（0～0.01）×10－3μm2。以上分析表明，研究区飞三段各样品之间孔隙度差别很大，大部分具有低孔低渗的特征。

通过对开江－梁平海槽南段地区下三叠统飞仙关组五个区块的物性资料分析所示，其中，龙会场构造龙会1、3、4、5井取心段孔隙度、渗透率分布：孔隙度小于2%的样品占82.33%，2%～8%占14%，大于8%的占3.67%；渗透率小于1×10－5μm2的样品占93.55%，大于1×10－5μm2的样品占6.45%。这其中以龙会3井的储段层物性最好，岩心分析其孔隙度最高可达15.49%，渗透率最高可达140×10－3μm2。

铁山南地区铁山4、5、11、13、14井取心段孔隙度、渗透率分布：孔隙度小于2%的样品占77.5%，2%～8%的占17%，大于8%的占6%；渗透率小于1×10－5μm2的样品占75.4%，大于1×10－5μm2的样品占24.6%，其中最高可达423×10－3μm2。这其中以铁山5井的储层物性最好，岩心分析其孔隙度最高可达23.85%，一般为4.83%～11.5%，渗透率一般为（0.01～19.8）×10－3μm2（铁山5井样品渗透率最高可达363×10－3μm2）［4］。

高峰场地区峰15、峰4、峰003－2、峰007－2井取心段孔隙度、渗透率分布：孔隙度小于1%的样品占38.5%，1%～2%占46%，大于3%的占2%；渗透率小于1×10－5μm2的样品占79.1%，大于1×10－5μm2的样品占21.4%。其中以峰15井的储层物性最好，岩心分析其孔隙度最高可达6.0%，一般为1%～3%，渗透率一般为（0.0001～0.1）×10－3μm2（峰15井样品渗透率最高可达1.37×10－3μm2）。

云和寨地区云和1井、云和2井取心段孔隙度、渗透率分布：孔隙度小于1%的样品占13.5%，1%～2%占78%，大于3%的占3%；渗透率小于1×10－5μm2的样品占43.2%，大于1×10－5μm2的样品占46.8%，其中最高可达1.27×10－3μm2。

图3 不同区块飞三段储层孔隙度与渗透率相关性

双家坝、七里峡地区七里45井、七里17井、七里51井、七里52井、七里58井取心段孔隙度、渗透率分布：孔隙度小于1%的样品占26.2%，1%～2%占50.4%，2%～3%的占10%，大于3%的占13.4%；渗透率小于1×10－5μm2的样品占78.6%，大于1×10－5μm2的样品占21.4%，其中最高可达2.47×10－3μm2。该地区七里17井物性明显较好，孔隙度平均5.44%，最高可达7.88%，渗透率可达2.47×10－3μm2。

综上，海槽南段区飞仙关组三段储集层属于总体低孔低渗类型，局部高孔高渗非均质性强的鲕粒岩类储集层。铁山南地区和七里峡地区飞仙关组三段储层物性较好，龙会场地区、云和寨地区、高峰场地区储层物性相对较差。

4.2 孔渗关系

开江－梁平海槽南段地区高峰场、龙会场、云和寨、双家坝－七里峡四个区块的飞三段孔隙度与渗透率相关图（图3）表明，其孔隙度与渗透率均呈不同程度的正相关性。

双家坝－七里峡地区相关系数为0.0463，相关系数较低，总体上讲，具有高孔隙度，低渗透率的特征；高峰场区块相关系数为0.0031，相关系数较低，少数低孔隙度储层具有较高的渗透率，这可能跟高峰场地区裂缝作用有关，这与岩心观察中发现的峰15井大量的裂缝有关；龙会场地区相关系数为0.1702，图上特征显示，基本相似的孔隙度具有多个渗透率，这也可能跟龙会场地区的裂缝有关；云和寨地区，相关系数为0.2012。四个区块中，以云和寨孔渗相关性最高，但孔隙度和渗透率都较低；孔隙度平均值较高的地区为龙会场，孔渗条件最高的是双家坝－七里峡地区和龙会场地区，说明虽然云和区块孔喉对储层渗流能力影响较大，但裂缝和溶缝也是其储集的另一个主要场所，导致了碳酸盐地层的储层得到很好的改善。

5 储层发育的主控因素

研究区鲕粒灰（云）类横向分布广泛，纵向沉积厚度较大，但这些岩类能否成为有效的储集岩，则取决于后期的成岩作用。大部分鲕粒灰岩由于后期的压实作用而成为致密层，从而丧失了储渗性，一些保存下来或形成的新孔隙成为储渗空间，成为油气聚集的场所。

5.1 白云石化作用

研究区飞三段白云石化作用为储层发育的主控因素之一，它也是鲕粒灰岩能否成为储集岩的关键因素之一。目前的研究表明，鲕粒灰岩发生白云化作用后再经溶蚀作用形成的储层最好。

研究区飞三段鲕滩储层的形成除了早期埋藏白云化作用外，更多的表现为晚期埋藏溶蚀作用的改造。铁山坡地区是混合水云化与埋藏溶蚀作用均发育，其储层在整个海槽南段各鲕滩气藏中最好。龙会场地区鲕粒灰岩的云化与铁山相比明显变差，更多的表现为晚期溶蚀改造［5］。

5.2 溶蚀作用

溶蚀作用是飞三段鲕粒岩类能否成为有效储集岩的另一关键因素，通过对工区10余口钻井取心及其薄片观察发现，溶蚀作用在飞三段中普遍发育。按溶蚀作用发生的先后顺序，将飞三段的溶蚀作用分为早期溶蚀和晚期埋藏溶蚀。早期溶蚀作用主要发生在早期大陆成岩环境，主要是选择性溶蚀颗粒，形成铸模孔隙。区内早期溶蚀所形成的铸模孔大多被后期粒状、块状方解石充填而失去储渗能力。晚期埋藏溶蚀作用主要与液烃裂解及硫酸盐热化学还原过程中产生的硫酸有关。工区埋藏溶蚀孔隙中无沥青充填，表明它们形成于沥青入侵之后。晚期埋藏溶蚀作用也可在早期埋藏溶蚀作用形成的孔隙的基础上扩大，形成新的孔隙［6］。

5.3 充填作用

根据溶蚀孔洞内充填物的特征，可以发现充填物的形成与溶蚀作用相伴生，不同时期形成的孔隙其充填物不同。通过飞三段储集岩发育的孔、洞、缝类型及其次生矿物充填分析，发现充填物类型及其充填序列和充满度的差异性，对储层物性的影响程度各有不同，其中对孔隙具有建设性作用的主要是细－中晶和中－粗晶白云石，充填的白云石常呈半自形或自形，形成很好的晶间孔。而对孔隙具有破坏性作用的是成岩方解石、石英、萤石和天青石，当方解石及萤石、天青石、石英充填物发育成单晶或等轴镶嵌的重结晶结构时，原有孔隙空间被严重堵塞，大大破坏了有效孔隙度。大多数石英虽然起到堵塞孔隙的作用，但由于它是沉淀于酸性孔隙水中，对于溶孔内原先的细粉晶白云石被溶蚀的同时可形成众多晶间溶孔而增加有效孔隙度［7］。

综上所述，鲕粒灰岩的埋藏白云石化作用与第一期埋藏溶蚀作用是控制鲕滩储层发育与否以及储层物性好坏的两种主要的成岩因素。同时，充填作用也在很大程度上对储层质量造成影响［8－9］。