河坝地区嘉二段储层发育控制因素研究

2014-02-18董文玉丁磊李国蓉

天然气技术与经济 2014年6期

董文玉丁磊李国蓉

（1.中国石化华北分公司第一采气厂，河南郑州 450000；2.成都理工大学能源学院，四川成都 610059；3.“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·成都理工大学，四川成都 610059）

河坝地区嘉二段储层发育控制因素研究

董文玉1丁磊1李国蓉2，3

根据岩心资料、测井分析进行了河坝地区嘉二段储层特征分析。河坝地区嘉二段储层的岩性主要为砂屑（鲕粒）云岩、粉—细晶云岩。储层的储集空间类型多样，其中粒间溶孔、粒内溶孔为主要储集空间。进一步对储层的发育控制因素进行了研究，认为沉积环境不仅控制储层的发育分布，同时还影响了成岩作用的进程，同生期暴露大气淡水溶蚀作用和渗透回流白云石化作用对储层发育具有建设性作用，构造作用形成的裂缝可以提供部分储集空间，也能沟通其他各类孔隙。

嘉二段储层控制因素河坝地区

0 引言

嘉陵江组是四川盆地的重要产层。嘉陵江组储层具有储层厚度薄，低孔隙度、低渗透率［1］，横向连通性较差的特征，因此在前期的勘探开发中并没有取得显著的成效，但是随着勘探开发认识的进一步深入，勘探技术的不断提高，嘉陵江组储层储量有了大幅度的增加，显示了其勘探开发前景。嘉陵江组气藏主要分布在川东、川中、蜀南等地区［2-11］，在川东北部分地区也已获得探明储量。

通南巴构造带位于四川盆地东北缘，为一大型NEE转NE向的背斜构造带，由西南往东北划分为南阳场断背斜、涪阳坝断块和黑池梁断背斜3个次级构造，河坝场构造为该构造带西南部南阳场断背斜构造的局部高点，勘探开发及研究表明，河坝场区块嘉二段滩相储层和白云岩储层具有良好的天然气勘探开发前景，其天然气控制储量约可达324×108m3。

1 嘉二段储层特征

1.1 储层岩石学特征

嘉二段沉积时，川东北地区嘉陵江组沉积相由开阔台地开始演变成局限台地—蒸发台地相。研究区内嘉二段时期为半局限—局限台地相，主要为砂屑（鲕粒）白云岩、粉晶白云岩、石膏、膏质白云岩沉积，底部伴有少量的含泥微晶灰岩沉积，而嘉二段储层主要为砂屑（鲕粒）白云岩和粉—细晶白云岩。

砂屑（鲕粒）白云岩：颗粒以砂屑为主，含量可达60%～95%，偶见残余鲕粒。砂屑粒径多在0.2～0.5 mm，少部分0.1～0.2 mm和大于0.5 mm，部分可达1～5 mm左右。砂屑形态多样，颗粒较多近圆形、椭圆形。岩石主要发育了粒间溶孔、粒内溶孔及铸模孔等，具有很好的储集性能。

粉—细晶白云岩：晶粒结构清楚，主要由粉晶白云石组成，晶粒以它形晶为主，可达70%～90%。细晶白云石在微—粉晶基质背景下呈斑状分布，也多为它形晶。这类岩石中主要发育晶间孔及晶间溶孔。

1.2 储层储集空间类型及特征

根据储集空间的形态、大小，可将研究区嘉二段储层储集空间划分成孔隙类、孔洞类和裂缝类3大类，见表1。其中粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔及晶间孔、晶间溶孔、膏溶孔较发育。粒间溶孔、粒内

溶孔和铸模孔约占总孔隙的90%，主要见于砂屑（鲕粒）白云岩中。其中粒间溶孔主要是对颗粒间第二期胶结物的溶蚀而成，呈不规则的港湾状，大小一般可到0.1～1.0 mm。粒内溶孔主要是颗粒内部被选择性溶蚀而成，溶孔大小一般为0.1～1.0 mm；当颗粒被完全溶蚀后便形成了铸模孔，研究区铸模孔主要见于残余鲕粒云岩中（图1），其颗粒的外形仍可辨认。

表1 河坝地区嘉二段储集空间类型表

晶间孔和晶间溶孔偶见发育，约占总孔隙度的9%。主要发育在粉—细晶云岩中。晶间孔主要存在于粉—细晶白云石晶体之间，多呈三角形或多边形，当晶间孔被淡水选择性溶蚀后形成了晶间溶孔（图1）。但较多已被方解石和沥青充填，只保留下来少量有效孔隙，主要可能是形成较晚的零星分布的晶间溶孔。

图1 河坝地区嘉二段地层中主要孔隙类型图

1.3 储层物性特征

通过对研究区HB1、HB2等6口井的岩心物性分析资料的整理统计，发现研究区嘉陵江组二段孔隙度在0.1%～16.15%之间变化，渗透率在0.000 081 4～551.316 2 mD之间变化。从岩心孔隙度、渗透率分布规律可以看出研究区主要发育Ⅲ类储层，Ⅱ类储层次之，存在Ⅳ类非储层或致密层。

纵向上孔隙度、渗透率同步变化规律性较差，如图2所示，分析认为主要是因为受到裂缝发育的影响，导致出现低孔隙度储层高渗透率的现象。

图2 HB1井储层孔隙度、渗透率纵向分布特征图

2 储层发育的控制因素

2.1 沉积环境对储层发育的控制作用

研究区嘉陵江组发育了陆表海台地背景下的两个由开阔台地→局限台地沉积旋回。嘉二段时期，由嘉一段的开阔潮下沉积环境转变为嘉二段的局限台地沉积环境，主要发育灰云坪、膏云坪、膏坪、泥质泻湖、台内滩等沉积，岩性上大致为3个“底灰岩、中云岩、上石膏”的向上变浅的沉积旋回特征，其中中部（嘉二2）及下部（嘉二1）旋回以沉积砂屑云岩、微—粉晶白云岩为主，是储层的主要岩石类型。在局限环境中，虽然水体浅，但是水体能量不高，自身制造粒屑的动力不足，粒屑多来自于较大的风暴潮搬运及暂时的高能环境沉积，往往仅能形成台内点滩，滩体的发育具有随机性。同时潮间带水体变动频繁，水流循环受限制，沉积水体蒸发大于补给，沉积物暴露机会较多，因此滩体及非滩体沉积物都可能暴露，在遇到大气降水时，容易形成粒间、粒内溶孔、铸模孔等主要储集空间类型。沉积环境不仅控制了储层的发育分布，同时也影响了成岩作用的进程。

2.2 成岩作用对储层发育的控制作用

研究区嘉陵江组时期主要有泥晶化作用、压实压溶作用、胶结作用、白云石化作用、溶蚀作用、重结晶作用、交代作用及破裂作用。其中同生期暴

露大气淡水溶蚀作用和渗透回流白云石化作用对储层发育控制作用最为重要。

1）同生期暴露大气淡水溶蚀控制了嘉二段储层主要储集空间的形成。早期的暴露大气淡水溶蚀，特别是滩体的同生期暴露溶蚀形成的各种溶蚀孔隙构成了嘉二段储层储集空间的主体。滩体发育地带，由于颗粒堆积相对高的沉积速率，形成了略为上凸的沉积界面，因此强烈的蒸发作用容易引起其暴露遭受大气淡水的溶蚀，并且选择性对颗粒溶解，形成了粒内溶孔和铸模孔等主要储集空间。由于沉积水体很浅，非滩体潮坪相白云岩沉积物也可能暴露，其沉积物中残余灰泥经早期暴露大气淡水淋滤溶蚀可形成晶间溶孔。形成了潮坪相粉—细晶云岩储层。

2）白云石化作用是嘉二段储层孔隙发育的重要制约因素。研究区发育同生期蒸发泵白云石化及渗透回流白云石化两种模式，如图3，其中蒸发泵白云石化模式下交代矿物沉淀大于溶解，导致过度白云石化，形成排列紧密的极细晶粒白云岩，未能形成储层。而渗透回流白云石化，间或会呈现出溶解大于沉淀的白云石化状态，或兼有因交代不完全而在白云石晶间残留少许灰泥的状况，为晶间孔、晶间溶孔的发育提供了有利条件。白云石化的这种状态导致了粒屑白云岩中粒内溶孔分布疏密不均，颗粒云岩中颗粒表现为残余状。在这种白云石化模式中，无论滩体还是潮坪白云岩，一旦暴露遭受大气淡水淋滤溶蚀，必然优先选择白云石晶间残留灰泥溶蚀，构成嘉二段储层总体上白云岩优势发育的特征。

图3 河坝地区嘉二段白云石化作用模式图

2.3 构造作用对储层发育的控制

嘉二段储层单层厚度薄、横向展布连续性差、有效孔隙发育分布较差，因此构造作用产生的裂缝形成的有效裂缝网络系统对形成一定范围有效储集体至关重要，由前所述，研究区嘉二段储层物性偏低，由于裂缝的发育，不仅极大程度地改善了储层的渗透性，还能提高油气的运移聚集效率和油气的充满度。研究区内发育两期裂缝，第一期形成于印支期，裂缝基本被充填，但其充填物多为粗—巨晶方解石，如图4，常存在沿缝溶孔，为天然气提供了渗滤通道；第二期可能主要形成于燕山晚期—喜山期，裂缝基本未充填，如图4既可提供一定的储集空间，也可起到沟通各种类型孔隙的作用。

图4 两期构造裂缝图

3 结论

1）嘉二段储层主要为砂屑（鲕粒）云岩、粉—细晶云岩。其孔隙空间可划分为孔隙类、孔洞类和裂缝类，主要的储集空间为粒间溶孔、粒内溶孔。

2）沉积环境、成岩作用和构造作用是嘉二段储层发育的控制因素。沉积环境不仅控制了储层的发育分布，同时也影响了成岩作用的进程。同生期暴露大气淡水溶蚀作用和渗透回流白云石化作用对储层发育具有建设性作用，控制了储层孔隙的形成、演化与有效储层的分布。构造作用形成的裂缝既可以提供部分储集空间，也能沟通其他各类孔隙，控制了储层的储产效能。

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（编辑：卢栎羽）