南堡3号构造中深层中低渗储层微观孔喉特征

赵晓东，刘 晓，张博明，李 亮，刘翠琴

(中国石油冀东油田分公司，河北 唐山 064300)

南堡3号构造中深层中低渗储层微观孔喉特征

赵晓东，刘 晓，张博明，李 亮，刘翠琴*

(中国石油冀东油田分公司，河北 唐山 064300)

岩心观察、薄片鉴定、全岩矿物等测试分析表明，南堡3号构造中深层中低渗储层岩石类型为长石砂岩和岩屑长石砂岩，在碎屑组分中长石含量较高，存在钾长石、斜长石、微斜长石等多种类型，进一步观察发现储层碎屑组分成分成熟度和结构成熟度偏低，为近物源快速堆积。利用铸体薄片及分析化验资料进一步分析了储层微观孔喉特征，结果表明:南堡3号构造中深层储层孔隙以次生孔隙为主，主要为粒间溶蚀孔隙、粒内溶蚀孔隙，喉道主要为片状或弯片状喉道，共发育6种孔喉结构，并以中孔细喉型和小孔细喉型为主，储层类型为中等—差储层，对该储层喉道加以改造，可有效改善储层物性。

孔喉特征;中深层;中低渗储层;南堡3号构造

0 引言

南堡3号构造自勘探以来，在古近系沙河街组、寒武系潜山发现了工业油流，2014年8月在东营组也获得突破，南堡306x9井东营组试油日产油为7.679 m3/d，这些发现显示了南堡3号构造中深层具有很大的勘探潜力。近年来，一些学者对南堡构造进行了大量研究［1-3］，但针对南堡3号构造中深层中低渗储层的研究尚处于初期阶段，目前主要的问题是未对储层的微观孔喉特征进行过系统研究，严重制约了南堡3号构造中深层的后续研究。因此，以矿物岩石学和沉积学理论为指导，从岩石薄片镜下观察入手，结合岩心观察、薄片鉴定、全岩矿物测定等手段，开展储层岩石学特征分析，根据储层孔喉组合特点对储层进行分类评价，尝试从微观储层孔喉结构的角度揭示研究区中低渗储层特点，为后续有利储集砂体预测提供依据［4-8］。

1 地质概况

图1 南堡3号构造区域位置

南堡3号构造西与南堡2号构造、东与南堡4号构造相接，其东南部紧邻生烃凹陷曹妃甸次凹，该带位于控带断层老堡东断层和老堡西断层之间，是位于2个次凹中间的隆起区，构造带内次级断层多为北东向，构造面积为240 km2，整体呈东西向展布(图1)。南堡3号构造为发育在寒武系古潜山的一个断背斜油层，由下向上依次发育古近系沙河街组、东营组，新近系馆陶组、明化镇组和第四系平原组，缺失古生界至中生界大段地层。研究目的层段中深层主要为古近系沙河街组一段和东营组三段，该层段地层沉积厚度大，主要发育辫状河三角洲、湖泊及深水砂质碎屑流等地层沉积，沉积盆地形成的物源供给主要来自沙垒田凸起，具有典型断陷盆地的沉积特征［9-11］。岩心孔隙度平均为7.9%～18.1%，岩心渗透率平均为 1.33×10-3～117.00×10-3μm2，储层物性差异较大，为中低渗储层。南堡3号构造油藏类型主要以构造-岩性和地层-岩性油气藏为主［12-13］。目前在中深层古近系和寒武系潜山均发现油藏，有利勘探面积约为200 km2，具有巨大的勘探开发潜力。

2 储层岩石学特征

研究区13口取心井薄片鉴定、全岩矿物等测试分析表明，南堡3号构造中深层中低渗储层岩石类型为长石砂岩和岩屑长石砂岩，主要碎屑组分为石英、长石和岩屑，其中石英含量平均为40%，长石含量大于25%，岩屑含量约为10%。在显微镜下可见石英一级灰干涉色(图2a)，镜下长石类型多样，可见卡斯巴双晶钾长石(图2b)、聚片双晶斜长石(图2c)和格子双晶微斜长石(图2d)等，岩屑主要以变质岩岩屑为主，镜下多见脉石英正交光下齿状嵌晶结构(图2e)，也可见花岗岩岩屑(图2f)、燧石岩屑和泥屑。填隙物主要为碳酸盐胶结物(图2g)，包括铁白云石、方解石和硅质胶结物等。杂基主要为泥质杂基，偶含少量自生矿物。

通过岩心观察及岩石粒度统计，发现南堡3号构造中深层岩性主要以砾状砂岩(图2h)、含砾不等粒砂岩(图2i)和中砂岩为主，碎屑最大粒径为2.35 mm，主要为0.35～2.00 mm，砂岩成分成熟度低，分选中等—差，以次棱—次圆为主，结构成熟度低，储层结构主要表现为颗粒大小混杂，分选、磨圆较差，表明沉积搬运距离较短，为近物源的快速堆积，这也与前人研究认为物源来自南部沙垒田凸起的观点相吻合。

图2 南堡3号构造中深层储层镜下及岩心特征

3 储层孔喉特征

3.1 孔隙类型

根据铸体薄片鉴定结果，南堡3号构造中深层中低渗储层既含有原生孔隙又含有次生孔隙，并以次生孔隙为主。原生孔隙主要为原生残余粒间孔隙和填隙物内微孔隙;次生孔隙类型较多，主要包括粒间溶蚀孔隙、粒内溶蚀孔隙、填隙物内溶孔、微裂隙等。

3.1.1 原生孔隙

研究区原生残余粒间孔隙一般以规则三角形和多边形出现(图3a)，边缘清晰，但由于胶结作用的影响，使得原生残余粒间孔隙中部分充填胶结物，破坏了原生孔隙。该类孔隙分布较为均匀，单独个体较大，孔隙连通性好。此外，原生残余粒间孔隙中还充填有以薄膜式和孔隙衬里式自生黏土矿物，其对原生孔隙的影响较小。在研究区偶见填隙物内微孔隙，由于研究区埋深约为4 000 m，压实作用较强，使得该类孔隙大多消失，仅在杂基中尚存。该类孔隙一般较小，分布不均，连通性较差(图3b)。

3.1.2 次生孔隙

粒间溶蚀孔隙是研究区中低渗储层的主要孔隙类型，由于中深层中存在多条不整合面，使得酸性流体更容易介入，发生较强的溶蚀作用，且多发生在颗粒间，使得颗粒边缘、胶结物和杂基被溶蚀。该类孔隙边缘模糊，形状多样且不规则(图3c)。在研究区，粒内溶蚀孔隙主要是长石颗粒沿解理缝溶解形成，长石含量较高，且具有多种长石类型。长石的溶蚀现象普遍存在，根据溶蚀程度，可分为粒内部分溶蚀孔和粒内全部溶蚀孔。研究区主要存在长石粒内部分溶蚀孔(图3d)，溶蚀粒内孔一般需要与原生孔隙或溶蚀粒间孔隙连接才能具有较好的渗流能力［14］。填隙物内溶孔在研究区主要为方解石溶蚀而形成，该类孔隙形状多样且不规则(图3e)。微裂隙在研究区主要有2种，一种为砂岩在成岩过程中受到压实作用发生破裂从而形成的压裂缝孔隙，另一种为长石颗粒的解理缝，两者在研究区均比较发育，并以压裂缝孔隙为主(图3f)。

图3 南堡3号构造中深层储层孔隙类型

3.2 喉道类型

喉道是决定储层渗流能力的主要影响因素。通过铸体薄片图像对比及观察，南堡3号构造中深层储层喉道类型主要发育片状或弯片状喉道，偶见连通性较好的孔隙缩小型喉道和缩颈型喉道(图4)，极少见管束状连通性差喉道。片状或弯片状喉道的变化较大，通常表现为小孔极细喉型，但研究区溶蚀作用较强，该类喉道受溶蚀作用改造后亦可是大孔粗喉型［15］，是进一步研究的重点。

3.3 孔喉特征

根据薄片观察及图像分析，将研究区中深层中低渗储层孔喉结构划分为6种，即大孔粗喉型、大孔中喉型、中孔中喉型、中孔细喉型、小孔细喉型以及紧密胶结微孔型。大孔粗喉型颗粒间多为点接触，以粒间溶蚀孔隙和残余粒间孔隙为主，储层物性好，对应最好储层(图5a);大孔中喉型也以粒间溶蚀孔隙和残余粒间孔隙为主，但喉道比大孔粗喉型略小，颗粒间多为点接触，孔渗性较好，对应好储层(图5b);中孔中喉型孔隙以粒间溶蚀孔隙和残余粒间孔隙为主，喉道以缩颈型喉道和孔隙缩小型为主，孔喉连通性好—中等，分选中等，孔隙度中等，渗透率较高，对应较好储层(图5c);中孔细喉型颗粒间多为点—线接触，以残余粒间孔隙和粒内溶蚀孔隙为主，喉道以片状弯片状喉道为主，其次是缩颈型喉道，孔喉连通性中等，分选较差，孔隙度中等，渗透率较低，对应中等储层(图5d);小孔细喉型颗粒间多为线—凹凸接触，以残余粒间孔隙为主，喉道以片状弯片状喉道为主，孔喉连通性中等，分选中等，由于杂基含量高堵塞部分喉道和孔隙，孔隙度较小，渗透率低，对应差储层(图5e);紧密胶结微孔型储层砂岩中填隙物含量高，胶结非常致密，只有少量溶蚀作用形成的微孔隙，对应最差储层(图5f)。

图4 南堡3号构造中深层储层喉道类型

从孔喉结构角度分析，研究区好储层主要对应大孔粗喉型、大孔中喉型和中孔中喉型等3种孔喉特征，孔隙以粒间溶蚀孔隙和残余粒间孔隙为主，喉道以缩颈型喉道和孔隙缩小型为主，但在研究区不普遍存在。前已述及，研究区的喉道主要为可改造的片状或弯片状喉道，而孔隙主要为粒间溶蚀孔隙，此类孔喉组合决定了研究区孔喉结构主要为中孔细喉型和小孔细喉型，主要对应中等—差储层，表明研究区主要的储层类型为中等—差储层，但对该类储层进行喉道改造可有效改善储层［16-22］。

图5 南堡3号构造中深层储层孔喉结构

4 结论

(1)南堡3号构造中深层中低渗储层岩石类型为长石砂岩和岩屑长石砂岩，主要碎屑组分为石英、长石和岩屑，长石含量高且类型多样，成分成熟度和结构成熟度均较低，为近物源的快速堆积。

(2)南堡3号构造中深层孔隙类型包括原生孔隙和次生孔隙，并以次生孔隙为主，主要为粒间溶蚀孔隙、粒内溶蚀孔隙，粒内溶蚀孔隙主要是由于长石颗粒的溶蚀而形成;喉道类型以片状或弯片状喉道为主，偶见连通性较好的孔隙缩小型喉道和缩颈型喉道。

(3)在南堡3号构造中深层共识别出6种孔喉结构，以中孔细喉型和小孔细喉型为主，主要是由片状或弯片状喉道和粒间溶蚀孔隙共同决定，储层类型为中等—差储层，对该类储层进行喉道改造可有效改善储层。

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编辑姜 岭

TE122.2

A

1006-6535(2015)05-0028-05

20150327;改回日期:20150807

国家科技重大专项“南堡油气富集规律与增储领域”(2011ZX05006-06);中国石油天然气股份有限公司科技重大专项“南堡及外围第四次油气资源评价”(2014E-050211)

赵晓东(1983-)，男，工程师，2007年毕业于中国石油大学(华东)资源勘查工程专业，2014年毕业于该校地质资源与地质工程专业，获博士学位，现从事储层地质学与油藏评价研究工作

* 参加此项研究工作的还有乔海波。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.05.005