靖边气田马家沟组马五段储层特征研究

2015-12-15应芳芳

地下水 2015年1期

应芳芳

(西安石油大学地球科学与工程学院，陕西西安710065)

靖边气田位于鄂尔多斯盆地中部伊陕斜坡的主体部位，作为靖边气田稳产的接替区块，研究区位于靖边西南部，为一南抵枣湾－杏河一带，西起三岔梁－石窑沟，东至天赐湾－张渠一带的南北向长方形区域，区内探井开发井共计150余口，面积约为3 000 km2。靖边气田勘探经验和气藏地质特征显示，该区马五1+2和马五41碳酸盐岩储层为其主力气层，储层物性相对较好，溶蚀孔洞缝最为发育。本文利用岩心观察、铸体薄片分析、常规物性测试等方法，结合有关生产动态资料，探究了研究区马五段储层特征。该成果对鄂尔多斯盆地具有类似特征的奥陶系气层的勘探和开发具有一定的借鉴意义。

1 储层岩石学特征

研究区奥陶系马家沟组为一套以准同生白云岩为主的碳酸盐岩地层，夹有云质泥岩，含泥云岩，含膏云岩及凝灰岩。根据33口井近101块岩心样品的镜下统计，白云石体积百分含量一般为85% ～97%，平均90%;方解石体积百分含量一般为0～15%，平均 6%;部分井见硅质，黄铁矿，伊利石。按照岩石成分分类，研究区主要为白云岩，其次为灰岩、含膏云岩、云质泥岩和泥岩，另外还有少量的云质凝灰岩和泥质凝灰岩。其中，马五41小层白云岩含量整体比马五1+2段高，岩性较纯。按照晶径分类，研究区马五段主要岩石类型有泥粉晶白云岩和粉晶白云岩及岩溶角砾岩。泥粉晶白云岩由泥晶白云石与粉晶白云石组成，多呈土黄色和灰色薄层状广泛分布，成层性好。泥晶白云石多为它形晶镶嵌，常含泥质，晶粒细小，岩性均匀而呈块状构造，溶蚀孔洞不发育且原生孔隙稀少，因此往往比较致密，物性差;粉晶白云石晶形多为半自形－自形，晶间孔和晶间溶孔发育，物性较差，有时靠局部发育水平微裂缝来提高储渗能力。岩溶角砾岩是泥粉晶云岩或细晶云岩受岩溶作用，溶解作用，压实作用或构造作用等角砾化改造的产物。角砾呈棱角状，无磨圆，有的角砾边缘被溶蚀而模糊，角砾大小悬殊，大的粒径可达5～10 cm，小的多数在1～2 cm之间，少数较大角砾上可见膏溶孔，被云质和灰质充填或半充填。

2 孔隙类型

受多期岩溶叠加作用，研究区储集岩的孔隙类型比较复杂，主要由古岩溶成因的孔、洞、缝组成。根据野外岩芯观察以及采集样品的薄片鉴定、扫描电镜分析，研究区内马五1－4气藏储集空间以溶孔、晶间孔为主，其次为膏模孔和微裂隙。按照成因分类主要有原生孔隙和次生孔隙两大类，原生孔隙主要是指鸟眼构造。下面主要介绍本区的次生孔隙类型。

2.1 溶孔

溶孔是指碳酸盐矿物或半生的其他易溶矿物被地下水、地表水溶解后形成的空隙，溶解过程在其沉积过程中就已经开始了，可以一直延续到成岩以后直到表生作用阶段。研究区的溶孔主要是晶间溶孔，该类孔隙是由晶间孔、晶间微孔经溶蚀扩大形成的，其形态不规则，边缘常溶蚀成齿状和港湾状，其分布形态为分散状，或顺层密集分布。此类孔隙是研究区的主要储集空间之一(见图1A)。

2.2 晶间孔

这类孔隙主要见于细粉晶和细晶白云石晶体间，多呈三角形或多边形，孔隙边缘平直，少见溶蚀现象，孔径一般0.01～0.1 mm，面孔率一般为1% ～5%，少数超过10% ～15%，部分晶间孔常被泥质及极细粒碳酸盐充填(见图1B)。

2.3 膏模孔

膏模孔主要赋存在含膏盐质泥—粉晶白云岩中。膏盐质组分在大气淡水的作用下溶解，保留其外部形态而形成膏模孔，不溶残余物充填于膏模孔或洞的底部，形成示底构造。研究区内主要发育硬石膏晶体铸模孔和硬石膏结核溶模孔。硬石膏晶体溶解后形成的孔隙称硬石膏晶体铸模孔，孔隙具有硬石膏晶体特有的板状形态为特征，孔径一般为0.05～0.3 mm。硬石膏结核溶解后形成的孔隙称硬石膏结核溶模孔，在三维空间近于圆状或椭球状，在平面上近于圆状或椭圆状孔径一般在0.1～2 mm，部分在2 mm以上。硬石膏结核溶模孔常被渗流物、石英、方解石、伊利石等化学充填物半充填或全充填，见明显的示底构造，是研究区马家沟组最主要的储集空间(见图1C)。

2.4 微裂缝

碳酸盐岩岩性脆弱，裂缝也较为发育，它不仅是储集空间还是重要的渗滤通道。研究区的微裂缝主要有成岩缝，溶蚀缝和构造缝。成岩缝主要由沉积成岩过程中，岩石脱水收缩或化学压实等作用下形成的裂缝，多顺层分布，呈不规则的弯曲状或锯齿状，如缝合线等。溶蚀缝主要是沿着早期的裂缝系统、缝合线产生溶蚀扩大，对其进一步改造的结果。这种裂缝较发育，缝宽一般大于1 mm，表现为破裂面的不规则溶蚀扩大，有时沿断裂面壁上生长粒状、晶形完好的方解石晶体(见图1D)，不完全充填的溶蚀缝也具重要的油气储集意义。构造缝为主要的也是最有效的裂缝类型，为构造作用形成，区内以微缝居多。纯粹的构造缝较为少见，多数见溶蚀和充填现象。早期构造缝已被完全充填。

综上所述，本区中奥陶统马家沟组马五段储层的储集空类型主要是次生孔隙、溶洞和裂缝，原生孔隙见鸟眼构造。次生孔隙又以硬石膏结核溶模孔和非组构选择性溶蚀孔主，其次是晶间溶蚀孔。

图1 研究区储层空隙类型

3 储层物性特征

岩石孔隙度和渗透率是反映岩石存储流体和运输能力的重要参数，也是衡量储集层储集性能好坏的基本参数。通过对研究区马五1－4段1084块块岩心样品的测试分析与统计认为:孔隙度范围 0.07% ～19.78%，平均 3.36%(见表1)。渗透率范围0.001×10－3～51.25 ×10－3m2，平均1.4×10－3m2(见表1)。孔隙度分布呈细歪度，孔隙度越大，其所占的比例越小，孔隙度大于10%的样品很少，仅占7.39%，90%以上的样品孔隙度小于5.2%。总的来说，本区马家沟组碳酸盐岩以特低孔渗、强非均质性为特征。