大牛地气田马五5白云岩储层特征及分布规律研究

2017-11-01唐明远

石油地质与工程 2017年5期

唐明远

唐明远

（中国石化华北油气分公司勘探开发研究院，河南郑州 450000）

以沉积岩石学、油气地球化学、碳酸盐岩储层地质学为理论基础，通过大量钻井岩心观察、测井分析、薄片和扫描电镜鉴定、物性及压汞分析，研究了大牛地气田马五5亚段白云岩储层特征及分布规律。结果表明，马五5亚段储层岩石类型以粉–细晶白云岩为主；储集空间以晶间孔隙型为主，裂缝–孔隙型次之；平均孔隙度为5.41%，平均渗透率为1.05×10-3μm2，属于低孔低渗储层。马五5白云岩是表生期向下渗流的岩溶水与地层本身沉积的泥晶灰岩交代作用形成，其分布与奥陶系风化壳岩溶古地貌密切相关，主要分布在大牛地气田西部、北部的侵蚀高地以及东部、南部的侵蚀沟槽区，中部的斜坡台丘及斜坡区白云岩欠发育。

大牛地气田；马五5储层；白云岩特征；古地貌

鄂尔多斯盆地奥陶系以碳酸盐岩沉积为主，在盆地中部靖边地区已发现的大型岩溶风化壳气藏，地质储量达7 000×108m3，展示了盆地下古生界奥陶系碳酸盐岩风化壳的巨大潜力[1–3]。大牛地气田构造上位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部[4]，与靖边气田具有相似的成藏条件，已有的勘探成果也表明奥陶系风化壳具有良好的天然气勘探潜力。

近年来，在大牛地奥陶系风化壳发现马五1+2、马五5两套具有一定规模的气层，马五1+2亚段储层位于风化壳顶部，为一套岩溶储集体，马五5亚段储层位于风化壳底部，为一套白云岩储集体，二者具有不同储层特征及分布规律。本次研究以风化壳底部马五5亚段为目标层段，通过大量钻井、岩心、测井、分析化验及测试等资料综合分析，对大牛地气田奥陶系风化壳底部马五5白云岩储层特征及分布规律进行了深入剖析，以期为其后续的勘探开发提供一定的地质依据。

1 白云岩储层特征

1.1 岩石学特征

大牛地马五5亚段为潮下带沉积，以潮下低能沉积环境为主，发育潮下灰坪微相，主要岩性为深灰、灰黑色泥微晶灰岩（图1a），水平纹层较为发育，黑色灰岩俗称“黑腰带”，是区域标志层[5–7]（图1a～c）。受到后期成岩作用的影响，马五5亚段灰岩地层内局部出现白云石化，泥微晶灰岩被交代形成粉–细晶白云岩（图1a～f）。岩心、薄片、扫描电镜等资料表明，马五5亚段储层岩石类型以粉–细晶白云岩为主，一般呈深灰色层状产出，晶体干净明亮、晶面平直，晶体形态以半自形–自形为主，自形程度高，晶体大小均匀，一般30～50 μm，点–线接触，晶间孔较为发育。

1.2 储集空间特征

大牛地气田马五5储层储集空间类型主要有孔隙型、裂缝型及裂缝–孔隙型三种类型。

1.2.1 孔隙型

通过对鄂尔多斯盆地大牛地气田马五5亚段60余个薄片的观察分析，马五5白云岩储层普遍发育孔隙型储层，孔隙型储层储集空间主要有晶间孔、晶间溶孔，孔隙度2.0%～9.0%，渗透率0.1×10-3～1.0×10-3μm2。测井响应特征为低自然伽马、低电阻率、低密度、高声波时差及高补偿中子。

晶间孔：指白云岩晶体之间的未经过溶蚀的孔隙。马五5亚段晶间孔由交代成岩作用形成，主要发育在粉、细晶白云岩中，其孔径0.01~0.5 mm，晶间孔面孔率3%~14%（图1ｇ）。

晶间溶孔：是指晶间孔及晶间胶结物经过溶蚀作用而扩大形成的孔隙。该类孔隙在大牛地马五5亚段白云岩中比较发育，溶蚀作用使其形态变得不规则，呈分散状或顺层密集分布，孔径大小差异较大，一般为0.02~0.8 mm，其面孔率为0.1％~7.5％（图1h）。

1.2.2 裂缝型

大牛地马五5亚段裂缝普遍发育，主要以高角度裂缝和网状缝为主，且多为溶蚀缝，构造缝较少，裂缝大部分被充填，较少能成为储层，送样分析的198块样仅有8块样为带裂缝性灰岩样（图1i～j）。但该类储层的渗透率较高，为0.89×10-3~102.00×10-3μm2，平均值14.23×10-3μm2，孔隙度为0.62%~3.20%，平均值1.56%，分布范围较大。

1.2.3 裂缝–孔隙型

裂缝–孔隙型储层在大牛地马五5白云储层中比较常见，该类储层裂缝为微裂缝，其物性较好（图1k～l）。岩心孔隙度2.0%～10.0%，渗透率0.5×10-3~100×10-3μm2，是一种比较理想的储层类型，其测井响应特征与孔隙型相似，但声波时差大幅升高，且起伏较大。

图1 大牛地气田马五5储集岩及储集空间

1.3 储层物性特征

根据大牛地马五5亚段188个物性分析数据的统计，同时满足孔隙度大于2%、渗透率大于0.1 μm2的物性下限条件的数据164个。马五5亚段晶间孔隙型储层平均孔隙度5.25%，最大孔隙度为10.30%，平均渗透率为0.46×10-3μm2，最大渗透率为4.07×10-3μm2，裂缝–孔隙型储层平均孔隙度5.56%，最大孔隙度11.40%，平均渗透率8.55×10-3μm2，最大渗透率127.00 μm2（表1，图2）。存在裂缝的样品占总样品的7.3%，反映马五5段储层以白云岩晶间孔为主。

表1 大牛地马五5储层物性统计

图2 马五5孔隙度与渗透率分布

2 白云岩储层测井识别

大牛地马五5亚段岩性组成上以深灰、灰黑色泥微晶灰岩为主，整套地层泥质含量低，伽马值15~30 API，低于其上下地层的伽马值。马五5白云岩储层与马五5原始沉积的泥微晶灰岩地层相比，电阻率、补偿密度、光电吸收界面指数明显更低，而声波时差和补偿中子明显更高。综上所述，马五5白云岩储层电性特征为“四低两高”，即低伽马、低电阻率、低补偿密度、低光电吸收界面指数，高声波时差、高补偿中子。运用测井、分析化验资料等建立了测井识别标准（表2）。即马五5白云岩储层测井上补偿中子值大于3.0%，声波时差大于163 μs/m，补偿密度小于2.76 g/cm3，深电阻率小于1 000 Ω·m，孔隙度大于3.0%，渗透率大于0.05×10-3μm2。

表2 大牛地气田马五5白云岩储层识别标准

3 储层平面分布特征及规律

大牛地气田马五5亚段存在多个规模大小不等的白云岩储层发育区，西部、北部最发育，东部、南部次之，中部最不发育（图3）。研究表明，大牛地马五5白云岩储层是由于表生期下渗岩溶水与地层交代作用形成的，因此其白云岩储层的分布主要受到表生期岩溶古地貌控制[8–13]。马五5岩溶古地貌对比分析表明（图4），马五5白云岩储层分布具有三个规律：一是白云岩储层主要分布于侵蚀高地和沟槽，即风化壳马五1~马五4地层厚度较薄的区域，另外侵蚀沟槽内大气淡水和岩溶水长时间大量聚集，使其岩溶作用及白云化程度均强于侵蚀高地，二是斜坡台丘、斜坡区白云岩储层欠发育，仅在局部潜坑或小型洼地的下部发育规模较小的白云岩储层，三是白云岩储层具有沿着古构造较低方向发育趋势，主要是由于岩溶水沿着构造低的方向倾斜着下渗到马五5地层造成。