川西雷口坡组气藏储层类型及孔隙结构特征

陈昱林 ，曾焱 ，吴亚军 ，段永明 ，张岩

（1.中国石化西南油气分公司博士后科研工作站，四川 成都 610041；2.中国石化西南油气分公司勘探开发研究院，四川 成都 610041）

0 引言

海相碳酸盐岩气田总体具有规模大、储层厚度大、非均质性强、孔隙结构复杂、含气饱和度高等特点［1-2］。与四川盆地其他海相碳酸盐岩气藏相比，川西雷口坡组沉积环境、储层特征及气藏特征更加复杂。区域沉积背景显示，川西雷口坡组为围绕台地边缘发育的潮坪相，岩性复杂，发育同生期—准同生期的白云岩，储层类型多样，储层薄且呈薄互层状发育，孔隙结构复杂，孔缝洞均有发育，物性变化较大［3-7］。目前研究区单井产能差异大且整体偏低，优质储层特征认识不清，因此需要对有效储层类型和孔隙结构特征进行深入研究。

笔者综合岩心照片、铸体薄片、物性测试、CT实验以及压汞实验分析结果对研究区雷口坡组气藏储层类型进行划分，对不同类型储层的孔隙结构进行精细描述，通过定性与定量分析对不同类型储层的特征进行归纳总结，为气田的高效开发提供理论依据。

1 储层物性参数

研究区雷口坡组气藏3口探井物性统计表明，孔隙度φ为0.07%～20.21%，平均4.51%。其中：2.00%≤φ＜6.00%的样品最多，占总数的43.35%；6.00%≤φ＜12.00%的样品次之，占26.64%；φ＜2.00%的样品占24.23%；φ≥12.00%的样品仅占5.78%。根据前期研究成果，孔隙度大于2.00%的为有效储层。渗透率K为0.001×10-3～186.210×10-3μm2， 平均 3.460×10-3μm2，有效储层平均渗透率为 5.510×10-3μm2。其中：1.000×10-3μm2≤K＜10.000×10-3μm2的样品最多，占总数的30.77%；0.100×10-3μm2≤K＜1.000×10-3μm2和 0.010×10-3μm2≤K＜0.100×10-3μm2的样品次之，分别占 24.68%和21.15%。由《石油天然气储量计算规范》非碎屑岩孔隙度评价指标，储层段主要发育中—低孔、中渗型储层［8］。

孔渗交会图表明孔隙度与渗透率关系较为复杂，部分样品渗透率随孔隙度增大而上升，部分样品孔渗则不存在相关性，甚至出现相同孔隙度下，渗透率相差3～5个数量级的情况（见图 1）。

图1 川西雷口坡组气藏储层段孔渗关系

2 储层类型划分

综合岩心观察、铸体薄片、扫描电镜和压汞实验结果，将54块岩心按照储集空间组合类型进行划分，进而将川西雷口坡组碳酸盐岩气藏储层划分为孔隙型、裂缝-孔隙型、孔洞型及裂缝-孔洞型4种类型［9］。

孔隙型储层在研究区较为常见［10］（见图 2a，2b）。岩性主要为微粉晶白云岩和含灰—灰质白云岩，孔隙度2.20%～9.27%，平均为4.54%，渗透率0.010×10-3～0.460×10-3μm2，几何平均为 0.080×10-3μm2。 孔隙度与渗透率具有很好的正相关关系，反映出了孔隙型储层的特征（见图 2c）。

裂缝-孔隙型储层储集空间为孔隙、渗流通道为裂缝及喉道［11］（见图 2d，2e）。 裂缝类型主要为微裂缝和溶缝，其岩性以微粉晶白云岩和含灰-灰质白云岩为主，孔隙度2.46%～6.52%，平均为4.13%，渗透率0.110×10-3～14.130×10-3μm2， 几何平均为 0.730×10-3μm2，孔隙度与渗透率不具有相关性（见图2f）。

溶洞是经溶蚀改造扩大，直径2 mm以上的储集空间。根据直径大小划分为大洞（10 mm以上）、中洞（5～10 mm）及小洞（2～5 mm）3 类［12］。 研究区孔洞型储层是在准同生期的溶蚀作用下形成的溶蚀孔洞（见图2g，2h），岩性以藻黏结白云岩和微粉晶白云岩为主，孔隙度 2.67%～15.13%，平均为 7.23%，渗透率 0.070×10-3～1.520×10-3μm2，几何平均为 0.480×10-3μm2，孔隙度与渗透率具有弱正相关性（见图2i）。

对于裂缝-孔洞型储层，孔洞是其主要的储集空间，裂缝则增加孔洞之间的沟通，提高储层的渗流性（见图2j，2k）。岩性以藻黏结白云岩和微粉晶白云岩为主，孔隙度2.63%～8.88%，平均为6.55%，渗透率1.450×10-3～10.330×10-3μm2，几何平均为 4.550×10-3μm2。孔隙度与渗透率的相关性不明显（见图2l）。

3 储层孔隙结构特征

3.1 CT扫描

CT扫描实验具有直观、无损及精确等特点，既可以定性分析岩心的储集空间特征和非均质性，又可以定量计算岩石物理和孔隙结构参数，对于岩心微观结构研究是一种非常有效的手段［13-16］。17块标准岩心CT扫描实验结果表明，研究区孔、洞、缝均有发育，孔洞以小洞为主，微孔到大孔均有发育。由于模型精度受分辨率影响，2.60 μm以下的孔隙无法识别，因此CT实验孔隙度远远小于气测孔隙度，说明研究区白云岩发育大量小孔隙。

通过数字岩心模型和孔隙网络模型，可以直观地观察到孔隙型储层相对较均质，发育少量的大孔隙（见图3a—3c）。发育的大孔隙反映在孔径分布曲线中为大孔径端有一个较弱的峰值（见图3d）。从孔径分布图可以发现等效半径分布于2.6～340.2 μm，以单峰为主，峰值主要位于70.0 μm左右，平均等效半径为89.1 μm。孔隙网络模型计算结果表明孔隙型储层孤立孔隙发育较多，连通孔隙占比仅有32.18%，配位数分布于0～15.00，平均值为1.46，孔隙纵横比分布于0.41～0.50，平均值为 0.45。

图2 川西雷口坡组气藏储层类型及特征

裂缝-孔隙型储层发育的孔隙相对较均质，通过数字岩心模型和孔隙网络模型可以明显看出发育裂缝，非均质性较孔隙型储层强（见图3e—3g）。等效半径分布于 2.6～251.4 μm，以单峰为主，主要发育 50.0～100.0 μm的孔隙，平均为79.9 μm（见图3h）。通过孔隙网络模型计算发现裂缝-孔隙型储层孤立孔隙发育较多，连通孔隙占比为38.87%，配位数分布于0～24.00，平均值为1.66，其连通性要好于孔隙型储层，孔隙纵横比0.40～0.41，平均 0.41，低于孔隙型储层。

数字岩心模型和孔隙网络模型显示孔洞型储层非均质性较强（见图3i—3k）。等效半径分布于2.6～578.3 μm，在 100.0～200.0 μm 发育一个波峰，说明孔洞储层主要发育此等效半径区间的孔隙。同时，在400.0～600.0 μm有一个陡峭的上翘，说明发育大量小洞。从图中还可以看出小洞对孔隙体积的贡献率远远大于孔隙的体积贡献率，平均等效半径为181.6 μm（见图3l）。连通孔隙占比为50.58%，孤立孔隙发育少于孔隙型和裂缝-孔隙型储层，配位数分布于0～17.00，平均值为1.64，孔隙纵横比分布于0.43～0.44，平均值为0.44，略高于裂缝-孔隙型储层。

图3 川西雷口坡组气藏储层岩心CT实验结果

裂缝-孔洞型储层等效半径分布于2.6～741.2 μm，主要发育等效半径100.0～400.0 μm的孔隙，同时在500.0～700.0 μm有一个陡峭的上翘，说明发育大量小洞，平均等效半径为201.2 μm（见图3m—3p）。裂缝-孔洞型储层孤立孔隙发育最少，连通孔隙占比为55.23%，配位数分布于0～28.00，平均值为 1.89，孔隙纵横比最小，分布于0.25～0.43，平均值为0.36。

3.2 圧汞实验

对111个样品统计分析发现孔喉特征参数差异大。排驱压力介于0.007～28.770 MPa，平均2.110 MPa，排驱压力小于0.100 MPa的样品仅占5.41%，排驱压力为0.100～1.000 MPa的样品占63.06%。中值压力0.14～186.47 MPa，平均 30.49 MPa，其中有 18%的样品最大进汞饱和度未达到50%，该现象在裂缝-孔隙型、孔洞型储层和裂缝-孔洞型储层中普遍存在；中值压力为1.00～10.00 MPa的样品占 33.71%，中值压力为10.00～40.00 MPa的样品占47.19%。退汞效率变化大，介于 0～100%，平均 29.66%，退汞效率较低［17-20］。

孔隙型储层毛细管压力曲线总体具有较宽缓的孔隙平台，最大进汞饱和度66.41%～98.12%，平均为85.39%。中值压力1.14～23.86 MPa，平均值为5.63 MPa。排驱压力0.280～7.330 MPa，平均值为0.760 MPa（见图4a）。退汞效率极低，2.49%～69.38%，平均值仅为16.57%。孔隙结构参数显示具有分选性较好、偏细歪度、单峰等特点。

裂缝-孔隙型储层毛管压力曲线不具有宽缓孔隙平台，最大进汞饱和度25.11%～97.35%，平均为64.89%。中值压力12.28～52.75 MPa，平均值为20.60 MPa。排驱压力0.140～0.710MPa，平均值为0.220 MPa（见图4b）。退汞效率低，分布于1.44%～96.5%，平均值仅为31.89%。孔隙结构参数显示具有分选性较差、偏粗歪度、多峰和尖峰等特点。

孔洞型储层毛管压力曲线少量样品具有较窄陡的孔隙平台，最大进汞饱和度44.80%～94.49%，平均为60.81%。中值压力1.95～167.49 MPa，平均值为19.64 MPa。排驱压力 0.140～0.470 MPa，平均值为 0.320 MPa。退汞效率低，分布于0～99.98%，平均值仅为23.78%（见图4c）。孔隙结构参数显示具有分选性较差、偏粗歪度、多峰和尖峰等特点。

裂缝-孔洞型储层毛管压力曲线不具有宽缓的孔隙平台，最大进汞饱和度31.35%～97.91%，平均为67.68%。中值压力0.14～186.47 MPa，平均值为5.95 MPa。排驱压力0.007～0.470 MPa，平均值为0.047 MPa（见图4d）。退汞效率低，分布于0.03%～47.48%，平均值仅为22.59%。孔隙结构参数显示具有分选性差、偏粗歪度、多峰等特点。

图4 川西雷口坡组碳酸盐岩气藏储层毛细管圧力曲线特征

5 综合分析

综合白云岩储层物性参数测试结果、CT扫描和压汞实验结果，对不同类型储层的特征进行分析。结果表明：孔隙型储层物性总体较差，孔隙度小于6.00%的样品占 75%，渗透率小于 0.100×10-3μm2的样品占68.75%。孔隙结构特征参数表明，排驱压力和分选系数的相关性图呈三分特征（见图5），孔隙型储层位于图中右下区域，具有排驱压力高、分选系数小的特征，毛细管压力曲线具有单峰和细歪度特征，连通孔隙数量和配位数均为4类储层中最少的，孔隙纵横比较大，连通性相对较差。

裂缝-孔隙型储层孔隙度总体较低，孔隙度小于6.00%的占 92%，渗透率较高，均大于 0.100×10-3μm2。从图5可以看出，裂缝-孔隙型储层位于中间部分，排驱压力略小于孔洞型储层，分选系数略大于孔洞型储层，连通孔隙数量较少，略高于孔隙型储层，配位数高于孔隙型储层，孔隙纵横比较孔隙型储层小，连通性好于孔隙型储层。

孔洞型储层孔隙度较高，孔隙度大于6.00%的样品占50%，渗透率介于孔隙型储层和裂缝-孔隙型之间。从图5可以看出，孔洞型储层位于中间部分，连通孔隙数量远高于孔隙型储层和裂缝孔隙型储层，配位数略低于裂缝-孔隙型储层，孔隙纵横比与孔隙型接近，连通性较好。

裂缝-孔洞型储层孔隙度相对较高，孔隙度大于6.00%的样品占70%，渗透率高，均大于1.000×10-3μm2。从图5可以看出裂缝-孔洞型储层位于左上部分，排驱压力最小，分选系数最大，连通孔隙数量多，配位数高于其他3类储层，孔隙纵横比最小，连通性好。

图5 川西雷口坡组气藏储层岩心分选系数与排驱压力相关性

通过以上分析可以发现，孔洞发育的储层（孔洞型和裂缝-孔洞型）孔隙度相对较大，连通孔隙数量比例远大于孔洞不发育的储层，连通孔隙数量占比超过50%的样品达到63.63%，渗透率高于孔隙型储层。微裂缝发育的储层整体渗透率较高（裂缝-孔隙型和裂缝-孔洞型），大部分样品渗透率大于1.000×10-3μm2，排驱压力和孔隙纵横比总体上小于裂缝不发育的储层，大部分的样品排驱压力小于0.100 MPa，配位数总体高于裂缝不发育的储层。研究结果表明，孔洞的发育程度在一定程度上改善了储层的储集能力，而裂缝的发育程度提高了储层的渗流能力，同时发现排驱压力、分选系数、连通孔隙数量占比、配位数和孔隙纵横比与物性参数有一定的对应性，对储层类型的划分有较好的帮助。

6 结论

1）川西雷口坡组气藏储层孔隙度分布在0.10%～20.20%，平均值为3.60%。渗透率介于0.001×10-3～186.210×10-3μm2，平均值为 3.460×10-3μm2。 研究区雷口坡组气藏储层段主要发育中—低孔中渗型储层。

2）岩心观察、铸体薄片和CT扫描显示研究区储层内部微裂缝、孔洞发育，分布广泛，非均质性强。根据孔洞缝分布特征将储层划分为4类：孔隙型、裂缝-孔隙型、孔洞型和裂缝-孔洞型。

3）孔洞发育的储层（孔洞型和裂缝-孔洞型）孔隙度相对较大，连通孔隙数量比例远大于孔洞不发育的储层，渗透率高于孔隙型储层。微裂缝发育的储层整体渗透率较高（裂缝-孔隙型和裂缝-孔洞型），配位数总体高于裂缝不发育的储层，排驱压力和孔隙纵横比总体上小于裂缝不发育的储层。结果表明孔洞和裂缝的发育程度提高了储层的储集和渗流能力。

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