苏里格东三区南部储层主控因素分析研究

2019-03-20李晨磊

中国锰业 2019年1期

李晨磊

(长江大学地球科学学院，湖北武汉 430000)

近年来，随着常规油气藏储量的减少以及勘探难度的增加，致密砂岩储层已成为国内外众多学者研究的热点及前沿问题[1-3]。研究区苏里格东三区南部气藏储集砂体具有岩性致密、物性较差、成岩作用复杂等地质特征，勘探开发难度大，开发程度较低。笔者拟从微观的角度出发，通过研究该地区储层的岩石学特征及孔隙结构特征，分析“有利区”储层的主控因素[4-6]。

研究区孔隙度为1%～7%，渗透率为0～0.3 mD，属于典型的低孔低渗储层。通过分析研究区岩石学特征和微观孔隙结构特征，来寻找“有利区”储层的主控因素，进而划分有利区，为今后致密砂岩储层油藏的勘探及开发提供借鉴意义。

1 岩石学特征

根据岩心描述及薄片统计表明，苏里格东三区南部的砂岩类型主要为石英砂岩及岩屑石英砂岩。研究区的碎屑成分主要以岩屑和石英为主，其体积分数分别为75.7%和18.7%；填隙物的体积分数为3.6%，填隙物以水云母(1.6%)、高岭石(0.4%)、硅质(0.7%)、铁方解石(0.6%)为主(见表1)。

表1 苏里格东三区南部储层砂岩碎屑组分统计(质量分数)/%

胶结物是指成岩期在颗粒之间孔隙中或缝隙中由于孔隙水的物化条件变化而形成的化学沉淀物，主要是碳酸盐、硅质、自生粘土矿物，还有少量的胶结物及黄铁矿等，在本区主要是铁方解石、高岭石、绿泥石、硅质、水云母。

2 结构特征

根据粒度资料分析表明，研究区目的层位储层以粗砂岩、中—粗砂岩为主，所占比例为85%，砂岩粒度大，粉砂所占比例很小。砂岩粒度大,碎屑颗粒粒径主要分布在0.2～1 mm之间，表明粒度分布整体偏粗，说明砂岩分选中等—好。

磨圆度指碎屑颗粒被磨蚀圆化的程度，砂岩的磨圆度为磨圆呈次棱角状，次棱角状—次圆状，次圆状，说明研究区砂岩磨圆度较差。

根据薄片分析资料统计，目的层储层砂岩主要以线接触为主，其次为点—线接触，凹凸—线接触。说明颗粒之间压实作用强，使原生孔隙减少(见图1)。

图1 苏里格东三区南部目的层储层接触关系

3 孔隙结构特征

3.1 孔隙类型

通过分析及统计研究区的铸体薄片和扫描电镜，研究区储层孔隙类型以岩屑溶孔、裂缝为主，孔隙组合类型主要有裂缝+溶孔型、溶孔+裂缝+粒间孔型。面孔率平均为1.15%，平均孔径可达139.36 μm。

3.2 储层孔隙喉道特征

通过分析X1井、X2井、X3井、X4井、X5井，可以得出，中值喉道半径在0.01～0.32 μm之间，多为小喉和微喉(见表2)。

表2 苏里格东三区目的层中值喉道半径统计

3.3 储层物性特征

通过本工区试气资料表明，研究区物性下限为：孔隙度≥2.183%，渗透率≥0.071 mD。孔隙度平均值为5.269%～7.533%，渗透率平均值在0.228～0.709 mD，为低孔、超低渗储层(见表3)。

表3 苏里格东三区南部目的层物性统计

4 致密砂岩储层主控因素

4.1 沉积作用对致密砂岩储层的影响

沉积作用对储层的影响主要体现在岩性上(碎屑成分及含量、杂基含量、粒度、磨圆度、分选性等)，即结构成熟度及成分成熟度。

4.1.1 骨架矿物含量对物性的影响

薄片资料分析表明，研究区储层的石英体积分数较高，为75.7%，而岩屑体积分数较低，为18.4%，燧石和长石体积分数很少。刚性矿物(如：石英)在研究区含量较高，而塑性矿物(如：岩屑)在研究区含量较低，所以研究区的物性比较好。统计分析表明，研究区的石英含量越高则物性越好，所以骨架矿物含量影响研究区的储层物性。

4.1.2 填隙物的类型及含量对物性的影响

研究区的填隙物含量较低，仅为3.6%，其中水云母为1.6%，硅质为0.7%，铁方解石为0.6%，填隙物充填在孔隙中，使得流体的渗流能力下降，而水云母的比表面积很大，充填在孔隙中可以大幅增加毛细管力，使得流体在其中的渗流能力大幅下降，这是研究区渗透率低的次要原因。

4.1.3 骨架矿物含量对物性的影响

研究区属于辫状河三角洲平原亚相，微相分为心滩、辫状河道、辫状河道侧翼、泛滥平原，各个微相的物性之间存在差异，其中心滩砂体的物性最好，辫状河道次之，辫状河道侧翼和泛滥平原则较差，所以心滩微相的砂岩为“甜点区”。

4.2 成岩作用对致密砂岩储层的影响

研究区成岩作用类型多样，不同成岩作用对储层物性的改造有着不同的作用。

4.2.1 压实(溶)作用

最常见的压溶现象是石英压溶，它在周围有粘土薄膜的砂粒间最活跃，这是因为粘土薄膜极大地扩大了压溶物质的扩散和渗滤通道，使溶解物质很快扩散出去，压溶作用能持续进行；石英压溶后，溶解作用把可溶的SiO2溶入到孔隙水中，使孔隙水变得饱和，致使SiO2沉淀为加大边。

在成岩早期，压实作用使储层原始孔隙减少。通过压实率来反映压实作用的强弱。

压实率=(原始孔隙度-压实后的粒间体积)/原始孔隙度×100%

如表4可以看出：目的储层压实作用强，压实率为55%，则压实作用使得的原始孔隙度减少率55%，使得研究区的原生粒间孔大幅度减少。

4.2.2 胶结作用

胶结作用是另一种破坏性的成岩作用。本区胶结作用十分发育，主要胶结作用可分为硅质胶结作用、碳酸盐胶结作用、黏土胶结作用。

表4 苏里格东三区南部目的层成岩参数 %

1)硅质胶结作用

硅质胶结在研究区砂岩中较为常见，薄片观察和扫描电子显微镜下观察表明，硅质胶结有次生加大边胶结和孔隙式胶结两种类型(见图2)。

自生石英充填孔隙一方面使原生孔隙减少，另一方面对次生孔隙的产生不利，这也是造成本区砂岩物性较差的重要原因之一。

(a)次生加大边胶结；(b)孔隙式胶结

2)碳酸盐胶结

本区碳酸盐矿物是主要的胶结物，碳酸盐矿物含量平均值为3.9%，最高可达35%。有方解石、铁方解石、铁白云石3种，其中铁方解石是主要的碳酸盐胶结物。

方解石往往交代碎屑颗粒，在本研究区铁方解石交代长石、岩屑的现象非常普遍，碎屑颗粒的孤岛状分布是方解石交代碎屑颗粒造成的结果，交代强烈时可形成交代假象；也可见到晚期方解石交代早期方解石的现象，在阴极发光下表现为颗粒之间孔隙的中心为桔黄色，而边缘为橙红色、暗橙红色(见图3)。

图3 碳酸盐胶结物阴极发光特征

3)粘土矿物胶结

粘土矿物胶结在本区也很普遍，尤其是绿泥石和高岭石，其次为伊利石，伊/蒙混层含量较低。

绿泥石的胶结形式主要有两种：绿泥石薄膜和充填于孔隙中的自生绿泥石。绿泥石薄膜一方面充填原生孔隙，使孔隙度降低，另一方面绿泥石薄膜的形成阻碍了孔隙水与颗粒的进一步反应，并限制了石英次生加大的发育。绿泥石薄膜在本区最为发育，多呈微细叶状或纤维状晶体垂直碎屑颗粒表面或孔喉壁生长，常发育成孔隙内衬，在碎屑颗粒接触处缺失，部分绿泥石薄膜包围整个碎屑颗粒(见图4a)，说明绿泥石薄膜形成于压实作用的同时或稍后，是成岩作用早期阶段的产物。除此之外，绿泥石还呈叶片状充填于粒间孔中，多数充填残余粒间孔(见图4b)，部分充填溶蚀孔隙，表明这部分绿泥石形成时间较晚，为中成岩B期的产物。