致密储层岩石孔隙结构特征分析

郭鹏超(中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁 盘锦 124000)

1 测试样品的选取

1.1 安福屯地区样品

大民屯凹陷沙四段下亚段油页岩分布稳定，在西部安福屯地区沉积厚度大，为100～200m，母质类型好，有机质丰度和成熟度均较高，是极好生油岩和储集岩。储集岩类型多样，由泥晶云岩，含碳酸盐油页岩等，石英、长石、方解石等脆性矿物含量高，岩石脆性越强，构造缝、成岩缝发育，有利于油气聚集。安福屯储层岩石具有低孔、低渗的物性特征，孔隙度为1.2%～7.8%，平均孔隙度为5.4%，渗透率一般小于0.1mD，属于致密储层。本次研究中选取安福屯地区取油页岩、泥质泥晶云岩、云质泥岩样品进行孔隙形态特征、全孔隙直径分布特征的分析。

1.2 雷家地区样品

雷家地区沙四段主要为一套湖湘沉积的粒径较细的化学沉积岩，并伴有一定量的陆源泥质和细粉砂质碎屑的加入，岩性致密，层理及微层理发育，本区储层主要为云质泥岩(泥质云岩)，含泥方沸石质云岩(夹泥质云岩)等。根据雷家白云岩区物性统计，沙四段泥质白云岩平均孔隙度为10%左右，绝大部分渗透率小于1mD，为致密储层。本文研究中在雷家地区选取致密储层岩石(云质泥岩、泥质泥晶云岩)样品进行孔隙形态特征、全孔隙直径分布特征的分析。

2 岩石微观形态特征

笔者等通过大量的铸体薄片观测及扫描电镜实验分析，将油页岩、泥质泥晶云岩、云质泥岩的孔隙划分为6 种类型：晶间微孔、溶孔、有机孔、构造缝、成岩缝、溶蚀缝(图1)。

晶间微孔主要为粘土矿物晶间微孔及白云石晶间微孔(图1a)，粘土矿物粒度小，可塑性强，水化膨胀易发生运移，堵塞孔道，使储层渗透性降低。在后期的成岩过程中，岩石形成裂缝，可以提高这类孔隙的渗流能力(图1b)。溶孔主要发育在泥质泥晶云岩中，主要为白云石的溶蚀，这类孔隙之间连通性较差，也需要后期的改造形成裂缝做为运移的通道(图1c)。有机孔在含有生屑的云质泥岩中发育，主要呈狭缝形、弯月形等，在有机质成藏和热演化过程中，由于地质环境改变而发育的微小孔隙，孔隙之间不连通。在所选取的样品中，该类孔隙较少(图1d)。裂缝在油气的渗流中具有重要作用，是连接微孔、溶孔的桥梁，可以显著提高储层渗透性。

图1 致密储层岩石孔隙类型

图2 压汞法与气体吸附法结合图(泥质泥晶云岩，3246.73m)

图3 孔隙直径分布直方图(油页岩)

图4 孔隙直径分布直方图(云质泥岩)

3 岩石孔隙直径分布特征

在安福屯地区选择了沙四段六个深度不同的样品、在雷家地区选择雷93 井两个深度不同的样品，进行压汞法和气体吸附法实验，并将压汞法与气体吸附法测试结果相结合，对这八个样品进行全孔隙结构分析。结果显示安福屯地区沈352 井(图2～图4)：泥质泥晶云岩孔隙分布较均匀，以孔隙直径小于500nm 的孔为主、占98%以上，其中孔隙直径小于100nm 的占75%左右；孔隙直径略现“二个峰”，第一个主峰为2～30nm、占50.3%，次峰50～100nm、占13.3%。油页岩中孔隙直径在小于2nm 到大于5000nm 均有分布，孔隙直径小于500nm 的占86.7%，小于100nm 的占70%左右；孔隙直径呈现“三个峰”，第一个主峰为5～30nm、占46.7%，次峰30～200nm、占30.7%，第三个峰1000～3000nm、占5.5%。含云泥岩或云质泥岩孔隙分布不均匀，孔隙直径小于100nm 的占90%以上；孔隙直径以小于15nm 为主。由图5、图6 可以看出，雷家地区雷93 井(图5、图6)：泥质泥晶云岩孔隙直径以小于100nm 的孔为主、占95%以上，孔隙直径呈现“一个峰”，为50～100nm 占64.5%。云质泥岩孔隙直径较大，孔隙直径呈现“二个峰”，第一个主峰为3μm～20μm、占77.0%，次峰5～200nm、占22.2%。

图5 孔隙直径分布直方图(泥质泥晶云岩，雷93井)

图6 孔隙直径分布直方图(云质泥岩，雷93井)

4 结语

(1)通过大量的铸体薄片观测及扫描电镜实验分析，将油页岩、泥质泥晶云岩、云质泥岩的孔隙划分为6 种类型：晶间微孔、溶孔、有机孔、构造缝、成岩缝、溶蚀缝。晶间微孔在油页岩、泥质泥晶云岩、云质泥岩中广泛发育。溶孔主要发育在泥质泥晶云岩中。有机孔在含有生屑的云质泥岩中发育。裂缝可以显著提高储层渗透性，构造缝、成岩缝在三类岩石中均有发育，溶蚀缝主要发育在泥质泥晶云岩中。

(2)通过压汞法与气体吸附法的联用，实现了对致密储层岩石全孔隙结构的分析。安福屯地区致密储层岩石孔隙以中孔、微孔为主，少量大孔；雷家地区致密储层岩石孔隙以大孔、中孔为主，次为微孔。