豐富川油田長(zhǎng)2低滲透砂巖油藏儲(chǔ)層特征研究

豐富川油田長(zhǎng)2低滲透砂巖油藏儲(chǔ)層特征研究郭衛(wèi)東摘要:豐富川油田長(zhǎng)2油層屬于典型的中低孔、低~特低滲砂巖油藏，平均孔隙度13.4%，平均滲透率4.7md。儲(chǔ)層為三角洲平原分流河道砂體，以細(xì)砂巖為主，分選好。自生粘土礦物含量高，以綠泥石為主。影響儲(chǔ)層物性的因素主要有沉積相帶、碳酸鹽含量、巖石類型、粘土礦物類型及產(chǎn)狀、成巖作用、裂縫、微觀孔隙結(jié)構(gòu)七個(gè)方面，孔滲關(guān)系復(fù)雜，呈明顯的指數(shù)關(guān)系。成巖后生作用強(qiáng)烈，微觀孔隙結(jié)構(gòu)較差，以粒間孔為主，其次為溶蝕孔，喉道類型主要為縮徑與管束型?？紫督Y(jié)構(gòu)分可分三個(gè)類型。關(guān)鍵詞:低滲透油藏儲(chǔ)層研究目錄1前言………………32儲(chǔ)層特征…………32.1儲(chǔ)層沉積巖石學(xué)特征…………32.2儲(chǔ)層粘土礦物特征……………42.3儲(chǔ)層物性特征…………………5影響長(zhǎng)2儲(chǔ)層物性的原因…………………5.1沉積相帶的影響…………5.2碳酸鹽含量的影響………5.3儲(chǔ)層的巖石類型不同，物性存在差異…6.4粘土礦物的影響…………6.5溶蝕作用的影響…………6.6裂縫的影響………………7.7儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)的影響………………72.4儲(chǔ)層的微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征……72.5儲(chǔ)層的成巖作用………………93結(jié)論……………10參考文獻(xiàn)…………111、前言在目前已探明的油藏當(dāng)中，低滲透砂巖油藏占據(jù)著相當(dāng)大的比例。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國滲透率低于50md油藏的探明地質(zhì)儲(chǔ)量約占全部探明地質(zhì)儲(chǔ)量25%，占據(jù)著舉足輕重的地位。低滲透砂巖油藏儲(chǔ)層特征、油水分布十分復(fù)雜，給開發(fā)生產(chǎn)帶來很大難度。我國先后以鄂爾多斯盆地為典型，含油面積大、儲(chǔ)量豐富。豐富川油田位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡中南段，含油層系為上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組長(zhǎng)2油層，為中低孔、低~特低滲油藏。目前完鉆井1260口，取心井82口，各種分析資料比較豐富。2、儲(chǔ)層特征2．1儲(chǔ)層沉積巖石學(xué)特征圖1長(zhǎng)2儲(chǔ)層為三角洲水上平原亞相沉積，其中分流道和河漫沼澤構(gòu)成該亞相的主體。巖石類型為長(zhǎng)石石英砂巖類，顏色多為灰、深灰色，巖性組合為中細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖、粒度細(xì)、分選好，磨圓度呈次棱角狀。粒度概率曲線主要由跳躍和懸浮組分構(gòu)成，少含滾動(dòng)組分，跳躍組分含量較高，可達(dá)90%；C-M圖由遞變懸浮QR段和均勻懸浮RS段構(gòu)成，C、M值變化范圍小，具三角洲相的典型特征。主要發(fā)育交錯(cuò)層理、水平層理、波狀層理、塌構(gòu)造、生物潛穴與原地堆積植物莖葉碎片。圖1長(zhǎng)2儲(chǔ)層發(fā)育中砂巖、中細(xì)砂巖、細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖、細(xì)粉砂巖與粉砂巖6種巖性，以細(xì)砂巖為主，占統(tǒng)計(jì)樣品的42.3%，其次為粉砂巖，占統(tǒng)計(jì)樣品的28.8%。平均粒徑0.11mm，平均標(biāo)準(zhǔn)偏差0.72，磨園度較差，多呈次棱角狀。碎屑顆粒間點(diǎn)~線狀接觸、顆粒支撐，膠結(jié)物成分以綠泥石為主，方解石次之，膠結(jié)類型為孔隙式~接觸式，巖石致密堅(jiān)硬。巖石礦物成分以長(zhǎng)石為主，平均含量47.7%，其次為石英，平均含量28.2%。填隙物成分以綠泥石為主，其次為方解石。鏡下觀察，鉀長(zhǎng)石的含量遠(yuǎn)大于斜長(zhǎng)石，長(zhǎng)石風(fēng)化程度深、表面不干凈，斜長(zhǎng)石娟云母化現(xiàn)象多見，少量長(zhǎng)石被方解石交化。2．2儲(chǔ)層粘土礦物特征圖2b圖2a長(zhǎng)2儲(chǔ)層自生粘土礦物含量較高，絕對(duì)含量8%~12%，主要有綠泥石、高嶺石、伊利石和伊/蒙混層。以綠泥石為主，相對(duì)含量73%，其次為高嶺石，圖2b圖2a相對(duì)含量11.2%，伊利石與伊/蒙混層的含量較低，相對(duì)含量分別為10.6%與5.2%。綠泥石多呈片狀或花瓣?duì)罘植荚谒樾碱w粒表面或朝向孔隙方向生長(zhǎng)襯墊式產(chǎn)出，厚度一般在1μm左右（圖2a）。伊利石多呈絲狀或搭橋狀分布在粒間堵塞喉道（圖2b）。伊蒙混層粘土礦物結(jié)晶細(xì)小，常與伊利石伴生，鏡下不易區(qū)分。2．3儲(chǔ)層物性特征圖3長(zhǎng)2儲(chǔ)層物性較差，屬于中低孔、低滲~特低儲(chǔ)層。統(tǒng)計(jì)1573塊樣品可知，平均孔隙度13.4%，平均滲透率4.7md，碳酸鹽含量平均為2.6%?？v向上，自下而上物性有逐漸變好的趨勢(shì)，平面上，物性主要受沉積相帶控制，多沿北東方向呈條帶狀展布。分流河道微相發(fā)育的部位，儲(chǔ)層物性好，河漫沼澤部位的物性最差。圖3孔隙度與滲透率的關(guān)系復(fù)雜，呈明顯的指數(shù)關(guān)系，隨著孔隙度增大，滲透率值指數(shù)遞增，與中高滲透率儲(chǔ)層明顯不同。由于裂縫和封閉孔隙的存在，致使一部分樣品的孔、滲值不符合上述規(guī)律，從一個(gè)側(cè)面也說明了低滲儲(chǔ)層物性特征的復(fù)雜性（圖3）。影響長(zhǎng)2儲(chǔ)層物性的原因：.1沉積相帶的影響不同的沉積相帶，因?yàn)樗畡?dòng)力條件不同，碎屑物質(zhì)的粒度分布各異，最終導(dǎo)致儲(chǔ)層物性的差異。統(tǒng)計(jì)表明，分流河道部位的物性最好，天然堤與決口扇部位的物性相對(duì)較差，河漫沼澤相帶的物性最差。.2碳酸鹽含量的影響儲(chǔ)層中的碳酸鹽是影響儲(chǔ)層物性的主要因素之一。統(tǒng)計(jì)表明，物性與碳酸鹽含量之間呈反比關(guān)系，當(dāng)碳酸含量小于3%時(shí)，對(duì)儲(chǔ)層物性的影響較小，含量大于3%時(shí)，隨著碳酸鹽含量的增加，巖石變得致密、堅(jiān)硬，大部分孔喉被碳酸鹽堵塞，物性明顯變差。.3儲(chǔ)層的巖石類型不同，物性存在差異統(tǒng)計(jì)表明，隨著儲(chǔ)層巖性變細(xì)，物性變差，即中砂巖的物性最好，其次是細(xì)砂巖，粉砂巖的物性最關(guān)，另外，儲(chǔ)層巖石對(duì)于滲透率的影響要明顯大于孔隙度。.4粘土礦物的影響圖4不同類型的粘土礦物，對(duì)儲(chǔ)層物性的影響不同，高嶺石、伊利石與伊/蒙混層粘土礦物多充填粒章或以搭橋狀堵塞孔喉，是導(dǎo)致物性變差的主要粘土礦物。綠泥石對(duì)儲(chǔ)層物性的影響比較復(fù)雜，綠泥石薄膜的存在，一定程度上阻止了石英與長(zhǎng)石顆粒的次生加大。當(dāng)含量低于5%時(shí)，對(duì)砂巖的孔隙起到一定的保護(hù)作用，在缺少綠泥石薄膜的砂巖中，長(zhǎng)石與石英的次生加大十分普遍，堵塞孔隙喉道，導(dǎo)致物性變差；當(dāng)其含量大于5%時(shí)，綠泥石薄膜的厚度過大，會(huì)縮小孔喉尺寸，降低儲(chǔ)層的孔、滲性。圖4.5溶蝕作用的影響長(zhǎng)2儲(chǔ)層中長(zhǎng)石含量、溶孔發(fā)育（圖4），當(dāng)有較大的喉道與之匹配時(shí)，?？尚纬芍锌住⒅械蜐B儲(chǔ)層，改善了儲(chǔ)層的物性。但是，當(dāng)溶孔間的喉道發(fā)育較差時(shí)，也常常形成中孔、特低滲~超低滲儲(chǔ)層，這時(shí)，溶孔對(duì)改善儲(chǔ)層的意義不大。.6裂縫的影響長(zhǎng)2儲(chǔ)層局部發(fā)育微裂縫，主要見于碳酸鹽含量較高的細(xì)粉砂巖中，由于微裂縫的存在，改善了儲(chǔ)層的滲流條件。由于本區(qū)構(gòu)造比較平緩，構(gòu)造應(yīng)力不集中，構(gòu)造裂縫不發(fā)育，主要以成巖縫為主，規(guī)模較小、分布分散，但對(duì)于改善儲(chǔ)層的物性，也起到了一定的作用。.7儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)的影響圖5儲(chǔ)層的微觀孔隙結(jié)構(gòu)是影響物性的最直接因素，上面提到的各種因素從本質(zhì)上都是通過影響孔隙結(jié)構(gòu)間接地影響儲(chǔ)層物性。表征孔隙結(jié)構(gòu)的參數(shù)很多，其中對(duì)物性影響最大的是孔喉的大小與分選程度。隨著喉道半徑增大、分選變差，儲(chǔ)層物性明顯變好。大孔喉對(duì)滲透率貢獻(xiàn)值較大，可達(dá)40%，但這部分孔喉占有的比較低，對(duì)于物性較好的儲(chǔ)層（Φ＞10%），累積頻率一般20%~35%；在物性較差（Φ＞10%）的儲(chǔ)層中，累積頻率僅為5%~10%。圖52．4儲(chǔ)層的微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征長(zhǎng)2儲(chǔ)層的孔隙類型主要為粒間孔、溶孔及微裂隙，其中以粒間孔為主，占總孔隙的47.3%，多呈三角形或多邊形，原生粒間孔的邊緣比較整齊平直。溶蝕粒間孔的邊緣極不規(guī)則，多呈港灣狀，對(duì)流體流動(dòng)不利。溶孔多沿長(zhǎng)石的雙晶紋理發(fā)育（圖5），局部可以見到長(zhǎng)石顆粒完全溶蝕形成的鑄?？?，方解石膠結(jié)物也可不同程度地遭到溶蝕，形成一部分溶孔。據(jù)統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)2儲(chǔ)層中溶孔占總孔隙的31.9%。微裂隙多為成巖過程中形成的一些微裂縫，數(shù)量很少，僅占總孔隙的1.6%。喉道類型見有孔隙縮小型、縮徑型、彎曲片狀與管束型。以縮徑型與管束型喉道為主。長(zhǎng)2儲(chǔ)層具有小孔隙、低面孔率、中高孔喉比、低配位數(shù)的特點(diǎn)。平均孔寬10~25μm，面孔率6.7~8.3%，配位數(shù)1~4，孔喉比變化大，一般為6~10。儲(chǔ)層的毛管壓力曲線形態(tài)比較復(fù)雜多樣，不同物性的儲(chǔ)層，毛管壓力曲線形態(tài)差別很大。長(zhǎng)2儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)可分為三種類型：①以粒間孔—溶蝕孔、溶蝕孔—粒間孔孔隙組合為主，主要為富含油~油浸中砂巖、中細(xì)砂巖與細(xì)砂巖。滲透率值一般大于10md，排驅(qū)壓力0.1~0.174Mpa，喉道均值0.87~3.96μm，平均孔寬25μm，1~10μm的孔喉占總數(shù)的54.3%，分選系數(shù)2.73，為中孔隙度、低滲透率、細(xì)孔、中細(xì)喉、精歪度、不均勻型。②以粒間孔—溶蝕孔、溶蝕孔—粒間孔孔隙組合為主，主要為油浸~油斑細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖。滲透率值一般1~10md，排驅(qū)壓力0.152~0.331Mpa，喉道均值0.6~1.3μm，平均孔寬20μm，孔喉分布以1~10μm和0.1~1μm為主，分選系數(shù)2.5，屬于中低孔隙度、特低滲透率、小孔、中細(xì)喉~細(xì)喉、粗歪度、不均勻型。③以微孔—粒間孔孔隙組合為主，主要為油跡，熒光細(xì)粉砂巖、粉砂巖，滲透率值一般小于1md，排驅(qū)壓力0.744~1.859Mpa，喉道均值平均為0.04μm，平均孔寬10~15μm，以＜0.1μm的微喉道為主，占喉道總數(shù)的90%以上，分選系數(shù)1.72，屬于低~特低孔隙度、超低滲透率、小孔、微吼、細(xì)歪度、較均勻型。①、②類為有效儲(chǔ)層，③類為非有效儲(chǔ)層。2．5儲(chǔ)層的成巖作用長(zhǎng)2儲(chǔ)層經(jīng)受了強(qiáng)烈的成巖作用，微觀結(jié)構(gòu)變得面目全百，形成現(xiàn)今的低~特低滲儲(chǔ)層。研究表明，經(jīng)機(jī)構(gòu)壓實(shí)、化學(xué)壓溶、膠結(jié)、交代與重結(jié)晶等成巖作用后，原生粒間孔隙急縮小甚至堵塞，巖石變得致密堅(jiān)硬。隨著沉積物理深加大，有機(jī)質(zhì)逐漸成熟，羧基酸從干酪根中脫離出來，釋放出CO2，隨著粘土脫水反應(yīng)進(jìn)入儲(chǔ)層，在酸性水的作用下，長(zhǎng)石等易溶顆粒與少量的方解石、濁沸石等膠結(jié)物發(fā)生溶解，形成粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔與鑄孔，改善了儲(chǔ)層的物性。圖6長(zhǎng)2儲(chǔ)層石英次生加大Ⅲ級(jí)，并可見到自生微晶石英（圖6），部分斜長(zhǎng)石被鐵方解石交代，鏡質(zhì)體反射率（Ro）0.71%，伊蒙混層粘土礦物中蒙脫石含量小于30%，巖石致密堅(jiān)硬，溶蝕孔隙比較發(fā)育，表明長(zhǎng)2儲(chǔ)層已進(jìn)入晚成巖階段。圖63、結(jié)論3．1長(zhǎng)2儲(chǔ)層為一套三角洲水上平原亞相沉積，以分流河道為有利儲(chǔ)集相帶，巖性細(xì)、分選好，以中細(xì)砂巖為有效儲(chǔ)層。3．2儲(chǔ)層中自生粘土礦物含量高，主要有綠泥石、高嶺石、伊利石和伊/蒙混層，多以孔隙襯邊或絲縷狀產(chǎn)生，降低了儲(chǔ)層的物性。3．3長(zhǎng)2儲(chǔ)層物性較差，屬于中低滲~特低滲儲(chǔ)層。平均孔隙度為13.4%，平均滲透率4.7md，碳酸鹽含量平均2.6%，儲(chǔ)層孔隙度與滲透率呈明顯的指數(shù)關(guān)系，隨著孔隙度增大，滲透率值指數(shù)遞增。3．4影響儲(chǔ)層物性的因素主要有沉積相帶、碳酸鹽含量、巖石類型、粘土礦物類型及產(chǎn)狀、成巖作用、裂縫、微觀孔隙結(jié)構(gòu)七個(gè)方面，其中微觀孔隙結(jié)構(gòu)是影響物性的最直接因素。3．5長(zhǎng)2儲(chǔ)層發(fā)育粒間孔、溶孔及微裂隙，其中以粒間孔為主，其次為溶蝕孔。喉道類型主要為縮徑