卡塔爾東部二疊系Unayzah組儲(chǔ)層主控因素研究

夏 平，尤 英，余麗玲 （ 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （長(zhǎng)江大學(xué)）長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢430100）

卡塔爾東部位于魯卜哈利盆地南海灣鹽次盆與中阿拉伯盆地交界處。魯卜哈利盆地和中阿拉伯盆地的盆地類(lèi)型為古生界克拉通-中生界被動(dòng)大陸邊緣-新生界前陸疊合盆地。目的層段Unayzah組為早二疊世地層，與上覆晚二疊世Khuff組、下伏晚泥盆世Jubah組均呈不整合接觸，Unayzah組底部為海西不整合面?？ㄋ枛|部Unayzah組屬于魯卜哈利富油氣盆地的探索新領(lǐng)域，具有廣闊的勘探前景［1］。但該研究區(qū)整體勘探程度較低，對(duì)其儲(chǔ)層的研究較少，這給該研究區(qū)的勘探工作造成了很大影響。為此，筆者對(duì)卡塔爾東部二疊系Unayzah組儲(chǔ)層特征及主控因素進(jìn)行了分析，以便為其勘探開(kāi)發(fā)提供參考。

1 儲(chǔ)層特征

Unayzah組巖石類(lèi)型以巖屑石英砂巖為主，碎屑成分主要為石英、長(zhǎng)石和巖屑，石英質(zhì)量分?jǐn)?shù)高。中到粗粒，多礫石?？紫额?lèi)型主要為原生孔隙和次生溶蝕孔隙，有粒內(nèi)溶孔和粒間溶孔。對(duì)Unayzah組的取心井進(jìn)行巖心分析化驗(yàn)，從相關(guān)統(tǒng)計(jì)圖（見(jiàn)圖1）可看出，Unayzah組物性好，孔隙度大部分在10%以上，滲透率大部分大于10×10-3μm2，因而可作為有效儲(chǔ)層。

圖1 Unayzah組巖心孔隙度和滲透率分布直方圖

2 主控因素分析

2．1 母巖性質(zhì)對(duì)儲(chǔ)層物性的影響

巖石中的石英顆粒在偏光顯微鏡下的特征基本相同，而在陰極發(fā)光顯微鏡下其發(fā)光則有不同［2］。石英的不同發(fā)光與成因有直接的關(guān)系，其主要取決于形成溫度、回火作用及冷卻速度。

取心井的陰極發(fā)光薄片分析表明，Unayzah組碎屑顆粒中發(fā)棕色光的石英占30%左右 （見(jiàn)圖2）。大量研究表明，油、氣儲(chǔ)層中發(fā)棕色光的石英易溶蝕并產(chǎn)生次生孔隙。該類(lèi)石英大多數(shù)來(lái)自變質(zhì)巖中，其晶格受到力錯(cuò)使晶體格架產(chǎn)生畸變，因而易被溶蝕。發(fā)棕色光的石英被不規(guī)則溶蝕，形成粒間或者粒內(nèi)溶孔，而發(fā)藍(lán)色光的石英邊緣都比較完整 （見(jiàn)圖3（b）和圖3（c））。因此，母巖性質(zhì)對(duì)儲(chǔ)層物性有一定的影響，即發(fā)棕色光的石英顆粒含量越高，易被溶蝕的石英顆粒就越多，這樣越有利于次生孔隙的形成［3］。

圖2 Unayzah組碎屑顆粒中石英發(fā)光顏色統(tǒng)計(jì)圖

圖3 Unayzah組巖心綜合柱狀圖

2．2 沉積微相類(lèi)型對(duì)儲(chǔ)層物性的影響

沉積環(huán)境是影響儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的地質(zhì)基礎(chǔ)，不同沉積微相砂巖儲(chǔ)集性存在明顯的差異［4］。通過(guò)對(duì)Unayzah組的沉積相進(jìn)行分析可知，Unayzah組主要為河流相，發(fā)育河道、天然堤、泛濫平原等微相（見(jiàn)圖3和圖4）。對(duì)不同微相的物性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，河道物性最好，孔隙度在15%～20%，滲透率大于10×10-3μm2；天然堤的物性次之，孔隙度小于10%。因此，沉積微相類(lèi)型對(duì)儲(chǔ)層物性具有一定影響。

圖4 Unayzah組巖心綜合柱狀圖

2．3 成巖作用對(duì)儲(chǔ)層物性的影響

1）壓實(shí)作用 由于石英組分含量較高，因而剛性骨架碎屑含量較高，壓實(shí)率低，機(jī)械壓實(shí)作用相對(duì)較弱，所以盡管Unayzah組埋深較大 （深度在3000m以上），但仍然保持部分的原生孔隙 （見(jiàn)圖3（a））。

2）膠結(jié)作用 Unayzah組的膠結(jié)作用主要分為泥質(zhì)膠結(jié)和石英的次生加大膠結(jié)，對(duì)儲(chǔ)層物性的影響不盡相同。①泥質(zhì)膠結(jié)。膠結(jié)物主要為自生粘土礦物，其中主要成分為伊利石。伊利石膠結(jié)對(duì)儲(chǔ)層性能的影響具有雙向作用，即早期的伊利石環(huán)邊膠結(jié)作用減少了部分原生孔隙 （圖4（c）），但顆粒包膜伊利石也有效地抑制了石英晶體的生長(zhǎng)，保留了部分原生孔隙和吼道 （圖4（a）），從而有利于優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層儲(chǔ)層發(fā)育［5］。②石英的次生加大膠結(jié)。通過(guò)對(duì)Unayzah組的薄片觀察可知，Unayzah組石英次生加大劇烈，雖然在一定程度上提高了砂巖抗壓實(shí)-壓溶強(qiáng)度，但由于其充滿(mǎn)孔隙、堵塞吼道，減少了大量的原生孔隙 （圖4（d）），降低了儲(chǔ)層的孔、滲性能，對(duì)孔隙的保留起破壞性作用，從而不利于相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的形成。

3）溶蝕作用 Unayzah組的石英組分含量雖然很高，但碎屑顆粒中還有部分鉀長(zhǎng)石。研究表明，鉀長(zhǎng)石的蝕變過(guò)程是在孔隙水流動(dòng)性差的弱酸性介質(zhì)中進(jìn)行的，致使鉀長(zhǎng)石蝕變產(chǎn)物難以及時(shí)帶走，使得堿性離子反作用于鉀長(zhǎng)石恤變的中間產(chǎn)物生成伊利石［6］。在埋藏成巖過(guò)程中長(zhǎng)石和高嶺石的伊利石化作用能促進(jìn)鉀長(zhǎng)石的溶解形成次生孔隙（見(jiàn)圖5）。該成巖作用在該研究區(qū)常見(jiàn)，其產(chǎn)生了大量次生孔隙，使孔喉間的連通性得到了改善。

圖5 Unayzah組長(zhǎng)石顆粒沿解理溶蝕掃描電鏡圖

3 結(jié) 論

1）發(fā)棕色光的石英顆粒含量越高，易被溶蝕的石英顆粒就越多，因而越有利于次生孔隙的形成。

2）石英的次生加大造成了原生孔隙的大量減少，而顆粒包膜伊利石可以阻止石英次生加大的形成，從而保護(hù)原生孔隙，埋藏成巖過(guò)程中長(zhǎng)石和高嶺石的伊利石化作用能促進(jìn)鉀長(zhǎng)石的溶解形成次生孔隙，因而自生伊利石的形成對(duì)于砂巖原生孔隙的保存和次生孔隙的發(fā)育具有積極作用，這有利于相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的形成。

3）影響Unayzah組砂巖儲(chǔ)層的主要因素是母巖性質(zhì)、膠結(jié)作用和溶蝕作用。

［1］Khaled R A．Controls on hydrocarbon properties in a Paleozoic petroleum system in Saudi Arabia：Exploration and development implications［J］．AAPG Bulletin，2010，94：163-188．

［2］Al-Laboun A A．The distribution of Carboniferous-Permian siliciclastic rocks in the greater Arabian basin ［J］ ．Geological Society of America Bulletin，1988，100：362-373．

［3］陳麗華，郭舜玲，王衍琦，等 ．中國(guó)油氣儲(chǔ)層研究圖集 （卷五）——自生礦物、顯微熒光、陰極發(fā)光 ［M］．北京：石油工業(yè)出版社，1994．

［4］李鳳杰，王多云，徐旭輝．鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)三疊系延長(zhǎng)組儲(chǔ)層特征及影響因素分析 ［J］．石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2005，27（4）：364-369．

［5］Stephen G．Franks and Horst Zwingmann．Origin and timing of late diagenetic illite in the Permian-Carboniferous Unayzah sandstone reservoirs of Saudi Arabia ［J］ ．AAPG Bulletin，2010，94：1133-1159．

［6］伏萬(wàn)軍，劉文彬 ．塔里木盆地碎屑巖中鉀長(zhǎng)石的蝕變作用 ［J］．沉積學(xué)報(bào)，1996，14（增刊）：84-89