塔里木盆地志留系碎屑巖孔隙成因類型定量分析
——以順9井柯坪塔格組為例

張永東，王恕一

(中國石化 石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無錫　214126)

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塔里木盆地志留系碎屑巖孔隙成因類型定量分析
——以順9井柯坪塔格組為例

張永東，王恕一

(中國石化 石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無錫214126)

摘要：碎屑巖儲(chǔ)層孔隙主要成因類型鑒別，影響到進(jìn)一步勘探時(shí)對儲(chǔ)層預(yù)測方向的判斷。塔里木盆地志留系儲(chǔ)層大多為原生—次生復(fù)合孔和微孔，僅僅根據(jù)鑄體薄片觀察統(tǒng)計(jì)往往難以正確鑒別其主要孔隙成因類型。以順9井志留系儲(chǔ)層為例，在鑄體薄片觀察統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)相似巖性在相似埋藏條件下，原生孔隙受壓實(shí)衰減程度相近，其殘余原生孔含量相近的原理，綜合分析埋深相近層段儲(chǔ)層巖石學(xué)特征和實(shí)測孔隙度，定量化分析該儲(chǔ)層段不同成因類型孔隙的含量。統(tǒng)計(jì)表明，順9井志留系儲(chǔ)層中原生殘余粒間孔含量小于4.6%(實(shí)測孔隙度3.2%～14.6%)；現(xiàn)今發(fā)育的中—低孔儲(chǔ)層，主要是疊加了次生溶蝕孔形成的，孔隙度相對較高的儲(chǔ)層以次生孔為主。該定量化分析方法可正確判別儲(chǔ)層孔隙類型。

關(guān)鍵詞：孔隙類型；定量化；碎屑巖儲(chǔ)層；志留系；塔里木盆地

志留系是塔里木盆地油氣勘探的重要目的層系，目前在塔中順托果勒、孔雀河斜坡等地區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多個(gè)油氣藏，志留系儲(chǔ)層為碎屑巖儲(chǔ)層。前人對相關(guān)油氣藏儲(chǔ)層做過許多研究，然而對儲(chǔ)層孔隙成因類型的認(rèn)識(shí)不一致，有的認(rèn)為是以殘余粒間孔等原生孔隙為主[1-6]，有的認(rèn)為是以次生孔隙為主[7]?？紫冻梢蝾愋驼J(rèn)定是儲(chǔ)層預(yù)測的關(guān)鍵因素，如果儲(chǔ)層孔隙類型以原生孔為主，則預(yù)測方向主要是砂體及有利沉積相；如果儲(chǔ)層孔隙類型以次生孔為主，則預(yù)測方向應(yīng)在砂體、有利沉積相基礎(chǔ)上，根據(jù)控制溶蝕作用的因素(諸如構(gòu)造破裂、酸性流體來源等)進(jìn)行預(yù)測。因此正確鑒別儲(chǔ)層孔隙成因類型，對塔里木盆地志留系油氣進(jìn)一步勘探有重要意義。

孔隙成因類型判別的傳統(tǒng)方法，主要是根據(jù)鑄體薄片、普通薄片以及掃描電鏡觀察分析，統(tǒng)計(jì)不同成因類型的孔隙。其中，顯著的溶孔和粒間原生孔可以較準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)，而復(fù)合的粒間孔(粒間溶蝕擴(kuò)大孔)難以準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)次生、原生孔的相對含量。因此，以復(fù)合孔為主的儲(chǔ)層，僅僅根據(jù)薄片觀察等往往難以正確鑒別其主要的孔隙成因類型。為此，有些研究者在傳統(tǒng)薄片鑒別的基礎(chǔ)上，結(jié)合孔滲特征和實(shí)測孔隙度等資料，綜合分析儲(chǔ)層孔隙成因類型。

圖1　塔里木盆地構(gòu)造區(qū)劃與順9井位置

朱筱敏等[8]認(rèn)為，原生孔隙形態(tài)單一，分布均勻，與儲(chǔ)層顆粒分選程度關(guān)系密切，分選越好，孔隙度越高，在壓實(shí)作用下喉道變少的程度遠(yuǎn)大于孔隙，孔滲相關(guān)性較差；而次生孔隙形態(tài)不規(guī)則，分布不均勻，孔隙分選差，在溶蝕作用過程中形成次生孔隙的同時(shí)，也對喉道進(jìn)行了改造，因此孔滲以及孔喉半徑均值和孔隙度之間有較好的相關(guān)性。據(jù)此識(shí)別了東河塘地區(qū)和塔中不同地區(qū)東河塘砂巖儲(chǔ)層的主要孔隙成因類型。

王恕一等[9-10]根據(jù)巖石溶蝕作用強(qiáng)度，集合成“強(qiáng)溶類”和“弱溶類”兩類樣品，然后根據(jù)實(shí)測孔隙度和薄片統(tǒng)計(jì)的不同孔隙類型面孔率，定量化統(tǒng)計(jì)計(jì)算了原生孔和次生孔隙度值，得出了塔北地區(qū)三疊系、侏羅系、白堊系等儲(chǔ)層以原生孔為主的認(rèn)識(shí)。

塔里木盆地志留系儲(chǔ)層大多以次生—原生復(fù)合的粒間孔為主，為正確鑒別其孔隙成因類型，筆者以順9井志留系柯坪塔格組儲(chǔ)層為例，在傳統(tǒng)薄片統(tǒng)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，綜合儲(chǔ)層巖石學(xué)特征和實(shí)測孔隙度，定量化分析統(tǒng)計(jì)了該層位儲(chǔ)層不同成因類型孔隙含量，為以次生—原生復(fù)合粒間孔為主的儲(chǔ)層的孔隙成因類型分析，提供了一種新的定量化統(tǒng)計(jì)方法。

1儲(chǔ)層概況

順9井位于塔里木盆地中央隆起帶順托果勒低隆區(qū)，構(gòu)造上屬于塔中隆起和塔北隆起之間的“隆間坳”及滿加爾坳陷和阿瓦提坳陷之間的“坳間隆”[11-13](圖1)。志留系柯坪塔格組呈東西向展布，在塔北的隆起區(qū)和塔中的隆起區(qū)缺失[14-17]。順9井在志留系柯坪塔格組下段砂巖中獲得工業(yè)油流，上報(bào)地質(zhì)儲(chǔ)量12 139.31×104t，儲(chǔ)層實(shí)測孔隙度3.2%～14.6%，平均7.51%，滲透率在(0.01～34.3)×10-3μm2，平均為0.9×10-3μm2(圖2)。

順9井柯坪塔格組儲(chǔ)層巖性主要為(含)粉砂質(zhì)細(xì)粒長石巖屑砂巖、細(xì)粒長石巖屑砂巖、巖屑砂巖，局部分布少量長石石英砂巖(分布于5 335.56～5 343.36 m)，為潮坪和三角洲沉積環(huán)境[18]。影響儲(chǔ)層發(fā)育的成巖作用主要有壓實(shí)、膠結(jié)和溶蝕作用[19-20]。儲(chǔ)層壓實(shí)作用中等—強(qiáng)，鏡下觀察顆粒間以線接觸為主，局部為凹凸接觸。膠結(jié)作用不均一，膠結(jié)物主要以方解石、黏土礦物為主，膠結(jié)物含量3%～45%，大多數(shù)樣品膠結(jié)物含量3%～8%，約占樣品總數(shù)的74.1%。溶蝕作用普遍發(fā)育，分布不均一，被溶蝕礦物主要為砂粒中的鋁硅酸鹽礦物(長石、巖屑等)，大多沿著顆粒邊緣溶蝕，形成粒間溶蝕擴(kuò)大孔，成為殘余原生粒間孔和溶蝕次生孔疊加在一起的復(fù)合孔隙，粒內(nèi)溶孔和可顯著分辨的殘余粒間孔極少(表1)。

圖2　塔里木盆地順9井柯坪塔格組儲(chǔ)層孔滲關(guān)系

2儲(chǔ)層孔隙成因類型定量化統(tǒng)計(jì)

2.1統(tǒng)計(jì)方法

理論上，碎屑巖中相似的巖性，在相似的埋藏條件和程度相近的膠結(jié)作用影響下(膠結(jié)物含量相近)，其殘余原生粒間孔含量相近。如果在上述條件下，其孔隙的發(fā)育和分布有較大差異，則主要是次生孔隙發(fā)育程度的影響?；谏鲜稣J(rèn)識(shí)，筆者對順9井柯坪塔格組巖心樣品進(jìn)行了系統(tǒng)分析統(tǒng)計(jì)。

順9井下志留統(tǒng)柯坪塔格組取心段，井深5 233.67～5 607.96 m，共9個(gè)回次，分析樣品81個(gè)，分別作了實(shí)測孔隙度和滲透率分析，鑄體薄片膠結(jié)物含量、孔隙類型(原生孔、次生孔和復(fù)合孔)面孔率統(tǒng)計(jì)，同時(shí)結(jié)合樣品巖性和巖石結(jié)構(gòu)分析。

研究樣品埋深頂?shù)紫嗖?74.29 m，鏡下觀察壓實(shí)作用特征相似，巖石孔滲與埋深無明顯相關(guān)性，不同深度回次的樣品孔滲值疊置穿插(圖2)，表明研究層段受壓實(shí)程度相近，原生孔的壓實(shí)衰減程度相似。研究層段均為潮坪相，巖石礦物成分和結(jié)構(gòu)略有差異，但不同類型巖性和結(jié)構(gòu)與孔隙度變化的相關(guān)性不大，如長石巖屑砂巖、巖屑砂巖和長石石英砂巖的孔隙度為3.5%～11%，平均孔隙度為6.2%；含粉砂質(zhì)細(xì)砂巖與細(xì)砂巖的孔隙度3.3%～10.7%，平均孔隙度為7.4%，可見研究層段巖石成分結(jié)構(gòu)對孔隙度影響不大。而膠結(jié)物含量變化較大，變化范圍從3%～45%，由于該值主要集中在4個(gè)段，分別為3%～5%，6%～8%，10%～12%和12%～45%，因此按照這4個(gè)分布段分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(表1)。

2.2統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析

膠結(jié)物含量對孔隙有一定影響。膠結(jié)物含量大于10%的樣品孔隙度普遍較?。耗z結(jié)物含量10%～12%的樣品主要為低孔類型(孔隙度5%～10%)，占80%，其次是特低孔類型(孔隙度<5%)，占20%，未見中孔類型(孔隙度10%～15%)；膠結(jié)含量>12%的樣品孔隙發(fā)育更差，主要為特低孔(孔隙度<5%)，占81.8%，低孔和中孔各占9.1%。而膠結(jié)物含量3%～8%的樣品主要為低孔和中孔類。從樣品數(shù)量來看，膠結(jié)物含量>10%的樣品僅占樣品總數(shù)的25.9%，可見總體上膠結(jié)作用對研究層段的孔隙度影響不大。

從膠結(jié)物含量3%～5%和6%～8%的2組樣品統(tǒng)計(jì)可見，孔隙度分布較分散，前一組中孔占24.4%，低孔占65.8%，特低孔占9.8%；后一組中孔占31.5%，低孔占63.2%，特低孔占5.3%，表明其非均質(zhì)性強(qiáng)烈。鑄體薄片中，無論是中孔還是特低孔樣品，其孔隙主要是粒間溶蝕擴(kuò)大孔和粒內(nèi)溶孔。前已述及，這些樣品的巖性、埋深和膠結(jié)物的含量都差異很小，如果這些溶蝕擴(kuò)大孔主要是殘余粒間孔，那么它們應(yīng)該有相似的孔隙度，但統(tǒng)計(jì)表明它們的孔隙度相差甚大(最大的14.6%，最小的4.1%)，可見這些粒間溶蝕擴(kuò)大孔主要是溶蝕作用形成的次生孔隙。

表1　塔里木盆地順9井柯坪塔格組儲(chǔ)層孔隙度和各類孔隙統(tǒng)計(jì)

注：表中算式含義為：最小值～最大值/平均值。

圖3　塔里木盆地順9井柯坪塔格組儲(chǔ)層微觀照片

a. 5 234.55 m，單偏光，10×，低孔儲(chǔ)層鏡下孔隙；b.5 400.11 m，單偏光，10×，中孔儲(chǔ)層鏡下孔隙，孔隙相互連通；c.5 436.57 m，單偏光，10×，特低孔儲(chǔ)層，孔隙連通性差，主要為微孔；d.5 584.46 m，單偏光，10×，特低孔儲(chǔ)層，孔隙連通性差，主要為微孔

Fig.3Photomicrographs of the Kepingtage

Formation in well Shun9, Tarim Basin

膠結(jié)物含量3%～5%和6%～8%的2組樣品中，特低孔類樣品平均實(shí)測孔隙率為4.55%～4.6%，鑄體薄片中面孔率均小于1%。由此可以判定其孔隙主要是薄片中難以鑒別的微孔(圖3)，掃描電鏡下這些樣品中也常見溶蝕作用，可見這些微孔中部分為次生孔隙。由此也可以推斷，即使這類特低孔類樣品的孔隙是以殘余粒間孔為主，粒間孔也小于4.6%。

3結(jié)論

(1)通過定量化分析統(tǒng)計(jì)，順9井志留系儲(chǔ)層孔隙中，殘余原生粒間孔含量很少，現(xiàn)今發(fā)育的中—低孔儲(chǔ)層主要是疊加了溶蝕次生孔形成的。其中，中孔儲(chǔ)層其孔隙成因類型主要為次生孔隙，部分低孔儲(chǔ)層雖然可能以原生為主，但如果沒有次生孔隙疊加，只能成為孔隙度小于5%的非儲(chǔ)層。

(2)以次生—原生復(fù)合孔(粒間溶蝕擴(kuò)大孔)為主的碎屑巖儲(chǔ)層，僅僅根據(jù)鑄體薄片等傳統(tǒng)方法觀察，往往難以正確鑒別其孔隙成因類型。通過儲(chǔ)層段巖石學(xué)特征、實(shí)測孔隙度分析和傳統(tǒng)薄片孔隙統(tǒng)計(jì)觀察，可得到孔隙成因的定量化結(jié)果，是正確判斷儲(chǔ)層孔隙類型的一種有效方法。

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(編輯韓彧)

Quantitative analysis of pore genetic types in the Silurian clastic rocks in the Tarim Basin:A case study of the Kepingtage Formation in well Shun9

Zhang Yongdong, Wang Shuyi

(WuxiResearchInstituteofPetroleumGeology,SINOPEC,Wuxi,Jiangsu214126,China)

Abstract:The identification of pore genetic types in clastic reservoirs affects reservoir prediction. The Silurian reservoirs in the Tarim Basin mainly include primary-secondary composite pores and micro-pores. It is difficult to identify their genetic types by conventional cast thin section observation. A case study was made in the Silurian reservoirs in well Shun9 based on cast thin section observations. Primary pores decrease to a similar extent under compression in formations of similar lithologies buried to similar conditions, resulting in similar residual primary pore contents. We studied the lithologic features and measured porosity of formations with similar burial depths, and quantitatively determined the contents of pores of different genetic types. Primary residual intergranular pores account for less than 4.6% (measured porosity 3.2%-14.6%) in the Silurian reservoirs in well Shun9. Present reservoirs with medium and low porosities were formed due to secondary dissolution, and the reservoirs with high porosities were mainly composed of secondary pores. The quantitative analysis is helpful for the identification of pore genetic types.

Keywords:pore genetic type; quantification; clastic reservoir; Silurian; Tarim Basin

文章編號(hào)：1001-6112(2016)03-0413-05

doi：10.11781/sysydz201603413

收稿日期：2015-05-29；

修訂日期：2016-03-22。

作者簡介：張永東(1982—)，男，工程師，從事碎屑巖沉積儲(chǔ)層和成巖作用研究。E-mail：gentleman10001@163.com。

基金項(xiàng)目：中國石化科技部項(xiàng)目“塔里木志留系油氣富集主控因素及勘探方向”(P12003)資助。

中圖分類號(hào)：TE122.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A