大牛地氣田馬五5白云巖儲(chǔ)層特征及分布規(guī)律研究

唐明遠(yuǎn)

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大牛地氣田馬五5白云巖儲(chǔ)層特征及分布規(guī)律研究

唐明遠(yuǎn)

（中國(guó)石化華北油氣分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，河南鄭州 450000）

以沉積巖石學(xué)、油氣地球化學(xué)、碳酸鹽巖儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)為理論基礎(chǔ)，通過(guò)大量鉆井巖心觀察、測(cè)井分析、薄片和掃描電鏡鑒定、物性及壓汞分析，研究了大牛地氣田馬五5亞段白云巖儲(chǔ)層特征及分布規(guī)律。結(jié)果表明，馬五5亞段儲(chǔ)層巖石類(lèi)型以粉–細(xì)晶白云巖為主；儲(chǔ)集空間以晶間孔隙型為主，裂縫–孔隙型次之；平均孔隙度為5.41%，平均滲透率為1.05×10-3μm2，屬于低孔低滲儲(chǔ)層。馬五5白云巖是表生期向下滲流的巖溶水與地層本身沉積的泥晶灰?guī)r交代作用形成，其分布與奧陶系風(fēng)化殼巖溶古地貌密切相關(guān)，主要分布在大牛地氣田西部、北部的侵蝕高地以及東部、南部的侵蝕溝槽區(qū)，中部的斜坡臺(tái)丘及斜坡區(qū)白云巖欠發(fā)育。

大牛地氣田；馬五5儲(chǔ)層；白云巖特征；古地貌

鄂爾多斯盆地奧陶系以碳酸鹽巖沉積為主，在盆地中部靖邊地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的大型巖溶風(fēng)化殼氣藏，地質(zhì)儲(chǔ)量達(dá)7 000×108m3，展示了盆地下古生界奧陶系碳酸鹽巖風(fēng)化殼的巨大潛力[1–3]。大牛地氣田構(gòu)造上位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡東北部[4]，與靖邊氣田具有相似的成藏條件，已有的勘探成果也表明奧陶系風(fēng)化殼具有良好的天然氣勘探潛力。

近年來(lái)，在大牛地奧陶系風(fēng)化殼發(fā)現(xiàn)馬五1+2、馬五5兩套具有一定規(guī)模的氣層，馬五1+2亞段儲(chǔ)層位于風(fēng)化殼頂部，為一套巖溶儲(chǔ)集體，馬五5亞段儲(chǔ)層位于風(fēng)化殼底部，為一套白云巖儲(chǔ)集體，二者具有不同儲(chǔ)層特征及分布規(guī)律。本次研究以風(fēng)化殼底部馬五5亞段為目標(biāo)層段，通過(guò)大量鉆井、巖心、測(cè)井、分析化驗(yàn)及測(cè)試等資料綜合分析，對(duì)大牛地氣田奧陶系風(fēng)化殼底部馬五5白云巖儲(chǔ)層特征及分布規(guī)律進(jìn)行了深入剖析，以期為其后續(xù)的勘探開(kāi)發(fā)提供一定的地質(zhì)依據(jù)。

1 白云巖儲(chǔ)層特征

1.1 巖石學(xué)特征

大牛地馬五5亞段為潮下帶沉積，以潮下低能沉積環(huán)境為主，發(fā)育潮下灰坪微相，主要巖性為深灰、灰黑色泥微晶灰?guī)r（圖1a），水平紋層較為發(fā)育，黑色灰?guī)r俗稱(chēng)“黑腰帶”，是區(qū)域標(biāo)志層[5–7]（圖1a～c）。受到后期成巖作用的影響，馬五5亞段灰?guī)r地層內(nèi)局部出現(xiàn)白云石化，泥微晶灰?guī)r被交代形成粉–細(xì)晶白云巖（圖1a～f）。巖心、薄片、掃描電鏡等資料表明，馬五5亞段儲(chǔ)層巖石類(lèi)型以粉–細(xì)晶白云巖為主，一般呈深灰色層狀產(chǎn)出，晶體干凈明亮、晶面平直，晶體形態(tài)以半自形–自形為主，自形程度高，晶體大小均勻，一般30～50 μm，點(diǎn)–線(xiàn)接觸，晶間孔較為發(fā)育。

1.2 儲(chǔ)集空間特征

大牛地氣田馬五5儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間類(lèi)型主要有孔隙型、裂縫型及裂縫–孔隙型三種類(lèi)型。

1.2.1 孔隙型

通過(guò)對(duì)鄂爾多斯盆地大牛地氣田馬五5亞段60余個(gè)薄片的觀察分析，馬五5白云巖儲(chǔ)層普遍發(fā)育孔隙型儲(chǔ)層，孔隙型儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間主要有晶間孔、晶間溶孔，孔隙度2.0%～9.0%，滲透率0.1×10-3～1.0×10-3μm2。測(cè)井響應(yīng)特征為低自然伽馬、低電阻率、低密度、高聲波時(shí)差及高補(bǔ)償中子。

晶間孔：指白云巖晶體之間的未經(jīng)過(guò)溶蝕的孔隙。馬五5亞段晶間孔由交代成巖作用形成，主要發(fā)育在粉、細(xì)晶白云巖中，其孔徑0.01~0.5 mm，晶間孔面孔率3%~14%（圖1ｇ）。

晶間溶孔：是指晶間孔及晶間膠結(jié)物經(jīng)過(guò)溶蝕作用而擴(kuò)大形成的孔隙。該類(lèi)孔隙在大牛地馬五5亞段白云巖中比較發(fā)育，溶蝕作用使其形態(tài)變得不規(guī)則，呈分散狀或順層密集分布，孔徑大小差異較大，一般為0.02~0.8 mm，其面孔率為0.1％~7.5％（圖1h）。

1.2.2 裂縫型

大牛地馬五5亞段裂縫普遍發(fā)育，主要以高角度裂縫和網(wǎng)狀縫為主，且多為溶蝕縫，構(gòu)造縫較少，裂縫大部分被充填，較少能成為儲(chǔ)層，送樣分析的198塊樣僅有8塊樣為帶裂縫性灰?guī)r樣（圖1i～j）。但該類(lèi)儲(chǔ)層的滲透率較高，為0.89×10-3~102.00×10-3μm2，平均值14.23×10-3μm2，孔隙度為0.62%~3.20%，平均值1.56%，分布范圍較大。

1.2.3 裂縫–孔隙型

裂縫–孔隙型儲(chǔ)層在大牛地馬五5白云儲(chǔ)層中比較常見(jiàn)，該類(lèi)儲(chǔ)層裂縫為微裂縫，其物性較好（圖1k～l）。巖心孔隙度2.0%～10.0%，滲透率0.5×10-3~100×10-3μm2，是一種比較理想的儲(chǔ)層類(lèi)型，其測(cè)井響應(yīng)特征與孔隙型相似，但聲波時(shí)差大幅升高，且起伏較大。

圖1 大牛地氣田馬五5儲(chǔ)集巖及儲(chǔ)集空間

1.3 儲(chǔ)層物性特征

根據(jù)大牛地馬五5亞段188個(gè)物性分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，同時(shí)滿(mǎn)足孔隙度大于2%、滲透率大于0.1 μm2的物性下限條件的數(shù)據(jù)164個(gè)。馬五5亞段晶間孔隙型儲(chǔ)層平均孔隙度5.25%，最大孔隙度為10.30%，平均滲透率為0.46×10-3μm2，最大滲透率為4.07×10-3μm2，裂縫–孔隙型儲(chǔ)層平均孔隙度5.56%，最大孔隙度11.40%，平均滲透率8.55×10-3μm2，最大滲透率127.00 μm2（表1，圖2）。存在裂縫的樣品占總樣品的7.3%，反映馬五5段儲(chǔ)層以白云巖晶間孔為主。

表1 大牛地馬五5儲(chǔ)層物性統(tǒng)計(jì)

圖2 馬五5孔隙度與滲透率分布

2 白云巖儲(chǔ)層測(cè)井識(shí)別

大牛地馬五5亞段巖性組成上以深灰、灰黑色泥微晶灰?guī)r為主，整套地層泥質(zhì)含量低，伽馬值15~30 API，低于其上下地層的伽馬值。馬五5白云巖儲(chǔ)層與馬五5原始沉積的泥微晶灰?guī)r地層相比，電阻率、補(bǔ)償密度、光電吸收界面指數(shù)明顯更低，而聲波時(shí)差和補(bǔ)償中子明顯更高。綜上所述，馬五5白云巖儲(chǔ)層電性特征為“四低兩高”，即低伽馬、低電阻率、低補(bǔ)償密度、低光電吸收界面指數(shù)，高聲波時(shí)差、高補(bǔ)償中子。運(yùn)用測(cè)井、分析化驗(yàn)資料等建立了測(cè)井識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)（表2）。即馬五5白云巖儲(chǔ)層測(cè)井上補(bǔ)償中子值大于3.0%，聲波時(shí)差大于163 μs/m，補(bǔ)償密度小于2.76 g/cm3，深電阻率小于1 000 Ω·m，孔隙度大于3.0%，滲透率大于0.05×10-3μm2。

表2 大牛地氣田馬五5白云巖儲(chǔ)層識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)

3 儲(chǔ)層平面分布特征及規(guī)律

大牛地氣田馬五5亞段存在多個(gè)規(guī)模大小不等的白云巖儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)，西部、北部最發(fā)育，東部、南部次之，中部最不發(fā)育（圖3）。研究表明，大牛地馬五5白云巖儲(chǔ)層是由于表生期下滲巖溶水與地層交代作用形成的，因此其白云巖儲(chǔ)層的分布主要受到表生期巖溶古地貌控制[8–13]。馬五5巖溶古地貌對(duì)比分析表明（圖4），馬五5白云巖儲(chǔ)層分布具有三個(gè)規(guī)律：一是白云巖儲(chǔ)層主要分布于侵蝕高地和溝槽，即風(fēng)化殼馬五1~馬五4地層厚度較薄的區(qū)域，另外侵蝕溝槽內(nèi)大氣淡水和巖溶水長(zhǎng)時(shí)間大量聚集，使其巖溶作用及白云化程度均強(qiáng)于侵蝕高地，二是斜坡臺(tái)丘、斜坡區(qū)白云巖儲(chǔ)層欠發(fā)育，僅在局部潛坑或小型洼地的下部發(fā)育規(guī)模較小的白云巖儲(chǔ)層，三是白云巖儲(chǔ)層具有沿著古構(gòu)造較低方向發(fā)育趨勢(shì)，主要是由于巖溶水沿著構(gòu)造低的方向傾斜著下滲到馬五5地層造成。

圖3 大牛地氣田馬五5白云巖儲(chǔ)層分布

圖4 大牛地氣田奧陶系風(fēng)化殼古地貌特征

4 結(jié)論

（1）大牛地氣田馬五5儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間主要為次生孔隙，發(fā)育孔隙型、裂縫型及裂縫–孔隙型三種儲(chǔ)集空間類(lèi)型，其中晶間孔隙型儲(chǔ)層最為發(fā)育，裂縫–孔隙型次之，裂縫型儲(chǔ)層較少見(jiàn)。

（2）大牛地氣田馬五5儲(chǔ)層具有低孔、低滲特征，平均孔隙度5.41%，平均滲透率1.05×10-3μm。表現(xiàn)為“四低兩高”的測(cè)井特征，即低伽馬、低電阻率、低補(bǔ)償密度、低光電吸收界面指數(shù)，高聲波時(shí)差、高補(bǔ)償中子。

（3）大牛地氣田馬五5白云巖儲(chǔ)層平面分布與巖溶古地貌密切相關(guān)，白云巖儲(chǔ)層主要分布于大牛地西部、北部的侵蝕高地以及東部、南部的侵蝕溝槽區(qū)，中部的斜坡臺(tái)丘及斜坡區(qū)白云巖欠發(fā)育。

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編輯：蒲洪果

1673–8217（2017）05–0029–04

TE112.23

A

2017–06–05

唐明遠(yuǎn)，工程師，1984年生，2007年畢業(yè)于西南石油大學(xué)資源勘查專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)工作。

國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)“大牛地氣田穩(wěn)產(chǎn)及提高采收率技術(shù)”（2016ZX05048）資助。