樂東—陵水凹陷梅山組海底扇儲層物性與孔喉結(jié)構(gòu)

朱沛苑 尤 麗 元慶濤 鐘 佳 陸 江

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057）

0 引言

近年來，作為國內(nèi)外油氣田重要的產(chǎn)油氣儲層類型和勘探重點(diǎn)，海底扇已成為瓊東南盆地增儲上產(chǎn)的重要勘探目標(biāo)。鉆探揭示在瓊東南盆地樂東—陵水凹陷中新統(tǒng)梅山組發(fā)育多期重力流海底扇沉積儲層，巖性以粉砂巖、細(xì)砂巖、中砂巖為主，含少量粗砂巖，局部發(fā)育含礫砂巖，儲層物性表現(xiàn)為低、中孔，低、特低滲特征，儲層非均質(zhì)性強(qiáng)，孔喉結(jié)構(gòu)特征差異較大。前人對海底扇進(jìn)行了大量研究，包括沉積特征、成因機(jī)制、演化規(guī)律等［1-5］，但對其儲層物性及孔喉結(jié)構(gòu)等方面尚缺乏系統(tǒng)的研究。筆者基于前人的研究，利用鑄體薄片、掃描電鏡、常規(guī)壓汞、恒速壓汞和核磁共振等分析測試方法，精細(xì)表征樂東—陵水凹陷梅山組海底扇低滲儲層孔喉結(jié)構(gòu)，并對比分析不同孔喉結(jié)構(gòu)的形成條件及主控因素，為儲層綜合評價(jià)提供地質(zhì)依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

樂東—陵水凹陷位于瓊東南盆地中央坳陷帶西段，西部以1號斷層與鶯歌海盆地為界，東與松南低凸起相接，北以2號斷層為界，與崖南低凸起、陵水低凸起的南傾末端相鄰，南與陵南低凸起毗鄰［6-8］。樂東—陵水凹陷呈NWW-EW向延伸，均具有“下斷上坳”的垂向雙層結(jié)構(gòu)。盆地構(gòu)造演化經(jīng)歷了古近紀(jì)裂陷階段、新近紀(jì)早期的裂后早期熱沉降階段和中晚期裂后晚期加速沉降階段。自下而上發(fā)育古近系嶺頭組、崖城組、陵水組，新近系三亞組、梅山組、黃流組及鶯歌海組。其中，受熱沉降作用和區(qū)域海退的綜合影響，在中新統(tǒng)梅山組沉積了多期海底扇。根據(jù)其發(fā)育的位置、沉積體形態(tài)，樂東—陵水凹陷梅山組海底扇沉積類型包括盆底扇型（以B-2井、C-1井為代表）、底流改造型（以W-1井為代表）和斜坡水道化型（以S-2井、SW-1井為代表）海底扇。

2 儲層巖石學(xué)特征

通過研究區(qū)100余個(gè)砂巖薄片鑒定結(jié)果的對比分析可知，梅山組海底扇儲層巖石類型以石英砂巖、巖屑石英砂巖、巖屑砂巖及長石巖屑砂巖為主，且不同類型海底扇的巖石類型存在一定差異，盆底扇型海底扇以長石巖屑砂巖為主，局部發(fā)育巖屑砂巖；底流改造型海底扇以石英砂巖為主。這二者巖性以細(xì)、中砂巖為主；而斜坡水道化型海底扇主要為巖屑石英砂巖，儲集巖性較細(xì)，以粉砂巖為主，局部發(fā)育細(xì)砂巖。碎屑顆粒分選性為差—中等，呈次棱角—次圓狀，主要以顆粒支撐為主。膠結(jié)物以白云石為主，部分為鐵白云石和鐵方解石。研究區(qū)梅山組地層壓實(shí)作用較強(qiáng)，碎屑顆粒以點(diǎn)—線接觸為主，局部見凹凸?fàn)罱佑|。

3 儲層儲集特征

3.1 儲集空間特征

研究區(qū)梅山組海底扇儲層原生孔與次生孔共存。原生孔隙邊緣較為平直，內(nèi)部相對潔凈，孔徑相對較大。次生孔多發(fā)育于長石、巖屑的粒內(nèi)或邊緣，少量為碳酸鹽膠結(jié)物溶孔、石英溶孔及雜基微孔。次生孔形狀不規(guī)則，半徑較小，連通性相對較差。通過對研究區(qū)100余塊鑄體薄片中孔隙進(jìn)行定量統(tǒng)計(jì)表明，研究區(qū)梅山組海底扇儲層以原生粒間孔為主（圖1e），溶蝕粒間孔（圖1b、1g）、粒內(nèi)溶孔（圖1a、1c、1d）、鑄?？祝▓D1f）次之，偶見生物體腔孔、雜基微孔（圖1h）及剩余粒間孔。對比分析發(fā)現(xiàn)：底流改造型、盆底扇型海底扇為粒間孔、粒間溶孔和鑄模孔的孔隙組合，孔隙連通較好；斜坡水道化型海底扇以粒間孔為主，發(fā)育粒內(nèi)、粒間溶孔和鑄?？?，但連通較差。

3.2 儲集物性特征

鉆測井及實(shí)測物性揭示，樂東—陵水凹陷梅山組儲層物性隨埋深增加呈逐漸變差的趨勢，但在 3 800 m附近和4 800 m附近深度段出現(xiàn)高孔隙發(fā)育帶，可能與溶蝕作用、異常超壓有關(guān)?？紫抖戎饕植挤秶鸀?%～26%，平均值為16.2%，滲透率分布范圍為0.001～17.9 mD，平均值為2.4 mD，以低滲為主，局部發(fā)育中滲儲層。儲層的孔滲相關(guān)性較好。

4 儲層孔喉結(jié)構(gòu)特征

儲層孔喉結(jié)構(gòu)表征方法多樣，包括鑄體薄片觀察、掃描電鏡、圖像分析、常規(guī)壓汞、恒速壓汞、核磁共振等，可通過不同方法獲取不同的表征參數(shù)［9-12］。這其中，恒速壓汞實(shí)驗(yàn)通過以極低的準(zhǔn)靜態(tài)恒定速度向巖樣喉道及孔隙內(nèi)壓汞，根據(jù)進(jìn)汞的壓力漲落來獲取孔喉結(jié)構(gòu)方面的信息。核磁共振T2譜分布則與孔隙結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系，一定程度上可以反映樣品的孔隙分布，該方法尤其適用于分析復(fù)雜巖性、復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)分布、低孔、低滲等情況的儲層，通過與壓汞曲線相結(jié)合，可精確表征儲層微觀孔喉結(jié)構(gòu)特征，綜合分析各參數(shù)對儲層物性的影響［13-17］。

4.1 孔喉分布特征

梅山組海底扇壓汞曲線無明顯平坦段，分選差，孔喉大小不均一，偏細(xì)歪度，排驅(qū)壓力較大，毛細(xì)管壓力中值較高，最小非飽和孔喉體積百分?jǐn)?shù)低，這表明孔喉半徑小，孔滲性差，且連通性較差。不同滲透率的巖心孔隙大小及分布性質(zhì)差異不大，孔隙半徑主要集中分布于100～200 μm，峰值約為110 μm；而差異主要體現(xiàn)在喉道大小及分布上：喉道半徑分布均呈單峰特征，樣品滲透率越高，喉道半徑分布范圍越寬，峰值喉道半徑越大，越向右偏移?？缀肀确植寂c喉道相反，滲透率越高的樣品，孔喉比分布范圍越集中，峰值孔喉比越小（圖2）。由此可以看出，喉道是控制低滲儲層滲流能力的主要因素。

4.2 不同尺度孔喉的物性貢獻(xiàn)

通過4個(gè)樣品的對比分析表明，當(dāng)滲透率相近而孔隙度不同時(shí)，孔隙半徑分布特征基本相同，但喉道半徑的分布存在差異?？紫抖容^小的樣品中往往存在較大的喉道，且孔喉比相對較?。▓D3），說明儲層物性越差，小孔喉相對含量越高，滲透率受半徑較大的孔喉控制。而半徑較小的喉道雖對滲透率貢獻(xiàn)小，但當(dāng)其在低滲透儲層中數(shù)量多、比例高、體積之和大時(shí)，會使孔隙度變小。

圖1 樂東—陵水凹陷梅山組儲層儲集空間特征圖

圖2 利用恒速壓汞分析梅山組不同類型海底扇儲層孔隙半徑、喉道半徑及孔喉比分布特征圖

圖3 樂東—陵水凹陷梅山組喉道半徑分布圖

4.3 孔喉結(jié)構(gòu)參數(shù)與儲層物性關(guān)系

孔隙半徑與孔隙度、滲透率均存在較好的正相關(guān)性；喉道半徑與孔隙度的相關(guān)性差，而與滲透率存在良好的正相關(guān)性，這說明喉道是影響儲層滲透率的關(guān)鍵參數(shù)?？紫抖仁軆又锌紫杜c喉道大小、彎曲程度的影響很小，而這二者卻均可以在孔隙度不變的情況下影響儲層的滲透率。

巖樣核磁共振T2譜與孔喉半徑分布圖形狀相似，這說明核磁共振T2橫向弛豫時(shí)間的分布與巖石孔隙結(jié)構(gòu)之間有著良好的對應(yīng)關(guān)系。T2圖譜偏左，意味著巖石微小孔隙發(fā)育，流體基本都在束縛狀態(tài)，可動流體少，物性差；相反，T2圖譜偏右意味著巖石大、中孔隙發(fā)育較好，物性好（圖4）。

5 孔喉結(jié)構(gòu)的影響因素

5.1 沉積作用

沉積環(huán)境對儲層孔喉結(jié)構(gòu)類型具有明顯的影響。隨著沉積物分選由好變差、沉積物粒度由粗變細(xì)、泥質(zhì)雜基含量由少變多，沉積儲層的物性及孔喉結(jié)構(gòu)呈明顯變差的趨勢［18-21］。其中，研究區(qū)底流改造型海底扇是經(jīng)過底流改造再沉積的砂體，其無論分選、物性條件都是海底扇中最優(yōu)的。由于物源供應(yīng)充足，盆底扇型海底扇規(guī)模大，橫向穩(wěn)定連續(xù)，巖性較粗，分選較好，物性相對較好；斜坡水道化型海底扇，儲層沉積不穩(wěn)定，橫向變遷快，砂體規(guī)模較小，分支水道不發(fā)育，砂泥比低，物性差。

5.2 成巖作用

圖4 樂東—陵水凹陷梅山組巖樣核磁共振T2譜和孔徑分布關(guān)系圖

除沉積作用外，成巖作用也是研究區(qū)儲層物性的重要影響因素之一。壓實(shí)、膠結(jié)、溶解等成巖作用對微觀孔喉結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著的影響。研究區(qū)梅山組儲層為中成巖A2期，壓實(shí)作用偏強(qiáng)，壓實(shí)作用是引起儲層孔喉結(jié)構(gòu)變差的主要原因之一。表現(xiàn)為顆粒多呈點(diǎn)—線接觸，以線接觸為主，塑性巖屑或礦物如泥巖巖屑、云母等的彎曲變形，甚至被擠入粒間孔隙中形成假雜基。鐵方解石等碳酸鹽膠結(jié)物呈斑塊狀交代顆粒、充填孔隙，堵塞喉道，是導(dǎo)致儲層物性變差的原因之一。研究區(qū)形成的大量有機(jī)酸對碎屑顆粒（長石、巖屑）、填隙物的溶蝕，使儲層質(zhì)量得到一定程度地改善。儲層經(jīng)過壓實(shí)、膠結(jié)作用，使其物性大大降低，加之后期有機(jī)酸溶蝕作用較弱，使得本區(qū)儲層為中—低滲、特低滲儲層［22-23］。

6 結(jié)論

樂東—陵水凹陷梅山組海底扇類型包括盆底扇型、底流改造型和斜坡水道化型。儲集空間以原生粒間孔和次生溶孔為主，不同類型的海底扇儲層物性存在差異性，其中凹陷中心的盆底扇型海底扇儲層為低—特低孔、低—特低滲特征；陵水西南斜坡的盆底扇型海底扇儲層為低—中孔、低—特低滲特征；陵水北坡的斜坡水道化型海底扇為中孔、中—低滲特征。儲集砂體沉積后，經(jīng)過壓實(shí)、膠結(jié)作用的影響，儲層物性降低，孔喉結(jié)構(gòu)變差，后期較弱的溶蝕作用對孔喉有一定的改善。孔隙半徑大小對滲透率影響不明顯，喉道是控制低滲儲層滲流能力的主要因素。孔喉結(jié)構(gòu)參數(shù)與儲層物性呈較好的對應(yīng)關(guān)系。