查干凹陷烏力吉構(gòu)造帶巴音戈壁組儲(chǔ)集層特征及主控因素

萬(wàn) 利 王舒

(中石化中原石油工程公司錄井公司)

0 引 言

1 巖石學(xué)特征

1.1 巴一段

巴一段儲(chǔ)集層巖性主要為含礫砂巖、長(zhǎng)石砂巖及巖屑砂巖等。砂巖粒徑大多在0.25～0.5 mm之間，碎屑顆粒分選整體為中等-好，部分較差，顆粒磨圓多呈次棱角狀，以點(diǎn)-線及點(diǎn)接觸為主；礫巖粒徑主要在2～10 mm之間，最大23 mm。巖石中巖屑成分以噴出巖和變質(zhì)巖為主，泥質(zhì)顆粒較少見(jiàn)。填隙物主要為云灰質(zhì)，成分多為平均含量約13.4%的微晶方解石和平均含量約12%的微晶鐵白云石，泥質(zhì)雜基少見(jiàn)。

1.2 巴二段

巴二段儲(chǔ)集層巖性主要為長(zhǎng)石巖屑、巖屑長(zhǎng)石和巖屑砂巖及小部分碳酸鹽巖。砂巖粒徑大多為0.25～1 mm，部分呈不等粒結(jié)構(gòu)，成分主要為中酸性噴出巖、千枚巖、片麻巖、粉砂巖等易壓實(shí)的塑性顆粒，碎屑顆粒呈點(diǎn)-線接觸，中酸性噴出巖、花崗巖、千枚巖及變質(zhì)石英巖為巖屑的主要成分。礫巖粒徑的分布范圍為2～10 mm，最大20 mm。

填隙物主要為白云質(zhì)，白云質(zhì)以呈微晶結(jié)構(gòu)的鐵白云石為主，局部見(jiàn)較多具隱晶質(zhì)鱗片結(jié)構(gòu)泥質(zhì)雜基的泥質(zhì)，白云質(zhì)和泥質(zhì)含量在14%左右。

2 儲(chǔ)集層孔隙類(lèi)型與孔隙結(jié)構(gòu)

鏡下分析表明，查干凹陷烏力吉構(gòu)造帶儲(chǔ)集層次生孔隙為主要儲(chǔ)集空間，以溶蝕粒間孔為主，其次是粒內(nèi)溶蝕孔和膠結(jié)物溶蝕孔，構(gòu)造裂縫較少發(fā)育。孔隙結(jié)構(gòu)巴二段以中細(xì)歪度為主，巴一段則以細(xì)到極細(xì)歪度為主。

2.1 孔隙類(lèi)型

粒間孔主要發(fā)育在巴二段，巴一段有少量分布，主要是石英顆粒邊緣被溶蝕，這類(lèi)孔隙類(lèi)型主要是在局部原生孔隙基礎(chǔ)上溶蝕擴(kuò)大形成，特點(diǎn)是孔隙較大，連通性較好(圖1a)。

粒內(nèi)孔主要發(fā)育在巴一段，巴二段有少量發(fā)育。該區(qū)粒內(nèi)溶蝕孔可分為兩種成因，一是石英顆粒內(nèi)部被溶蝕，二是石英質(zhì)巖屑被溶蝕而形成溶蝕孔。粒內(nèi)溶蝕孔多為篩狀、蜂窩狀，多屬分散的、較孤立的連通性較差的一類(lèi)孔隙(圖1b)。

裂縫主要發(fā)育于巴一段，巴二段有少量發(fā)育。裂縫可分為兩類(lèi)，一類(lèi)為構(gòu)造縫，另一類(lèi)為成巖溶蝕縫。構(gòu)造縫主要發(fā)育于碳酸鹽含量較高的地區(qū)(圖1c)。

現(xiàn)有的諸多矯正正義理論僅側(cè)重于揭示侵權(quán)責(zé)任質(zhì)的規(guī)定性，但未能對(duì)侵權(quán)責(zé)任的量變現(xiàn)象給出合理解釋?zhuān)幌喾?，各種功能主義理論可以解釋侵權(quán)法自近代以來(lái)的量變方向，但疏忽了侵權(quán)責(zé)任質(zhì)的規(guī)定性要求。“矯正正義框架內(nèi)的動(dòng)態(tài)平衡論”兼顧了侵權(quán)責(zé)任“質(zhì)”與“量”兩方面的規(guī)定性，不僅可以為侵權(quán)法內(nèi)在的各種制度提供統(tǒng)一基礎(chǔ)，也劃清了侵權(quán)責(zé)任其他責(zé)任形態(tài)的外在邊界。動(dòng)態(tài)平衡論不但可以解釋侵權(quán)法的演進(jìn)歷史及現(xiàn)實(shí)狀態(tài)，也為侵權(quán)法的未來(lái)發(fā)展預(yù)留了解釋空間。

圖1 巴音戈壁組粒間、粒內(nèi)溶蝕孔和構(gòu)造縫圖板

2.2 孔隙結(jié)構(gòu)

儲(chǔ)集層孔隙結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣直接影響儲(chǔ)集巖的儲(chǔ)集和滲透性能[8]，是儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)的重要研究?jī)?nèi)容之一。明確儲(chǔ)集層孔隙結(jié)構(gòu)，對(duì)油氣運(yùn)移和富集規(guī)律研究也具有重要意義[9]。烏力吉構(gòu)造帶孔隙結(jié)構(gòu)壓汞曲線主要表現(xiàn)為中細(xì)歪度、細(xì)歪度到極細(xì)歪度。中細(xì)歪度毛管壓力曲線平坦段不夠明顯(圖2a)，孔隙度最小9%，最大15%；滲透率為0.11～10 mD；孔喉大小、分選中等，孔喉半徑較分散，多在0.11～0.35 μm之間，最大4.59 μm；排驅(qū)壓力為0.5～1 MPa；巖石基質(zhì)孔隙度與滲透率值較低，巴二段多為該類(lèi)孔隙結(jié)構(gòu)。細(xì)歪度細(xì)孔喉型毛管壓力曲線平臺(tái)較長(zhǎng)(圖2b)，巖石基質(zhì)孔隙度通常小于9%，且滲透率小于1 mD；飽和度中值壓力10～50 MPa，孔喉半徑相對(duì)集中，且較小，基本分布于0.006～0.08 μm之間，排驅(qū)壓力大于1.5 MPa，基本屬較致密的基質(zhì)巖塊范圍，巴二段局部和巴一段儲(chǔ)集層多為這類(lèi)孔隙結(jié)構(gòu)特征。極細(xì)歪度、極細(xì)孔喉型曲線平臺(tái)短或基本無(wú)平臺(tái)特征(圖2c)，巖石基質(zhì)孔隙度通常小于5%，且滲透率小于0.1 mD；飽和度中值壓力10～50 MPa，孔喉半徑相對(duì)集中且較小，常分布于0.006～0.04 μm之間，排驅(qū)壓力大于5 MPa，屬致密的基質(zhì)巖塊范圍，巴一段發(fā)育有這類(lèi)孔隙結(jié)構(gòu)特征。

圖2 查干凹陷烏力吉構(gòu)造帶巴音戈壁組儲(chǔ)集層孔隙結(jié)構(gòu)特征(壓汞)

3 儲(chǔ)集層物性

通過(guò)對(duì)烏力吉構(gòu)造帶15口井642塊樣品的巖心孔隙度和滲透率分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，巴一段儲(chǔ)集層孔隙度分布介于0.1%～7.0%之間，平均孔隙度僅為1.8%，平均滲透率為2.12 mD，為特低孔隙度、特低滲透率儲(chǔ)集層；巴二段儲(chǔ)集層孔隙度分布介于0.17%～15.32%之間，平均孔隙度為5.7%，平均滲透率為3.4 mD，整體上巴二段呈低孔隙度、低滲透率儲(chǔ)集層特征(圖3)。

圖3 孔隙度與滲透率關(guān)系

4 儲(chǔ)集層物性控制因素

4.1 巖性對(duì)儲(chǔ)集層物性的影響

烏力吉構(gòu)造帶緊臨毛敦凸起，具有近物源、快速堆積的特點(diǎn)，加之巴音戈壁組地層埋藏相對(duì)較深，使儲(chǔ)集層物性整體較差。

巴一段孔隙度以砂礫巖最好，分布在0.3%～7%之間，平均孔隙度3.2%，灰質(zhì)礫巖最差，平均孔隙度僅1.1%；滲透率則以大理巖最好，分布在0.035～117 mD之間，平均為3.36 mD，以細(xì)砂巖、粉砂巖滲透率最差，平均為0.029 mD。巴一段各巖性孔隙度大小依次為砂礫巖>細(xì)砂巖>大理巖>灰質(zhì)礫巖，滲透率大小依次為大理巖>灰質(zhì)礫巖>砂礫巖>細(xì)砂巖。

巴二段儲(chǔ)集層巖石類(lèi)型較多，孔隙度以細(xì)砂巖最好，分布在1.2%～15.32%之間，平均孔隙度6.6%；滲透率也以細(xì)砂巖最好，分布在0.026～162.3 mD之間，平均為3.4 mD。孔隙度最小的為泥質(zhì)粉砂巖，分布在0.3%～0.6%，平均為0.5%；滲透率也以泥質(zhì)粉砂巖最差，分布在0.028～0.035 mD之間，平均為0.033 mD。巴二段各巖性孔隙度大小依次為細(xì)砂巖>含礫不等粒砂巖>砂礫巖>粉砂巖>泥質(zhì)粉砂巖；滲透率大小依次為細(xì)砂巖>含礫不等粒砂巖>砂礫巖>粉砂巖>泥質(zhì)粉砂巖。

4.2 沉積環(huán)境對(duì)儲(chǔ)集層物性的影響

不同沉積環(huán)境在儲(chǔ)集層礦物成分、顆粒結(jié)構(gòu)特征、填隙物種類(lèi)和含量等方面存在差異，因而具有不同的儲(chǔ)集層物性特征[10]。在較強(qiáng)的水動(dòng)力條件下，砂巖相對(duì)較粗，磨圓度與分選性較好，儲(chǔ)集層物性也相對(duì)較好。研究發(fā)現(xiàn)，巴二段儲(chǔ)集層粒徑與孔隙度、滲透率呈明顯的正相關(guān)關(guān)系，粒度中值越大，孔隙度與滲透率越大，物性越好。當(dāng)粒度中值由50 μm增大到200 μm時(shí)，孔隙度由4%增大到10%左右，滲透率由0.01 mD增大到1 mD左右。根據(jù)烏力吉構(gòu)造帶165個(gè)物性資料的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，在扇三角洲沉積環(huán)境中，儲(chǔ)集層物性從好到差的順序?yàn)樗路至骱拥馈⒑涌趬?、水下天然堤、水道間、席狀砂、扇三角洲平原及漫灘沼澤。

4.3 成巖作用對(duì)儲(chǔ)集層物性的影響

4.3.1 壓實(shí)作用對(duì)儲(chǔ)集層物性的影響

壓實(shí)作用對(duì)于儲(chǔ)集層物性是最具破壞性的成巖作用[11]。通過(guò)對(duì)巴二段儲(chǔ)集層14口井普通薄片、鑄體薄片、掃描電鏡及陰極發(fā)光共計(jì)222塊樣品的資料統(tǒng)計(jì)分析，機(jī)械壓實(shí)為主要的成巖壓實(shí)作用。碎屑顆粒之間的接觸方式隨著埋深的增加，點(diǎn)接觸逐漸變?yōu)榫€接觸，使顆粒間的孔隙迅速減小甚至消失(圖4a)，且使原有的孔隙在變小的同時(shí)呈孤立狀，連通性變差，非均質(zhì)性增強(qiáng)。

通常情況下，機(jī)械壓實(shí)作用主要發(fā)生在沉積物埋藏的早期階段[12]。研究結(jié)果表明，在烏力吉構(gòu)造帶，當(dāng)儲(chǔ)集層埋深大于1 800 m時(shí)，機(jī)械壓實(shí)對(duì)儲(chǔ)集層物性的控制作用已不明顯。巴二段大多數(shù)砂巖埋深超過(guò)2 300 m，主要表現(xiàn)為線接觸，表明機(jī)械壓實(shí)作用對(duì)儲(chǔ)集層物性的影響已經(jīng)很小(圖4a)。這是因?yàn)樵谠绨讏资溃楦砂枷萁?jīng)歷過(guò)多期火山活動(dòng)，導(dǎo)致較為強(qiáng)烈的膠結(jié)作用發(fā)生，使碎屑顆粒移動(dòng)受阻，機(jī)械壓實(shí)作用逐漸減弱到消失。當(dāng)大量的砂巖孔隙被膠結(jié)物所充填，巖石的抗壓性隨之增強(qiáng)，易產(chǎn)生各種膠結(jié)作用。

圖4 查干凹陷烏力吉構(gòu)造帶巴音戈壁組成巖作用特征

4.3.2 膠結(jié)作用對(duì)儲(chǔ)集層物性的影響

膠結(jié)作用以碳酸鹽及黏土膠結(jié)為主(圖4b、圖4c)，局部可見(jiàn)硅質(zhì)及長(zhǎng)石加大。巴二段碳酸鹽膠結(jié)物含量中等，平均為9.04%；巴一段碳酸鹽膠結(jié)物含量高，主要為微晶鐵白云石、微晶白云石、微-細(xì)晶方解石，平均含量14.72%。

碳酸鹽巖類(lèi)膠結(jié)物對(duì)孔隙的破壞性非常明顯，使原本連通的顆粒間孔隙，由于被膠結(jié)物所充填而使儲(chǔ)集層物性變差，且具有很強(qiáng)的非均質(zhì)性。碳酸鹽膠結(jié)物在成巖早期占據(jù)顆粒間孔隙，但對(duì)晚期的溶蝕與溶解作用比較有利。

4.3.3 溶蝕作用對(duì)儲(chǔ)集層物性的影響

溶蝕作用是碎屑巖儲(chǔ)集層中極為常見(jiàn)的建設(shè)性成巖作用[13]，其形成的次生孔隙將成為主要的油氣儲(chǔ)集空間。查干凹陷巴音戈壁組儲(chǔ)集層溶蝕作用普遍，巴二段主要為碳酸鹽膠結(jié)物溶蝕，砂巖成分成熟度偏低、含量較高的長(zhǎng)石和巖屑為溶解作用提供大量可溶解組分(圖4d、圖4e)。綜合研究認(rèn)為，溶蝕作用是烏力吉構(gòu)造帶巴音戈壁組形成有效儲(chǔ)集層的主要因素，縱向上在深度1 800～3 000 m之間存在一較強(qiáng)溶蝕帶(圖5)，在該溶蝕帶碎屑巖儲(chǔ)集層物性發(fā)生了顯著改善。

圖5 巴音戈壁組儲(chǔ)集層孔隙度與埋深關(guān)系

分析研究認(rèn)為強(qiáng)溶蝕帶主要由有機(jī)質(zhì)熱演化、黏土礦物轉(zhuǎn)化排酸、深部酸性熱流體溶蝕及堿性溶蝕產(chǎn)生。

4.3.4 微裂縫

裂縫主要發(fā)育于巴一段，巴二段少量發(fā)育。根據(jù)鏡下觀察，該區(qū)主要發(fā)育構(gòu)造縫、成巖溶蝕縫、收縮縫(圖4f)。由于后期成巖作用，絕大部分微裂縫被方解石充填，基本沒(méi)有形成有效縫隙，僅有部分溶蝕縫、收縮縫在一定程度上對(duì)物性有所改善，但整體上對(duì)儲(chǔ)集層孔隙結(jié)構(gòu)的改善影響不大。

5 結(jié)論與建議

烏力吉構(gòu)造帶巴音戈壁組碎屑巖巖性主要為長(zhǎng)石巖屑砂巖、巖屑長(zhǎng)石砂巖、巖屑砂巖組成，巖石的成分與結(jié)構(gòu)成熟度均較低。儲(chǔ)集層物性整體呈低孔隙度、低滲透率特征，非均質(zhì)性強(qiáng)。

烏力吉構(gòu)造帶巴音戈壁組儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集空間以次生的溶蝕粒間孔為主，其次是粒內(nèi)溶蝕孔，局部為晶間溶蝕孔、殘余粒間孔等。孔隙結(jié)構(gòu)整體上呈現(xiàn)孔喉半徑小、分選性較差的特征，尤以巴一段更甚。扇三角洲前緣亞相水下分流河道及河口壩砂體儲(chǔ)集性較好，砂礫巖、薄層砂體等儲(chǔ)集層整體物性差，非均質(zhì)性強(qiáng)。

烏力吉構(gòu)造帶地層埋深在1 800 m以上時(shí)，儲(chǔ)集層物性受機(jī)械壓實(shí)作用影響最大，隨埋深增加而變差的趨勢(shì)明顯，埋深1 800～3 000 m之間存在一較強(qiáng)溶蝕帶，溶蝕作用較明顯地改善了儲(chǔ)集空間。該構(gòu)造帶在沉積環(huán)境及成巖作用深入研究的前提下，強(qiáng)化砂體分布特征精細(xì)刻畫(huà)、尋找強(qiáng)溶蝕帶發(fā)育區(qū)，是提高巴音戈壁組油氣勘探成效的關(guān)鍵。