海塔盆地W次凹砂砾岩储层次生孔隙特征及成因.pdf
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1、 年 月第 卷第 期西安石油大学学报(自然科学版)()收稿日期:基金项目:国家科技重大专项课题“大型岩性油气藏形成主控因素与有利区带评价”()第一作者:南金浩(),男,硕士,工程师,研究方向:油田潜力评价。:中图分类号:文章编号:()文献标识码:海塔盆地 次凹砂砾岩储层次生孔隙特征及成因南金浩,刘少然,孙贻铃,孔凡顺,于东旭,林 彤(大庆油田有限责任公司 勘探开发研究院,黑龙江 大庆 ;大庆油田有限责任公司 采油工程研究院,黑龙江 大庆 )摘要:在海塔盆地 次凹铜钵庙组砂砾岩储层发现了多口高产井,但井间试油产量差异大,试验区开发效果较差。为明确砂砾岩储层主控因素,预测优质储层展布,通过对比开发
2、效果较好的 凹陷铜钵庙组砂砾岩储层岩石类型、孔隙发育特征的差异,明确了次生孔隙发育程度是影响两个油田生产效果差异的主要原因,厘清了影响物性的次生孔隙发育的影响因素。研究认为,沉积类型、岩石特征、成岩阶段、酸碱性流体以及不整合淋滤是控制次生孔隙发育的主要因素。建立了铜钵庙组砂砾岩储层次生溶蚀经历不整合淋滤、有机酸溶蚀、碱性地层水等多轮次的成因模式。明确了在铜钵庙时期满盆含砂背景下砂砾岩储集空间的演化历程,落实了在剥蚀不整合之下、环洼槽近源背景的近断裂带及斜坡隆起区为次生孔隙发育带。关键词:砂砾岩储层;铜钵庙组;次生孔隙;成因模式;海塔盆地 ,(,;,):,:;南金浩,刘少然,孙贻铃,等 海塔盆地
3、 次凹砂砾岩储层次生孔隙特征及成因 西安石油大学学报(自然科学版),():,(),():南金浩等:海塔盆地 次凹砂砾岩储层次生孔隙特征及成因引言砂砾岩体是陆相断陷盆地陡坡带广泛发育的一种典型的沉积体,在渤海湾盆地济阳坳陷东营凹陷、准噶尔盆地玛湖凹陷、南襄盆地泌阳凹陷均获得巨大突破 。砂砾岩沉积通常近源、快速堆积,导致岩石的结构成熟度和成分成熟度一般较低,储层低孔低渗,孔隙结构复杂,储层非均质性极强,同时缺乏正常碎屑岩沉积的泥岩夹层,给后期油藏开发时的砂层组对比造成很大困难 。次生孔隙对储层物性的改善作用研究主要集中在砂岩,而对于复杂条件下形成和岩性多变等强烈非均质性下砂砾岩次生孔隙的研究相对较
4、少。前人在研究中认为,砂砾岩储层受到酸性和碱性流体溶蚀而使得同一沉积盆地中具有多层系、多区域分布的特征,是形成优势储层的重要条件 。近年来,不断深入对 次凹铜钵庙组砂砾岩储层的勘探、对开发井的评价,多井高产,成为海拉尔油田上产的潜力区块。但井间差异大,开发效果差,需进一步开展储层特征研究。凹陷和 次凹铜钵庙组均发育砂砾岩储层,但储层物性有较大差别。凹陷孔渗均值为 和 ,而 次凹孔渗均值仅 和 。凹陷以铜钵庙组为主要开发层系,已经取得较好的开发效果,油田初期平均单井日产油大于 ,次凹铜钵庙组通过大规模压裂初期产量也能达到 以上,但物性较差,试验井组无法建立有效驱替井网,导致试验区递减较快,严重制
5、约了油藏的有效动用。本文从储层物性特征着手,厘清 凹陷和 次凹铜钵庙组储层特征的差异,明确造成储层差异的原因,落实次生孔隙的影响因素,优选优质储层发育区带,以指导 次凹下步井位部署及开发技术甄选。海塔盆地地质概况 区域地质背景及构造格局海塔盆地为典型的断陷盆地,地理位置跨越我国内蒙古自治区呼伦贝尔市和蒙古国东方省,是叠置在西伯利亚板块和华北板块之间的兴蒙构造带之上的中新生代陆相沉积盆地,两侧分别为额尔古纳隆起和大兴安岭隆起,构造上呈两隆隔三坳的构造格局(图 ()。根据构造演化阶段性可以划分为断陷期、断坳转换期、坳陷发育期 个阶段,分别对应铜钵庙组南屯组沉积时期、大磨拐河伊敏组沉积时期、青元岗组
6、沉积时期。部分研究中将塔木兰沟组定义为区域的初始断陷时期(图()。海塔盆地地质条件复杂,受频繁的构造运动以及局限的湖盆面积限制,具有多物源、近物源特图 海塔盆地区域构造图及地层综合柱状图(据文献 ,有改动)西安石油大学学报(自然科学版)征,沉积特征、类型与结构构造受古构造、古地形等因素的控制 。本次研究目标为海塔盆地中部坳陷带最南端的凹陷和北端 次凹的铜钵庙储层。凹陷自西向东具有三洼两隆的构造格局,构造复杂,断层发育,整体受北东、北东东向基底大断裂的控制,形成“多米诺式”箕状断陷。按构造特征可将 凹陷划分为个区带,分别为西部斜坡带、西部洼槽、西部潜山断裂带、中部洼槽、中部潜山断裂带、东部洼槽和
7、东部断鼻构造带(图 (),铜钵庙组油气显示多集中在西部潜山断裂带和中部潜山断裂带的背斜、断鼻、断块圈闭。次凹整体表现为东缓西陡的 个箕状断阶,构造分区上,次凹包含苏仁诺尔构造带、乌北北洼槽、乌北南洼槽、东部斜坡带(图(),铜钵庙组油气显示多集中在苏仁诺尔断裂带及南洼槽向东部斜坡过渡的斜坡地区。沉积特征及沉积模式凹陷铜钵庙组地层沉积时期,发育多物源的扇三角洲沉积,主要物源为西北部和东南部及古隆起向盆地,沉降中心逐渐向盆地中心发生迁移,主要经历了一次大的水退沉积过程。主要发育进积型扇三角洲,可以分为扇三角洲平原、扇三角洲前缘(内前缘、外前缘)和前扇三角洲等亚相单元。扇三角洲前缘的水下分流河道为优势
8、沉积微相,岩性以细砾岩为主,分选较差,次圆状,砾石具定向排列,具有正旋回特征,曲线呈箱型,电性呈高电阻、低伽马(图 ()。图 凹陷、次凹铜钵庙组优势沉积微相沉积特征 次凹铜钵庙组沉积主要为一套泥岩、粉砂岩、砂砾岩、杂色块状角砾岩、砾岩,呈不等厚互层沉积。从断陷发育过程来看,铜钵庙组沉积处于断陷活动早期,小断层发育,以近源快速堆积为主,发育了一套厚层扇三角洲沉积体系。在随后断陷发育中,靠近断陷边界断层也可局部近源堆积,形成扇三南金浩等:海塔盆地 次凹砂砾岩储层次生孔隙特征及成因角洲沉积体。铜钵庙组沉积末期,在湖盆中心发育深湖半深湖相,事件性沉积频发,粗粒重力流、浊积砂和湖底扇发育。以重力流、浊积
9、沟道为骨架微相,岩性以粉细砂岩夹泥岩组合特征为主。具杂乱堆积特征,电性曲线为箱型,低值,与典型铜钵庙组杂色砾岩不同。从断陷发育过程来看,属于强断陷初期欠补偿盆地形成的深水重力流沉积。目前认识程度较高的密井网区主要发育湖底扇沉积。中扇辫状沟道为主要沉积微相,砂砾岩多呈杂乱堆积,多呈箱型,电性呈低伽马高电阻特征(图 (),为目前主要的含油储层,外扇的浊积砂也有部分含油显示(图 ()。研究区发育多物源的扇三角洲沉积,在扇三角洲的前缘水下分流河道也见到一定的含油显示。相比 凹陷扇三角洲前缘水下分流河道沉积,次凹水下分流河道砂砾岩粒度更细,电测曲线锯齿化特征较弱(图 ()。储层特征对比 典型油藏岩石类型
10、特征凹陷铜钵庙组岩石类型由凝灰岩、凝灰质砂(砾)岩、陆源碎屑岩及沉凝灰岩组成,其中凝灰岩和凝灰质砂(砾)岩占绝对优势,体积分数达 。凝灰岩主要由流纹质和英安质凝灰岩组成,凝灰质砂(砾)岩包括凝灰质砾岩、凝灰质不等粒砂岩、凝灰质粗砂岩、凝灰质中砂岩和凝灰质细砂岩,以凝灰质砾岩为主。陆源碎屑岩由砾岩和砂岩组成,包括砾岩、粗砂岩和细砂岩,以砾岩为主。砂岩主要由长石砂岩和长石岩屑砂岩组成。凝灰岩和凝灰质砂(砾)岩主要分布于中部次凹,而陆源碎屑岩和沉凝灰岩主要分布在中部次凹东西两侧的二级构造单元中。含油砂砾岩主要赋存于砂岩和凝灰质砂砾岩,凝灰岩因溶蚀作用程度不同而含油性存在较大差异。次凹陆源碎屑岩为储层
11、的主要岩石类型,体积分数 ,凝灰质砂(砾)岩体积分数为 。乌尔逊凹陷普通砂岩类型比较复杂,岩屑砂岩、长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩和长石砂岩皆有所发育,油气主要赋存在粉砂岩、泥质粉砂岩、砂岩和砂砾岩中。铜钵庙砂砾岩组分结构和成分成熟度低。以砾石为骨架的孔隙空间全部或部分被砂级颗粒充填,由砂粒组成的孔隙中,又被黏土杂基充填,孔隙度变小,构成复杂的双模态或复模态结构,这也是造成铜钵庙组储层物性较差的原因之一。孔隙发育特征 孔隙类型及规模对比凹陷的孔隙类型主要有完整粒间孔隙、剩余粒间孔隙、溶蚀粒内孔、溶蚀粒间孔、溶蚀裂缝孔、填隙物内孔隙、超大溶蚀孔隙等几种(图 ()()。凹陷铜钵庙组次生孔隙类型中以火山
12、物质溶孔占绝对优势,超大孔、岩屑溶孔、粒间溶孔、粒内溶孔也有规模发育,孔隙类型丰富 。图 凹陷、次凹铜钵庙组典型次生孔隙照片 通过镜下观察 次凹岩心标本发现,可见铜钵庙组样品原生孔隙和次生孔洞发育,储集空间以原生孔隙为主,主要包括完整粒间孔、剩余粒间孔,粒内孔等,发育粒内溶孔、粒间溶孔等多种类型次生孔西安石油大学学报(自然科学版)隙,主要包括溶蚀粒间孔、溶蚀粒内孔、铸模孔、溶蚀裂缝和超大孔。次凹多种孔洞类型共存,发育程度差异较大,以长石溶蚀为主,偶见凝灰质溶蚀、岩屑溶孔,整体构造带均发育次生孔隙。相较 凹陷,孔隙类型相对单一,整体溶蚀作用发育程度较差。根据岩心观察,砾石内部所见孔洞多为角砾岩冷
13、凝包裹未溢出的火山气体形成的,为原生孔,多孤立分布,连通差,不具油气充注条件。砾间可见明显的溶孔,连通性好,为有利的储集空间,岩心标本上可见明显的油气残留(图 ()。溶蚀作用是改善深层富含火山岩岩屑砂岩储层物性的重要成岩作用 。凹陷次生孔隙发育类型多样且量大,平均体积分数达 。次凹铜钵庙组不同样品的次生孔隙以小于 的为主,次生孔隙平均体积分数 ,远低于 凹陷的次生孔隙比例。孔隙结构对比储层孔隙结构分析比常规物性更全面、更深入了解储层的产能、渗透能力及储集性能 。铜钵庙组储层因埋深大,砂砾岩复模态发育,储层物性差,孔隙结构一般较差,但对比而言,凹陷较 次凹孔隙结构更优(图 ()。凹陷铜钵庙组储层
14、孔隙结构以中级别为主(),其次为差级别(),少量好级别和较好级别(仅占 )。中等孔隙结构的储层毛管压力曲线显示其压汞曲线平台位于中部且比较倾斜,排驱压力较小(平均 ),反映储层孔隙中等(),分布较均匀(图 ()。孔喉分布图(图 )显示孔喉分布范围较宽(),形态主要呈单峰型,主峰位 ,对应峰值 ;渗透率峰位 ,其贡献值 (图()。储层孔隙结构主要以中孔、中喉道为特征,渗透性主要是中孔贡献的,储层物性一般。次凹储层孔隙结构级别分布不均匀,从好到较差级别的都有,中等及以上储层孔隙结构级别仅占 ,而差孔隙结构的储层占多半。中等孔隙结构的储层压汞曲线平台位于中部,排驱压力低,但饱和度中值压力大,反映储层
15、孔隙较大、喉道较粗(图 ()。孔隙分布范围较宽,形态呈单峰型,孔隙分布峰位值偏小(),对应峰值为 ;渗透率分布峰位 ,其贡献值 ,储层渗透性主要是较大孔贡献的。储层孔隙结构以中孔、中粗喉道为特征,储层物性相对较好。图 凹陷、次凹铜钵庙组孔隙结构特征 典型油藏储层物性特征凹陷铜钵庙组储层孔隙度分布于 ,主要在 ,平均 ,属中、低和特低孔隙度;渗透率分布范于(),主要在 以下,占 ,平均 ,为低和特低渗透率。凹陷铜钵南金浩等:海塔盆地 次凹砂砾岩储层次生孔隙特征及成因庙组储层总体属于中、低和特低孔,特低渗储层。纵向发育多个高孔渗深度带,其中以 、最优(图 ()。次凹铜钵庙组储层孔隙度分布于 ,不同
16、深度最大孔隙度一般不超过 ,各深度最大值多在 ,平均 ,多为低、特低孔隙度。渗透率为(),平均 ,主要在()。次凹铜钵庙组储层总体属于低和特低孔、特低渗储层。纵向在 左右及 见相对高孔渗带(图 ()。平面上,凹陷可见多个明显优势高渗条带,而次凹孔隙度优势带不明显,仅在苏仁诺尔断层、南洼斜坡局部隆起有较高孔渗带。图 凹陷、次凹铜钵庙组岩心实测物性参数随深度变化曲线 次生孔隙影响因素次生溶孔的发育程度受到沉积、成岩等多方面因素控制,沉积作用、成岩作用、流体的作用等共同控制了次生溶孔的发育 。凹陷砂砾岩油藏总体上受到多轮次的酸碱作用,受控于沉积储层特征、成岩期次以及酸碱流体作用的共同影响。酸碱性流体
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