致密碳酸盐岩储层微观结构特...部马五_(1+2)亚段为例_卢子兴.pdf
《致密碳酸盐岩储层微观结构特...部马五_(1+2)亚段为例_卢子兴.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《致密碳酸盐岩储层微观结构特...部马五_(1+2)亚段为例_卢子兴.pdf(10页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、断块油气田2023年5月收稿日期:2022-12-05;改回日期:2023-03-08。第一作者:卢子兴,男,1990年生,工程师,博士,主要从事石油与天然气地质方面的研究。E-mail:luzixing1_。Microstructure characteristics and development influencing factors of tight carbonatereservoirs:a case study of the Ma 51+2sub-member in eastern Ordos BasinLU Zixing1,2,DONG Guodong1,2,PEI Wencha
2、o1,2,WU Xueqiang3,ZHAO Weibo1,2,HUANG Daojun1,2,CHEN Juanping1,2,GAO Xing1,2(1.Exploration and Development Research Institute,Changqing Oilfield Company,PetroChina,Xian 710018,China;2.NationalEngineering Laboratory of Exploration&Development of Low Permeability Oil/Gas Fields,Xian 710018,China;3.No.
3、3 GasProduction Plant,Changqing Oilfield Company,PetroChina,Wushenqi 017300,China)Abstract:In order to identify the favorable development area of tight carbonate reservoirs of the Ma 51+2sub-member in eastern OrdosBasin,using casting thin sections,high pressure mercury intrusion,cryogenic liquid nit
4、rogen adsorption and CT scanning,thecharacteristicsoftightcarbonatereservoirsofMa51+2sub-memberinthestudyareawere systematicallystudied.The resultsshowthatthereservoir lithology in the study area is dominated by anhydrite-containing nodules dolomite,breccia dolomite(filled by seepage silt),sand-debr
5、isdolomite andfine siltcrystaldolomite,among which the anhydrite-containing nodules dolomite is the bestreservoir type,butits development degree and scale are limited.Breccia dolomite(filled by seepage silt)has poor reservoir performance,but it has largerdistribution scale and more exploration poten
6、tial.Influenced by the three factors such as sedimentary environment,diagenesis andunconformity,the reservoir in the study area is more breccified than that in Jingbian gas field,and the thickness of the anhydrite-containing nodules dolomite is obviously thinner and the reservoir is more compact.Com
7、bining with the distribution characteristics offavorablereservoir,theYulin-Mizhiareaisselectedasthekeytargetofthenextexploration.Key words:tight carbonate reservoir;reservoir microstructure characteristics;reservoir genesis;Ma 51+2sub-member;eastern OrdosBasin引用格式:卢子兴,董国栋,裴文超,等.致密碳酸盐岩储层微观结构特征及发育影响因素
8、J.断块油气田,2023,30(3):372-380,388.LU Zixing,DONG Guodong,PEI Wenchao,et al.Microstructure characteristics and development influencing factors of tight carbonate reservoirs:a case study of the Ma 51+2sub-member in eastern Ordos BasinJ.Fault-Block Oil&Gas Field,2023,30(3):372-380,388.0引言鄂尔多斯盆地面积约为25104km
9、2,具有“满盆气半盆油”的油气分布特点,油气资源丰富,其中奥陶系风化壳是该盆地下古生界重要的天然气勘探领域。自20世纪90年代以来,在该领域已累计提交天然气探明储量超8 000108m3。但目前所提交的探明储量主要集中在盆地中部的靖边气田,亟需寻找储量接替的新致密碳酸盐岩储层微观结构特征及发育影响因素以鄂尔多斯盆地东部马五1+2亚段为例卢子兴1,2,董国栋1,2,裴文超1,2,吴学强3,赵伟波1,2,黄道军1,2,陈娟萍1,2,高星1,2(1.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院,陕西 西安710018;2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,陕西 西安710018;3.中国石油长庆油田分公司
10、采气三厂,内蒙古 乌审旗017300)摘要为了明确鄂尔多斯盆地东部马五1+2亚段致密碳酸盐岩储层发育有利区,应用铸体薄片鉴定、高压压汞、低温液氮吸附及CT扫描的方法,对研究区马五1+2亚段致密碳酸盐岩储层特征进行了系统研究。结果表明:研究区储层岩性以含硬石膏结核白云岩、角砾白云岩(渗流粉砂充填)、砂屑白云岩和细粉晶白云岩为主,其中,含硬石膏结核白云岩为优质储集岩,但其发育程度及规模较有限;角砾白云岩(渗流粉砂充填)储集性能略差,但其分布规模大,更具勘探潜力。主要受沉积环境、成岩作用及不整合3类因素的影响,研究区碳酸盐岩储层与靖边气田相比,角砾化严重,含硬石膏结核白云岩发育厚度明显变小,而且更为
11、致密。结合有利储层的分布特征,优选了榆林米脂地区为下一步勘探的重点目标区。关键词致密碳酸盐岩储层;储层微观结构特征;储层成因;马五1+2亚段;鄂尔多斯盆地东部中图分类号:TE122.2;P618.130.2+1文献标志码:Adoi:10.6056/dkyqt202303003断块油气田FAULT-BLOCK OIL GAS FIELD第30卷第3期第30卷第3期领域。勘探实践表明,鄂尔多斯盆地东部马五1+2亚段致密碳酸盐岩储层蕴藏丰富的天然气资源,已有多口探井获得工业气流,显示了较大的天然气勘探潜力。但与靖边气田相比,碳酸盐岩储层致密、有利储层发育区不明确等一些不利方面,严重制约了盆地东部马五
12、1+2亚段致密碳酸盐岩气藏天然气的勘探开发步伐1-2。盆地东部碳酸盐岩储层致密这一特点吸引了许多学者对其开展了持续的研究,但仍然存在一些问题和分歧。例如,对马五1+2亚段致密碳酸盐岩储层的岩石类型还没有统一的认识,对储层微观结构的表征仍处在常规的薄片、压汞分析阶段,对储层甜点的分布规律还没有系统的认识等3-7。为进一步深化认识盆地东部致密碳酸盐岩储层的整体特征,明确下步勘探方向,本文结合前人研究成果7-22及研究区近年来的新钻井资料,以岩心观察、铸体薄片镜下鉴定为基础,采用高压压汞、低温液氮吸附及CT扫描的方法,开展了马五1+2亚段致密碳酸盐岩储层的微观特征及展布规律研究,划分储集岩类型及有利
13、储层,分析储层成因,优选了有利的勘探目标区。1区域地质概况鄂尔多斯盆地现今构造可划分为伊盟隆起、渭北隆起、西缘冲断带、天环坳陷、伊陕斜坡、晋西挠褶带6个次级构造单元(见图1)。早古生代晚期,受加里东运动的影响,奥陶系顶部遭受了长期的风化、剥蚀、淋滤,形成了一套广泛分布的风化壳岩溶储层,但除靖边气田外,其余地区的风化壳气藏至今未获得规模性的储量突破3。靖边气田位于盆地中部的乌审旗靖边志丹一带,本文研究区位于靖边气田的东侧、伊陕斜坡的最东部(见图1)。鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组为稳定的碳酸盐台地沉积3-5,由下而上划分为6段:马一段、马二段、马三段、马四段、马五段和马六段。其中,马一段、马三段和马
14、五段发育于海退期,为碳酸盐岩和蒸发岩的混合沉积;马二段、马四段和马六段发育于海侵期,主要为碳酸盐岩沉积。马五1+2亚段指发育于马五段顶部的马五1亚段和马五2亚段2个亚段,其中马五1亚段在地层保留较全的情况下厚约25 m,由上而下进一步细分为4个小层,即马五11、马五12、马五13、马五14;马五2亚段位于马五1亚段底部的凝灰岩标志层之下,可进一步细分为2个小层,即马五21和马五224-6(见图2)。2储层岩石学特征研究区马五1+2亚段致密碳酸盐岩储层具有岩性多样的特点,通过系统的岩心观察、铸体薄片镜下鉴定和扫描电镜分析,可作为有效储层的储集岩类型主要有4种:角砾白云岩(渗流粉砂充填)、含硬石膏
15、结核白云岩、颗粒白云岩和细粉晶白云岩。图1鄂尔多斯盆地构造单元分区及研究区位置Fig.1Division of tectonic units and location of the study area in OrdosBasin2.1角砾白云岩(渗流粉砂充填)角砾白云岩是白云岩受岩溶作用角砾化后的结果,形成的岩溶角砾对储集空间及储层物性有着重要的影响2,7-8。角砾化改造主要发生在准同生期和加里东期,原岩在接受改造后,由数毫米至数厘米不等粒径的砾石充填,呈现出分选性和磨圆度差、角砾棱角明显的特点(见图3a,3b)。其中,在准同生期形成的由渗流粉砂充填的角砾白云岩是研究区最常见的一种储集岩类型
16、,相较于在之后的加里东期形成的由泥质、灰质、铝土质等充填的角砾白云岩,其物性更好。2.2含硬石膏结核白云岩在准同生成岩阶段,原岩在海平面间歇性震荡运动下频繁地暴露,使未完全固结的沉积物受到地下水、海水、大气淡水的反复淋滤,发生选择性溶蚀而发育形成膏模孔9-10。卢子兴,等.致密碳酸盐岩储层微观结构特征及发育影响因素:以鄂尔多斯盆地东部马五1+2亚段为例373断块油气田2023年5月与普通溶蚀孔不同,膏模孔形状较规则,表现为大小不一的圆状、椭圆状,孔径较大,最大者可达1.3 cm,可被充填或半充填,常见的充填物有渗流粉砂、泥质、灰质、铝土质等,其中未充填半充填或由渗流粉砂充填的含硬石膏结核白云岩
17、为研究区优质的储集岩类型(见图3c,3d)。2.3颗粒白云岩颗粒白云岩分为砂屑白云岩、鲕粒白云岩等,研究区马五1+2亚段主要发育砂屑白云岩。显微镜下可以看到明显的花瓣状结构,这是由早期的原始晶粒在重结晶作用的改造下变得模糊而形成现今的颗粒结构(见图3e,3f)。图2Y106井马五1+2亚段综合柱状图Fig.2Comprehensive histogram of Ma 51+2sub-member of Well Y106a褐黄色角砾白云岩,渗流粉砂充填,马五13小层,S79井,2 106.94 m;b角砾白云岩,晶间(溶)孔,马五12小层,M17井,2 759.00 m;c浅褐灰色含硬石膏结核
18、白云岩,渗流粉砂半充填,马五14小层,M4井,2 419.80 m;d含硬石膏结核白云岩,渗流粉砂半充填,马五13小层,S20井,2 875.00 m;e褐红色砂屑白云岩,马五22小层,M141井,2 455.43 m;f砂屑白云岩,晶间孔和粒间孔被方解石充填,马五22小层,M141井,2 455.43 m;g浅褐黄色细粉晶白云岩,马五22小层,S94井,2 227.10 m;h细粉晶白云岩,见白云石溶孔,马五22小层,S43井,2 531.47 m图3研究区马五1+2亚段致密碳酸盐岩不同类型储集岩的特征Fig.3Characteristics of different types of ti
19、ght carbonate reservoir rocks of Ma 51+2sub-member in the study area374第30卷第3期表1高压压汞-低温液氮吸附联合法的岩样孔喉测试结果Table 1Pore-throat test results of rock samples by combined method of high pressure mercury intrusion and low temperature liquid nitrogen adsorption重结晶作用改变了原始的孔隙类型,使晶间(溶)孔减少,粒间(溶)孔增加,对储层起到了一定程度的改造作
20、用。2.4细粉晶白云岩这种岩石受到准同生作用的改造程度较低,保留了原始的白云岩特征。研究区常见的此类白云岩有细粉晶白云岩和泥晶白云岩,储渗性能都比较差,其中晶粒较粗的细粉晶白云岩晶间(溶)孔相对较发育(见图3g,3h)。3储层孔喉结构特征3.1孔喉二维结构特征致密碳酸盐岩储层由于其特殊的微观结构,孔喉尺寸跨度大,直径从小于10 nm的微孔喉到大于1 000nm的大孔喉均有分布,因此,常规的微米级孔喉划分方案显然已不适用。参考页岩的孔喉划分标准11,将致密碳酸盐岩储层孔喉按直径大小划分为大孔喉(孔喉直径大于1 000 nm)、中孔喉(孔喉直径大于等于100nm,小于等于1 000 nm)、小孔喉
21、(孔喉直径大于等于10 nm,小于100 nm)和微孔喉(孔喉直径小于10 nm)等4类。高压压汞和低温液氮吸附方法能够对孔喉的二维结构进行表征,但均有一定的缺陷。例如:选取M141井马五14小层的致密碳酸盐岩样品,对其分别采用高压压汞和低温液氮吸附方法进行测试,所得到的孔喉分布特征差异颇大(见图4)。这是因为,高压压汞方法在进汞压力过大时,会破坏样品中部分孔喉的结构,造成部分微孔喉、小孔喉的形变,从而导致所测得的结果偏大;低温液氮吸附方法由于其实验机理的限制,使得其对大孔喉、中孔喉的测试结果偏小,而对微孔喉、小孔喉的测试结果更为准确11-12。这说明单一的测试方法无法准确地表征致密碳酸盐岩储
22、层的孔喉二维结构特征。本文采用高压压汞-低温液氮吸附联合法进行测试,其原理是:以不同测试方法的优势段临界值作为连接点,对测得数据进行拼接,来整体表征致密碳酸盐岩储层的孔喉特征。具体方法为:以100 nm为连接点,对于孔喉半径小于100 nm的数据,以低温液氮吸附方法的测试结果为准;而对于孔喉半径大于100 nm的数据,则以高压压汞方法的测试结果为准。图4致密碳酸盐岩样品孔喉直径分布频率直方图Fig.4Pore-throat diameter distribution frequency histogram of tightcarbonate rock samples分别选取角砾白云岩(渗流粉砂
23、充填)、含硬石膏结核白云岩、砂屑白云岩和细粉晶白云岩4种储集岩的样品进行高压压汞-低温液氮吸附联合法测试分析,结果表明:含硬石膏结核白云岩的大孔喉、中孔喉占比为70.6%,平均孔喉半径最大,达1 232.5 nm;角砾白云岩(渗流粉砂充填)的大孔喉、中孔喉占比为59.8%,平均孔喉半径为714.3 nm;砂屑白云岩的大孔喉、中孔喉占比为44.8%,平均孔喉半径为368.5 nm;细粉晶白云岩的孔喉半径最小,大孔喉、中孔喉占比仅为36.8%,平均孔喉半径为213.6 nm(见表1)。样品来源(井名)样品岩性平均孔喉半径/nm不同孔喉的体积占比/%大孔喉中孔喉小孔喉微孔喉M4含硬石膏结核白云岩1
24、232.517.353.319.210.2S97角砾白云岩(渗流粉砂充填)714.38.251.628.911.3M141砂屑白云岩368.55.938.941.513.7S94细粉晶白云岩213.61.235.645.817.4607.28.244.833.813.2平均值3.2孔喉三维结构特征CT扫描方法能够全方位重建孔喉的三维微观结构,准确定位各孔喉在样品中的位置,分析孔喉形状、类型和连通性,可以达纳米级13。该方法在致密碳酸盐岩储层孔喉微观结构研究中效果明显。分别对前述4种储集岩的样品进行实验分析,结果表明:含硬石膏结核白云岩孔喉分布最密集,孔隙度最高,达4.1%(见图5a,5b);角
25、砾白云岩(渗流粉砂充填)和砂屑白云岩次之,孔隙度分别为2.9%和2.1%(见图5c5f);细粉晶白云岩孔喉发育最差,孔隙度为1.7%(见图5g,5h)。卢子兴,等.致密碳酸盐岩储层微观结构特征及发育影响因素:以鄂尔多斯盆地东部马五1+2亚段为例375断块油气田2023年5月此外,CT扫描能够对岩石样品中的孔隙和喉道进行区分,且结合形状因子、配位数等参数,可以对孔隙和喉道的形状特征进行量化表征14-15。分析结果表明:含硬石膏结核白云岩孔隙、喉道半径最大,平均孔隙、喉道半径分别为2.31 m和345nm,形状因子、配位数分别为0.13和2.39,表明其孔喉形状较规则,孔喉连通性较好;角砾白云岩(
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 致密 碳酸盐 岩储层 微观 结构 部马五 卢子兴
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。