2007年1月第22卷第1期西安石油大学学报(自然科学版)
JournalofXi′
anShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Jan.2007
Vol.22No.1
文章编号:16732064X(2007)0120059205
致密砂岩储层物性的主控因素分析
Analysisofmaincontrolfactorsofthephysicalpropertyoftightsandstonereservoir
唐海发1,彭仕宓1,赵彦超2,李爱荣3
(1.中国石油大学(北京)资源与信息学院,北京102249;2.中国地质大学(武汉)资源学院,
湖北武汉430074;3.西安石油大学油气资源学院,陕西西安710065)
摘要:,验资料,通过储层沉积学、素.研究结果表明,,间分布,;,随石英含量的增加,长石、岩屑等,其中压实作用、胶结作用对储层原始孔,导致储层致密,低孔低渗,但溶蚀作用可以在一定程度上改善储层的储集性能,次生孔隙发育带的识别将是致密砂岩气藏勘探的一个重要方向.关键词:鄂尔多斯盆地;致密砂岩储层;储层物性;主控因素中图分类号:TE122.23;P618.13 文献标识码:A 致密砂岩气藏作为一种非常规气藏,其潜在的巨大资源量,可以有效弥补常规天然气的储量递减,在气藏的勘探开发领域业已成为国内外众多学者的研究热点和前沿问题[1].致密砂岩储层具有岩性致密、低孔低渗、气藏压力系数低、圈闭幅度低、自然产能低等典型特征[125],如何有效地勘探和开发这类气藏,是石油地质和油藏工程人员普遍关心的问题.因此,加强对致密砂岩储层物性的主控因素分析,揭示优质储层的分布规律,对致密砂岩气藏的勘探开发就显得尤为重要.本文以鄂尔多斯盆地塔巴庙地区上古生界下石盒子组盒二段储层为例,详细研究了影响该区储层物性的主控因素,为气藏的下一步勘探和开发提供可靠的地质依据,具有重要的研究意义.
木县,
勘探面积约2004.8km2,构造位于盆地北部
伊陕斜坡东北段(图1).该斜坡为一单调的西倾大
1 区域地质背景
塔巴庙地区位于鄂尔多斯盆地北部,横跨内蒙古伊克昭盟伊金霍洛旗、乌审旗和陕西省榆林市、神
图1 鄂尔多斯盆地构造区划图
收稿日期:2006203203
作者简介:唐海发(19782),男,吉林四平人,博士研究生,主要从事油气田开发地质学、储层地质学等方面的研究.
—60—
西安石油大学学报(自然科学版)
单斜,倾角不足1°,断裂和局部构造不发育,只有一些局部低幅度隆起.沉积盖层厚5000～7000m.晚古生界由海陆交互环境逐渐演变到大陆环境,形成一套含煤碎屑岩沉积[6].近40年的勘探实践表明,塔巴庙区块在上古生界山西及石盒子组地层中蕴藏着储量可观的天然气资源.研究区目的层位盒二段主要发育一套辫状河流相陆源碎屑岩沉积,埋藏深度2300～2700m,为中等埋深储层.
3 储层岩石学特征
塔巴庙地区上古生界盒二段储层为辫状河流相沉积,发育一套浅灰色中—粗粒(偶含砾)岩屑砂岩、粗粒长石岩屑砂岩及中—粗粒(偶含砾)
岩屑石英砂岩(图3),少量细砾岩,分选好—中等,碎屑颗粒以次棱为主,颗粒之间以线接触或凹凸接触为主.碎屑颗粒中石英的含量平均为65.73%,主要为单晶、多晶石英组成,少量燧石;岩屑含量较高,为28.39%,以火成岩岩屑为主,,少量沉积岩屑,,、.长石的含量,、沉积作用及后.碎屑颗粒成分成熟度和结构成熟度为中等—好.
2 储层物性特征
根据研究区目的层位13口井292个样品的常
规物性资料的统计结果(图2),盒二段储层孔隙度平均为6.538%,渗透率一般小于1-3m2,均为0.987×
10-3m2,砂岩储层[5].2,Bloch的观点,(或者是在一个相对小的深度段内)的砂岩储层中,其孔隙度分布一般表现为正态分布或对数正态分布,其偏态一般反映成岩作用的影响,即成岩作用越强烈,偏态越大.在含有异常高的孔隙度的砂岩储层中,其孔隙度超过了正常砂岩的最大孔隙度,而其本身也呈现出正态分布的特点[7].盒二段储层孔隙度的这种双峰分布特征亦证实了目的层经历过强烈的成岩作用以及次生孔隙较为发育的特点.
图3 盒二段砂岩分类图
4 储层物性的主控因素分析
4.1
沉积微相
沉积微相不仅控制砂体的类型、形态、厚度、规
模及空间分布,影响砂体的平面和纵向展布与层间、层内的非均质性,而且还在微观上因其决定着岩石碎屑颗粒大小、填隙物的多少、岩石结构(分选、磨圆度、接触方式)等特征,从而控制了岩石原始孔、渗性的好坏,因此沉积微相对储层物性的控制是先天性的[8].
研究表明,沉积微相类型不同,其砂体的发育程度不同,并最终影响了储层物性的非均质程度.可以通过储层物性的定量特征,来表征沉积微相的这种控制作用(表1).
由此可见,不同相带,由洪泛平原→河道边缘→
图2 盒二段储层孔隙度和渗透率分布直方图
主河道微相,随水动力强度增大,储层物性条件逐渐
唐海发等:致密砂岩储层物性的主控因素分析表1 不同微相不同岩性的物性参数统计表
参数
孔隙度/%渗透率/10μm
-3
2
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砾岩
7.651.26
辫状河主河道粗砂岩中砂岩
8.170.60
5.740.47
细砂岩
4.970.18
砾岩
2.910.09
河道边缘粗砂岩中砂岩
6.190.45
4.000.11
细砂岩
3.180.16
洪泛平原
中砂岩细砂岩粉砂岩
6.260.31
2.890.12
1.850.06
变好.同一相带内储层物性的分布,随着砂岩粒级的增大而变好,其中砾岩、粗砂岩物性最好,中砂岩次之,细砂岩、粉砂岩较差.而且,同一粒级的砂岩所处的相带不同,其物性亦差别很大,一般来说,辫状河主河道中的砂体,因其水动力能量最强,岩屑等细碎屑含量相对较少,物性最好,河道边缘次之,洪泛平原最差.
4.2 砂岩的岩矿组成
的储集性能和渗流性能,并且是储层成岩改造的物
质基础.
盒二段储层主要发育岩屑砂岩、岩屑石英砂岩和长石岩屑砂岩3种基本岩性,砂岩中岩屑的含量较高,这是导致该区储层物性较差的一个重要原因.从图4可以看出,,,.,主要是,,使得储集,导致异常值的出现.
,
图4 盒二段储层石英、岩屑、长石含量与孔渗的关系图
4.3 成岩作用
要呈斑点状交代岩屑和杂基,并伴随大量岩屑和杂基溶蚀孔发育.
(2)硅质胶结作用.常见的硅质胶结作用是石英次生加大所形成的,研究区盒二段储层石英颗粒的次生加大边较为发育.根据次生加大边与颗粒接触、胶结物等之间的关系,可以判断本区的石英次生加大早于强压实和胶结作用.因此石英次生加大在早期可以保护因压实而造成的原生粒间孔隙损失.
根据铸体薄片观察,石英次生加大多发育边状Ⅱ级和点状Ⅲ级次生加大(图5(c)).少见周缘状Ⅰ
级次生加大.这主要与发生加大时期砂岩渗透能力、杂基含量和碳酸盐胶结程度等因素有关.一般来说,杂基和“假杂基”含量较高,砂岩的渗透能力较低,不利于石英次生加大的产生,仅见局部单晶自生石英填于粒间.
因此,发生石英次生加大时期在中等埋藏深度,后期深埋藏阶段的强压实和碱性溶蚀抑制了石英次生加大的发育.
(3)黏土胶结作用.黏土矿物是砂岩中又一重要
后期成岩作用对深层致密砂岩储层的改造直接导致了现今的储层微观孔隙结构格局,是储层致密、低孔特低渗的另一个重要原因.通过铸体薄片、扫描电镜及沉积埋藏史恢复研究,盒二段储层的成岩作用类型主要有:压实作用、胶结作用、溶蚀和交代作用.
4.3.1 压实作用 盒二段储层经历了强烈的压实作用,主要表现在:颗粒定向排列明显;杂基和岩屑等“软”组分因强压实而变形填于粒间,对储层原生孔隙保存极为不利;大部分骨架颗粒、特别是石英颗粒呈线接触、凹凸接触甚至缝合线接触(图5(a)).4.3.2 胶结作用 主要有3种类型:碳酸盐胶结、
硅质胶结、黏土胶结作用.
(1)碳酸盐胶结作用.碳酸盐胶结是盒二段常见的胶结物,主要有2种类型:①中—浅埋藏阶段微粉晶方解石呈斑点状或基底状亮晶胶结于岩屑石英砂岩,个别层段含量较高,可达10%,并发育晶间、晶内溶孔(图5(b)).②中—深埋藏阶段,Fe2方解石主
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西安石油大学学报(自然科学版)
图5 盒二段储层铸体薄片图版
胶结物,几乎所有砂岩中都含有一定量的黏土填隙
物[9].黏土矿物主要有2种分布形式:充填于孔隙之中(图5(d))和黏土裙边.
储层自生黏土矿物有2种形成方式:自生沉淀和交代蚀变.研究区2种形式均存在.根据X衍射及扫描电镜资料分析认为,盒二段储层黏土矿物主要为绿泥石(平均39.46%)、伊利石(平均29.31%)、高岭石(平均14.31%)及伊蒙间混层矿物(平均16.92%).
(1)绿泥石:是本区盒二段的主要黏土矿物类型,主要有2种产状,一种呈绿泥石黏土环边包裹颗粒,形成时间较早;另外一种为纤状,长于溶孔中,形成时间较晚.绿泥石的存在将影响储层喉道的性质,造成渗透率降低,但是具有包壳产状的绿泥石可在一定程度上抑制石英次生加大的形成,因而对原始孔隙度有一定的保存作用[7].
(2)伊利石:是本区次要黏土矿物类型.伊利石含量高,说明黏土矿物演化程度高,成岩作用强.其形态上可分为叶片状和毛发状2类.
(3)高岭石:以孔隙充填式胶结为主,集中存在.常与长石颗粒溶解伴生,充填次生孔隙.高岭石的形态为典型的书页状,晶形极好,并且堆积松散.4.3.3 溶蚀作用 溶蚀是岩石组分的不一致溶解所形成的新矿物,其化学组成与被溶矿物相近,如长石高岭土化[9].按溶蚀介质化学性质可将溶蚀分为酸性溶蚀和碱性溶蚀2大类.其中酸性溶蚀主要对象为碳酸盐胶结物、长石等,而碱性溶蚀对象为石英颗粒(包括次生加大边)、硅质岩屑和隐微晶硅质杂基等.
溶蚀作用是盒二段砂岩次生孔隙产生的主导因素.按被溶蚀的对象可将溶蚀分为骨架颗粒(石英、长石
、岩屑)粒间溶蚀、粒内溶蚀和颗粒全部溶蚀(铸模孔)、胶结物(方解石、Fe-方解石及自生黏土)晶内和晶间溶蚀、以及泥质和隐微晶硅质杂基溶蚀4种类型.盒二段储层的长石类型以钾长石为主,平均含量为7.8%.据前人的研究认为,钾长石被溶蚀时形成的次生孔隙度可高达11.91%[10],因此可以有效改善储层的储集性能.4.3.4 交代作用 交代为矿物被溶解,同时被孔隙沉淀出来的矿物所置换,新形成的矿物与被溶物没有相同的化学组分,如方解石交代石英[9].盒二段可见以下交代作用:
(1)黏土矿物交代石英,形成于成岩作用晚期的碱性成岩环境中,常见自生黏土矿物交代石英次生加大边.
(2)方解石交代自生黏土,形成于成岩中晚期的碱性成岩环境中.
(3)Fe方解石交代隐微晶硅质杂基和岩屑,形成于成岩晚期的碱性成岩环境中.
综上所述,研究区盒二段经过较强烈的压实作用和胶结作用,这是导致盒二段储层致密、低孔低渗的重要原因,与此同时,溶蚀作用的发生,导致了一
唐海发等:致密砂岩储层物性的主控因素分析
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些粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔以及少量的晶内、晶间微孔等次生孔隙的形成,在一定程度上改善了储层的储集性能.
参考文献:
[1] 李健,吴智勇.深层致密砂岩气藏勘探开发技术[M].
5 结 论
(1)研究区主要发育辫状河流相沉积体系,由洪
泛平原→河道边缘→主河道微相,储层物性变好,并
且同一相带内,储层的孔渗条件随着粒度的增大而变好.因此,在致密砂岩气藏的勘探开发中,应该重点研究沉积粗砂岩粒级以上的辫状河道沉积的有利相带.
(2)研究区盒二段储层岩屑含量较高,是储层致密的另一个重要原因.随着石英含量的增加,岩屑含量的减少,储层物性变好,好,.
(3)改造,,胶结作用使储集空间变小,渗流能力变差,从而导致研究区储层致密,低孔低渗.同时,碳酸盐胶结作用以及溶蚀作用有利于次生孔隙的形成,在一定程度上使储层物性得以改善.因此,次生孔隙的研究在致密砂岩储层勘探开发中应予以重点考虑.
北京:石油工业出版社,2002.[2] SpencerCW.Geologicaspectsoftightgasreservoirinthe
RockyMountainRegions[J].JPT,1985,37(8):130821314.[3] SpencerCW.Reviewofcharacteristicsoflowpermeabili2
tygasreservoirsinWesternUnitedStates[J].AAPGBulletin,1989,73(5):6132629.[4] 赵澄林,陈丽华.中国天然气储层[M].北京:石油工业
出版社,1999.[5] 曾大乾,李淑贞.中国低渗透砂岩储层类型及地质特征
[J].,1994,15(1)[6].[J():529.]RobertH,BonnellLinda.Anoma2
highporosityandpermeabilityindeeplyburiedsandstonereservoirs:Originandpredictability[J].AAPGBulletin,2002,86:3012328.[8] 贾会冲,张哨楠.鄂北塔巴庙地区上古生界储层发育的
控制因素[J].天然气工业,2001,21(增刊):18223.[9] 郑浚茂,庞明.碎屑岩储集岩的成岩作用研究[M].北
京:中国地质大学出版社,1989.
[10]李汶国,张晓鹏,钟玉梅.长石砂岩次生溶孔的形成机
理[J].石油与天然气地质,2005,26(2):2202223.
编辑:王 辉
(上接第58页)
现为在盐下顶部沉积层中的地层压力比深部地层有
更高的压力值.盐下层系的大油气田均具有异常高压的性质,异常高压的存在可以大大改善储层的储集性.
(3)盐下层系的碳酸盐岩储层可划分为3个油气远景层段,从下向上分别是法门阶(D3)至杜内阶(C1)碳酸盐岩油气远景层段、韦宪阶(C1)至巴什基尔阶(C2)碳酸盐岩油气远景层段和莫斯科阶(C2)至阿丁斯克阶(P1)碳酸盐岩油气远景层段.这3个远景层段的厚度均较大,物性均好,是良好的油气储集体.
参考文献:
[1] 刘洛夫,朱毅秀,胡爱梅,等.滨里海盆地盐下层系的油
特征及其演化[J].古地理学报,2003,5(3):2792290.
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западногопогруженияЮжноЗмбинскогоподнятияисопряженныхрайонов[J].Докл.АНСССР,1993,329(3):3202323.
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油工业出版社,1992.
编辑:王 辉
carriedout,andthehydrocarbon2bearingpotentialofthelithologictrapcanbejudgedaccordingtothecharactersofitsabsorptioncoef2ficient.
Keywords:ZhungeerBasin;Fudongslope;lithologicreservoir;waveimpedanceinversion;simulatedannealingtechnique;absorp2tioncoefficientinversion;oilandgasdetection
HANJun1,LIANGQuan2sheng2,CHANGMai2,WUChang2wu2(1.InstituteofGeologyandGeophysics,ChineseAcademyof
Sciences,Beijing100029,China;2.KeyLaboratoryofEducationMinistryforHydrocarbonAccumulationMechanism,ChinaUniversi2tyofPetroleum(Beijing),Beijing102249,China)JXSYU2007V.22N.1p.49252
Reservoircharacteristicsandoil2bearingcharactersofthecarbonatereservoirbedsinthepre2saltsedimentsofPre2CaspianBasin
Abstract:InupperDevonian,CarboniferousandearlyPermian,aplentyofpre2saltcarbonaterocksareformedalongthemarginalareasofPre2CaspianBasin,andsomebiohermsdeveloponmanypalaeohighs.Thepre2saltcarbonaterocksandbiohermshavegreatthickness,highporosityandhighpermeability.Theywidelydistributeandarethemainreservoirbedsinthebasin.ThemajorreservoirbedsinthesouthernandeasternpartsofthebasinareupperDevonianandCarboniferous,andinthenorthwesternandnorthernpartslowerPermianismainreservoirbed.Theformationtemperatureinthepre2saltdeepreservoirsincreasesfromnorthtosouthandfromeasttowest.Theformationpressureinthesouthernandeasternpartsofthebasinishigherthanthatinthenorthernandwesternparts.Inthesamearea,thepressureoftopstrataisusuallyhigherthanthatofthestratainpreTheabnormaloverpressureexistswidelyinthepre2saltlargeoilfields,whichcangreatlysaltcarbonatereser2voirbedscanbedividedintothreeprospectintervals,andhighTheyareallexcellentreservoirbeds.
Keywords:2salt;Basin
LIULuo2fu,21,2,xiu1,21.KeyLaboratoryofEducationMinistryforHydrocarbonAccumulationMechanism,Chinaof(Beijing),Beijing102249,China;2.BasinandReservoirResearchCenter,ChinaUniversi2tyofPetroleum(),Beijing102249,China)JXSYU2007V.22N.1p.53258,63Analysisofmaincontrolfactorsofthephysicalpropertyoftightsandstonereservoir
Abstract:TakingHe22memberoflowerShiheziformationinupperPaleozoic,OrdosBasinasanexample,thefactorsofcontrol2lingthephysicalpropertyofthetightsandstonereservoirarediscussedindetailbycomprehensivelystudyingonthesedimentology,lithologyanddiagenesesofthereservoirbasedoncore,wellloggingdata.ItisshownthatHe22reservoirbelongstobraidedriversedi2mentarysystem.Thedistributionofmicrofaciescontrolsthespatialdistributionofreservoirproperty,themainriverchannelmicrofa2ciesofthebraidedriverhasthebestreservoirproperty.Fromthecomponentsofthesandstone,thereservoirphysicalpropertytendstobegettingbetterwiththeincreaseofthequartzcontentandthedecreaseofthefeldsparanddetrituscontents.Thereservoirexperi2encedintensivediageneses,ofwhichcompactionandcementationhavedamageactiononthepreservationoforiginalintergranularpore,andhencetheyreducetheporosityandpermeabilityofthereservoirandmakethesandstonereservoirtight.Butcorrosioncanimprovethephysicalpropertyofthereservoirincertainextent.Fromthestudyresultsabove,itisheldthattherecognitionofsec2ondaryporedevelopmentzonescanguidetheexplorationoftightsandstonegasreservoir.
Keywords:OrdosBasin;tightsandstonereservoir;physicalpropertyofreservoir;controlfactor
TANGHai2fa1,PENGShi2mi1,ZHAOYan2chao2,LIAi2rong3(1.FacultyofResourcesandInformation,ChinaUniversityofPetroleum(Beijing),Beijing102249,China;2.FacultyofResources,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan),Wuhan430074,Hubei,China;3.CollegeofOilandGasResource,Xi’anShiyouUniversity,Xi’an710065,Shaanxi,China)JXSYU2007V.22N.1p.59263
Influencesofshearingactionanddepressantontherheologicalpropertyofwaxycrude
Abstract:Inordertostudytheinfluencesofthedepressantandshearingactionontherheologicalpropertyofwaxycrude,thepropertiesofthecrudeoilwithdepressantandwithoutdepressantaremeasuredunderdifferentshearingrates.Itisshownthatdepres2santandshearingactioncanallmakethemorphology,sizeandstructureofwaxcrystalchangingandthereforeinfluencetherheologicalpropertyofwaxycrude;thedepressantandshearingactioncaninfluenceeachother.Thecondensationpointofthewaxycrudede2creasesby26℃,itis16℃beforethedepressantisaddedand210℃afterdepressantisadded;theanomalisticpointofthewaxycrudedecreasesby4℃,from30℃to26℃;waxprecipitationpointbasicallydoesnotvary.Thereisgreaterdifferencebetweentheviscositiesofthecrudesampleswithoutdepressantandwithdepressant,andasawhole,theviscosityoftheformerislowerthanthatofthelat2ter.Theinfluenceofshearingactionontherheologicalpropertyofthecrudesamplewithoutdepressantisclearlygreaterthanthatofthecrudesamplewithdepressant;theinfluencedegreeofshearingactionontherheologicalpropertyofthecrudesamplewithdepres2santisgreatlyrelatedtotheshearingrateandtemperature;thereductionoftheviscosityofthecrudesamplewithdepressantdecreaseswiththeincreaseofshearingactionstrength,anditwillnotdecreasewhentheshearingactionexceedscertainrange.
Keywords:waxycrude;rheologicalproperty;pipeflow;shearaction;depressant
FENGBing,DONGFeng2juan,ZHANGHua,JIANGHua2yi(CollegeofPetroleumEngineering,Xi’anShiyouUniversity,Xi’an710065,Shaanxi,China)JXSYU2007V.22N.1p.64267
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2007年1月第22卷第1期西安石油大学学报(自然科学版)
JournalofXi′
anShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Jan.2007
Vol.22No.1
文章编号:16732064X(2007)0120059205
致密砂岩储层物性的主控因素分析
Analysisofmaincontrolfactorsofthephysicalpropertyoftightsandstonereservoir
唐海发1,彭仕宓1,赵彦超2,李爱荣3
(1.中国石油大学(北京)资源与信息学院,北京102249;2.中国地质大学(武汉)资源学院,
湖北武汉430074;3.西安石油大学油气资源学院,陕西西安710065)
摘要:,验资料,通过储层沉积学、素.研究结果表明,,间分布,;,随石英含量的增加,长石、岩屑等,其中压实作用、胶结作用对储层原始孔,导致储层致密,低孔低渗,但溶蚀作用可以在一定程度上改善储层的储集性能,次生孔隙发育带的识别将是致密砂岩气藏勘探的一个重要方向.关键词:鄂尔多斯盆地;致密砂岩储层;储层物性;主控因素中图分类号:TE122.23;P618.13 文献标识码:A 致密砂岩气藏作为一种非常规气藏,其潜在的巨大资源量,可以有效弥补常规天然气的储量递减,在气藏的勘探开发领域业已成为国内外众多学者的研究热点和前沿问题[1].致密砂岩储层具有岩性致密、低孔低渗、气藏压力系数低、圈闭幅度低、自然产能低等典型特征[125],如何有效地勘探和开发这类气藏,是石油地质和油藏工程人员普遍关心的问题.因此,加强对致密砂岩储层物性的主控因素分析,揭示优质储层的分布规律,对致密砂岩气藏的勘探开发就显得尤为重要.本文以鄂尔多斯盆地塔巴庙地区上古生界下石盒子组盒二段储层为例,详细研究了影响该区储层物性的主控因素,为气藏的下一步勘探和开发提供可靠的地质依据,具有重要的研究意义.
木县,
勘探面积约2004.8km2,构造位于盆地北部
伊陕斜坡东北段(图1).该斜坡为一单调的西倾大
1 区域地质背景
塔巴庙地区位于鄂尔多斯盆地北部,横跨内蒙古伊克昭盟伊金霍洛旗、乌审旗和陕西省榆林市、神
图1 鄂尔多斯盆地构造区划图
收稿日期:2006203203
作者简介:唐海发(19782),男,吉林四平人,博士研究生,主要从事油气田开发地质学、储层地质学等方面的研究.
—60—
西安石油大学学报(自然科学版)
单斜,倾角不足1°,断裂和局部构造不发育,只有一些局部低幅度隆起.沉积盖层厚5000～7000m.晚古生界由海陆交互环境逐渐演变到大陆环境,形成一套含煤碎屑岩沉积[6].近40年的勘探实践表明,塔巴庙区块在上古生界山西及石盒子组地层中蕴藏着储量可观的天然气资源.研究区目的层位盒二段主要发育一套辫状河流相陆源碎屑岩沉积,埋藏深度2300～2700m,为中等埋深储层.
3 储层岩石学特征
塔巴庙地区上古生界盒二段储层为辫状河流相沉积,发育一套浅灰色中—粗粒(偶含砾)岩屑砂岩、粗粒长石岩屑砂岩及中—粗粒(偶含砾)
岩屑石英砂岩(图3),少量细砾岩,分选好—中等,碎屑颗粒以次棱为主,颗粒之间以线接触或凹凸接触为主.碎屑颗粒中石英的含量平均为65.73%,主要为单晶、多晶石英组成,少量燧石;岩屑含量较高,为28.39%,以火成岩岩屑为主,,少量沉积岩屑,,、.长石的含量,、沉积作用及后.碎屑颗粒成分成熟度和结构成熟度为中等—好.
2 储层物性特征
根据研究区目的层位13口井292个样品的常
规物性资料的统计结果(图2),盒二段储层孔隙度平均为6.538%,渗透率一般小于1-3m2,均为0.987×
10-3m2,砂岩储层[5].2,Bloch的观点,(或者是在一个相对小的深度段内)的砂岩储层中,其孔隙度分布一般表现为正态分布或对数正态分布,其偏态一般反映成岩作用的影响,即成岩作用越强烈,偏态越大.在含有异常高的孔隙度的砂岩储层中,其孔隙度超过了正常砂岩的最大孔隙度,而其本身也呈现出正态分布的特点[7].盒二段储层孔隙度的这种双峰分布特征亦证实了目的层经历过强烈的成岩作用以及次生孔隙较为发育的特点.
图3 盒二段砂岩分类图
4 储层物性的主控因素分析
4.1
沉积微相
沉积微相不仅控制砂体的类型、形态、厚度、规
模及空间分布,影响砂体的平面和纵向展布与层间、层内的非均质性,而且还在微观上因其决定着岩石碎屑颗粒大小、填隙物的多少、岩石结构(分选、磨圆度、接触方式)等特征,从而控制了岩石原始孔、渗性的好坏,因此沉积微相对储层物性的控制是先天性的[8].
研究表明,沉积微相类型不同,其砂体的发育程度不同,并最终影响了储层物性的非均质程度.可以通过储层物性的定量特征,来表征沉积微相的这种控制作用(表1).
由此可见,不同相带,由洪泛平原→河道边缘→
图2 盒二段储层孔隙度和渗透率分布直方图
主河道微相,随水动力强度增大,储层物性条件逐渐
唐海发等:致密砂岩储层物性的主控因素分析表1 不同微相不同岩性的物性参数统计表
参数
孔隙度/%渗透率/10μm
-3
2
—61—
砾岩
7.651.26
辫状河主河道粗砂岩中砂岩
8.170.60
5.740.47
细砂岩
4.970.18
砾岩
2.910.09
河道边缘粗砂岩中砂岩
6.190.45
4.000.11
细砂岩
3.180.16
洪泛平原
中砂岩细砂岩粉砂岩
6.260.31
2.890.12
1.850.06
变好.同一相带内储层物性的分布,随着砂岩粒级的增大而变好,其中砾岩、粗砂岩物性最好,中砂岩次之,细砂岩、粉砂岩较差.而且,同一粒级的砂岩所处的相带不同,其物性亦差别很大,一般来说,辫状河主河道中的砂体,因其水动力能量最强,岩屑等细碎屑含量相对较少,物性最好,河道边缘次之,洪泛平原最差.
4.2 砂岩的岩矿组成
的储集性能和渗流性能,并且是储层成岩改造的物
质基础.
盒二段储层主要发育岩屑砂岩、岩屑石英砂岩和长石岩屑砂岩3种基本岩性,砂岩中岩屑的含量较高,这是导致该区储层物性较差的一个重要原因.从图4可以看出,,,.,主要是,,使得储集,导致异常值的出现.
,
图4 盒二段储层石英、岩屑、长石含量与孔渗的关系图
4.3 成岩作用
要呈斑点状交代岩屑和杂基,并伴随大量岩屑和杂基溶蚀孔发育.
(2)硅质胶结作用.常见的硅质胶结作用是石英次生加大所形成的,研究区盒二段储层石英颗粒的次生加大边较为发育.根据次生加大边与颗粒接触、胶结物等之间的关系,可以判断本区的石英次生加大早于强压实和胶结作用.因此石英次生加大在早期可以保护因压实而造成的原生粒间孔隙损失.
根据铸体薄片观察,石英次生加大多发育边状Ⅱ级和点状Ⅲ级次生加大(图5(c)).少见周缘状Ⅰ
级次生加大.这主要与发生加大时期砂岩渗透能力、杂基含量和碳酸盐胶结程度等因素有关.一般来说,杂基和“假杂基”含量较高,砂岩的渗透能力较低,不利于石英次生加大的产生,仅见局部单晶自生石英填于粒间.
因此,发生石英次生加大时期在中等埋藏深度,后期深埋藏阶段的强压实和碱性溶蚀抑制了石英次生加大的发育.
(3)黏土胶结作用.黏土矿物是砂岩中又一重要
后期成岩作用对深层致密砂岩储层的改造直接导致了现今的储层微观孔隙结构格局,是储层致密、低孔特低渗的另一个重要原因.通过铸体薄片、扫描电镜及沉积埋藏史恢复研究,盒二段储层的成岩作用类型主要有:压实作用、胶结作用、溶蚀和交代作用.
4.3.1 压实作用 盒二段储层经历了强烈的压实作用,主要表现在:颗粒定向排列明显;杂基和岩屑等“软”组分因强压实而变形填于粒间,对储层原生孔隙保存极为不利;大部分骨架颗粒、特别是石英颗粒呈线接触、凹凸接触甚至缝合线接触(图5(a)).4.3.2 胶结作用 主要有3种类型:碳酸盐胶结、
硅质胶结、黏土胶结作用.
(1)碳酸盐胶结作用.碳酸盐胶结是盒二段常见的胶结物,主要有2种类型:①中—浅埋藏阶段微粉晶方解石呈斑点状或基底状亮晶胶结于岩屑石英砂岩,个别层段含量较高,可达10%,并发育晶间、晶内溶孔(图5(b)).②中—深埋藏阶段,Fe2方解石主
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西安石油大学学报(自然科学版)
图5 盒二段储层铸体薄片图版
胶结物,几乎所有砂岩中都含有一定量的黏土填隙
物[9].黏土矿物主要有2种分布形式:充填于孔隙之中(图5(d))和黏土裙边.
储层自生黏土矿物有2种形成方式:自生沉淀和交代蚀变.研究区2种形式均存在.根据X衍射及扫描电镜资料分析认为,盒二段储层黏土矿物主要为绿泥石(平均39.46%)、伊利石(平均29.31%)、高岭石(平均14.31%)及伊蒙间混层矿物(平均16.92%).
(1)绿泥石:是本区盒二段的主要黏土矿物类型,主要有2种产状,一种呈绿泥石黏土环边包裹颗粒,形成时间较早;另外一种为纤状,长于溶孔中,形成时间较晚.绿泥石的存在将影响储层喉道的性质,造成渗透率降低,但是具有包壳产状的绿泥石可在一定程度上抑制石英次生加大的形成,因而对原始孔隙度有一定的保存作用[7].
(2)伊利石:是本区次要黏土矿物类型.伊利石含量高,说明黏土矿物演化程度高,成岩作用强.其形态上可分为叶片状和毛发状2类.
(3)高岭石:以孔隙充填式胶结为主,集中存在.常与长石颗粒溶解伴生,充填次生孔隙.高岭石的形态为典型的书页状,晶形极好,并且堆积松散.4.3.3 溶蚀作用 溶蚀是岩石组分的不一致溶解所形成的新矿物,其化学组成与被溶矿物相近,如长石高岭土化[9].按溶蚀介质化学性质可将溶蚀分为酸性溶蚀和碱性溶蚀2大类.其中酸性溶蚀主要对象为碳酸盐胶结物、长石等,而碱性溶蚀对象为石英颗粒(包括次生加大边)、硅质岩屑和隐微晶硅质杂基等.
溶蚀作用是盒二段砂岩次生孔隙产生的主导因素.按被溶蚀的对象可将溶蚀分为骨架颗粒(石英、长石
、岩屑)粒间溶蚀、粒内溶蚀和颗粒全部溶蚀(铸模孔)、胶结物(方解石、Fe-方解石及自生黏土)晶内和晶间溶蚀、以及泥质和隐微晶硅质杂基溶蚀4种类型.盒二段储层的长石类型以钾长石为主,平均含量为7.8%.据前人的研究认为,钾长石被溶蚀时形成的次生孔隙度可高达11.91%[10],因此可以有效改善储层的储集性能.4.3.4 交代作用 交代为矿物被溶解,同时被孔隙沉淀出来的矿物所置换,新形成的矿物与被溶物没有相同的化学组分,如方解石交代石英[9].盒二段可见以下交代作用:
(1)黏土矿物交代石英,形成于成岩作用晚期的碱性成岩环境中,常见自生黏土矿物交代石英次生加大边.
(2)方解石交代自生黏土,形成于成岩中晚期的碱性成岩环境中.
(3)Fe方解石交代隐微晶硅质杂基和岩屑,形成于成岩晚期的碱性成岩环境中.
综上所述,研究区盒二段经过较强烈的压实作用和胶结作用,这是导致盒二段储层致密、低孔低渗的重要原因,与此同时,溶蚀作用的发生,导致了一
唐海发等:致密砂岩储层物性的主控因素分析
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些粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔以及少量的晶内、晶间微孔等次生孔隙的形成,在一定程度上改善了储层的储集性能.
参考文献:
[1] 李健,吴智勇.深层致密砂岩气藏勘探开发技术[M].
5 结 论
(1)研究区主要发育辫状河流相沉积体系,由洪
泛平原→河道边缘→主河道微相,储层物性变好,并
且同一相带内,储层的孔渗条件随着粒度的增大而变好.因此,在致密砂岩气藏的勘探开发中,应该重点研究沉积粗砂岩粒级以上的辫状河道沉积的有利相带.
(2)研究区盒二段储层岩屑含量较高,是储层致密的另一个重要原因.随着石英含量的增加,岩屑含量的减少,储层物性变好,好,.
(3)改造,,胶结作用使储集空间变小,渗流能力变差,从而导致研究区储层致密,低孔低渗.同时,碳酸盐胶结作用以及溶蚀作用有利于次生孔隙的形成,在一定程度上使储层物性得以改善.因此,次生孔隙的研究在致密砂岩储层勘探开发中应予以重点考虑.
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编辑:王 辉
(上接第58页)
现为在盐下顶部沉积层中的地层压力比深部地层有
更高的压力值.盐下层系的大油气田均具有异常高压的性质,异常高压的存在可以大大改善储层的储集性.
(3)盐下层系的碳酸盐岩储层可划分为3个油气远景层段,从下向上分别是法门阶(D3)至杜内阶(C1)碳酸盐岩油气远景层段、韦宪阶(C1)至巴什基尔阶(C2)碳酸盐岩油气远景层段和莫斯科阶(C2)至阿丁斯克阶(P1)碳酸盐岩油气远景层段.这3个远景层段的厚度均较大,物性均好,是良好的油气储集体.
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编辑:王 辉
carriedout,andthehydrocarbon2bearingpotentialofthelithologictrapcanbejudgedaccordingtothecharactersofitsabsorptioncoef2ficient.
Keywords:ZhungeerBasin;Fudongslope;lithologicreservoir;waveimpedanceinversion;simulatedannealingtechnique;absorp2tioncoefficientinversion;oilandgasdetection
HANJun1,LIANGQuan2sheng2,CHANGMai2,WUChang2wu2(1.InstituteofGeologyandGeophysics,ChineseAcademyof
Sciences,Beijing100029,China;2.KeyLaboratoryofEducationMinistryforHydrocarbonAccumulationMechanism,ChinaUniversi2tyofPetroleum(Beijing),Beijing102249,China)JXSYU2007V.22N.1p.49252
Reservoircharacteristicsandoil2bearingcharactersofthecarbonatereservoirbedsinthepre2saltsedimentsofPre2CaspianBasin
Abstract:InupperDevonian,CarboniferousandearlyPermian,aplentyofpre2saltcarbonaterocksareformedalongthemarginalareasofPre2CaspianBasin,andsomebiohermsdeveloponmanypalaeohighs.Thepre2saltcarbonaterocksandbiohermshavegreatthickness,highporosityandhighpermeability.Theywidelydistributeandarethemainreservoirbedsinthebasin.ThemajorreservoirbedsinthesouthernandeasternpartsofthebasinareupperDevonianandCarboniferous,andinthenorthwesternandnorthernpartslowerPermianismainreservoirbed.Theformationtemperatureinthepre2saltdeepreservoirsincreasesfromnorthtosouthandfromeasttowest.Theformationpressureinthesouthernandeasternpartsofthebasinishigherthanthatinthenorthernandwesternparts.Inthesamearea,thepressureoftopstrataisusuallyhigherthanthatofthestratainpreTheabnormaloverpressureexistswidelyinthepre2saltlargeoilfields,whichcangreatlysaltcarbonatereser2voirbedscanbedividedintothreeprospectintervals,andhighTheyareallexcellentreservoirbeds.
Keywords:2salt;Basin
LIULuo2fu,21,2,xiu1,21.KeyLaboratoryofEducationMinistryforHydrocarbonAccumulationMechanism,Chinaof(Beijing),Beijing102249,China;2.BasinandReservoirResearchCenter,ChinaUniversi2tyofPetroleum(),Beijing102249,China)JXSYU2007V.22N.1p.53258,63Analysisofmaincontrolfactorsofthephysicalpropertyoftightsandstonereservoir
Abstract:TakingHe22memberoflowerShiheziformationinupperPaleozoic,OrdosBasinasanexample,thefactorsofcontrol2lingthephysicalpropertyofthetightsandstonereservoirarediscussedindetailbycomprehensivelystudyingonthesedimentology,lithologyanddiagenesesofthereservoirbasedoncore,wellloggingdata.ItisshownthatHe22reservoirbelongstobraidedriversedi2mentarysystem.Thedistributionofmicrofaciescontrolsthespatialdistributionofreservoirproperty,themainriverchannelmicrofa2ciesofthebraidedriverhasthebestreservoirproperty.Fromthecomponentsofthesandstone,thereservoirphysicalpropertytendstobegettingbetterwiththeincreaseofthequartzcontentandthedecreaseofthefeldsparanddetrituscontents.Thereservoirexperi2encedintensivediageneses,ofwhichcompactionandcementationhavedamageactiononthepreservationoforiginalintergranularpore,andhencetheyreducetheporosityandpermeabilityofthereservoirandmakethesandstonereservoirtight.Butcorrosioncanimprovethephysicalpropertyofthereservoirincertainextent.Fromthestudyresultsabove,itisheldthattherecognitionofsec2ondaryporedevelopmentzonescanguidetheexplorationoftightsandstonegasreservoir.
Keywords:OrdosBasin;tightsandstonereservoir;physicalpropertyofreservoir;controlfactor
TANGHai2fa1,PENGShi2mi1,ZHAOYan2chao2,LIAi2rong3(1.FacultyofResourcesandInformation,ChinaUniversityofPetroleum(Beijing),Beijing102249,China;2.FacultyofResources,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan),Wuhan430074,Hubei,China;3.CollegeofOilandGasResource,Xi’anShiyouUniversity,Xi’an710065,Shaanxi,China)JXSYU2007V.22N.1p.59263
Influencesofshearingactionanddepressantontherheologicalpropertyofwaxycrude
Abstract:Inordertostudytheinfluencesofthedepressantandshearingactionontherheologicalpropertyofwaxycrude,thepropertiesofthecrudeoilwithdepressantandwithoutdepressantaremeasuredunderdifferentshearingrates.Itisshownthatdepres2santandshearingactioncanallmakethemorphology,sizeandstructureofwaxcrystalchangingandthereforeinfluencetherheologicalpropertyofwaxycrude;thedepressantandshearingactioncaninfluenceeachother.Thecondensationpointofthewaxycrudede2creasesby26℃,itis16℃beforethedepressantisaddedand210℃afterdepressantisadded;theanomalisticpointofthewaxycrudedecreasesby4℃,from30℃to26℃;waxprecipitationpointbasicallydoesnotvary.Thereisgreaterdifferencebetweentheviscositiesofthecrudesampleswithoutdepressantandwithdepressant,andasawhole,theviscosityoftheformerislowerthanthatofthelat2ter.Theinfluenceofshearingactionontherheologicalpropertyofthecrudesamplewithoutdepressantisclearlygreaterthanthatofthecrudesamplewithdepressant;theinfluencedegreeofshearingactionontherheologicalpropertyofthecrudesamplewithdepres2santisgreatlyrelatedtotheshearingrateandtemperature;thereductionoftheviscosityofthecrudesamplewithdepressantdecreaseswiththeincreaseofshearingactionstrength,anditwillnotdecreasewhentheshearingactionexceedscertainrange.
Keywords:waxycrude;rheologicalproperty;pipeflow;shearaction;depressant
FENGBing,DONGFeng2juan,ZHANGHua,JIANGHua2yi(CollegeofPetroleumEngineering,Xi’anShiyouUniversity,Xi’an710065,Shaanxi,China)JXSYU2007V.22N.1p.64267
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