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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 5 000～7 000 m. 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 2 300～2 700 m ,为中等埋深储层.
图 3 盒二段砂岩分类图
图 2 盒二段储层孔隙度和渗透率分布直方图
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].
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.
(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
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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.
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 ] .
2007 年 1 月 第 22 卷第 1 期
西安石油大学学报 (自然科学版) Journal of Xi′an Shiyou University (Natural Science Edition)
文章编号 :16732064X(2007) 0120059205
Jan. 2007 Vol. 22 No. 1
致密砂岩储层物性的主控因素分析
Analysis of main control factors of the physical property of tight sandstone reservoir
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)
(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
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.
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 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 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
木县 ,勘探面积约 2 004. 8 km2 ,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
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.
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.
摘要 :以鄂尔多斯盆地上古生界下石盒子组盒二段储层为例 ,综合利用岩心 、测井以及各种分析化 验资料 ,通过储层沉积学 、岩石学和成岩作用的研究 ,详细探讨了该区致密砂岩储层物性的主控因 素. 研究结果表明 ,盒二段储层属于辫状河流相沉积体系 ,沉积微相在宏观上控制了储层物性的空 间分布 ,其中辫状河主河道微相物性最好 ;在砂岩的岩矿组成中 ,随石英含量的增加 ,长石 、岩屑等 含量的减少 ,储层物性变好 ;研究区经历了较强的成岩作用 ,其中压实作用 、胶结作用对储层原始孔 隙起到破坏作用 ,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
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参数
孔隙度/ % 渗透率/ 10 - 3μm2
表 1 不同微相不同岩性的物性参数统计表
砾岩 7. 65 砂岩
8. 17 5. 74 4. 97 0. 60 0. 47 0. 18
砾岩 2. 91 0. 09
河道边缘 粗砂岩 中砂岩 细砂岩
6. 19 4. 00 3. 18 0. 45 0. 11 0. 16
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 ,其次为变质岩屑 ,少量沉积岩 屑 ,一般多为中酸性喷出岩微晶 、粉晶长英质集合 体 ,少量花岗岩 、变质岩和沉积岩岩屑. 长石的含量 比较低 ,仅为 5. 88 % ,这与母岩性质 、沉积作用及后 期蚀变等因素有关. 碎屑颗粒成分成熟度和结构成 熟度为中等 —好.
沉积微相控制了储层物性的宏观分布 ,而砂岩 的矿物组成和填隙物的含量则直接影响着储层原始
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 ,随着石英等刚性颗粒含量的增加 , 岩屑等揉性颗粒含量的减少 ,储层的储集性能明显 变好. 但是长石含量与孔渗的关系不甚明显 ,主要是 由于部分长石被溶蚀 ,形成一些次生孔隙 ,使得储集 条件得以改善 ,导致异常值的出现.
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 → 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
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
(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.