川西北地区须家河组二段致密砂岩储层特征及其主控因素.pdf
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1、收稿日期:;改回日期:基金项目:中国石油前瞻性基础性研究项目“海相页岩气勘探开发技术研究”()作者简介:雷越(),男,工程师,年毕业于中国地质大学(北京)资源勘查专业,年毕业于该校地质工程专业,获硕士学位,现主要从事非常规油气地质、海相碳酸岩储层方面研究工作。通讯作者:王旭丽(),女,高级工程师,年毕业于中国地质大学(武汉)资源勘查工程专业,年毕业于该校能源地质工程专业,获硕士学位,现主要从事地质综合研究工作。:川西北地区须家河组二段致密砂岩储层特征及其主控因素雷越,黄嵌,王旭丽,杨涛,田云英,李洪林,汤潇,刘柏(中国石油西南油气田分公司,四川绵阳 )摘要:为明确川西坳陷北部地区上三叠统须家河
2、组致密储层分布特征,通过岩心描述、测井解释和 射线衍射矿物分析,得到储层沉积微相类型和矿物组成特征,结合岩石薄片和场发射扫描电镜观察、孔渗和压汞测试等,得到的成岩作用及储层孔隙结构分析结果,开展了须家河组二段储层致密化影响因素研究,建立川西北部地区须二段储层综合分类评价标准。结果表明:须二段致密储层发育的主要原因为储层孔隙度受岩性控制,矿物组分的差异使须二段砂岩具有强胶结、中等压实和弱破裂的特征,中等压实作用有利于提高储层物性,强胶结作用增强了储层的致密性。研究结果可为该区致密储层发育的有利区域筛选及下一步开展勘探致密气藏有利目标区提供依据。关键词:孔隙结构;储层特征;致密储层;成岩作用;须家
3、河组;川西北部地区中图分类号:文献标识码:文章编号:(),(,):,:;第 期雷越等:川西北地区须家河组二段致密砂岩储层特征及其主控因素 引言川西坳陷三叠系须家河组是四川盆地陆相地层的重要勘探层位,资源量巨大,但利用率低 ,截至 年年底,川西坳陷须家河组天然气地质储量约为 。显示出良好的勘探开发前景和潜力 。近年来,国内许多学者对该区须二段储层相关问题进行了大量的研究。关旭等 、章顺利 、吴家洋 在储层特征、分布及影响因素方面作了详细论述,唐大海等 、漆麟等 着重探讨了其成藏条件和富集主控因素,章顺利 、吴家洋 、罗静兰等 对地震响应特征和气藏检测方面进行了分析和研究。研究结果表明,断缝体发育
4、的位置往往是高产气区,适当的裂缝为气体的运移和保存提供了路径和场所 。但随着勘探程度的加深,发现部分非裂缝性致密储层同样能够成为砂岩气良好的储集场所。非裂缝性优质致密储层的形成机理及其发育位置成为未来研究关注的焦点 。受研究区须二段钻井资料较少、致密储层非均质性强等因素的影响,无法准确表征储层特征,针对致密储层成因的研究较为薄弱。因此,在前人研究基础上,以分析川西坳陷北部须二段不同矿物组分砂岩的差异性为思路,将储层沉积微相类型和矿物组成特征与成岩作用及储层孔隙结构分析结果相结合,阐明川西坳陷北部须二段储层砂岩致密化的原因,为进一步了解储层物性与沉积和成岩作用的关系,提升致密气藏勘探程度提供依据
5、。地质背景川西坳陷北部地区位于四川盆地西北部,北起龙门山米仓山山前断褶构造带,南至绵阳一带,西为龙门山推覆构造带,东至阆中一带,经印支运动、燕山运动和喜马拉雅构造运动隆升剥蚀形成了现今西高东低的地势 (图 ),具有“两隆夹一凹”的构造格局和不对称的向斜构造形态 。受龙门山推覆构造带的影响,西部地层较陡,向斜东翼向东低幅抬升,局部发育断层,主要集中于九龙山、老关庙及思依场一带 。经过多年的勘探,发现了文兴场柘坝场、双鱼石、九龙山、魏城等 个有利构造区,表现出巨大的勘探开发潜力。研究区上三叠统须家河组由下至上分为须一段至须五段。其中,须二段按岩性由下至上分为 个亚段,下亚段地层主要为砂岩、砾岩和泥
6、岩,中亚段地层主要为泥岩、煤层和砂岩,上亚段地层主要为砾岩、砂岩和页岩(图 )。?(?)?图 川西坳陷北部构造及有利区平面分布图 特 种 油 气 藏第 卷RACGR?31003200330034003500360037003800390040004040?、?/API301209040 22000?/m/(sm)-1t/(m)?图 川西坳陷北部须家河组地层综合柱状图 储层岩石学特征须二段沉积期,研究区处于三角洲沉积相与湖泊相的交替期,岩石发育类型多样 。须二段储层主要发育岩屑长石砂岩、长石石英砂岩、石英砂岩。其中,须二下亚段主要发育厚层岩屑长石砂岩与薄层长石石英砂岩,而须二上亚段主要发育石英砂
7、岩。薄片资料显示,储层砂岩具有良好的成分成熟度和结构成熟度(图 )。颗粒分选以中好为主,磨圆度呈次棱角、次圆状,以次圆状为主。支撑类型普遍为颗粒支撑,接触关系为点线接触、线凹凸接触。砂岩中填隙物结构类型以杂基胶结物为主,胶结类型主要为孔隙接触式胶结和接触式胶结,少部分为孔隙式胶结。受各亚段矿物含量差异的影响,早期成岩阶段岩石中的绿泥石、方解石胶结物常发育于须二下亚段,充填于粒间孔中(图 );硅质胶结物多以石英加大边的形式发育于须二上亚段(图 ),仅局部层段可见自生石英。储层特征 储集空间类型川西坳陷北部须二段致密砂岩储层主要发育于须二下亚段和须二上亚段,储集空间类型复杂多样,主要发育粒间孔和溶
8、蚀孔,微裂缝次之,少量晶间孔和杂基微孔。其中,须二下亚段主要储集空间为粒间孔和溶蚀孔,少量微裂缝。岩屑长石砂岩中常见环边绿泥石胶结物形成后的残余原生粒间孔(图 ),面孔率可达 ,是气体储集的良好场所。长石砂岩中常见由杂基或胶结物溶蚀形成的粒内溶蚀孔 (图 、)。须二上亚段主要储集空间为第 期雷越等:川西北地区须家河组二段致密砂岩储层特征及其主控因素 晶间孔(图 )和微裂缝(图 、)。其中,一部分微裂缝形成于构造裂缝的伴生裂缝;另一部分形成于下伏雷口坡组残丘之上差异压实作用。可见斜交缝、低角度缝和网状破裂缝,宽度主要为 ,少部分为 ,且多沿颗粒边缘发育,延伸距离较短,呈放射状或组状产出 。沿裂缝
9、常见溶蚀现象,表明裂缝的存在促进了储层次生孔隙的形成。?a?b?c?d?e?f?图 川西坳陷北部须二段岩性及孔隙结构特征显微照片 物性特征川西坳陷北部须二段储层非均质性较强,低孔中存在高孔段,属于低孔低渗致密砂岩储层。其中,石英砂岩的孔隙度最大,长石石英砂岩孔隙度次之,岩屑长石砂岩孔隙度最低 ,表明须二段储层物性受岩性控制。当孔喉半径大于 的孔隙体积占比大于 、孔隙度大于 、渗透率大于 时,方可作为气体的有效储层 (表 )。表 川西坳陷北部须二段储层综合评价 物性参数孔隙度 渗透率 毛管曲线特征中值压力 孔喉半径大于 的孔隙体积占比 有效储层概率评价 好 差 非根据须二上亚段 块样品及须二下亚
10、段 块样品孔渗交会图(图 )可知,须二下亚段储层孔隙度主要分布在 ,平均孔隙度为 ,渗透率为 ,平均渗透率为 ;须二上亚段储层孔隙度主要分布在 ,平均孔隙度为 ,渗透率为 ,平均渗透率为 ;须二下亚段储层物性优于须二上亚段储层。其中,在裂缝发育处孔隙度和渗透率达到最高。须二段总体为低孔特低孔、低渗特低渗储层,孔隙为主要的储集空间,裂缝的发育改善了储层的渗流能力。成岩作用类型及其对储层的影响沉积物的成岩演化过程受内在和外在等多方面因素的控制,包括矿物组分、结构和沉积环境等 。各成岩作用对储层的影响程度及作用机理 特 种 油 气 藏第 卷不同 。基于不同的成岩现象和成岩矿物,通过川西坳陷北部须二段
11、致密砂岩储层岩石薄片和电子扫描电镜观察等,明确控制储层发育的主要地质因素。图 川西坳陷北部须二上、下亚段孔渗交会图 压实作用研究区须二段储层内部岩石碎屑颗粒接触关系以点线接触为主,线凹凸接触次之。须家河组沉积后,快速埋深,经历了强压实作用,使得储层原生孔隙减少 。此后,在喜马拉雅构造运动期,川西北部西侧构造抬升,局部储层埋藏深度变浅(如中坝构造、双鱼石构造),压实作用表现为中等强度,产生大量次生孔隙 。岩屑长石砂岩间大量塑性碎屑被挤压形成填隙状(图 ),呈扁平?fdgeabhic图 川西坳陷北部须二段储层微观特征 第 期雷越等:川西北地区须家河组二段致密砂岩储层特征及其主控因素 颗粒状点线接触
12、;长石石英砂岩均呈现出圆度低、球度低的形态特征(图 ),呈点线接触;石英砂岩可见压溶缝合线及自生石英,呈线凹凸接触(图 )。中等强度的压实作用对绿泥石造成孔隙空间减小的影响有限,绿泥石越发育越能有效抑制石英自生加大,岩石抗压实能力越强,原生孔隙越发育,物性越好 。通常绿泥石多发育较多的须二下亚段岩屑长石砂岩抗压实能力强,硅质胶结较少,物性较好(图 );在绿泥石欠发育或不发育的须二下亚段长石石英砂岩和须二上亚段石英砂岩抗压实能力弱,石英次生加大强烈,物性较差(图 )。压溶作用压溶作用是压实作用的进一步加强,当压实作用持续进行,颗粒之间接触相当紧密,当颗粒接触点的压力达到一个点,一般认为压力值超过
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