第5期 焦刨砖篓:白豹油 长4一j成岩作用与储黑 类译杆 ・523- 为主.分选中等至好 砂岩碎坍颗粒问常以点、线 状接触.呈 粒支撑结构:胶结类) 以孔隙式胶结 为主,少数砂岩由于脞站物含量较高而呈基底式 胶站.局部¨土I十化学f 熔作用而生镶嵌式胶站.反 映出研究 的压实程度较为强烈=在绿泥石膜不 发育而泥磺杂基含量较高的砂岩中.机械Jt实作 用强烈.表现为一方I】=li谇腭颗粒问紧掰接触.局部 为 凸状接触;另一方面泥岩岩屑和黑云母岩屑 发生强烈的假杂牲化.从而导致砂糟的原生孔隙 大量消失.形成数密型孔隙鲥合关系 由此不难 图2 颗粒问残余粒问孔鞍发育 Fig.2 ResiduM lJo rcs h【1w㈣lhL, ̄railIX 看出。白豹地区长4+5储集岩普遍表现为成分成 熟度偏低而结恂成熟度t{r等的特点。 表l 自豹地区延长组长4+5段砂岩成分统计表 T -)k 1 f-! H_1d ……c)nlf llsl1l ns。f Member 4—5(】 Y I[' nz n rm Iion, 1{1 -I ̄aihau oilfield (白2 井.深2 01,]nIj 2主要成岩作用类型及特征 图3 少■加大状石英充填残余粒间孔 通过白l 、白l 22、白233等取心井普通薄 片的镜下观察肢扫描电镜、阴擞发光、镜煤反射率 等研究.确定该 砂岩储层所经历的成岩作用主 要有压实、胶结、溶解、交代等作用类璎 。 2.1压实作用 ]Wig 3 A few c1f qLlartz in【】 re,-qd L,al po res (白1响 井.深21】 lI m 布.呈栉壳状结构.并且形成较发育的自生绿泥石 晶问微孔隙。绿混石膜为l期自生绿泥打胶结 物,其形成使砂糟粒问孔隙变为残余粒问孔隙.孔 隙分市具有相对较好的均质性 压实作用包括机械压实作J千I和化学压溶作 用 研究1 长4+5砂岩住埋藏成岩过程中经历 r不同程度的压实作用 在绿滗百蟆发育的中 绿泥百薄膜的形成为早成岩A期砂岩形成 的主要胶结物,同时在碱陛介质条件下局部砂岩 中形成了少量微晶方解石胶结物,为I期方解 胶结物,充填粒问孔踪并交代长石 石英 黑云母 碎屑 此后随着埋凝成岩强度呐)川深.局部石英 碎屑与长百碎屑发生次生加大.形成冉生式石英 细粒氏石砂岩rf1.碎屑颗粒问 点线状接触.机 械压实作J1=j强度较崩.残余粒问孔隙较发育(图 2.图3).形成残余孔隙型孔隙组合 2.2胶结作用与交代作用 研究【 【乏4 5砂岩中的胶结物主要有I 生 与氏石胶结物 牯土矿物、碳酸盐矿物驶自生石英等。胶结类型 为薄膜式、再 式、孔瞰式胶结, 2.2.1早成岩A期绿泥石膜的形成 在 成岩A期阶段.黑云占}碎屑发生了强烈 纳水化水解作埘,为绿泥石膜在碱性介质条件下 的形成提供r充足的Mg一和F 发现.熙 据镜下观察 碎屑的绿泥石化作用非常强烈。绿 2.2.2早成岩B期竞晶方解石与伊/蒙混层的析出 根据砂岩薄片观察. 成岩B期的亮晶方解 石形成于绿泥石膜、打荧。i次生加大边之后.多呈 中 缃晶或他形品充填残余粒蚓孔隙.井交代绿 泥石膜和石英汰生加大边,属Ⅱ艄^解石胶结物。 充填残余粒间孔瞰的亮l 方解石、沸秆和钠 长{1构成了砂岩 早成岩B】{}】肜成的碱性自 i 矿物组合 碱性自生矿物胶结物的析出一方面在 泥石膜多以叶片状绿混百垂直于碎屑颗粒表面分 维普资讯 http://www.cqvip.com
・524・ 成都理工走学学报(自特科学髓 嚣33卷 定程度上降低丁原生孔隙度;另一方而也为溶 解理开始.溶解程睦不 .有的只发 }:轻微溶解. 有的则大量熔解形成蜂窝4JC-fL 蚀 状牛孔I9;c的发育提供r物质基础 2.2.3晚成岩A期自生矿物的腔蛄作用 据铸体薄片和扫描电镜观察.研究区砂岩在 晚成岩A期发生r强烈的溶榔作用.眵成丁大量 的溶蚀型次生 L隙.有敛地改善J 砂岩储集层的 L隙结构。在晚成岩A期阶段,地层中有机质在 存晚成岩A}}lJ;,本区砂岩小郭分 解 胶结物 被古铣方解石交代;同时在粒JHlJ形成了普遍发育的 自生石蜒晶体(固4)以及花朵状、缄球状绿抛石集台 体(网j) 由于斜长石的大量溶解而大规模出现自 较高f1勺温压条件下分解产生的有机酸进入砂岩储 集层后.孔隙介质pH值降低.ilj碱性变为酸性。 在酸性条件下.长石碎屑发生强烈溶解.其溶解物 生商岭fj集合体.R电高岭百的分布具有很强非均 质性.它是由溶蚀作用的非均质性决定的【 在一定条件下结晶产生自形高岭石集台体矿物 自生石英与自生高岭石集台体为晚成岩A期酸 性矿物组台 3储层的孔隙结构特征 3.1孔隙类型 长4一j储层总面孔率1lJ. {9‘.孔隙类型 粒间孔为主,其面孔率为8.2 (表2);其次为少 量溶蚀粒问孔及长石溶孔等 图0 自生石英充填粒间孔堠 Fig.4 Aiithi ̄t nic qlJi ̄rtg filled intergranu[a r pores 襄2 白1 22并储层孔隙类型及含量统计表 h})Ie: S:at-1f plate:y rl f【he r e rvoir LIf WeII fhil2 (白lO0 井.深2 l n ) 样 层位品 牡问长石岩嚼沸石品问擞裂面fL平均孔箍 数 彳L 蒋钆溶孔藩 L 礼 峙{ 串 m 4 j 3 8.!x o,8%o.4%o.2%。. 。,1 l。. % a.正常粒间孔:此类孔隙含世相当少,孔径 大小不等.常呈不规则多边形. ;b.残余粒问孔:此类 L隙在储层中较常见. 般呈三角形和不规则多边形.足研究区砂岩储 集层的主要孔隙类型 孔隙直径一股为0.03~ o 50 mm,在扫描电镜下观察.此类孔隙分布很 图 .充填于孔麟中的城球状绿泥石集台体 :l ̄tII【h ̄l,rite I 《“g ̄lte filled in port 不均一.具有强烈的非均质性 充填孔隙多为薄 膜式胶结的绿泥石,此外有再生式胶结的百英与 长石加大边和孔隙式充填的绿泥石、方解石、石 (白If _捧.收1 78 m) 2.3溶解作用 砂岩储层常经受不同程度的溶解作用改造形 成了多种类型的次生孔隙.对政善砂岩储层的储 集性能起到了积般作辟j 被溶解的物质主要是长 石、岩屑、沸 等 稳定预粒盟少艟的碳酸 胶结 物 颗粒的溶解有 种隋况,一是【乏石、措屑等 稳定颗粒直接溶解形成牲内溶孔;另一种是石英、 长百盟岩屑等釉l粒先为碳酸盐 物交代.后来交 代物发生溶解析使 粒川接被溶.常形成粒内溶 孔及扩大的次牛粒问孔 颗粒的溶解常沿边缘和 英、高岭石及黄铁矿等 此类孔隙广泛分布于长 石砂岩中 f,孔隙分布均匀,连通性好 c.旃蚀粒问溶孔 此类孔隙在研究层段不甚 发育.其形成大致有两种情况.一是粒『1=iJ胶结物与 碎屑颗粒边缘同时发生溶解;=是碳酸盐等胶结 物充填粒间并同时交代颗粒边缘.随后胶结物与 颗粒同时被溶解 d.组分内溶 L:包括粒内溶孔、胶结物内溶 L 等 通过铸体薄片和扫描电镜观察分析.溶蚀粒内 维普资讯 http://www.cqvip.com 第5期 焦创赞等:白豹油田长4+5成岩作用与储层分类评价 ・525・ 孑L隙多见于长石、云母和部分岩屑内,常见溶蚀粒 内孔隙与溶蚀粒间孔隙连通。溶蚀粒内孔隙是本 区砂岩组分内溶孑L的主要组成部分,其次是颗粒先 被交代而后交代物局部或全部被溶形成粒内溶孑L。 e.裂缝孑L隙:研究层段常见有颗粒因机械压 实作用破裂或沿解理缝裂开而形成的裂隙、岩石 被挤压或拉张而形成的构造缝以及沉积物沉积时 形成的层理缝。在裂缝两侧往往有溶蚀作用发 生。裂隙的数量一般不多,但未被充填的裂隙对 于改善岩石的渗透能力具有重要的意义。 3.2 喉道类型 根据压汞资料统计,研究区储层排驱压力一 般为0.2~2.2 MPa(图6),喉道小(0.4032 m), 喉道分选系数2.3554,变异系数0.2000。铸体资 料及薄片镜下观察反映出,其平均孔径为22.61 m,属小孑L微细喉型孔喉组合。研究层段常见的 喉道类型有以下两种: 图6 白100—3井长4+5压汞曲线 Fig.6 Pressure Hg curve of Member 4+5 of Yanchang Formation in Well Bail00~3 a.片状喉道:喉道呈片状或弯片状,为颗粒 间的长条状通道。常出现于压实程度较强或自生 加大程度较高的砂岩中,孑L径一般较大。 b.管束状喉道:为杂基及自生胶结物晶体间 的微孑L隙,孑L径一般小于0.5 m,本身既是孑L隙 又是喉道。 3.3孔隙组合类型 砂岩储层的储集空间虽然由多种类型的孑L隙 组合而成,但往往以其中一种或多种类型的孑L隙 占主导地位。孑L隙的组合类型不同,对储集层的 储集物性及孔隙结构的影响也不同。根据薄片鉴 定及压汞资料,该区砂岩储层的孑L隙组合类型大 致可划分为如下几类。 a.残余粒间孑L与组分内溶孑L复合型:该组合 类型以残余粒间孑L为主,含有少量的次生粒间溶孔 及粒内溶孑L,因粘土杂基含量及胶结物含量较少, 杂基内及晶间微孑L隙不发育。强烈的机械压实作 用和化学压溶作用,使喉道以片状或弯片状为主, 孑L隙分选性较好,次生孑L隙在孑L隙中所占的比率小 于25 9/6,孑L隙度一般为8 ~17O,渗透率为0.1× 1O ~10×10 m ,常见于三角洲前缘水下分流 河道沉积砂体中 ]。依据孑L隙度、渗透率分级标 准 及长庆油田所制订的储层分类评价标准,具该 类孑L隙组合特征的储层为低孑L低渗储层。 b.杂基内和晶间微孑L型:该组合类型以粘土 杂基、自生粘土矿物晶间微孑L及碳酸盐胶结物晶 间微孑L为主,其它类型的孑L隙不发育,喉道类型以 管束状喉道为主。粘土含量一般大于1O%或碳 酸盐胶结物含量大于15 ,孑L隙度一般小于8 9/6, 渗透率小于0.02×10_。 m 。岩石类型以泥质 砂岩或粉砂岩及碳酸盐致密胶结砂岩为主,常见 于后期胶结致密或粘土杂基含量高的三角洲前缘 沉积砂岩中,属非有效储层。 c.组分内溶孑L、微孑L及层理缝复合型:该组合 类型以组分内溶孑L和杂基及胶结物晶间微孑L为主, 常见喉道类型有管束状喉及片状喉,孔隙度一般小 于1O 9/6;由于层理缝发育,砂岩渗透性相对较好, 渗透率为0.05×10_。~O.2×10 m 之间。 4储层分类评价 储层分类评价的方法很多,其总的趋势是从定 性到定量,从宏观到微观[6]。本文根据该区储层特 点,从3口取心井(白108、白122、白233井)中选取 l8个作压汞分析的样本,对其l1个变量(孑L隙度、 渗透率、分选系数、变异系数、中值压力、中值半径、 排驱压力、最大汞饱和度、退汞效率、平均孑L喉半 径、碳酸盐含量)作了聚类分析(表3,图7)。 从表3及图7可看出,18个样本可明显分为 A,B,C,D四个类别,由A类到D类,渗透率、分 选系数、变异系数、中值半径、最大汞饱和度、孑L喉 均值等变量呈减小趋势;中值压力、排驱压力、碳 酸盐含量等变量呈增大趋势,说明由A类到D 类,样本的储集性能逐步变差。 在聚类分析的基础上,结合研究区地质背景、 孑L渗特征及所制订的储层分类评价标准 等,将 白豹地区长4+5砂岩储层主要分为三类(图8), 维普资讯 http://www.cqvip.com ・526・ 成都理工大学学报(自然科学版) 第33卷 ] ]● 图7 18个样本11个变量的聚类分析谱系图 Fig.7 Cluster analysis lineage of 1 8 samples.1 1 variables 图8 白豹油田长4+5储层分类图 Fig.8 The reservoir classification of Member 4+5 of Yanchang Formation in the Baibao oilfield 其中以Ⅱ类和Ⅲ类储层为主(其中B类样本对应 Ⅱ类储层),各类储层基本特征如下: I类储层:此类储层的孑L隙度一般大于 13 9/6,渗透率一般大于2×10~ m。,属相对中高 孑L一中高渗的储层。砂岩毛管压力特征为低排驱 压力一粗厚道型,其排驱压力一般小于0.4 MPa, 歪度小于0.6。此类砂岩普遍发育绿泥石膜胶结 残余粒间孑L隙、溶蚀粒间孑L隙和溶蚀粒内孑L隙,以 溶蚀孑L隙型孑L隙组合关系或混合型孑L隙组合关系 为主。砂岩铸体薄片面孑L率一般大于5 ,孑L隙 分布均匀且连通性好。铸体薄片与扫描电镜显 示,此类砂岩发生了广泛而强烈的溶蚀作用。砂 岩薄片资料显示,此类砂岩填隙物含量低于5 , 以自生矿物胶结为主,常见有高岭石、绿泥石与自 生石英。泥质杂基不发育。该类储层为本区最好 的储层,但只占统计样品的5.4 。 Ⅱ类储层:主要由分选较好、填隙物含量较低 的长石岩屑细砂岩一粉细砂岩组成。溶解作用相 对而言较为发育。孑L隙类型多样,以残余粒间孑L 及组分内溶孑L为主,喉道类型以片状喉道为主。 此类砂岩储集层排驱压力一般为0.4~2.2 MPa 之间;歪度一般为0.6~1.0,分选较差一中等,对 应的最大孑L隙喉道半径较大,孑L喉均值较小,中值 喉道半径较大。孑L喉分布一般呈单峰型,峰位一 般在0.2/.tm左右。渗透率为0.2×10~~2× 10 /.tm。,属低渗,孑L隙度一般为8 9/5~13 9/6,平 均为8.28 ,属低孑L。此类储层为该区的有效储 层,占统计样品总数的75.3 。 Ⅲ类储层:主要由粉砂岩一粉细砂岩组成,分 选中一好,填隙物含量高,溶解作用不发育。此类 砂岩以填隙物内微孑L隙和部分残余粒间孑L隙为 主,局部分布溶蚀长石粒内孑L隙。孑L隙分布不均 匀,连通性差,具有致密型孑L隙组合关系,局部存 在裂缝一致密型孑L隙组合关系。此类砂岩机械压 实作用强,溶蚀作用弱,铸体薄片面孑L率一般低于 1 ,有效孑L隙度低。储集层的孑L隙度一般低于 9 ,渗透率一般低于0.2×10 /.tm。,属特低 孑L一特低渗储层。砂岩毛管压力特征为高排驱压 维普资讯 http://www.cqvip.com 第5期 焦创赘等:白豹油田长4+5成岩作用与储层分类评价 ・527・ 力一细吼道型,喉道类型以管束状为主。其排驱压 力一般大于2 MPa,歪度一般大于1。压汞曲线 孔隙等。孔隙组合类型表现为残余粒间孔与组分 内溶孔复合型、杂基内和晶间微孔型、组分内溶 孔、微孔及层理缝复合型。 d.研究区长4+5储层主要分为三类,由于I 呈偏细或中等歪度,中值毛管压力较高。此类特 低渗储层占样品总数的19.3 。 综上所述,白豹地区长4+5砂岩储层以低孔 低渗为主。由于取样中受人为主观因素的影响, 上述统计未必很精确,而且实际的砂岩储层(砂 体)并非由上述单一类型组成,往往由两种甚至多 种类型复合而成。因此,上述储层分类只具有宏 观上的指导意义。进一步深入的研究,还有待于 类储层所占范围非常有限,不具有代表性,因此, 研究区以占主导地位的Ⅱ类储层为主,该类储层 也是今后开发建产的主要储层。而对于特低孔特 低渗的Ⅲ类储层,目前难以开发,有待以后进一步 的分析评价。 结合实际工作对储层性能进行深入剖析。 [ 参 考 文 献 ] [1]长庆油田石油地质志编写组.中国石油地质志(卷十 二)I-M].北京:石油工业出版社,1992:62—78,133— 148. 5 结论 a.研究区储层在岩性上主要为长石砂岩和岩 [2]SULLIVAN K B,MCRBRIDE E F.Diagenesis of sandstones at shale contacts and diagenetic heteroge— 屑长石砂岩,砂岩的成分成熟度偏低而结构成熟度 中等,颗粒直径较小,分选中等至差,磨圆度呈次棱 neity,Frio Formation,Texas[J].AAPG Bulletin, 1991,75(1):121—138. 角状,填隙物含量高,导致其原始孔隙度更低。 b.研究区储集岩碎屑颗粒基本上为点接触 和线接触,机械压实作用和化学压溶作用标志明 显,且使原始孔隙体积减少较多。早成岩期碳酸 盐胶结作用、石英和长石的次生加大胶结、自生粘 土矿物胶结、沸石胶结等都不同程度地使原始孔 隙体积减少。晚成岩期的溶解作用虽使孔隙有所 增大,但幅度有限,且其强度具有较强的不均一 性。同期形成的铁碳酸盐胶结作用充填了大部分 -13]焦养泉,李思田,李祯,等.碎屑岩储层物性非均质性 的层次结构I-J].石油与天然气地质,1998,19(2):89 —92. -14]高旺来.安塞油田低渗透储层岩石物性特征实验研究 I-J].特种油气藏,1998,(4):51—55. [5]尹寿鹏.渗透率非均质性参数计算及代表性分析I-J]. 石油实验地质,1999,21(2):146~49. r6]谢庆邦,贺静.陕甘宁盆地南部上三叠统延长组低渗 砂岩储层评价EEl//中国油气储层研究论文集.北京: 石油工业出版社,1993:313—332 的残余粒间孔和溶蚀孔隙,导致储层物性变差。 c.主要孔隙类型有粒间孔、组分内溶孔、裂缝 [7]周庆凡.塔里木盆地库车坳陷勘探远景评价[J]. 石油地质,1999,20(3):203—207. Diagenesis and reservoir classification and evaluation of Member 4+5 of Triassic Yanchang Formation in Baibao oilfield,Ordos Basin,China J IAO Chuang—yun ,FU Wei ,ZHAO J un—xing ,CHEN Ming—ying。, CHE Ming。,LI Zhi—wei ,WANG Bin 1.Changqing Oilfield Company of CNPC,Xi’an 710021,China; 2.Institute of Sedimentary Geology,Chengdu University of Technology,Chengdu 6 10059,China; 3.Bayinggolen Devedopment Planning Commission o厂Xinjiang,Korla 84 1000,China Abstract:On the basis of investigating flakes,viewing under the microscope,pressure Hg and cathodoluminescence etc.,the paper studies and analyses the diagenesis and reservoir characteristics of Member 4+5 of Triassic Yanchang Formation in Baibao oilfield of Ordos Basin.It concludes that the lOw porosity and lOw permeability character of Member 4+5 of Triassic Yanchang Formation iS the result of the composion and structure of original minerals。the diagenesis function of early mechanical compress and chemical dissolve and the late cementation of iron-calcite.Simultaneously。the paper classifies and evaluates the reservoirs of Member 4+5 of Triassic Yanchang Formation in study area according to the cluster analysis of 1 8 pressure Hg samples and 1 1 variables。indicates that Type II of low porosity and low permeability reservoir of the Baibao oilifeld iS the master,then iS the Type Il1. Key words:Baibao oilfield;diagenesis;reservoir evaluation;cluster analysis;porosity;permeability
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