八角場大安寨油氣藏儲層評價

羅艷楊，季春海，賈志偉，柯 思，翟京天

（1.西南石油大學應用技術學院，四川南充 637001；2.中國石化西南油氣田分公司川中油氣礦；3.中國石化河南油田分公司）

1 概況

八角場油田位于四川省鹽亭縣、西充縣境內，北接中臺山油田，南與金華油田相望，東靠萬年場和公山廟油田，西連秋林油氣田，整個構造處于川中古隆平緩構造區西北部。八角場構造北面為中臺山、萬年場、獅子場構造，西為聚龍場、秋林構造，東為公山廟構造，南與金華、蓮池構造相接。構造的宏觀特征表現為南高北低的區域性單斜，在此背景上發育近東西向展布的局部背斜構造（圖1）［1］。本區鉆探工作始于1958年12月2日，1970年7月26日，在角1井原井場附近鉆探角2井，12月23日鉆至大一層時發生強烈井噴，1971年4月24日射開大一亞段，試油獲油29.21 t／d，氣20 m3／d，從此拉開對八角場大安寨油藏勘探開發的序幕。

圖1 八角場地區大安寨底界構造

根據巖性組合、電性特征，研究區大安寨段地層自下而上可劃分為大三、大二三、大二、大一二、大一五個亞段，其中大一二亞段又可分為上、下兩個小層。大三亞段以中－厚層狀灰褐色介殼灰巖為主，局部夾薄層狀黑色頁巖，頁巖平面分布不穩定，本亞段為主要儲集層段；大二三亞段以厚層狀黑色頁巖為主，夾褐灰色泥質介殼灰巖條帶，地層厚7～10 m，為主要生油層之一；大一亞段厚20～30m，上部為團塊灰巖、灰綠色泥巖及中－厚層狀黑色頁巖，中下部主要為灰褐色介殼灰巖、含泥質介殼灰巖與黑色頁巖互層，介殼灰巖多呈中－厚層狀、局部表現為塊狀，為大安寨油藏的主要儲集層段之一（圖2）。據區域研究成果，八角場地區主要處于川中大安寨湖盆淺－半深湖亞相帶內［2］。

圖2 八角場地區大安寨段地層劃分剖面

2 儲集巖巖性特征

研究表明，儲集巖類以介殼灰巖和含泥質介殼灰巖為主，具體特征如下：①介殼灰巖的沉積地帶主要為淺水湖盆區、水動力較強的環境，發育的層位是大安寨儲層油氣產出的主要層段。其主要特征是巖性較純（泥質含量小于10%）、性脆、生物含量高，孔隙度較低，孔喉結構較簡單，特別是在儲層普遍超低孔低滲背景下，該類儲層微裂縫相對發育，滲儲條件搭配較好，是提供工業油氣滲流通道的主要巖類。②含泥質介殼灰巖呈薄－中層狀，褐灰至深灰色，泥質含量15%～25%，介殼以半形為主，殼質以纖狀結構為主，單向粒級遞變層理發育，生物除瓣鰓類之外，還有腹足類和介形蟲類，介殼無分選和水動力淘洗現象，特別是有較多體大殼厚的全形瓣鰓類介殼完整埋藏，雜基主要為粘土質和少量灰泥，是湖進早期和湖退后期濱湖區局部低洼積水地區，由于瓣鰓類的繁盛形成的生物介殼堆積體。其孔隙空間分散程度增高，孔隙結構趨于復雜，在構造受力相對較強時有一定裂縫形成，對油氣滲儲有一定意義，是油井生產后期由孔隙向裂縫補給的主要巖類。

3 儲集空間及儲集類型

根據川中地區大安寨油藏大量的巖心、薄片、鑄體、電鏡掃描、成巖研究，并結合油氣井的試采特征綜合分析研究，大安寨儲層的儲集空間類型主要由微孔、微裂隙以及宏觀孔、縫等四種類型組成，是典型的微孔－微裂縫型儲層。

3.1 裂縫

雖然裂縫發育程度較低，數量極為有限，但所占有效儲集空間較大，是油氣滲、儲的重要空間［3］。

3.1.1 構造縫

區內研究層段的構造縫一般較狹窄，且以低斜縫為主，高角度縫較少，沿縫壁常見溶蝕現象，縫中可見次生方解石呈半充填狀，縫中見油浸、油跡。構造縫的大小、密度和延伸方向與其地層產狀要素有密切關系，在空間上有較大的延伸空間。寬度大于0.05 mm的構造縫只能在巖心上觀察，更大者只能保存于地下，取心時則斷開。這種大裂縫的連通范圍大，起著重要的滲濾通道作用。構造微縫寬度一般為20μm以上，只能在鏡下觀察，裂縫平直，有近于統一的延伸方向。可穿過介殼與基質，縫中常有黑色瀝青充填，其面密度遠比大裂縫多，具有一定的儲集能力，但起主要的滲透作用，連通其他大量更微細的孔縫空間。

3.1.2 層理縫

由于研究區內的黑色頁巖較為發育，這些巖石是半深湖低能環境下的產物，其水平層理極為發育。在地下深處高壓狀態下，這些水平層理密閉，不具有任何滲透性，但當這些巖石以巖心的方式從深部到地表時，由于壓力的釋放，水平層理張開，形成類似于“千層餅”狀的構造層理發育，這類縫中未見任何充填物，縫小但密集，可明顯改善儲層的滲透性，將分散的微孔隙連通。

3.1.3 成巖縫

研究區內由壓溶而成的縫合線較發育，呈鋸齒狀，寬一般0.01～0.80 mm，幅度在0.1～1.0cm之間，縫中常溶蝕擴大，被瀝青和有機質等不溶殘余物充填，少數半充填，局部周圍具溶蝕孔隙的出現，從鏡下觀察，幾條縫合線相交出現的現象不多，多數沿層方向延伸，主要是由壓溶作用強烈產生的。研究層段中的縫合線比較發育，可作為油氣滲濾的通道。

3.2 孔隙

微孔隙普遍具有孔徑小、連通性差的特點，根據其成因的不同，可細分為原生孔隙和次生孔隙兩種。

3.2.1 原生孔隙

儲層中常見的原生孔隙有遮蔽孔、粒間孔、基質晶間微孔隙三種類型。由于孔隙形成的時間較早，在漫長的成巖歷史中，受泥晶化、壓實、膠結各階段的成巖作用，原生孔隙幾乎損失殆盡，不能形成具有實際意義的儲集空間。

3.2.2 次生孔隙

根據巖心和薄片的觀察，次生溶蝕孔隙主要是沿裂縫分布的溶蝕孔、洞，并且多為針孔狀，較大的溶蝕孔洞少見，多被泥質、碳化瀝青和自生方解石晶體等半充填。這些溶蝕孔、洞雖然數量少，但儲集空間大，連通性好，并能有效地提高儲層的儲滲性能，是重要的油氣儲集空間。

4 儲層物性特征

區內主要巖石的物性特征表明：研究層段內孔隙度最大值1.96%，最小0.23%，平均值0.89%。不同巖石類型，其孔隙度差異不太明顯，平均孔隙度值大于1%的巖類僅為介殼條帶灰巖和粉砂巖，均值分別為1.25%和1.43%，其余巖類均低于1%，尤其是作為主要儲集巖的介殼灰巖和含泥質介殼灰巖，其孔隙度值差異甚微，均為0.8%左右。滲透率隨巖性的不同而有所差別，最大值為0.991×10－3μm2，最小值小于0.05×10－3μm2，平均值為0.2×10－3μm2，由此說明八角場大安寨段儲層的孔隙度和滲透率極低，巖性致密。按中石油碳酸鹽巖儲層的分類標準，大安寨介殼灰巖儲層應屬第四類即非儲層類。其次，從孔滲關系來看，研究層段在超低孔低滲的情況下，兩者不具有明顯的正相關性。說明研究層段內各種巖類其孔隙度并不隨滲透率的變化而變化。

5 影響儲層物性的因素

根據研究表明，區內研究層段的物性主要與巖石泥質含量、成巖作用以及構造因素有關。

泥質含量與孔隙度具有明顯的正相關性。根據巖石物性統計可知，盡管所有樣品的孔隙度都比較低，但相對而言，含泥質介殼灰巖的孔隙度總是高于不含泥質的介殼灰巖。究其緣由，很可能是因為泥質含量的增高阻礙了新生變形、方解石膠結等成巖作用。

隨著灰巖泥質含量的提高，雖然孔隙度發育程度有所改善，但粘土含量的增高，造成含水飽和度上升，孔隙結構趨于復雜化，滲流條件反而變差，因此，從總體來講，泥質含量的增高不但對物性的提高沒有貢獻，反而有阻礙的作用。

大安寨段介殼灰巖的成巖后生變化對孔隙的影響極大，它對孔隙既有建設性作用也有破壞性作用，總體趨勢是減少孔隙的作用遠大于增加孔隙的作用。泥晶化作用、生物作用以及早、晚期溶蝕作用有可能增加孔隙度。而壓實、膠結、充填等成巖作用基本上都是減小孔隙度，加上晚期溶解作用較弱使巖石孔隙變得極其細小和復雜［4］。

晚期構造應力在致密儲層內形成微裂縫系統，成為大安寨介殼灰巖儲層的重要儲滲空間。

6 儲層孔喉結構特征

通過對研究區內壓汞數據分析統計，總結出以下幾點特征：

（1）排驅壓力和飽和度中值壓力較低。大安寨段排驅壓力范圍大致為0.008～0.42 MPa，平均為0.05 MPa。介殼灰巖的毛管壓力曲線十分陡峭，一般不存在平坦段。介殼灰巖的飽和度中值壓力變化區間為4.25～8.223 MPa，均值為5.653 MPa。

（2）飽和度中值喉道半徑小。飽和度中值喉道半徑是飽和度中值壓力相對應的喉道半徑。在該層段數據統計得到，中值半徑最大為0.2200μm，最小0.0127μm，平均為0.1226μm。

（3）孔喉分布頻帶寬、細小孔喉百分含量高。儲層孔喉分布頻帶寬、細小孔喉百分含量高，與毛管壓力曲線所指示的分選差、細歪度的特點一致。

（4）最小非飽和孔隙體積高。根據統計知，川中大安寨段儲層最小非飽和孔隙體積一般為29.82%～93.04%，平均59.08%。

（5）退汞效率高及流動孔喉下限低值。退汞效率是反映油氣儲集層產能大小的一個重要指標，退汞效率的大小主要取決于巖石的滲透率，連通孔喉的體積百分數及孔隙與孔喉道的直徑的比值。據中臺山地區36個樣品的退汞試驗，退汞效率11.77%～89.99%，平均57.32%，明23井的8個樣品的退汞試驗，退汞效率24.51%～63.15%，平均55.2%，相應的孔喉半徑為0.063μm，并且大于0.063μm的孔喉退汞量占總退汞量的94%，因而將0.063 μm定位流動孔喉下限。

綜上所述，大安寨介殼灰巖儲集層是比較典型的非孔隙性儲集層，天然裂縫對油氣滲濾起主導作用，但介殼灰巖中的微溶隙和微裂縫是普遍存在的，且局部較發育。因此，大安寨介殼灰巖的儲集類型可以認為是具有微孔隙效應的裂縫性油氣層。

7 儲集巖分類

大安寨儲層的物性特征、裂縫發育程度等都較明顯地受巖性因素的制約。因此，本文以巖石類型為基礎，將大安寨灰巖劃分為三種類型（表1）。

Ⅰ類：主要由亮晶介屑灰巖及含介屑粒晶灰巖組成，所發育的層段都是大安寨儲層油氣產出的主要層段。主要特征是巖性純、泥質含量小于10%，屬高能環境產物；雖然巖塊基質孔隙較低，但孔喉結構簡單，在儲層普遍低孔滲背景下，該類儲層裂縫發育，滲流條件相對較好；該類儲層含油氣程度較高，是大安寨提供可動工業性油氣流的主要巖類。

Ⅲ類：多為泥質含量較高、生物含量較少的條帶灰巖、團塊灰巖、泥灰巖等構成。雖這類灰巖基質孔隙度略有增高，但滲透率沒有明顯改善，而且含水飽和度明顯增高，油相滲透率很低；裂縫發育極差，除斷層和小錯動之外，一般未見裂縫，缺乏油氣的滲流通道，難以提供工業性油氣流，因此該類灰巖視為非儲層。

Ⅱ類：介于Ⅰ類、Ⅲ類之間，為含泥質介殼灰巖，滲流條件仍然較差，孔隙結構復雜，由于含水飽和度較高，油相滲透率很低；雖有一定的微裂縫，但多呈孤立狀態不發育。因此，該類灰巖難以單獨提供工業油氣流，油氣由基質孔隙向裂縫的補給也較困難，為儲集性能較差的儲集巖類。

表2 大安寨段灰巖（儲層）分類

以上分析評價表明，Ⅰ類灰巖為大安寨段的有效儲層，Ⅱ類灰巖孔、縫仍具有一定的儲滲能力，但儲集性能很差。同時根據鄰區及本區的壓汞、物性和礦場試井等成果分析，無論是儲層的物性條件、毛管曲線、油氣井生產特征均表現出雙重介質的特征，大安寨段巖心物性資料分析表明，帶裂縫樣品的滲透率較巖塊基質滲透率高幾百倍至上千倍，因此裂縫及溶蝕孔（洞）是獲得高產性油氣流的必要條件。八角場油田儲層類型屬微孔隙－微裂縫型。

8 結論

總的說來，大安寨儲層具有以下4個特點：①超低的孔隙度和滲透率。根據對巖心分析資料統計表明，大安寨灰巖巖塊孔隙度一般在1%左右，滲透率小于0.2×10－3μm2，縱向上變化不大，僅就巖塊基質孔隙度和滲透率而言，屬非儲層范疇。②儲層物性條件與泥質含量有關，泥質含量越高，孔隙度值越高，但裂縫孔隙度反而減小，同時，滲透率反而受到阻礙。③成巖后生變化對孔隙的影響極大，即其成巖過程的顯著特點是壓實作用和膠結、充填作用強而晚期溶解作用弱，使儲層孔隙發育差，而晚期構造應力在致密儲層內形成微裂縫系統，成為大安寨介殼灰巖儲層的重要儲滲空間。④Ⅰ類灰巖為大安寨段的有效儲層，Ⅱ類灰巖孔、縫仍具有一定的儲滲能力，但儲集性能很差，儲層類型屬微孔隙－微裂縫型。

［1］趙輝，司馬立強.川中大安寨段裂縫評價及儲層產能預測方法［J］.測井技術，2008，（6）：277－278.

［2］洪慶玉，藍光志.川中大安寨段儲層的沉積學研究［M］.四川成都：電子科技大學出版社，1997：9－10.

［3］鄭旭，趙春明，雷源，等.裂縫性油藏地質建模與數模一體化技術的研究與應用［J］.石油地質與工程，2011，25（4）：80－83.

［4］強子同.碳酸鹽巖儲層地質學［M］.山東東營：中國石油大學出版社，2007：64－85.