卡塔爾東部二疊系Unayzah組儲層主控因素研究

夏 平，尤 英，余麗玲 （ 油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室 （長江大學）長江大學地球科學學院，湖北 武漢430100）

卡塔爾東部位于魯卜哈利盆地南海灣鹽次盆與中阿拉伯盆地交界處。魯卜哈利盆地和中阿拉伯盆地的盆地類型為古生界克拉通-中生界被動大陸邊緣-新生界前陸疊合盆地。目的層段Unayzah組為早二疊世地層，與上覆晚二疊世Khuff組、下伏晚泥盆世Jubah組均呈不整合接觸，Unayzah組底部為海西不整合面。卡塔爾東部Unayzah組屬于魯卜哈利富油氣盆地的探索新領域，具有廣闊的勘探前景［1］。但該研究區整體勘探程度較低，對其儲層的研究較少，這給該研究區的勘探工作造成了很大影響。為此，筆者對卡塔爾東部二疊系Unayzah組儲層特征及主控因素進行了分析，以便為其勘探開發提供參考。

1 儲層特征

Unayzah組巖石類型以巖屑石英砂巖為主，碎屑成分主要為石英、長石和巖屑，石英質量分數高。中到粗粒，多礫石。孔隙類型主要為原生孔隙和次生溶蝕孔隙，有粒內溶孔和粒間溶孔。對Unayzah組的取心井進行巖心分析化驗，從相關統計圖（見圖1）可看出，Unayzah組物性好，孔隙度大部分在10%以上，滲透率大部分大于10×10-3μm2，因而可作為有效儲層。

圖1 Unayzah組巖心孔隙度和滲透率分布直方圖

2 主控因素分析

2．1 母巖性質對儲層物性的影響

巖石中的石英顆粒在偏光顯微鏡下的特征基本相同，而在陰極發光顯微鏡下其發光則有不同［2］。石英的不同發光與成因有直接的關系，其主要取決于形成溫度、回火作用及冷卻速度。

取心井的陰極發光薄片分析表明，Unayzah組碎屑顆粒中發棕色光的石英占30%左右 （見圖2）。大量研究表明，油、氣儲層中發棕色光的石英易溶蝕并產生次生孔隙。該類石英大多數來自變質巖中，其晶格受到力錯使晶體格架產生畸變，因而易被溶蝕。發棕色光的石英被不規則溶蝕，形成粒間或者粒內溶孔，而發藍色光的石英邊緣都比較完整 （見圖3（b）和圖3（c））。因此，母巖性質對儲層物性有一定的影響，即發棕色光的石英顆粒含量越高，易被溶蝕的石英顆粒就越多，這樣越有利于次生孔隙的形成［3］。

圖2 Unayzah組碎屑顆粒中石英發光顏色統計圖

圖3 Unayzah組巖心綜合柱狀圖

2．2 沉積微相類型對儲層物性的影響

沉積環境是影響儲層儲集性能的地質基礎，不同沉積微相砂巖儲集性存在明顯的差異［4］。通過對Unayzah組的沉積相進行分析可知，Unayzah組主要為河流相，發育河道、天然堤、泛濫平原等微相（見圖3和圖4）。對不同微相的物性進行統計發現，河道物性最好，孔隙度在15%～20%，滲透率大于10×10-3μm2；天然堤的物性次之，孔隙度小于10%。因此，沉積微相類型對儲層物性具有一定影響。

圖4 Unayzah組巖心綜合柱狀圖

2．3 成巖作用對儲層物性的影響

1）壓實作用 由于石英組分含量較高，因而剛性骨架碎屑含量較高，壓實率低，機械壓實作用相對較弱，所以盡管Unayzah組埋深較大 （深度在3000m以上），但仍然保持部分的原生孔隙 （見圖3（a））。

2）膠結作用 Unayzah組的膠結作用主要分為泥質膠結和石英的次生加大膠結，對儲層物性的影響不盡相同。①泥質膠結。膠結物主要為自生粘土礦物，其中主要成分為伊利石。伊利石膠結對儲層性能的影響具有雙向作用，即早期的伊利石環邊膠結作用減少了部分原生孔隙 （圖4（c）），但顆粒包膜伊利石也有效地抑制了石英晶體的生長，保留了部分原生孔隙和吼道 （圖4（a）），從而有利于優質儲層儲層發育［5］。②石英的次生加大膠結。通過對Unayzah組的薄片觀察可知，Unayzah組石英次生加大劇烈，雖然在一定程度上提高了砂巖抗壓實-壓溶強度，但由于其充滿孔隙、堵塞吼道，減少了大量的原生孔隙 （圖4（d）），降低了儲層的孔、滲性能，對孔隙的保留起破壞性作用，從而不利于相對優質儲層的形成。

3）溶蝕作用 Unayzah組的石英組分含量雖然很高，但碎屑顆粒中還有部分鉀長石。研究表明，鉀長石的蝕變過程是在孔隙水流動性差的弱酸性介質中進行的，致使鉀長石蝕變產物難以及時帶走，使得堿性離子反作用于鉀長石恤變的中間產物生成伊利石［6］。在埋藏成巖過程中長石和高嶺石的伊利石化作用能促進鉀長石的溶解形成次生孔隙（見圖5）。該成巖作用在該研究區常見，其產生了大量次生孔隙，使孔喉間的連通性得到了改善。

圖5 Unayzah組長石顆粒沿解理溶蝕掃描電鏡圖

3 結 論

1）發棕色光的石英顆粒含量越高，易被溶蝕的石英顆粒就越多，因而越有利于次生孔隙的形成。

2）石英的次生加大造成了原生孔隙的大量減少，而顆粒包膜伊利石可以阻止石英次生加大的形成，從而保護原生孔隙，埋藏成巖過程中長石和高嶺石的伊利石化作用能促進鉀長石的溶解形成次生孔隙，因而自生伊利石的形成對于砂巖原生孔隙的保存和次生孔隙的發育具有積極作用，這有利于相對優質儲層的形成。

3）影響Unayzah組砂巖儲層的主要因素是母巖性質、膠結作用和溶蝕作用。

［1］Khaled R A．Controls on hydrocarbon properties in a Paleozoic petroleum system in Saudi Arabia：Exploration and development implications［J］．AAPG Bulletin，2010，94：163-188．

［2］Al-Laboun A A．The distribution of Carboniferous-Permian siliciclastic rocks in the greater Arabian basin ［J］ ．Geological Society of America Bulletin，1988，100：362-373．

［3］陳麗華，郭舜玲，王衍琦，等 ．中國油氣儲層研究圖集 （卷五）——自生礦物、顯微熒光、陰極發光 ［M］．北京：石油工業出版社，1994．

［4］李鳳杰，王多云，徐旭輝．鄂爾多斯盆地隴東地區三疊系延長組儲層特征及影響因素分析 ［J］．石油實驗地質，2005，27（4）：364-369．

［5］Stephen G．Franks and Horst Zwingmann．Origin and timing of late diagenetic illite in the Permian-Carboniferous Unayzah sandstone reservoirs of Saudi Arabia ［J］ ．AAPG Bulletin，2010，94：1133-1159．

［6］伏萬軍，劉文彬 ．塔里木盆地碎屑巖中鉀長石的蝕變作用 ［J］．沉積學報，1996，14（增刊）：84-89