金山氣田主要?dú)鈱咏M儲(chǔ)層特征

孫 楠，盧志強(qiáng)

（東北油氣分公司勘探開發(fā)研究院， 吉林 長(zhǎng)春 130062）

金山氣田位于梨樹斷陷東部斜坡帶南部，緊鄰桑樹臺(tái)大斷裂，西部為沈陽凸起，東部為公主嶺凸起。金山氣田總體上呈南高北低的構(gòu)造特征；沙河子組和火石嶺組時(shí)期為東斷西超箕狀斷陷；桑樹臺(tái)斷裂為控盆斷裂，斷距大，延伸遠(yuǎn)，為成藏有利區(qū)域；斷層系統(tǒng)有良好繼承性，多為北西向。

金山氣田發(fā)育辮狀河三角洲、扇三角洲、近岸水下扇，巖性以粗碎屑沉積為主，砂體變化快，橫向連續(xù)性差；氣層分布范圍廣，層系多，含氣井段長(zhǎng)。

1 儲(chǔ)層特征

1.1 巖石學(xué)特征

1.1.1 巖石類型

根據(jù)巖石薄片分析和巖心觀察分析，儲(chǔ)層巖石類型主要為含礫不等粒砂巖、中砂質(zhì)細(xì)砂巖和砂質(zhì)礫巖。針對(duì)主要砂巖儲(chǔ)層分析結(jié)果，石英含量6%～49%，平均 25.1%；長(zhǎng)石含量 12%～58%，平均28.9%；巖屑含量22%～68%，平均45.48%，研究區(qū)儲(chǔ)層以不等粒長(zhǎng)石巖屑砂巖和砂質(zhì)礫巖[1]為主（圖1），成份成熟度較低。具有近物源的特征；縱向上：火石嶺組與沙二、三、四段成分成熟度相差不大，與上覆沙一段、營(yíng)城組、登婁庫組相差較大，從下向上成分成熟度有逐漸增大的趨勢(shì)，說明從下向上各井離物源相對(duì)越來越遠(yuǎn)；平面上：梨6井和梨602井的成分成熟度相對(duì)較小，金1井相對(duì)較大，梨6井、梨602井相對(duì)離物源更近。

1.1.2 成因分析

來源指數(shù)可反映來源區(qū)母巖組合的基本特征。

金山氣田來源指數(shù)較低，母巖以巖屑為主；縱向上來源指數(shù)相差較大，反映出研究區(qū)的母巖類型較多；平面上：火石嶺組沉積時(shí)期，金1井與梨602井來源指數(shù)相近，可能來自同一物源，沙河子組、營(yíng)城組、登婁庫組：金1井與梨6、梨602井相差較大，梨6與梨602井相近，梨6、梨602井可能來自同一物源，金1井物源與梨6、梨602井物源可能不同。

圖1 金山氣田砂巖類型三角圖Fig.1 Jinshan gas Field sandstone triangle

1.1.3 結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)巖石薄片、鑄體薄片和巖心觀察分析表明，金山氣田儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)成熟度較低，支撐方式為顆粒式，接觸關(guān)系以線凹凸式為主，其次為線、凹凸式，點(diǎn)接觸相對(duì)較少，壓實(shí)作用強(qiáng)烈；磨圓度以次棱角狀為主，其次為次棱次圓狀，次圓狀相對(duì)較少；膠結(jié)類型以孔隙式為主，膠結(jié)物主要是方解石，雜基為泥質(zhì)；風(fēng)蝕度中、深；從主要粒徑分析，金山氣田含氣性好的儲(chǔ)層為含礫不等粒粗砂巖、中砂質(zhì)細(xì)砂巖和砂質(zhì)礫巖。

1.1.4 填隙物及重礦物特征

根據(jù)巖石薄片資料，儲(chǔ)層中填隙物含量較高，在0%～40%之間，平均為10.78%，填隙物的主要成分為粘土、方解石、白云石、石英，平均含量分別為4.94%、1.84%、3.0%、1.0%。

根據(jù)梨6井的重礦物分析得出，研究區(qū)重礦物含量較高，平均達(dá)到0.21%；重礦物中以陸源重礦物為主，且綠簾石含量最大，平均相對(duì)含量達(dá)40.01%；其次是赤褐鐵礦、石榴石、榍石。根據(jù)金山氣田重礦物組合特征可以看出該區(qū)的母巖類型多樣，以高壓變質(zhì)巖為主。

1.2 物性特征

由于金山氣田各井含氣井段長(zhǎng)，含氣層系多，因此把研究區(qū)分層系分別說明。據(jù)研究區(qū)199塊樣品的物性資料（表 1）。登婁庫組平均孔隙度為7.95%，平均滲透率為0.90×10-3μm2，營(yíng)城組平均孔隙度為7.23%，平均滲透率為0.69×10-3μm2，沙河子組平均孔隙度為7.73%，平均滲透率為1.73×10-3μm2，火石嶺組平均孔隙度為 5.68%，平均滲透率為0.22×10-3μm2，基底平均孔隙度為3.31%，平均滲透率為 0.17×10-3μm2，屬特低孔、特低滲儲(chǔ)層[2]；由表 1可以看出，總體上儲(chǔ)層物性隨埋深的增加，物性變差。

表1 金山氣田巖心分析物性統(tǒng)計(jì)表Table 1 Jinshan gas Field core analysis statistics

1.3 微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征

1.3.1 孔隙類型及分布

金山氣田儲(chǔ)層的孔隙類型主要發(fā)育原生孔隙、次生粒間溶孔、次生顆粒溶孔、次生粒內(nèi)溶孔和礫石貼?？p及裂縫孔，以原生孔隙為主。

（1）原生孔隙 原生孔隙是巖石沉積或成巖過程中形成的孔隙[3]，金山氣田原生孔隙以粒間孔隙為主，是本區(qū)最重要的孔隙類型。

（2）次生粒間溶孔 顆粒間因溶蝕作用產(chǎn)生的次生孔隙，包括碎屑顆粒的選擇性溶解，填隙物的徹底溶解產(chǎn)生的粒間孔隙[4],粒間溶孔是本區(qū)最重要的次生孔隙。

（3）次生顆粒溶孔 碎屑顆粒在沉積過程及成巖后由于溶解作用顆粒邊緣被溶蝕，稱為顆粒溶孔，亦稱粒緣溶孔[5]。金山氣田顆粒部分被溶蝕的現(xiàn)象較多，顆粒溶孔發(fā)育，全部被溶蝕形成粒?？纵^少。

（4）次生粒內(nèi)溶孔 顆粒內(nèi)溶蝕孔隙，最常見的是沿長(zhǎng)石、碳酸鹽礦物解理縫溶解造成的粒內(nèi)孔隙和巖屑顆粒的選擇性溶解形成的粒內(nèi)孔隙。金山氣田顆粒內(nèi)部被溶蝕的現(xiàn)象較多，粒內(nèi)溶孔較發(fā)育。

（5）礫石貼粒縫及裂縫孔 巖石中礫石貼粒縫及裂縫孔類型的微裂縫較為發(fā)育，微裂縫的縫寬一般小于0.02 mm，從連通性評(píng)價(jià)可以看出，沒有微裂縫的樣品連通性一般-差，有微裂縫的樣品連通性一般偏好，分析認(rèn)為研究區(qū)儲(chǔ)層中微裂縫的發(fā)育對(duì)改善儲(chǔ)層滲流條件具有重要的作用。

根據(jù)鑄體薄片資料，金山氣田儲(chǔ)層的粒度平均值159.32～2 158.46μm之間，平均為896.03μm，說明金山氣田儲(chǔ)層粒度偏粗；標(biāo)準(zhǔn)偏差 0.4～2.17之間，平均值為1.03，分選較差；偏度平均值為0.32，為正偏度，說明沉積物以粗組分為主，反映孔隙較大；峰度平均值為1.69，說明粒度頻率曲線很尖銳，反映某一粒級(jí)含量高?？偯婵茁?.1%～6.5%之間，平均值為1.69%，孔隙不發(fā)育。

圖2 金山氣田氣層組儲(chǔ)層典型壓汞曲線特征圖Fig.2 Jinshan gas reservoir characteristics of typical mercury injection curve

1.3.2 微觀孔喉結(jié)構(gòu)特征

金山氣田毛管壓力曲線形態(tài)多呈緩斜坡狀，無明顯的平臺(tái)（圖2），說明儲(chǔ)層喉道大多屬于偏細(xì)歪度，且分選不好。由孔喉分布直方圖可以看出孔喉半徑大多集中在0.009 2~0.597 μm之間，屬微細(xì)喉-細(xì)喉級(jí)別；K貢獻(xiàn)值主要集中在 0.145~2.558 1μm之間，以細(xì)喉為主。

根據(jù)金山氣田儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)參數(shù)表 2，排驅(qū)壓力（Pd）在0.53~5.42 MPa之間，平均為1.83 MPa，反映排驅(qū)壓力比較大，說明巖石的滲透性比較差；中值壓力（P50）在6.37~108.15 MPa之間，平均為36.71 MPa，反映中值毛管壓力大，孔喉分布較??；相對(duì)分選系數(shù)（D）在 0.13~0.23之間，平均值為0.18，孔喉分選較差；退汞效率（We）在23.46%~44.65%之間，平均為34.22%，說明孔喉連通性及流體運(yùn)動(dòng)特性較差。

孔徑主要分布在0.01~0.5 mm之間，最大為1.3 mm，說明儲(chǔ)層以細(xì)孔為主?？缀砼湮粩?shù)主要在0~3之間，說明孔隙連通性一般-差。

綜上對(duì)孔隙和喉道的室內(nèi)分析化驗(yàn)資料的定性和定量研究表明，金山氣田儲(chǔ)層的微觀孔喉結(jié)構(gòu)特征以特低孔-微細(xì)喉為主，特低孔-細(xì)喉次之，少量的低孔-粗喉，這樣的孔-喉配置關(guān)系使金山氣田儲(chǔ)層表現(xiàn)為低孔低滲的特點(diǎn)。

2 儲(chǔ)層物性的影響因素

2.1 巖相對(duì)物性的影響

在近源辮狀水道的沉積中，主要發(fā)育泥質(zhì)撕裂塊、沖刷面和底部滯留沉積，反映了水動(dòng)力較強(qiáng)，強(qiáng)烈侵蝕性的沉積環(huán)境；發(fā)育平行層理、正韻律，反映了水動(dòng)力能量逐漸減弱的沉積過程；發(fā)育生物擾動(dòng)，反映了水動(dòng)力較弱的沉積環(huán)境；水動(dòng)力變化大，頻繁擺動(dòng)，具有典型辮狀河道的特點(diǎn)[6],頂部巖性以粉（細(xì)）砂巖為主，中部以中（細(xì)）砂巖為主，底部為含礫細(xì)砂巖或少量的砂礫巖沉積；沙一段、營(yíng)城組巖性以砂礫巖、含礫細(xì)砂巖為主，登婁庫組以中砂巖、（含礫）細(xì)砂巖為主，底部有少量的礫石層和泥礫沉積。

2.2 成巖作用對(duì)物性的影響

在壓實(shí)作用下長(zhǎng)條狀顆粒發(fā)生彎曲，剛性顆?？赡鼙粔核?，甚至顆粒接觸點(diǎn)部位發(fā)生溶解，形成線接觸或凹凸接觸，對(duì)儲(chǔ)集層原生孔隙破壞性較大；自生石英的膠結(jié)作用和長(zhǎng)石次生加大對(duì)原生孔隙具很大破壞作用，是成巖早期砂巖儲(chǔ)集性變差主要因素；碳酸鹽膠結(jié)是本區(qū)最重要的膠結(jié)類型，膠結(jié)物占填隙物含量的50%以上；含方解石較高的砂巖主要分布在砂泥巖接觸帶附近，可成為鈣質(zhì)膠結(jié)砂巖，形成鈣質(zhì)夾層，使儲(chǔ)層物性變差；溶解作用使研究區(qū)儲(chǔ)層形成次生溶孔，極大的改善了儲(chǔ)集物性，這些都是使儲(chǔ)層質(zhì)量變化的因素。

3 結(jié) 論

金山氣田儲(chǔ)層巖性復(fù)雜，主要為含礫不等粒砂巖、中砂質(zhì)細(xì)砂巖和砂質(zhì)礫巖，礫巖儲(chǔ)層以細(xì)礫巖和中礫巖為主；巖石成分成熟度、結(jié)構(gòu)成熟度偏低，巖石類型研究區(qū)儲(chǔ)層母巖類型多樣，以變質(zhì)巖為主，儲(chǔ)層中填隙物和重礦物含量高，粘土礦物中伊利石含量高；儲(chǔ)層孔隙類型主要發(fā)育主要發(fā)育原生孔隙、次生粒間溶孔、次生顆粒溶孔、次生粒內(nèi)溶孔和礫石貼粒縫及裂縫孔，以原生孔隙為主，孔喉組合以特低孔-細(xì)喉為主，孔喉分選差；研究區(qū)儲(chǔ)層物性在縱向上變化較大，屬特低孔-特低滲儲(chǔ)層；巖石相和成巖作用是研究區(qū)儲(chǔ)層物性主要控制因素。

表2 金山氣田儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)參數(shù)統(tǒng)計(jì)表Table 2 Jinshan reservoir pore structure parameters table

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