塔木察格盆地塔南凹陷次生孔隙特征及控制因素分析

李艷杰,李強 (中石油大慶油田有限責任公司勘探開發研究院,黑龍江大慶 163712)

塔木察格盆地塔南凹陷次生孔隙特征及控制因素分析

李艷杰,李強 (中石油大慶油田有限責任公司勘探開發研究院,黑龍江大慶 163712)

塔南凹陷儲層發育2個次生孔隙帶,利用研究區物性、巖心、掃描電鏡及鑄體薄片等資料,對塔南凹陷次生孔隙的特征及控制因素進行了分析,為該研究區進行儲層評價及預測、尋找有利儲層發育帶提供地質依據。研究表明,塔南凹陷次生孔隙主要是溶蝕孔隙,包括溶蝕粒間孔隙、溶蝕粒內孔隙、填隙物內溶蝕孔和溶蝕裂縫孔隙;有機質熱演化、斷裂作用、成巖作用、不整合面上下的淋濾作用是該研究區次生孔隙發育的主控因素。

塔南凹陷;次生孔隙;溶蝕;控制因素

隨著油氣勘探的開發和深入的研究,人們發現油氣儲層中次生孔隙的發育是普遍的,但不同含油氣盆地地質條件不同,控制次生孔隙的因素不同,因而次生孔隙分布及成因存在很大差異[1-2]。塔南凹陷位于海拉爾-塔木察格盆地(簡稱海塔盆地)中部斷陷帶最南端,面積2500km2,由3個半地塹、半地壘組成的東斷西超寬緩的復雜箕狀斷陷,形成北東向展布的3個構造帶、3個次凹和1個斜坡帶[3]。隨著近年來勘探的深入,在塔南油田已發現多套含油層位,主要集中在銅缽廟組、南屯組。下面,筆者根據物性、巖心、掃描電鏡觀察及鑄體薄片等資料,對塔南凹陷次生孔隙的特征及控制因素進行了分析,以便為該研究區的勘探開發提供幫助。

1 次生孔隙發育特征

圖1 塔南凹陷儲層孔隙度隨深度變化圖

1.1 分布層位

塔南凹陷儲層孔隙度隨深度變化圖如圖1所示。從圖1可以看出,塔南凹陷儲層次生孔隙帶主要集中表現為2個異常高孔隙度帶,深度分別為1800～2200m和2700～3000m(見圖2),主要分布在南屯組一段和銅缽廟組上部。

1.2 巖性特征

塔南凹陷銅缽廟組～南屯組巖石類型主要由正常碎屑巖和火山碎屑巖組成,其中正常碎屑巖包括普通砂巖和礫巖,火山碎屑巖包括凝灰質砂巖、凝灰質礫巖、凝灰巖和沉凝灰巖等。南屯組一段巖性以正常碎屑巖為主(約占74%),發育少量的火山碎屑巖(約占26%);銅缽廟組巖石類型主要為火山碎屑巖,火山碎屑巖中以凝灰質砂巖及沉凝灰巖為主(分別占25.82%和26.15%),其次是普通碎屑巖。

1.3 次生孔隙類型

通過鑄體薄片分析和掃描電鏡觀察,認為塔南凹陷次生孔隙類型主要為溶蝕孔隙,包括溶蝕粒間孔隙和溶蝕粒內孔隙(長石粒內溶蝕孔隙、巖屑粒內溶蝕孔隙、火山物質溶蝕孔隙)。此外,還有填隙物內溶蝕孔隙和溶蝕裂縫孔隙[4]。

2 次生孔隙發育的主控因素

2.1 烴源巖中有機質熱演化對次生孔隙發育的控制

研究表明,有機質在成熟過程中發生脫羧反應而產生大量有機酸和。塔南凹陷烴源巖埋深在1500m進入生油門限,埋深增加到2300m時,有機質演化進入生油高峰。塔南凹陷次生孔隙發育帶與有機質開始轉化為烴類的深度相對應,即與有機質大量產生有機酸的深度一致,位于生烴灶中心或周邊的儲層最容易被有機酸所溶蝕而產生次生溶孔。塔南凹陷銅缽廟鑄體薄片和掃描電鏡下普遍見到碎屑長石或晶屑發生強烈溶蝕溶解的現象,其上可見密集的溶蝕孔洞,孔洞邊緣不規則(分別見圖2(a)～圖2(c))。

圖2 有機酸溶蝕形成的次生孔隙

2.2 同沉積斷裂對次生孔隙發育的控制

斷裂作用對儲層次生孔隙的影響主要表現在以下2個方面:①斷層活動形成裂縫,有利于次生孔隙的形成,提高儲層孔隙度和滲透率;②同沉積活動的大斷裂長期與地表溝通,大氣降水、地下水通過活動的斷裂帶向下滲透,與周邊儲層連通,并與地下流體相互共溶、交換,相互流通交換的流體中往往帶有各種酸性介質(如、有機酸等),由此對斷裂附近的儲層進行溶蝕,進而形成次生孔隙。

2.3 成巖演化階段對儲層物性的影響

該研究區儲層主要經歷了壓實、膠結、溶蝕等作用。成巖作用對儲層次生孔隙的影響主要表現為溶蝕作用,其有效地改善了儲層物性,是形成次生孔隙的重要原因,也是對次生孔隙發育最重要的建設性成巖作用[6-7]。在早成巖階段,由于強烈的壓實作用,使巖石中原生孔隙損失、滲透率變差;在晚成巖階段,隨著地層埋藏深度增加,此時有機質熱演化脫羧基作用而形成大量的有機酸和CO2進入孔隙流體中,使孔隙水呈酸性,因而在晚成巖過程中較容易出現溶蝕現象,從而產生次生孔隙[8-9]。

2.4 不整合面對儲層物性的影響

由于長期風化剝蝕和地表水的淋濾、溶蝕,不整合面之下通常發育有厚度不等的風化淋濾帶,進而形成大量次生孔隙。塔19-46-1井的2645m處為T3(銅缽廟組頂)不整合面,T3之下為多套大段的銅缽廟組凝灰質砂礫巖、凝灰質細砂巖及薄層泥巖,且有好的油氣顯示。在T3不整合面之下的2713.14、2713.65和2673.49m處凝灰質砂巖中,可見到明顯的巖石風化淋濾溶蝕現象(見圖3(a)～圖3(c))。在塔19-57井的T3不整合面之上地層孔隙度不到10%,而T3不整合面處孔隙度突然增大到15%以上(見圖4),其原因是由于其位于不整合面之下附近,通過風化淋濾作用使其具有較好的孔滲性,從而成為有效儲層。

3 結論

1)塔南凹陷儲層次生孔隙帶主要集中表現為2個異常高孔隙帶,深度分別為1800～2200m和為2700～3000m,主要分布在南屯組一段和銅缽廟組上部。

圖3 巖石風化淋濾溶蝕現象

2)塔南凹陷次生孔隙主要是溶蝕孔隙,包括溶蝕粒間孔隙和溶蝕粒內孔隙(長石粒內溶蝕孔隙、巖屑粒內溶蝕孔隙、火山物質溶蝕孔隙)。

3)位于烴源灶中或周邊的儲層容易被有機質熱演化過程中產生的大量有機酸溶蝕而產生次生溶孔。

4)斷層活動形成裂縫,進而提高儲層孔隙度和滲透率,同時斷層可作為酸性水活動的良好通道并溝通烴源巖與砂巖體之間的流體運動,這有利于次生孔隙的形成。

5)由于長期風化剝蝕和地表水的淋濾、溶蝕,不整合面之下通常發育厚度不等的風化淋濾帶,從而形成大量次生孔隙。

圖4 塔19-57井孔隙度與深度的關系圖

[1]郭春清,沈忠民,張林曄,等.砂巖儲層中有機酸對主要礦物的溶蝕作用及機理研究綜述[J].地質地球化學,2003,31(3): 53-57.

[2]劉豇瑜,郗愛華,冉啟全,等.準噶爾盆地滴西地區石炭系火山巖儲層次生孔隙的巖相學特征及主控因素[J].巖性油氣藏, 2012,24(3):51-54.

[3]王顯東,賈承造,蒙啟安,等.塔南斷陷陡坡帶南屯組巖性油藏形成與分布的主控因素[J].石油學報,2011,32(4):565-571.

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[編輯]李啟棟

TE122.23

A

1673-1409(2014)26-0045-03

2014-03-13

國家科技重大專項(2008ZX05001-001)。

李艷杰(1975-),女,碩士,工程師,現主要從事石油地質方面的研究工作。