川中南荷包場須二段儲層發(fā)育控制因素

朱　濤，段新國，何　丹， 彭　昕

川中南荷包場須二段儲層發(fā)育控制因素

朱濤1，段新國1，何丹1， 彭昕2

（1.成都理工大學能源學院，成都610059；2.中原油田地球物理測井公司，河南濮陽457001）

川中南荷包場須二段儲層主要以長石巖屑砂巖和 巖屑長石砂巖為主, 屬于低孔低滲儲層,但其儲層物性明顯高于上覆須六、須四段，綜合巖心觀察、鑄體薄片分析鑒定、掃描電鏡、物性參數(shù)及測井曲線等分析，研究發(fā)現(xiàn)，須二段儲層主要受沉積作用和成巖作用，石英、巖屑不同成分對儲層具有明顯的影響，溶蝕作用（包括酸性條件下與堿性條件下的溶蝕）對儲層具有明顯的控制作用，綠泥石環(huán)邊發(fā)育層段與欠發(fā)育層段儲層具有明顯的差異。

須二段；儲層；控制因素；川中南荷包場

1　巖石學特征

根據(jù)薄片觀察、掃描電鏡及X射線衍射分析，荷包場須二段巖石主要以長石巖屑砂巖和巖屑長石砂巖為主，碎屑顆粒以石英為主，長石、巖屑次之，另有零星電氣石、黑云母、白云母、鋯石等其他礦物。石英含量53%~77%，平均67.2%；長石含量6%~23%，平均12.9%；巖屑含量8%~29%，平均19.9%。長石以鉀長石為主，少量斜長石及微斜長石。巖屑以沉積巖屑為主，少量變質(zhì)巖屑和巖漿巖屑。沉積巖屑中以泥頁巖巖屑為主，粉砂巖次之，偶見云巖及灰?guī)r巖屑。變質(zhì)巖屑主要為千枚巖和板巖，少量片巖。巖漿巖屑以噴出巖為主，偶見花崗巖。砂巖粒度較細，多為中~細砂巖，分選中等，磨圓度中等~好，以次圓狀次棱角狀為主，成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度都較高。膠結(jié)物以石英和方解石為主，高嶺石、綠泥石、白云石、菱鐵礦和黃鐵礦次之。雜基以粘土為主，含量一般<6%，主要為綠泥石和伊利石。高嶺石、伊/蒙混層粘土礦物不多，粘土礦物組成以伊利石～伊/蒙混層～綠泥石組合為特征[1]。

圖1　荷包場須二段儲層孔隙度、滲透率分布直方圖

2　物性特征

根據(jù)900余個取芯樣品的物性數(shù)據(jù)統(tǒng)計（圖1），須二段砂巖孔隙度分布范圍0.58%~17.94%，平均 9.06%。孔隙度為5%~9%的占樣品總數(shù)31.94%，9%~14%占41.85%，兩者合計73.79%，孔隙度主要分布區(qū)間5%~14%。須二段砂巖滲透率分布范圍0.001 326~50mD，平均0.76mD，滲透率為0.02~0.1mD的占樣品總數(shù)37%，0.1~0.8mD占48.35%，兩者合計85.35%，滲透率主要分布區(qū)間0.02~0.8Md，屬于低孔低滲儲層。儲層物性均高于上覆的須六、須四段。

3　儲層發(fā)育控制因素

3.1成分對儲層發(fā)育的控制

研究表明，荷包場須二段儲集巖中石英顆粒含量對孔隙度具有明顯的控制作用（圖2）。其中石英顆粒為剛性顆粒，較多的剛性顆粒能有效地抵抗上覆巖層的壓實作用，從而保存較多的原生孔隙，并為后期的酸性水溶蝕及大氣淡水淋濾提供流動通道。儲層物性好。但并不是石英含量越高越好，當石英含量過高，受壓溶作用影響大，石英加大越強烈，儲層物性較差。當石英含量過低時，通常為粉-細砂巖，粒度細，粘土雜基含量高，儲層物性差。石英顆粒含量在50%~60%時，儲層孔隙度一般在6%以上，儲層孔隙最為發(fā)育。

巖屑含量越多（圖3），儲層孔隙度越小。大量的泥巖、千枚巖、板巖等塑性巖屑的存在降低了巖石的抗壓強度，在埋藏過程中受擠壓易變形，形成假雜基充填堵塞孔隙，儲層物性差。當巖屑含量大于25%時，儲層孔隙度一般在5%以下。

荷包場須二段在酸性成巖環(huán)境中被溶蝕礦物主要是長石，長石含量越高，越利于形成大量的粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔和鑄模孔，溶蝕孔隙發(fā)育，儲層物性好。

圖3　巖屑顆粒含量與孔隙度關(guān)系圖

3.2沉積微相對儲層發(fā)育的控制

不同沉積微相的砂巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造不同（圖4），從而決定了巖石儲集性的差異。通過對荷包場須家河組須二段不同沉積微相砂巖孔滲性質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)須二段砂體粒度與沉積微相具有良好的相關(guān)性，沉積微相通過粒度對儲層的影響從而控制儲層的孔隙結(jié)構(gòu)及特性，巖心物性統(tǒng)計表明（圖5），儲層粒度變粗，孔隙度有增大的趨勢，儲層主要分布在中-粗粒砂巖，粒度粗，表明沉積時水動力作用強，細粒度物質(zhì)被帶走，而沉積下來的粒度較粗者一般分選、磨圓較好，從而保存相對較多的原生孔隙，同時也為后期孔隙流體滲流和酸性水溶蝕提供了良好的通道。但同一粒度的巖石物性相差也較大，如中砂巖孔隙度可以從小于5%到大于15%。不同地區(qū)之間，同一粒度的巖石物性相差很大，主要是所經(jīng)歷的成巖變化不同所至。通過對不同沉積微相儲層的儲集性研究，儲層物性以三角洲前緣水下分支河道最好，平均孔隙度9.35%，平均滲透率0.32mD，次為河口壩、三角洲平原水上分支主河道和濱湖砂灘，其平均孔隙分別為7%、6.12%，平均滲透率分別為0.11mD、0.31mD。

圖4　荷包場須二段巖石粒度與儲層物性關(guān)系圖

圖5　荷包場須二段沉積微相與儲層物性關(guān)系圖

3.3 溶蝕作用對儲層發(fā)育的控制

溶蝕作用在區(qū)內(nèi)普遍發(fā)育，也是對儲層孔隙最重要的建設(shè)性成巖作用。荷包場須二段的溶蝕作用除了在酸性成巖環(huán)境下的酸性溶蝕作用，還存在堿性環(huán)境下的堿性溶蝕作用。

3.3.1酸性成巖環(huán)境下的酸性溶蝕對儲層發(fā)育的控制

酸性環(huán)境下的溶蝕作用主要針對長石、巖屑等不穩(wěn)定組分發(fā)生[2]。酸性水介質(zhì)可多次形成，在同生期及成巖早期的水介質(zhì)主要受酸性大氣水及生物化學作用的影響而偏酸性。在中成巖早期，隨著有機質(zhì)熱演化，烴源巖中有有機質(zhì)脫羧形成大量有機酸（草酸、醋酸等）及CO2，使水介質(zhì)偏酸性。酸性水介質(zhì)環(huán)境對長石，巖屑有很強的溶蝕作用，溶蝕多發(fā)生在顆粒裂縫、長石解理縫，形成粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔、鑄模孔等，改善砂巖的孔滲性。是儲層發(fā)育的有利地帶。

3.3.2堿性環(huán)境下的堿性溶蝕對儲層發(fā)育的控制

荷包場須二段砂巖目前主要處于堿性成巖環(huán)境中[3]，鏡下觀察荷包場須二段砂巖中石英顆粒和石英次生加大邊溶蝕現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在石英顆粒和石英加大邊遭受溶蝕形成港灣狀邊緣、石英溶蝕殘骸等，溶蝕作用強烈部位還可形成“懸浮沙”構(gòu)造，即石英顆粒之間彼此不接觸，粒間體積大，孔隙連通性好。發(fā)育石英溶蝕的地帶，顆粒之間多呈點接觸或未接觸狀，具有大量連通性極好的特大溶蝕孔隙，從而對儲層改善起到了決定性的意義。正是由于須二段石英溶蝕作用，使須二段不同沉積微相砂巖的平均孔滲明顯高于上覆地層。堿性熱流體對儲層溶蝕能力強，物性好，發(fā)育位置為相對老層位及相對低位置，是儲層發(fā)育的有利地帶，主要表現(xiàn)在石英顆粒邊緣呈溶蝕港灣狀。同時晚期鐵方解石也強烈交代石英顆粒，使其形成殘骸狀或孤島狀分布特征。這種現(xiàn)象說明砂巖目前主要處于堿性成巖環(huán)境中，而在須二段砂巖中石英顆粒普遍發(fā)生溶蝕，形成大量連通性極好的特大溶蝕孔隙，顆粒之間多呈點接觸或未接觸狀，從而對須二段砂巖儲層的特性改善起到了決定性的意義。正是由于須二段石英溶蝕作用，在須二段不同沉積微相砂巖的平均孔滲明顯高于上覆地層。目前有關(guān)石英溶蝕現(xiàn)象已經(jīng)引起了國內(nèi)外學者的廣泛關(guān)注，堿性流體對石英的溶蝕，有效地改善了深部儲層物性，是儲層發(fā)育的有利地帶。

3.4綠泥石環(huán)邊對儲層發(fā)育的控制

綠泥石是砂巖儲集層中重要的成巖礦物之一[4-8]，綠泥石的含量、產(chǎn)狀及分布對儲層原生孔隙的保存有著十分重要的意義。因而，有關(guān)綠泥石環(huán)邊膠結(jié)物對孔隙保存機制方面的研究一直受到國內(nèi)外學者的普遍關(guān)注。

綠泥石環(huán)邊對荷包場須二段儲層原生孔隙的保存起到了積極的作用。表現(xiàn)在兩個方面：①通過增加巖石成巖強度來有效抵抗上覆巖層造成的機械壓實作用。綠泥石環(huán)邊的持續(xù)生長所增加的擠壓強度抵消了一部分在埋藏過程中上覆地層的機械壓實作用，從而保存了大量的原生粒間孔隙。綠泥石環(huán)邊發(fā)育的砂巖通常具有較低的顆粒接觸強度，接觸主要以點-線接觸。而經(jīng)歷類似埋藏過程中沒有綠泥石環(huán)邊的砂巖，壓實作用較強，砂巖顆粒常為線-凹凸接觸。②通過抑制石英在顆粒表面成核的數(shù)量，來抑制硅質(zhì)膠結(jié)物在孔隙內(nèi)的生長。綠泥石抑制硅質(zhì)膠結(jié)物在孔隙內(nèi)的生長是通過改變孔隙微區(qū)環(huán)境和占據(jù)顆粒表面空間，從而有效的抑制石英次生加大邊的形成。如果反應(yīng)體系是一個封閉的環(huán)境，SiO2無法帶出反應(yīng)體系，多過的SiO2從孔隙水中沉淀下來以雛晶的形成出現(xiàn)。如果反應(yīng)體系是一個開放的環(huán)境，孔隙流體發(fā)生物質(zhì)交換，SiO2被及時帶出反應(yīng)體系，則在其它地方以加大邊的形式出現(xiàn)。

4　結(jié)論

荷包場須二段砂巖成分對物性具有明顯的控制作用，物性嚴格受三角洲前緣亞相和砂體粒度的控制，三角洲前緣水下分支河道是儲層發(fā)育的有利地帶。

荷包場須二段砂巖儲層受綠泥石環(huán)邊的影響，綠泥石環(huán)邊保存了大量的原生粒間帶，是儲層發(fā)育的有利地帶。

荷包場須二段砂巖儲層受溶蝕作用的影響，除了酸性成巖環(huán)境下的酸性溶蝕，還有堿性成巖環(huán)境下的石英溶蝕作用，是須二段儲層孔滲優(yōu)于上覆須四、須六的重要原因。

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The Main Controlling Control Factors of reservoir Development in the Second Member of the Xujiahe Formation in the Hebaochang Area, South-Center Sichuan

ZHU Tao1DUAN Xin-guo1HE Dan1PENG Xin2
（1-College of Energy Resources， Chengdu University of Technology， Chengdu610059； 2- Geophysical Well Logging Company， Zhongyuan Oilfield， Puyang， Henan457001）

The reservoir in the 2th Member of the Xujiahe Formation in the Hebaochang area， south-center Sichuan consists mostly of arkosic arenite， lithic feldspar sandstone with low porosity and low permeability whose reservoir physical properties is better than that of the 4th and the 6th Member of the Xujiahe Formation. Study of core， casting thin sections SEM， physical parameters and well log indicates that sandstone reservoir in the 2th Member of the Xujiahe Formation in the Hebaochang was controlled by sedimentation and diagenesis，and that different components such as quartz and lithic fragment has obvious influence on sandstone reservoir，dissolution under acidic and alkaline conditions has obvious influence on sandstone reservoir， too. Reservoir physical properties in the areas where chlorite rims of authigenic clay minerals were developed in the sandstone is better than that of the areas where chlorite rims were less developed.

2th Member of Xujiahe Formation； reservoir development； main control factors； Hebaochang，south-center Sichuan

P618.13

A

1006-0995（2015）02-0339-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.03.005

2014-05-12

國家科技重大專項四川盆地須家河組巖性氣藏成藏機理研究（項目編號：2011ZX05001-005-03）；

國家自然科學基金四川盆地西部致密低滲砂巖氣藏儲層致密化進程及儲層形成機理研究（項目編號：41202097）

朱濤（1988-），男，四川內(nèi)江人，研究生，研究方向：油氣田開發(fā)地質(zhì)