麥凱河油砂上麥克默里組儲層成巖作用研究

郗 鵬

(遼河油田 勘探開發(fā)研究院，遼寧 盤錦 124010)

1 地質(zhì)背景

麥凱河區(qū)塊位于加拿大阿爾伯塔省Athabasca油砂礦區(qū)東部，距離麥克邁里堡城西北約35 km, 地面海拔450～530 m，油品性質(zhì)為超稠油，采用雙水平井SAGD開發(fā)[1-2](見圖1)。

麥凱河主要目的層為下白堊統(tǒng)麥克默里組的上麥克默里層，與下伏泥盆系地層呈角度不整合，上覆第四系松散沉積物。工區(qū)內(nèi)麥克默里地層平面展布受控于泥盆的古地貌形態(tài)，厚度分布不均，平均厚度為50 m[3]。儲層凈毛比為0.1～0.8，平均0.58，孔隙度分布范圍24%～37%，滲透率分布范圍500～6 282 mD，含油飽和度分布范圍57%～88%，重度范圍6°～9°API[4-5]，原始地層條件下原油黏度大于2 000 000 cP。

2 儲層巖石學特征

2.1 碎屑顆粒成分

通過樣品分析，上麥克默里層以碎屑顆粒為主，含少量填隙物，總的來看，硬性顆粒成分遠大于塑性顆粒成分。顆粒碎屑包含礦物碎屑和少量巖屑，礦物碎屑有單晶石英、多晶石英、燧石、海綠石、長石、重礦物等，巖屑包括沉積巖屑、火山巖巖屑等(見圖2)。

XRD分析結(jié)果說明，在所有樣品中石英是主要礦物，含量68.7%～92.1%，平均74.8%，部分井可見石英次生加大現(xiàn)象，石英主要以單晶石英形態(tài)、常見燧石、可見少量多晶石英、硅質(zhì)膠結(jié)物等存在。

2.2 填隙物組分特征分析

從樣品分析結(jié)果可看出，主要的雜基類型是黏土，但是不同巖相雜基黏土含量差異顯著，分布范圍0.3%～7.0%，平均2.4%。

該區(qū)膠結(jié)物主要為石英單晶顆粒，并且所有的巖相中可見石英膠結(jié)，部分樣品可見少量方解石和鎂方解石以及少量白云石，方解石含量約為0.3%。極少量的微晶菱鐵礦，含量為0.2%～0.3%。

2.3 巖石分類

巖石顆粒粒徑優(yōu)勢分布區(qū)間為0.08～0.24 mm，主體位于0.14～0.16 m左右，為中細砂巖。按照福克分類法，McMurray組上段的巖性巖屑石英砂巖、巖屑砂巖(見圖3)、沉積巖屑是巖屑砂巖樣品中的主要成分。

3 儲層成巖作用分析

麥凱河油田上麥克默里組儲層先后經(jīng)歷了壓實作用、膠結(jié)作用、溶解作用和交代作用。但是由于上麥克默里組平均埋深175 m，壓實作用十分弱，不再分析。

3.1 膠結(jié)作用

本區(qū)的膠結(jié)作用主要為石英的次生加大(見圖4)，主要表現(xiàn)為Ⅰ級加大邊，且部分燧石由于溶解作用析出了硅質(zhì)成分至孔隙內(nèi)，進一步促進石英的次生加大，但是石英膠結(jié)并不固結(jié)儲層，因此對儲層物性影響較小。

3.2 溶解作用

溶解作用可表現(xiàn)為對顆粒的溶蝕以及對雜基、膠結(jié)物的溶蝕作用等。從掃描電鏡可以看出(見圖5)，大量原生孔隙被保存，部分燧石、長石呈現(xiàn)淋濾形態(tài)，溶解作用產(chǎn)生了少量的粒內(nèi)孔和鑄模孔，對儲層的物性起到了一定的改善作用。

3.3 交代作用

本區(qū)常見的交代作用有方解石對黏土礦物的交代作用、碳酸鹽膠結(jié)物之間的相互交代作用(見圖6)。交代作用的實質(zhì)是被交代礦物的溶解和交代礦物的沉淀同時進行并進而導致替代現(xiàn)象的發(fā)生等。

4 成巖作用階段劃分

分析結(jié)果表明，麥凱河油田上麥克默里組古溫度<65 ℃，海綠石、黃鐵礦、菱鐵礦等含鐵的低價礦物存在，高嶺石以書頁狀為主(見圖7)，大量原生孔隙保存，少量的石英加大現(xiàn)象，無長石加大，成巖階段為處于同生成巖階段～早成巖A期。

5 結(jié)論

1)麥凱河油田上麥克默里組儲層成分成熟度與結(jié)構(gòu)高，海綠石、黃鐵礦發(fā)育，屬于典型的海相還原環(huán)境的沉積。

2)麥凱河油田上麥克默里組壓實作用、膠結(jié)作用差，原生孔隙被大量保存，溶解作用又進一步改善了儲層的物性，綜合來看，上麥克默里組是油氣極好的儲集層。

3)上麥克默里組處于早成巖A期，蒙脫石大量存在，在SAGD熱采會加快蒙脫石向伊利石轉(zhuǎn)換的進程，導致儲層水敏性、速敏性增強。

4)麥凱河油田上麥克默里組儲層處于早成巖階段，壓實作用極差，儲層疏松，在SAGD開采時要注意防砂。