金 博，常廣發(fā)，劉 美，張勝斌，黃先雄，黃大琴

(1.中國石油尼羅河公司，北京 120001;2.中國石油長城鉆探工程公司，北京 100101;3.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安 710065;4.中國石油阿克糾賓公司，北京 120001)

Д南南部地區(qū)位于濱里海盆地東緣R油田南穹窿南翼(見圖1)，為開闊臺地相碳酸鹽巖沉積。石炭系含油層系KT-II含油層系Д層為短軸背斜，斷裂不發(fā)育，油藏性質(zhì)為構(gòu)造-巖性油氣藏。儲層以次生溶蝕孔隙為主，發(fā)育一定程度的微裂縫［1-3］。儲層厚度較薄，橫向變化大，物性較差，總體為低孔、低滲碳酸鹽巖(見圖2)。

圖1 研究區(qū)位置及構(gòu)造特征示意圖Fig.1 The location and characteristic of structure in study area

圖2 儲層物性直方圖Fig.2 The porosity and permeability on Reservoir

前人對R油田KT-II碳酸鹽巖儲層做過大量的研究工作，劉洛夫等(2007)對濱里海盆地鹽下層系的碳酸鹽巖儲集層與油氣特征進(jìn)行了分析［4-5］;方甲中等(2008)對 KT-II儲層沉積相與儲層類型進(jìn)行了研究，將儲層劃分為裂縫型、孔洞縫復(fù)合型、微裂縫-孔隙型和孔隙型4種［6］;趙中平等(2009)對R油田中部石炭系碳酸鹽巖儲層主要成巖作用及控制因素進(jìn)行了分析，認(rèn)為中部區(qū)塊的白云巖成因有混合白云巖化作用、毛細(xì)管濃縮白云巖化作用和匯流滲透白云巖化作用等成因［7］。目前，前人的研究多集中于北穹隆和南穹隆的高部位，對于南穹隆南翼德南地區(qū)的儲層類型不甚清楚。關(guān)于德南南部地區(qū)石炭系KT-II含油層系Д層低孔、低滲碳酸鹽巖儲層的研究較為薄弱，缺乏系統(tǒng)深入的分析研究。本文從構(gòu)造、層序、沉積相、裂縫發(fā)育程度和白云石化作用等5個(gè)方面對Д層碳酸鹽巖低孔、低滲儲層的控制和影響因素進(jìn)行了深入分析，確定儲層發(fā)育的控制和影響因素，為儲層橫向預(yù)測及提高儲量動(dòng)用程度提供地質(zhì)依據(jù)和參考。

1 儲層類型與特征

錄井資料、巖心描述、巖心薄片、掃描電鏡和X衍射分析資料顯示，Д南南部地區(qū)KT-II含油層系Д層儲層的巖性主要為生物碎屑灰?guī)r、泥晶生屑灰?guī)r、鮞粒灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、鮞粒白云質(zhì)灰?guī)r，部分含藻類;方解石膠結(jié);灰?guī)r多發(fā)育鋸齒狀縫合線和微裂縫，白云質(zhì)灰?guī)r則發(fā)育裂縫和孔洞，多見溶蝕孔和少量粒間孔。Д層從上到下劃分為Д1，Д2，Д3，Д4和 Д5。Д1底部發(fā)育白云巖化帶，該段儲層溶蝕孔洞和縫發(fā)育，孔隙度和滲透性相對較高，反映出Д1底部白云巖化作用對改善儲層物性具有重要作用。綜合常規(guī)測井、成像測井、巖心資料和錄井資料，Д南南部地區(qū)碳酸鹽巖儲層可以分為3類:孔-洞-縫復(fù)合型儲層、孔隙-裂縫型儲層和孔隙型儲層(見圖3)?？?洞-縫復(fù)合型儲層和孔隙-裂縫型儲層主要發(fā)育在Д1層底部，巖性主要為白云質(zhì)灰?guī)r，儲集空間類型為裂縫、溶蝕孔洞和孔隙，孔隙度4% ～13%。油井初期產(chǎn)能較高，遞減速度快，后期產(chǎn)量遞減平緩，體現(xiàn)多重介質(zhì)特征?？紫缎蛢觿t主要發(fā)育在Д1層上部，巖性主要為白云質(zhì)灰?guī)r，儲集空間類型為孔隙，孔隙度4%～7%。油井初期產(chǎn)能較低，采取生產(chǎn)措施后，產(chǎn)能增加，后期遞減速度快，后期產(chǎn)量低。綜合各井儲層類型和開發(fā)動(dòng)態(tài)特征分析，發(fā)現(xiàn)孔-洞-縫復(fù)合型儲層和孔隙-裂縫型儲層是本區(qū)的優(yōu)質(zhì)儲層和主要產(chǎn)能貢獻(xiàn)。

2 儲層分布差異性

Д南南部地區(qū)KT-II含油層系Д層縱向上儲層分布具有差異性，Д1和Д3為主要油層，Д2則主要為致密層，發(fā)育少量油層。Д1層上段主要為孔隙型灰?guī)r儲層，下段則主要為孔-洞-縫復(fù)合型和孔隙-裂縫型白云質(zhì)灰?guī)r儲層。Д3主要為孔隙型灰?guī)r儲層，少部分為孔隙型白云質(zhì)灰?guī)r。雖然各井縱向上Д層各段灰?guī)r具有不同程度的白云巖化，但以Д1層的白云巖化程度最為強(qiáng)烈和明顯。有利儲層主要發(fā)育在Д1下段的白云巖化帶內(nèi)，為白云質(zhì)灰?guī)r，發(fā)育裂縫和孔洞。但是，各井Д1下段儲層白云石百分含量分布的差異性反映出其白云巖化程度存在明顯差異。平面上，Д1層洞縫復(fù)合型和孔隙-裂縫型白云質(zhì)灰?guī)r儲層呈帶狀分布，巖性和物性變化較大，反映出Д南南部地區(qū)KT-II含油層系Д層縱向和平面較強(qiáng)的非均質(zhì)性。

圖3 3種儲層類型Fig.3 The three types of reservoir

3 儲層發(fā)育的控制和影響因素

3.1 古構(gòu)造對儲層發(fā)育的影響

通過恢復(fù)Д南南部地區(qū)Д層沉積期末相對古構(gòu)造，發(fā)現(xiàn)Д1下段儲層白云巖化程度受古構(gòu)造特征控制明顯，灰?guī)r白云巖化程度強(qiáng)烈的井都未位于構(gòu)造高部位及低凹部位，而是位于構(gòu)造相對斜坡部位(見圖4)。古構(gòu)造高部位的94井Д1段主要發(fā)育灰?guī)r(見圖3)，儲層白云石百分含量較低;位于古構(gòu)造低凹部位的47井亦表現(xiàn)出類似的特征(見圖5)。這反映出，平面上，白云質(zhì)灰?guī)r既非發(fā)育在古構(gòu)造頂部地層也非構(gòu)造底部地層，而是發(fā)育在古構(gòu)造的某一特定相對斜坡的位置中，推測出白云巖化作用可能受水深和沉積環(huán)境的共同影響。

圖4 相對古構(gòu)造圖(Д層沉積期末)Fig.4 Paleo-structute map(the period of Д layer)

圖5 47井Д1灰?guī)r儲層(反映白云巖化作用微弱)Fig.5 The limestone reservoir on Д1of 47 well

3.2 層序和沉積相對儲層發(fā)育的控制

Д層各段基本都由一個(gè)低GR正旋回和一個(gè)高GR反旋回組成。根據(jù)Д層各段旋回和儲層的關(guān)系，儲層主要發(fā)育在高GR反旋回的底部，緊鄰薄層靜水碳酸鹽巖泥微相(見圖6)。

圖6 Д1儲層分布層序示意圖Fig.6 The reservoir on Д1on section

Д1主要為淺灘和灘間沉積;Д2發(fā)育一套穩(wěn)定的薄層靜水碳酸鹽巖泥;Д3發(fā)育淺灘和灘間沉積。Д1層儲層主要為發(fā)育在淺灘微相的鮞粒白云質(zhì)灰?guī)r及灰?guī)r。非儲層則發(fā)育在灘間沉積微相。儲層發(fā)育的有利沉積微相類型為開闊臺地淺灘微相(見圖7)。

圖7 Д1下段沉積微相分布圖Fig.7 Micro sedimentary facies on lower of Д1

上述沉積相和層序?qū)影l(fā)育的控制作用特征反映出沉積微相控制著儲層的平面分布，而層序控制著儲層發(fā)育的縱向旋回的位置或體系域類型。

3.3 裂縫發(fā)育對儲層的影響

KT-II段Д層主要發(fā)育低角度裂縫及水平裂縫，縱向上裂縫發(fā)育具有明顯的差異性:裂縫主要發(fā)育在Д1層段(見圖8，圖9)，Д2和 Д3段部分層段發(fā)育少量裂縫;裂縫主要發(fā)育在Д1層底部的白云質(zhì)灰?guī)r地層中，少部分發(fā)育在灰?guī)r地層。裂縫發(fā)育的層段孔隙度有所改善，滲透性提高明顯。裂縫對儲層物性的改善有重要影響，裂縫發(fā)育程度影響了儲層的物性和產(chǎn)能。裂縫發(fā)育段是有利儲層的主要發(fā)育段。

圖8 Д1儲層裂縫發(fā)育圖(96井)Fig.8 Fracture on Image logging of lower Д1

圖9 Д1下段裂縫密度分布圖(疊前預(yù)測)Fig.9 Fracture distribution of lower of Д1(pre-stack inversion)

3.4 白云石化對儲層物性的改善作用

碳酸鹽巖中，白云巖地層的孔隙一般高于對應(yīng)的灰?guī)r地層，這與白云石化作用有關(guān)。白云石化作用對碳酸鹽巖儲層物性的影響可分為直接影響和間接影響兩個(gè)方面［8］。直接影響包括白云石化過程中的溶蝕作用、等摩爾交代、過白云石化、等體積交代和對滲透率的提高5個(gè)方面。間接影響主要是白云石化之后的溶蝕(多具選擇性)和白云巖比同類灰?guī)r抗壓實(shí)壓溶，從而易于保存孔隙;同等條件下比灰?guī)r更易發(fā)育斷裂、裂縫［8］。

雖然大多數(shù)白云巖比同等條件下灰?guī)r的儲集性能更好，白云巖化作用也是很多碳酸鹽巖儲層發(fā)育的先決條件，但由不同白云巖化作用形成的白云巖，其儲集性能不同。白云巖化作用本身產(chǎn)生的孔隙可能有限，因而并非所有的白云巖都能成為良好的儲層。沉積環(huán)境和微相因素可能是白云巖儲層發(fā)育的控制因素，而白云巖化作用和斷裂、裂縫及各種溶蝕等成巖作用的改造，是白云巖儲層發(fā)育的關(guān)鍵因素［8］。研究區(qū)Д層白云石含量增加的層段，對應(yīng)孔隙度增大，滲透率明顯增高(見圖10)。從巖石密度與滲透率統(tǒng)計(jì)直方圖也反映出，隨著巖性從灰?guī)r過渡到白云質(zhì)灰?guī)r，孔隙度明顯增高(見圖11)。隨著灰?guī)r白云化程度的加重，儲層產(chǎn)能(單井產(chǎn)量)也相應(yīng)增加，說明白云石化作用對儲層物性具有明顯的改善作用(見圖12)?；旌习自茙r的分布強(qiáng)烈地受古地理背景的控制，主要發(fā)育在沒有蒸發(fā)巖產(chǎn)出的巖石中［9］。

在威斯康星背斜，在巖石出露水面以后，淡水透鏡體及其下伏的半咸水帶位置，混合白云化作用就在此透鏡體以下的半咸水帶中進(jìn)行［10］。研究區(qū)Д1灰?guī)r的白云巖化帶的發(fā)育特征與該背斜的混合白云巖化作用發(fā)育類似，而且明顯受古構(gòu)造控制。這充分說明，Д1灰?guī)r的白云巖化作用主要成因?yàn)榛旌习自茙r化作用。結(jié)合Д1儲層的發(fā)育特征，發(fā)現(xiàn)Д1灰?guī)r的混合白云巖化作用是控制儲層類型的主要地質(zhì)因素。

圖10 Д1白云石含量與儲層物性對比圖Fig.10 The relation between the dolomite and the petrophysical properties including porosity and permeability on Д1

圖11 巖石密度與孔隙度對比圖Fig.11 The rock density vs.porosity

圖12 白云石含量與單井產(chǎn)量圖Fig.12 Production vs.dolomite

4 結(jié)論

1)濱里海盆地東緣Д南石炭系Д層碳酸鹽巖儲層主要為低孔、低滲儲層，厚度較薄，巖性和物性橫向變化大，縱向和平面非均質(zhì)性強(qiáng)。

2)Д層碳酸鹽巖主要發(fā)育3種類型的儲層:孔-洞-縫復(fù)合型、孔隙 -裂縫型和孔隙型儲層?？?洞-縫復(fù)合型和孔隙-裂縫型儲層主要發(fā)育在Д1底部白云巖化帶，巖性主要為淺灘白云質(zhì)灰?guī)r。

3)Д1底部白云巖化帶主要受沉積環(huán)境和古構(gòu)造控制，Д1底部的白云巖化帶儲層裂縫和溶蝕孔洞發(fā)育且產(chǎn)能較高，是有利儲層發(fā)育的主要層段。

4)古構(gòu)造控制了Д層碳酸鹽巖儲層發(fā)育的平面位置，淺灘沉積微相控制了儲層的平面分布特征，層序格架控制了儲層發(fā)育的縱向旋回的體系域類型，構(gòu)造應(yīng)力控制了裂縫的發(fā)育，裂縫發(fā)育程度影響了儲層的物性和產(chǎn)能。白云石化作用對儲層物性的改善有積極的作用。灰?guī)r的混合白云巖化作用是控制儲層類型的主要地質(zhì)因素。

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