低渗储层孔喉分布特征对比研究

低渗储层孔喉分布特征对比研究

本文以两种不同因素的低渗储存层为例，比较了苏北盆地沙坝地区的阜宁群、安徽三段储层（元源正常三角洲的前沉积）和三塘湖盆地牛塔湖地区的西山窑组储层（徐积扇-六星河沉积物）（张新涛等，2009）。本文根据大量测试数据，结合孔子和喉咙的起源类型，比较了两种不同病因的低渗储存层的孔壁分布特征，并分析了不同病因的差异。希望能对同类储层的孔隙结构研究与储层描述有一定的借鉴意义。沙埝地区位于苏北盆地东台坳陷高邮凹陷北斜坡中部(图1),主力开发层位古近系阜宁组三亚段(E牛圈湖地区位于三塘湖盆地马朗凹陷中北部(图2),侏罗系西山窑组(J1岩石学特征1.1碎屑成分沙埝地区E岩矿鉴定资料可见,沙埝地区E牛圈湖地区J从碎屑组分来看,二者明显的区别是,沙埝地区E1.2碎屑结构沙埝地区E牛圈湖地区J比较二者的碎屑结构来看,沙埝地区E1.3自生粘土矿物胶结物沙埝地区E牛圈湖地区J二区填隙物均含泥质杂基与自生粘土矿物胶结物,偏光显微镜下泥质杂基与自生粘土矿物胶结物在铸体薄片上主要区别在于(李秀华等,1986):未发生明显重结晶变化的泥质杂基光学性质常不清楚,粘土矿物的成分鉴定较为困难,发生重结晶后的杂基,往往由泥状结构变为显微鳞片结构,有时边缘变得模糊不清。而自生粘土矿物胶结物则多干净明亮,不含陆源粉砂,且多具世代现象。二者填隙物的显著区别是,牛圈湖地区J2孔道的类型和分布特征2.1孔径分布的特征沙埝地区E本区残余粒间孔为经压实缩小和部分被胶结物充填后剩余的原生粒间孔隙(图版Ⅰ-1),孔隙半径多分布在5～35μm。晶间孔为充填粒间孔隙的泥质杂基质点间、粘土矿物晶体之间孔径很小的微孔(图版Ⅰ-2),在普通偏光显微镜下甚至难以辨别其孔径大小,扫描电镜下可见其半径一般小于5μm。溶孔中,既有孔径很大的碎屑颗粒及其周缘碳酸盐胶结物完全溶蚀形成的特大孔隙,甚至局部可见“漂浮”的颗粒(图版Ⅰ-3),其最大半径可达135μm;又有孔径较小的岩屑中易溶矿物选择性溶蚀形成的筛状溶孔、长石的晶内溶孔和解理缝溶孔,以及高岭石的晶内溶孔(图版Ⅰ-4);其孔径几乎覆盖整个孔隙半径分布范围。牛圈湖地区J由于杂基充填程度高,且经历了较强的压实作用,本区残余粒间孔整体较小(图版Ⅱ-1),孔隙半径为2～25μm。晶间孔主要为凝灰质杂基间的微孔与高岭石和伊利石晶体间的微孔(图版Ⅱ-2),并可见到自生石英晶体间的微孔,孔隙半径均小于5μm。溶孔中,填隙物溶孔主要为凝灰质杂基溶孔和高岭石溶孔(图版Ⅱ-3),若其与较大的长石溶孔相连,溶孔半径最大可达120μm,也有较小的长石、岩屑粒内溶孔(图版Ⅱ-4)。比较两个地区来看,牛圈湖地区J2.2储层孔隙分布依据体视学理论,三维空间内特征点(体孔隙)的特征可以用二维截面内特征点(面孔隙)的特征值来表征(Netto,1993)。据此,应用图像分析方法对铸体薄片的二维图像进行扫描,并对其特征点(填充铸体的面孔隙)的像素群进行检测和编辑处理,可以得到表征体孔隙的特征值(表1)。本次研究中,沙埝地区E表1中可见,牛圈湖地区J图8分别给出了两个地区具有最大和最小面孔率的岩样的孔隙分布曲线,代表孔隙分布的两种极端情况。并用各个岩样不同孔隙半径对其所占的面积频率进行加权平均,得到两个地区储层孔隙分布的平均情况。沙埝地区E牛圈湖地区J从参与统计的图像孔隙资料来看,沙埝地区E结合国内几种常用孔隙大小分类方案来看(邸世祥,1991;李道品,1997),两区孔隙分布均是从粗—大孔隙延伸至微孔,根据平均孔径判断,均属中—细孔隙。2.3喉道分布的特征沙埝地区E牛圈湖地区J据168份压汞资料(沙埝地区47份、三塘湖地区121份,高压压汞执行标准为SY/T5346-2005《岩石毛管压力曲线的测定》)统计(表2),并结合扫描电镜观察,牛圈湖地区J依李道品(1997)根据最大喉道半径与主流喉道半径对喉道的分类来看,两个地区喉道分布均从中喉道延伸至微喉道,平均值均落入细喉道区域(图9)。2.4喉咙疾病的分布特征图10a给出了沙埝地区E牛圈湖地区J从各喉道分布类型所占比例来看,沙埝地区E比较两个地区来看,沙埝地区E3储层孔隙结构的演化沉积作用的差别造成了储层孔隙结构的物质基础和原始面貌的差别,而不同的原始孔隙结构则又会经历不同类型和强度的成岩作用的改造,从而经历不同的孔喉演化路径,形成了储层孔隙结构现今面貌的差异(罗蛰潭等,1986;罗静兰等,2001;王瑞飞等,2007;杨晓萍等,2007;钟大康等,2008;吕成福等,2010)。3.1储层储层基性因子砂由沉积作用形成的储层岩石原始物质的组成和结构是储层孔隙结构的重要影响因素,突出表现为不同粒级砂岩具有不同的孔喉分布(Philip,2009)。图11给出了两个地区不同粒级砂岩(细砂至粗粉砂)的孔喉分布,以从主流喉道半径至最大喉道半径的范围代表喉道分布,以平均孔隙半径代表孔隙分布的平均情况(粒度分析执行标准为SY/T5434-2009《碎屑岩粒度分析方法》)。图中可见,随粒级变细,两个地区的储层孔隙半径、喉道半径均呈减小趋势,即较弱水动力条件下形成的较细碎屑颗粒砂体,往往具有较小的孔隙和喉道。另外,牛圈湖地区J沙埝地区E同时,平均孔隙半径总是小于碎屑颗粒半径(数据点均位于1∶1线上方),说明两个地区由碎屑颗粒和填隙物溶蚀产生的大于碎屑颗粒的铸模孔和特大孔隙含量较少,不足以将平均孔径抬高至颗粒半径以上。因此,平均孔隙半径总是小于碎屑颗粒半径。3.2沙地区与e牛圈湖地区压实作用对两个地区孔隙结构的影响均是使孔隙变小、喉道变细(张金亮等,2003;施振飞等,2005;高岗等,2006),但二区却具有明显的区别。沙埝地区E沙埝地区E牛圈湖地区J溶蚀作用的强度不仅取决于易溶组分的含量,还取决于储层中酸性孔隙水的可流动性。也就是说,若溶蚀作用主要发生于压实和胶结作用之后,发生溶蚀作用时储层粒间孔隙的大小及其连通