塔里木盆地西部地區(qū)克孜勒蘇群砂巖儲層地質(zhì)特征及主控因素

阿克斯莫姆氣田位于哈薩克斯坦西部的西北部。這是自1977年發(fā)現(xiàn)kc亞凝析氣田以來，塔西南附近首次發(fā)現(xiàn)柯克亞凝析氣田的再次發(fā)現(xiàn)。該氣田構(gòu)造上屬于喀什凹陷的烏恰構(gòu)造帶(圖1),含氣層位為下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群,層厚200m左右,主要發(fā)育辮狀河三角洲平原沉積,巖石類型以長石巖屑砂巖及巖屑砂巖為主,儲層低孔、低滲,孔隙類型以次生溶蝕孔及微孔隙為主。初步分析認(rèn)為,沉積、成巖作用是影響阿克莫木氣田儲層物性的主控因素,而這些認(rèn)識在前人的研究中涉及甚少。本文根據(jù)大量的巖心常規(guī)薄片、鑄體薄片、常規(guī)物性和粒度分析,結(jié)合儲層沉積相及成巖作用研究,探討阿克莫木氣田儲層特征,并對儲層物性的影響因素進行初步探討。1層的特性1.1巖屑、減質(zhì)及充填物組成表1克孜勒蘇群儲層砂體受辮狀河三角洲平原的辮狀水道相控制,巖石類型以長石巖屑砂巖及巖屑砂巖為主。碎屑骨架成分中含石英66%、長石9%、巖屑25%。巖屑以中-酸性噴出巖巖屑含量最高,占骨架總成分的13.6%;變質(zhì)巖、沉積巖巖屑含量次之,分別為7.6%和3.8%。填隙物主要為雜基和膠結(jié)物。雜基含量為5.2%,以泥質(zhì)和鐵泥質(zhì)為主;膠結(jié)物含量為5.0%,以白云石、鐵白云石為主,多為孔隙式膠結(jié),次為薄膜-孔隙式和孔隙-薄膜式膠結(jié)。碎屑顆粒以細粒為主,分選中等,磨圓度次棱角-次圓,總體成分成熟度較低。顆粒間以點-點接觸和點-線接觸為主,結(jié)構(gòu)成熟度中等-偏高。1.2儲層參數(shù)特征據(jù)344塊巖心樣品的常規(guī)物性分析,克勒蘇群儲層孔隙度分布范圍為1.90%～21.66%,平均9.45%;滲透率分布范圍為(0.008～88.40)×10-3μm2,平均0.48×10-3μm2(圖2)。測試解釋有效滲透率(0.62～7.17)×10-3μm2,平均滲透率3.51×10-3μm2,總體具有低孔隙和低滲透特征。阿克莫木氣田原始儲層條件下的有效覆壓為46MPa左右。通過覆壓孔、滲測試可知,巖樣的常規(guī)滲透率值約為儲層條件下滲透率值的10%～60%(圖3)。與滲透率相比,孔隙度隨覆壓的變化程度要小得多。這是由于在有效覆壓增大的過程中,被壓縮的主要是巖石的喉道,滲透率的大小恰恰受制于喉道;而孔隙度則不然。1.3粒內(nèi)溶孔及粒間溶孔微孔隙儲集空間類型以次生孔隙為主。其中,粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔及微孔隙占孔隙總體積的80%以上,其次為原生粒間孔、晶間孔、鑄?？准拔⒘芽p等(圖4)。1粒間溶蝕擴大孔粒間溶孔指顆粒之間的次生溶蝕孔隙。烴源巖中的有機質(zhì)在大量生油氣前,由于干酪根脫羧作用形成大量有機酸,它們?nèi)芪g長石、巖屑甚至粘土礦物,形成粒間溶蝕擴大孔。該類孔隙類型占孔隙總體積的22.3%,大多是碎屑顆粒間白云石膠結(jié)物經(jīng)溶蝕作用后形成,孔徑較大,一般在0.02～0.05mm之間。這類孔隙邊緣常呈鋸齒狀、不規(guī)則狀等,最常見的是長石邊緣溶蝕呈港灣狀。2巖性內(nèi)溶孔粒內(nèi)溶孔主要是砂巖中不穩(wěn)定的碎屑顆粒內(nèi)部成分被溶蝕而形成的孔隙。粒內(nèi)溶孔占孔隙總體積的36%,主要是在長石顆粒及巖漿巖屑內(nèi)經(jīng)溶蝕作用后產(chǎn)生,其孔隙直徑較小,一般在0.01～0.03mm,常見有顆粒不均勻溶蝕形成蜂窩狀顆粒、骨架顆粒,以長石顆粒內(nèi)解理縫溶孔最為常見。3碎屑顆粒表面微孔隙微孔隙包括基質(zhì)微孔隙和粘土礦物晶間孔及碎屑顆粒表面微孔隙,一般孔隙直徑小。微孔隙占孔隙總體積的24.1%,多分布在鐵泥質(zhì)雜基中,鏡下表現(xiàn)為鑄體呈浸染狀。4剩余孔以及原生孔原生粒間孔主要有壓實縮小的剩余粒間孔,或石英次生加大后的剩余孔,以及碳酸鹽部分膠結(jié)后的剩余原生孔。受強壓實及溶解作用影響,該類孔隙僅占孔隙總體積的6.6%,主要分布在顆粒較粗、抗壓實能力較強的中-粗砂巖、含礫砂巖和礫巖中。5粒間高嶺石孔隙晶間孔指巖石孔隙中充填的自生粘土礦物之間的孔隙。這類孔隙占孔隙總體積的4.2%,主要見于粒間高嶺石及晶粒狀白云石膠結(jié)物中,一般呈斑點狀和蜂窩狀,孔徑一般較小,且面孔率低。6碎屑的溶蝕形成鑄?？锥酁闂l紋長石、微斜長石、正長石及蝕變火山巖屑被溶蝕形成。鑄?？渍伎紫犊傮w積的2.8%,多為鉀長石顆粒及巖漿巖屑被完全溶蝕后產(chǎn)生,且不被后來物質(zhì)所充填。在鑄?？字锌呻[約看到顆粒邊緣的痕跡。7粒緣收縮縫微裂縫主要是粒緣收縮縫及構(gòu)造縫。這類孔隙占孔隙總體積的4.8%,縫寬0.01～0.08mm。粒緣收縮縫多沿顆粒邊緣分布;構(gòu)造縫沿鐵泥質(zhì)條帶或粉砂質(zhì)條帶分布。1.4儲層滲透率特征克孜勒蘇群砂巖儲層壓實程度中等偏強,顆粒之間以點和點-線接觸為主,膠結(jié)類型為孔隙式膠結(jié)和薄膜-孔隙式膠結(jié),巖心比較致密,喉道以片狀、彎片狀喉道和管束狀喉道為主。壓汞曲線斜度小,孔隙平臺發(fā)育,排驅(qū)壓力(pd)較高,約為0.14～2.58MPa,平均值為1.17MPa,表明儲層滲透性較差;中值壓力(pc50)較高,為0.98～29.62MPa,平均值為10.14MPa;最大孔喉半徑(Rc10)為0.29～1.66μm,平均值為0.76μm;中值孔喉半徑(Rc50)0.025～0.767μm,平均值為0.143μm;分選系數(shù)(σ)為0.059～0.459,平均值為0.161,孔喉分選偏差?？傮w屬小孔-細喉的孔隙結(jié)構(gòu)特征。2儲層微相及肉體系變化沉積微相對儲層的控制作用主要表現(xiàn)為控制砂巖顆粒的粒度、結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度。不同的微相具有不同的粒度分布,不同的顆粒成分(巖屑、長石或石英)決定其具有不同的孔隙保存基礎(chǔ)和成巖演化基礎(chǔ)?？俗卫仗K群含氣砂巖段發(fā)育辮狀河三角洲平原沉積。辮狀水道微相水動力最強,因此保存了最抗搬運的粗碎屑顆粒。76個樣品的粒度與物性統(tǒng)計表明,碎屑顆粒越粗,即平均粒徑Φ值越小,儲層滲透率也越高(圖5)。顯然,辮狀水道微相是最有利的沉積微相,辮狀水道控制下的粗粒顆粒分布對儲層物性具有較強的控制作用。阿克莫木氣田次生孔隙發(fā)育,主要包括粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔及微孔隙等;石英含量與滲透率呈負(fù)相關(guān)性(圖6)。石英含量升高導(dǎo)致巖屑含量降低,而巖屑含量對碎屑溶孔的發(fā)育具有重要的控制作用。巖屑含量降低,巖屑溶孔必然不發(fā)育,導(dǎo)致儲層物性變差。3膠結(jié)充填儲層物性克孜勒蘇群砂巖埋藏深度3000～3500m,已經(jīng)達到早成巖B期至中成巖A期階段。埋藏壓實作用使碎屑顆粒之間多呈點-線接觸,壓實和膠結(jié)作用共同使得儲層的粒間孔隙幾乎完全喪失。根據(jù)巖石薄片統(tǒng)計,由于壓實作用,儲層原生孔隙大大減少,儲層孔隙度損失20%～30%。成巖后期碳酸鹽巖、粘土類及硅質(zhì)礦物的膠結(jié)作用使其孔隙進一步地縮小,其減孔量為1.5%～13.5%。各類膠結(jié)物的膠結(jié)對儲層滲透率也有較大的影響,其中碳酸鹽和粘土膠結(jié)導(dǎo)致滲透率降低的趨勢較明顯(圖7,圖8)。溶蝕作用形成大量粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔和微孔隙等儲集空間,使孔隙度增加了1%～4.8%,是主要的增孔作用。4儲層物性結(jié)構(gòu)1)阿克莫木氣田克孜勒蘇群砂巖儲層巖石類型以長石巖屑砂巖及巖屑砂巖為主;儲層物性較差,為低孔、低滲儲層;孔隙類型多為次生的粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔及微孔隙;壓汞曲線排驅(qū)壓力較高,孔喉分選較差,總體具有小孔-細喉的孔隙