东营凹陷油藏低渗透砂岩储层特征及机理

1、东营下沉地带低渗透Es4滩坝砂岩油藏砂岩储层特征及机理摘要：岩心及铸体薄片观察与描述、测井、扫描电镜及岩心实验室分析资料等。用于东营下沉地带油气藏Es4低渗透砂岩储层特征及机理研究。结果表明，该储层具有中、低孔隙，低渗透，低成分和结构成熟度，细喉道德特征。这主要是由于沉积（细颗粒和泥质夹层）和成岩作用（压实、胶结、溶解）。胶结作用降低了储层物性主要有碳酸盐胶结、石英自生激怒，及自生粘土。粘土矿物通常通过填充孔，紧密贴合孔的壁，桥接，包裹颗粒，和单独的连接孔等堵塞毛孔。溶蚀作用不明显，不提高储层的孔隙度和渗透率。所以它是低渗透油藏的形成也是一个重要因素。关键词：滩坝砂岩；低渗透；储层特征；沉淀；

2、成岩作用1简介随着地层岩性油气藏理论的发展和勘探技术的不断完善，滩坝砂岩岩性油气藏勘探取得了成功。到目前为止，中国渤海湾，东营下沉地带已发现了八个滩坝砂岩油藏，其中三层次的石油储量报告多达一亿吨，表明滩坝砂岩岩性油气藏勘探潜力巨大。随着油气勘探的不断进步，滩坝砂岩油气储量将持续增加，但油气勘探和开发受到了滩坝砂岩物理性质的制约。通过研究探讨中国渤海湾沉东营下沉地带低渗透Es4滩坝砂岩油藏储层的岩性特征，对剩余油的研究和提高采收率的方案具有重要意义，积储层低渗透的机理、成岩作用和构造作用等几个方面。中国，渤海湾盆地，东营下沉地带的一个次级构造单元暨阳凹陷，随着特征与南北和重叠的缺点，是在东西90

3、公里长，宽65公里，南北，面积约5700公里2，又可分为北部陡坡带、中央断裂背斜带，南部缓坡带，和牛庄、利津、拳击、民丰地势低的次级构造单元等23 。从底部到顶部的地层分为孔店组、沙河街（分为成员4，3，2和1再从底部到顶部）和东营组轮流。2油层特征 2.1岩石学特征 中国东营下沉地带低渗透滩坝砂岩Es4少量是长石砂岩和长石石英砂岩（图1）。一般来说，石英的含量是40% - 50%，最高可达53%。长石含量是26%44%，碎屑含量是12%30%。碎屑，其中变质碎屑和岩浆沉积碎屑采取是主要的，采于不同的地区第二个地方。岩石矿物成熟度指数为0.70.95。岩石结构成熟度低，颗粒主要形状像子棱，梯度

4、介质分选系数一般为1.271.62。碎屑颗粒主要是由点、线和线、线接触，其中有局部碎屑颗粒的凹凸形状与压溶作用。主要胶结类型为孔隙型。2.2储层空间类型和物理性质东营下沉地带Es4滩坝砂体主要发育诱导孔隙，原生孔隙主要发育在相对较浅的砂岩中（2700米）。诱导孔隙类型主要为粒间、粒内溶孔（图.2A和2B）。额外大小的孔和裂缝只在几个样品看到。东营下沉地带沙Es4滩坝砂岩储层以低、中、低渗、低渗、细喉道为特征。孔隙率为4%25%，最多6%17%，而在大范围（0.02687103M 2），从六口井中的200多块最通透的样品。如梁57、105范14、17138高893等。基本上除了梁57样品是在51

5、03M 2（所有八个样品的深度超过2700米），梁105的样品（38块）超过10103M 2。 2.3裂隙特征东营下沉地带Es4沙坝砂岩主要发育构造裂缝和成岩裂缝。构造裂隙中，作为一个系列的张性裂隙，延伸较长，通常公司解决方案是拓宽裂缝（图2C）。成岩裂隙通常为压实裂隙，其中颗粒破碎为矿物劈裂或断裂。与构造裂缝相比，一般都比较不规则，短。扩展范围涉及粒子的特性和位置等，并且偶尔代表顶部宽和底部狭窄。3低渗透油藏形成机理低渗透储层分为原发性低渗储层，次生低渗透储层和裂缝的低渗透储层4。通常，原生低渗透储层主要受沉积细颗粒泥沙影响，高含泥、级配不良，多孔介质中有大量原生孔隙和低渗透孔隙。第二低渗透

6、储层主要来自少数残余原生孔隙的各种成岩作用的改造，在众多的低孔低渗储层中。裂缝性低渗透油藏的构造作用主要影响。每个油藏的形成不是一个单一因素的作用，而是三个地质过程的综合影响5。 3.1沉淀沉积作用不仅控制了储层的厚度、范围、空间分布等宏观特征，而且决定了岩石的成分、结构成熟度、孔隙填充量等，并控制了岩石的原生孔隙度、渗透率和后期成岩作用的类型、强度和过程。因此，它是低渗透油层形成的内在因素6。 3.1.1骨架颗粒和孔隙喉道碎屑滩坝主要出现在湖边的平缓斜坡边，海湾，和湖隆起的地方7。这种物质主要来自沙近海如相邻（扇）三角洲，冲积扇的水下，在岸边或水下碎屑，这是再搬运和再沉积由于湖近岸的海浪和海

7、流作用。岩性主要为细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩。海滩砂分布广泛，单层厚度较薄，一般不到2米，具有低孔低渗透性和较强的横向非均质性。条形砂分布稍小，厚的单层的特征（一般大于2米但小于5米），岩性主要为细粉砂岩，其等级和具有反韵律特征。与沙坝砂相比，沙滩砂具有更细的粒度和更大的变化范围，一般为0.06至0.25毫米，仅为0.5毫米以上。在这样的环境中沉积的直接结果是低原生孔隙度，低渗透性，和易于压实砂岩。孔的直径一般为645m，平均21M.喉道类型主要有缩颈喉，片状喉道和弯片状喉道。对Chun 41 Es4沙滩坝砂岩喉下限值在2.22m平均量，只占总数的40%，30%喉体积，这表明大部分的喉道太细。

8、变异系数一般为0.580.8，平均为0.64，标准偏差为0.252.94，平均为1.47。均匀系数为0.290.6，平均为0.49，标准差系数的变化较大，均匀系数较小（表1），这表明喉分布不均匀和不配套89。 3.1.2泥质夹层和泥膜滩坝砂岩泥质夹层的广泛开展泥质夹层和毫米级泥膜（图3）均较薄，大部分小于5毫米，缺乏对分布和连接稳定，但出现的频率高，尤其是毫米级泥膜，其中纵向频率为34条每厘米只有45厘米的长度。泥质夹层是由强大的湖波动功能中形成和浅潮环境沉积应力变化频繁。几十年的砂岩和泥岩在核心经常变化。泥膜主要来自短期沉积间断期粘土沉降或侧向冲刷形成的，但对泥膜表面微结构变形的原因主要是由

9、于沉积的干扰，多种影响因素差异压实作用、顺层滑移阻力，生物扰动，自生收缩，和地震活动等10。在夹层、泥质夹层具有最低和最高的渗透率，突破压力，所以它和毫米级泥膜对储层非均质性的影响很大，在储层流体释放困难，另一方面使酸性流体进入储层地下困难，制约侵蚀的处理是一个低渗透滩坝砂岩的重要原因 11 。在图3中，照片宽度与核心直径9厘米相等。3.2成岩作用东营下沉地带Es4滩坝砂岩储层的成岩期的确定在早期成岩期B和晚成岩阶段A之间基于分区方案和成岩阶段的标志，并结合组合，分布，演变、自生矿物的形成序列，粘土矿物的转化，有机质成熟度和古地温数据（图4） 1213 。影响低渗透油藏的主要成岩作用包括机械压

10、实、胶结作用、侵蚀作用等。 3.2.1压实作用压实与埋深较大。东营下沉地带沙坝砂岩中的滩坝砂岩为1700 - 3400米深，特别是在2700米以下，强烈的压实。粒子可以在紧密排列，多数与线线、点线接触，和凹凸接触部分（图2A）。作为刚性的长石和石英颗粒紧压等现象，裂纹沿解理的长石，长石和石英颗粒，片状破裂，波状消光、云母和绿泥石石化弯曲变形，塑性泥质碎屑伪矩阵经常出现。喉道被挤压成片状喉道和弯片状喉道（图6）。所有的特征都反映了压实作用强，原生孔隙基本消失，物理性能迅速下降。铸件薄截面的表面孔隙率为0.5%10%,，最多为3%7%。压实可以形成压力破碎，提高储层的储能能力，但这种改善功能远远低

11、于原生孔隙的损失。 3.2.2胶结作用胶结物主要包括矿物胶结、碳酸盐胶结、石英次生加大胶结等，一般降低孔隙率约1/31/4 4。 1）碳酸盐胶结作用碳酸盐岩是东营下沉地带Es4沙坝砂岩中最主要的胶结物，其含量从1%到18%不等，最多为25%30%。早期形成方解石在原生粒间孔隙封闭或半封闭（图5A），使孔隙度和渗透率储层突然下降。宏观上，方解石胶结作用可以形成钙质夹层，导致明显的异质性。在2869.9米的范134核心显示垂直异质性的不同的颜色，暗带点方解石和浅色油轴承，不含油，高方解石（图5e）。在2624.3米的井gao890核心代表的横向异质性的黑暗部分低方解石、轴承油，当滴盐酸在其上反应不

12、强烈（图5F），和相反的浅色部分。此外，白云石，方解石和铁白云石，往往填粒间孔隙和骨架颗粒溶孔（图5b）。在次生溶孔形成的白云石，所以它在很大程度上破坏了孔渗储层。这些中心机构和由它产生的异质性在横向上和纵向上不可避免地导致储层渗透率下降幅度较大，然后显示油藏的低渗、特低渗透。在图5中，我们的核心是直径为9厘米的核心照片。在图5e和5f中我们的核心照片芯径宽度为9厘米。 2）粘土矿物东营下沉地带Es4滩坝砂岩粘土矿物含量为5% - 14%，差异较大。粘土矿物高岭石、绿泥石、伊利石为基础，伊利石和蒙脱石混层。粘土矿物X射线衍射分析表明，粘土矿物伊利石含量最高，一般在20%50%，平均31%；高岭

13、石含量20%48%，平均30.7%；绿泥石含量5%28%，平均15.6%；伊利石蒙脱石混层7%45%；平均23.1%（表2）。自生粘土矿物的形成和演变反映碎屑岩成岩环境，在酸性环境下，高岭石更稳定，在酸性环境下，高岭石更稳定，在含Ka+碱性水介质中将转化为伊利石，中含有丰富的Ca2 +，Mg2 +或Na+碱性水介质转化为蒙脱石和绿泥石。储集层指示其成岩环境伊利石和绿泥石含量高应该是碱性水介质条件含Ka+丰富，这不利于矿物的侵蚀使矿物转化为自生矿物 1415 。粘土矿物通常出现形式是填充孔隙（主要形式）、贴身的孔壁，桥接，包裹颗粒，和单独的附加毛孔等。粘土矿物填充孔的程度是不同的，而严重的几乎充

14、满了所有的孔隙，但光仅填充本地。在一定程度上损害了储层的物性。电子显微镜观察的填充粘土矿物主要为高岭石和伊利石。高岭石的六角形的假晶薄膜可以乱蠕，页和分散膜等形式积累。（图.6A6C），大多数具有较好的晶形自生高岭石分布在良好级配和发达的孔隙砂岩。伊利石一般填充孔隙为片状和网状形式（图.6d和6e），还出现孔壁衬贴形式，连接和桥接，包装颗粒分散安装等。(图6g6j）。自生绿泥石主要出现在孔隙填充形式的深层砂岩（图5d）。孔隙填充绿泥石表现更好的花形、片状晶体，是石英和伊利石共生。伊利石蒙脱石混层、伊利石和蒙脱石之间的形式，大多出现在贴身壁的形式和电子显微镜下的孔隙填充。粘土矿物，属于铝硅酸盐矿

15、物，其晶体结构属于层框架结构，是由四面体层和八面体层相互叠加。粘土矿物与水溶性的相互作用是导致储层损害的根本因素16。蒙脱土易于吸附Na+不断扩大。与伊利石蒙脱石混合层矿物的分散性和膨胀性都会引起孔隙。绿泥石是容易与铁反映的氢氧化物和二氧化硅胶体沉积，遇酸从而损害油层。具有较强膨胀性的伊利石蒙脱石混合层和蒙脱石的存在是造成储层水敏和盐敏感性的主要因素。东营下沉地带Es4滩坝砂岩表现为弱碱性、中等敏感性和中等酸敏感性。高含量的粘土矿物导致的低渗透性的滩坝砂岩，并影响相容性对应的孔隙度17 - 18。3）增强和自生石英自生石英的扩大程度是由早期方解石胶结作用的影响，石英的扩大和自生是地区普遍存在，

16、早期方解石胶结不严重。在碳酸盐胶结作用条件下发展石英放大级较低和自生微晶颗粒较小19。石英生长的边界可以由陆源碎屑石英颗粒呈暗紫色或蓝色阴极发光显微镜下紫色酸性有机磷化物现象确定，而石英扩大边缘则不能。石英晶体生长形态与周围颗粒的孔隙有关，石英晶体生长形态与周围颗粒的孔隙有关，石英的趋向出现自守外观，孔隙周围粒子足够大，石英次生加大，石英微晶充填粒间孔可在扫描电子显微镜下看到的特点（图5c）。东营下沉地带Es4滩坝砂岩的石英二次放大较弱，只有少数的砂岩颗粒具有明显的二次扩大边缘，形成时间较早。石英二次放大可使孔隙度降低1% - 4%。 3.2.3溶解矿物的选择性溶解是砂岩中的次生孔隙率的主要原

17、因。东营下沉地带ES4滩坝砂岩主要是铝硅酸盐矿物的溶解，其次是碳酸盐矿物，根据铸体薄片和扫描电子显微镜观察得出（图6J）在砂岩次生孔隙率的遗传机制的观点很多，典型的如地层水理论，烃降解硫化氢腐蚀理论、理论、大气水浸出理论，CO2无机成因理论等2021。总之，无论是砂岩溶出度和砂岩次生孔隙率的形成都与有机酸和无机酸 22 相关。东营下沉地带的Es4滩坝砂岩次生孔隙率的主要类型有粒间溶孔（5.57%）、粒内溶孔（2.43%）、成型孔（2.43%），和额外的大孔隙和裂缝性气藏 19 几个样品可观察。三个因素抑制解散，使东营下沉带Es4滩坝砂岩溶孔发育不发达： 1）基质和胶结物含量高，不利于溶出度的溶

18、出过程，且抗蚀性的进一步发展；2）后期碱性环境有利于粘土矿物转化而不是溶解过程；3）长时间压实作用和胶结作用使砂岩压实，有机酸和二氧化碳在有机质成熟过程中产生的渗透和扩散不利于有机酸和二氧化碳的渗透和扩散。溶出度可以降低抗压强度和承载力，在增加孔隙率和渗透率的时候，那么就有可能促进压实过程可以使颗粒的接触更紧密，孔隙度和渗透率储层低。 3.3构造作用构造作用具有双重性，对储层物性的影响，压实增加强度，紧缩的岩石颗粒和降低储层物性；其他促进构造裂缝的发展和增加物理性质23 。4结论1） 对东营下沉带Es4滩坝砂岩岩石类型主要是岩屑长石砂岩，成分成熟度低、结构成熟度。储层的特征低介质或低孔隙度，超

19、低或低渗透性和良好的喉咙道,在早期成岩作用A和成岩作用B的阶段。2） 储层渗透率低的主要原因是沉淀物（粒度细、泥质夹层）和成岩作用（压实作用、胶结作用和溶蚀作用）。胶结作用主要降低储层碳酸盐岩的物理性质，石英自生加大，与粘土矿物胶结。粘土矿物通常堵塞孔填充孔，常见巢状，贴身的壁、桥、包粒，和单独的连接孔，等等。不足侵蚀是低渗透油藏形成的另一个重要因素，因为它是无法改造储层有效。致谢 这项研究是在中石化重点研究项目资助（编号p06012）。参考文献1 Yuan H J. Prediction of beach bar sand reservoirs of shore-shallow lake f

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