![](http://image.hanspub.org:8080/Html/htmlimages\1-2890033x\f4daa762-ba39-44c9-b439-8965414d84df.png)
1. 引言
陕北地区马家沟组五段的7、9亚段(
、
)已发现天然气藏,为盆地奥陶系膏盐下天然气勘探的主要层系。
、
储层整体上物性较好,白云岩化较彻底,平面上连片性较好,储集空间以溶孔为主,晶间孔次之。受海平面升降及中央古隆起阻挡的影响,
、
沉积期环境明显有别于5亚段,储层类型及空间分布受沉积环境(相控性)、海平面升降(层控性) [1] [2] 及TSR反应(烷烃与膏岩的化学反应)控制明显,造成了二者之间的白云岩化机理的差异,并最终控制了白云岩储层的空间展布。
2. 白云岩储层的岩石学特征
受海平面升降及中央古隆起的阻挡作用控制,陕北地区奥陶系马家沟组(Om)膏盐下白云岩储层在短期海退期及短期海进期差别明显,纵向上具有旋回性。岩性上
、
以发育粉–细晶白云岩为主,含少量泥粉晶白云岩。
1) 粉–细晶白云岩:该类白云岩多呈灰色、深灰色,以中–厚层为主,局部发育生物扰动构造、水平纹层。白云石粒度一般为粉晶至细晶,泥质含量较低,扫描电镜观察发现部分晶间孔中有少量丝状伊利石等伴生矿物。白云石晶形为半自形或他形,表面较污浊,常见具雾心亮边,多呈镶嵌接触(图1)。依据是否含有残余颗粒,又可将其分为粉晶白云岩和粉晶颗粒白云岩2种。
2) 泥粉晶白云岩:该类白云岩在
、
局部发育,为褐灰色、灰色甚至黑灰色,呈纹层状到中层状产出,其间或发育生物扰动构造。白云石呈泥粉晶结构,以半自形–自形为主,晶体间呈镶嵌接触。常见的沉积构造有水平藻纹层、微波状纹层等,局部可见溶蚀孔隙(图1)。
![](//html.hanspub.org/file/20099x19_hanspub.png)
Figure 1. The picture of petrological characteristics
图1. 岩石学特征照片
3. 储集空间类型及结构特征
3.1. 孔隙类型
、
储层孔隙类型与膏盐下整体一致,发育粒间孔、粒内孔、晶间孔、晶间溶孔、溶孔、膏模孔及微裂缝(图2) [3] 。通过对其孔隙类型统计表明:晶间孔占48.53%,为主要孔隙类型;其次为溶孔和晶间溶孔,分别占25%和13.24% (图3)。晶间孔主要形成于碳酸盐沉积物发生白云石化作用的同期,与白云岩的成因密切相关。溶孔、晶间溶孔形成于白云岩化作用后,因膏质成分遭受溶蚀而形成,其发育程度取决于岩石结构及其被溶蚀的强度。由于晶间溶孔是在晶间孔基础上发育的,因此细晶白云岩的晶间溶孔通常较泥晶及粗晶白云岩更为发育 [4] 。
3.2. 孔喉结构特征
、
白云岩储层压汞曲线形态为低平斜坡状,排驱压力为0.82~1.43 MPa,主力储层孔隙结构总体表现为孔喉相对较粗、分选较好(图4)。
通过网络孔隙模型数字化结果分析表明,
、
储层孔喉主要以微米级为主,纳米级较少。微米级孔隙半径主要分布于0.65~3.70 μm (平均为1.99 μm),其中晶间孔占58%,晶间溶孔及膏模孔占23%,
![](//html.hanspub.org/file/20099x27_hanspub.png)
Figure 3. The columnar diagram of pore types
图3. 孔隙类型柱状图
溶孔占19%,孔隙连通性好。纳米级孔隙半径主要分布于0.05~0.2 μm (平均为0.1 μm),其中晶间孔占51%,晶间溶孔占37%,晶内孔占12%,孔喉连通性整体较好。
4. 白云岩储层物性特征
、
白云岩储层孔隙度为2%~10% (平均5.02%),渗透率为0.01~10 mD (平均0.65 mD),两者相关系数为0.31,相关性较差,后期溶蚀作用形成的次生孔隙对储层物性起到了一定的改善作用(见图5,图6,图7)。局部低孔、高渗区的出现说明了储层孔隙连通性相对较好 [5] 。
![](//html.hanspub.org/file/20099x30_hanspub.png)
Figure 4. The constant velocity mercury injection curve in Well J4
图4. J4井恒速压汞曲线
![](//html.hanspub.org/file/20099x31_hanspub.png)
Figure 5. The histogram of porosity distribution frequency
图5. 孔隙度分布频率直方图
![](//html.hanspub.org/file/20099x32_hanspub.png)
Figure 6. The histogram of permeability distribution frequency
图6. 渗透率分布频率直方图
![](//html.hanspub.org/file/20099x33_hanspub.png)
Figure 7. The correlation between porosity and permeability
图7. 孔隙度与渗透率关系图
5. 白云岩储层主控因素
5.1. 沉积相带
不同的沉积相为储层提供了不同的物质基础 [6] 。研究区储层发育的有利相带主要包括:膏质云坪、含膏云坪、颗粒滩、微生物丘及灰质云坪等微相类型 [7] 。
潮间颗粒滩微相形成的白云岩晶粒相对较粗,结构更为均一,局部可见残余颗粒轮廓,晶间孔发育,为最有利白云岩储层 [8] ;潮上云坪微相及潮下藻黏结岩丘微相的白云岩晶粒相对较细,多为粉晶–细粉晶白云岩,储集性能较差。中央古隆起东侧地区由于临近中央古隆起,水动力条件较强,颗粒滩微相最为发育,因此为有效白云岩储层最发育的区域。
膏质成分在风化壳期极易溶蚀形成膏溶孔,因此有效膏溶孔型白云岩储层主要发育在盆地中部,靖边以西的潮间含膏云坪的风化壳带,其次盆缘膏云斜坡也具有一定的形成膏溶孔型白云岩储层的基础,也发育少量的有效储层。
5.2. 沉积层序
海水升降及转换导致海退期与海侵期的沉积和成岩环境存在差异,因而发生的白云岩化作用也有所不同。海退期,气候炎热,海平面下降,使得盆地中东部地区海水在蒸发作用下浓缩,高盐度卤水中的石膏和其他盐类矿物沉淀,形成大量富镁流体,在潮间带和潮上带交代灰泥等沉积物,形成含较多硬石膏结核及石膏假晶的泥晶白云岩,膏质成分在后期溶蚀,形成膏溶孔;海侵期,海平面上升,不利于富镁流体的生成,但在海侵晚期转换为海退后,蒸发浓缩作用形成的富镁流体构成了白云岩化作用的主体,富镁流体及大气淡水共同作用形成的渗透回流及“混合水”白云岩构成了海侵沉积半旋回的储层主体,发育晶间孔。
5.3. 海水振荡和TSR反应
通过大量岩心观察,
、
内部存在频繁的海水振荡,可以构成四级甚至五级沉积旋回,这种频繁的海水振荡造成白云岩储层的短暂暴露,膏质成分发生早表生期溶蚀。
古隆起东侧白云岩带形成时相对于乌审旗–靖边地区水体更浅,膏质成分更多,发生在早表生期的溶蚀时间更长,溶蚀孔应更为发育。但通过大量薄片鉴定表明,乌审旗–靖边地区白云岩带溶蚀孔发育要强于古隆起东侧,这与埋藏后TSR反应对盐下储层造成的二次溶蚀有关。
6. 结论
1) 陕北地区盐下主要储层岩性以粉–细晶白云岩为主,含少量泥粉晶白云岩;储集空间主要为晶间孔和溶蚀孔;孔喉结构以微米级为主,亚微米级次之,连通性较好。
2) 白云岩储层的主要控制因素为沉积相带、沉积层序、海水振荡和TSR反应。