甘 濤,李朋武,何 碩,鄭 晶
(1.成都理工大學(xué)能源學(xué)院,四川 成都 611059;2.中國石油川慶鉆探工程有限公司地質(zhì)勘探開發(fā)研究院,四川 成都 611000)
福成寨氣田位于四川省大竹縣境內(nèi)(圖1),是華鎣山背斜與銅鑼?shí){背斜之間的的一個(gè)低緩背斜。地面構(gòu)造完整,地腹雷口坡組以下東西兩翼各有一條傾軸逆斷層,使背斜自上而下由寬變窄,呈斷壘式隆起。地形為丘陵山地,區(qū)內(nèi)地勢(shì)較為平坦,海拔高度400m左右,道路交通條件通暢。
圖1 福成寨氣田區(qū)域位置圖
福成寨構(gòu)造石炭系黃龍組地層僅殘留有黃龍一(C2hl1)、黃龍二(C2hl2)、黃龍三段(C2hl3),頂部的黃龍四、五段已被剝蝕。整個(gè)石炭系主要由粉晶、泥晶云巖、角礫云巖、溶孔云巖構(gòu)成,頂部和底部發(fā)育有泥晶灰?guī)r儲(chǔ)層發(fā)育層段主要分布在二段和三段的云巖內(nèi),以顆粒云巖、巖溶角礫云巖為主(圖2a,b)。其儲(chǔ)層主要巖石類型和特征如下:
(1)細(xì)、粉晶(亮晶)粒屑云巖類:主要有亮晶顆粒云巖;粉晶砂屑、蟲屑、藻屑云巖。屬同生-早期白云化形成,大多呈殘余狀和局部具有世代膠結(jié)結(jié)構(gòu)。顆粒大致分為砂屑、藻屑和蟲屑。生物以藻屑、有孔蟲、介形蟲、海百合、棘皮、軟體、腕足、蜓科和珊瑚為主。儲(chǔ)集空間以溶孔為主,此類巖石為最主要的儲(chǔ)層巖石類型。其中以殘余狀粉晶砂屑、蟲屑、藻屑云巖的儲(chǔ)集性最好。
(2)角礫云巖:角礫大小不一,礫徑多在2mm~15mm,呈次棱角~棱角狀,園狀。儲(chǔ)集空間多為粒(礫)間和粒內(nèi)溶孔,常見溶縫發(fā)育,溶縫中多見淡水云石、自生石英、泥機(jī)質(zhì)充填。為較主要的儲(chǔ)層巖石類型。
(3)含顆粒云巖:主要為含砂屑、蟲屑粉晶云巖。粒屑含量約在10%~20%左右,溶孔局部發(fā)育,具有一定的儲(chǔ)滲能力。為次要儲(chǔ)集層巖石類型。
研究區(qū)石炭系儲(chǔ)集層的孔隙以次生孔隙為主,原生孔隙在漫長的成巖過程中,經(jīng)各種成巖作用和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)被改造得面目全非。顆粒云巖和角礫云巖儲(chǔ)集巖的孔隙類型以粒(或礫)間溶孔、粒(或礫)內(nèi)溶孔、生物體腔孔、鑄??诪橹?;晶間溶孔、晶間孔等次之(圖2c);裂縫主要以溶蝕縫、構(gòu)造縫、干縮縫、壓溶縫為主(圖2d)。
a.亮晶蟲屑云巖,粒間溶孔發(fā)育,體腔孔較發(fā)育。多數(shù)Ⅰ世代櫛殼環(huán)邊,少量Ⅱ世代自形晶細(xì)晶云石充填。成18井,3912.78米。10×,(+)b.細(xì)粉晶角礫云巖,礫間溶孔、砂屑間的粒間溶孔發(fā)育。成23井,4432.13米,5 ,(-)
c.細(xì)-粉晶云巖,晶間孔,白云石自形程度高。成18井。3926.16米。20×,(-)d.亮晶砂屑、蟲屑云巖,構(gòu)造縫溶蝕擴(kuò)大成溶洞,未充填。成18井,3924.14米。5×,(+)
圖2 研究區(qū)石炭系儲(chǔ)層孔隙特征圖
對(duì)研究區(qū)內(nèi)10口井巖心孔隙度資料分析,其巖心孔隙度在16.24%~0.21%,各井均有儲(chǔ)層發(fā)育。根據(jù)國標(biāo)《碳酸鹽巖儲(chǔ)層的劃分方法》,結(jié)合福成寨構(gòu)造情況,對(duì)石炭系儲(chǔ)層的孔隙度大小劃分為三類:Ⅰ類儲(chǔ)集巖:φ≥12%;Ⅱ類儲(chǔ)集巖:6%≤φ<12%;Ⅲ類儲(chǔ)集巖:2.5%≤φ<6%,進(jìn)一步得到各井三類儲(chǔ)集巖的分布頻率(圖3)。
圖3 福成寨氣田石炭系單井儲(chǔ)層分類頻率圖
但各類儲(chǔ)層分布極不均勻。Ⅰ類儲(chǔ)集巖分布最少,只在少數(shù)井中出現(xiàn),并且比例較低;Ⅱ類儲(chǔ)層和Ⅲ類儲(chǔ)層各井都普遍分布,但Ⅲ類儲(chǔ)層比例相對(duì)較高。
福成寨氣田石炭系儲(chǔ)層滲透性表現(xiàn)出"兩高三低"的特點(diǎn)(圖4)。三低滲區(qū)分別②號(hào)斷層下盤的成21、成11井區(qū),主體構(gòu)造的成24、成27井區(qū)和成25井區(qū),其余井區(qū)為高滲透區(qū)。
圖4 福成寨氣田石炭系儲(chǔ)層滲透性平面變化分布略圖
通過分析孔~飽關(guān)系可知,總趨勢(shì)是含水飽和度隨孔隙度的增加而降低,但在構(gòu)造的不同部位又有所不同。在構(gòu)造高部位的成18井、成8井,孔隙度大于2.5%時(shí),含水飽和度降低到20%上下;在低部位的成21、成23井,含水飽和度下降到20%左右時(shí),其孔隙度達(dá)到6%~7%。這種分布可能與地層埋深增加,孔隙度降低,孔喉進(jìn)一步變小,并接近氣水界面有關(guān)。
根據(jù)孔隙度、滲透率、排驅(qū)壓力、飽和度中值壓力和最小非汞飽和度綜合分析,Ⅰ類儲(chǔ)層孔隙度高,滲透性好,毛管壓力曲線為粗歪度,分選好,排驅(qū)壓力、飽和度中值壓力和最小非汞飽和度都很低,具有最好儲(chǔ)集性。但整個(gè)構(gòu)造此類儲(chǔ)層厚度很小,僅有成9井、成13井、成18井、成32井和成33井偶見。Ⅱ類儲(chǔ)集巖是本構(gòu)造石炭系最發(fā)育的儲(chǔ)集巖,毛管壓力曲線為粗歪度,分選較好,飽和度中值壓力≤2 MPa,非汞飽和度<20%。但當(dāng)Φ<6%時(shí),最小非汞飽和度迅速增大,一般都大于30%,當(dāng)Φ<4%時(shí),而最小非汞飽和度可高達(dá)60%,故而Ⅲ類儲(chǔ)集層不僅孔、滲均較差,含水飽和度亦較高。
福成寨構(gòu)造石炭系19口井均有儲(chǔ)層分布,儲(chǔ)層在平面上的總體變化,從構(gòu)造東北至西南,厚薄相間變化明顯,成23井區(qū),成32、33、34井區(qū)和成18、13井區(qū)儲(chǔ)層厚度大,相間分別為成25井,成9井和成2井儲(chǔ)層較薄區(qū)域(圖5)。
圖5 福成寨氣田石炭系儲(chǔ)層立體圖
縱向上,根據(jù)巖心孔隙度資料作出的孔隙度與井深的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖(圖6)可以看出,成8井、成13井、成18井、成23井Ⅱ類儲(chǔ)層C2hl3比C2hl2發(fā)育,尤其是成13井和23井Ⅱ類儲(chǔ)層基本上都分布在C2hl3分布。成18井C2hl2也有一定厚度Ⅱ類以上儲(chǔ)層分布,但厚度比C2hl3小。成21井由于C2hl3取心不全,尚不能做出判斷。因此石炭系儲(chǔ)層在縱向上分布最有利位置應(yīng)是C2hl3,其次是C2hl2中部。從成18井、21井、23井的取心資料來看C2hl1基本無儲(chǔ)層分布。
圖6 福成寨構(gòu)造石炭系部分井孔隙度隨深度變化圖
川東福成寨氣田石炭系儲(chǔ)層以顆粒云巖、巖溶角礫云巖為主。次生孔為主要孔隙類型。儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng),物性以低孔為主,滲透率和含水飽和度變化較大;Ⅰ類儲(chǔ)層基本上不發(fā)育,Ⅱ、Ⅲ類儲(chǔ)層分布較為普遍。
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(本文文獻(xiàn)格式:甘濤,李朋武,何碩.川東福成寨氣田石炭系儲(chǔ)層特征[J].山東化工,2018,47(02):84-87.)