1、4/16/2019 东海平湖油气田下第三系平湖组储层评价-海洋石油 - 百度文库https:/ 1/8百度首页登录 意见反馈下载客户端g3581g4EA5 g4374g41DF g3FF6g4EC1 gD2Eg2877 g2E15g4683 g1BB7g14C3 g4364gA57 g47F7g435D gD60gD2E | g8D0g795VIP百度文库专业资料自然科学天文/地理首页 分类 精品内容 申请认证 机构合作 频道专区 百度智慧课堂 百度教育VIP 收稿日期:201-19第一作者简介顾惠荣,男,高级工程师,1965年生,1986年毕业于武汉地质学院石油地质专业。文章编号:108-2
2、36(20)02-0107东海平湖油气田下第三系平湖组储层评价顾惠荣1,贾健谊1,吴伟力2,陈 明2(1上海洋石油局,上海201;2上海石油天然气总公司,上海2041)摘 要 文章在平湖油气田平湖组砂岩的物性特征、成岩模式与孔隙演化的研究基础,探讨了平湖油气田控制储层发育的地质因素,并对储层进行储层质量评价。关键词:;成作用;评价中图分类号TE12.+3文献标识码:A平湖油气田位于东海西湖凹陷平湖构造带,面积240km2,是目前唯一已开发的油气田。主要产层为下第三系组,其次为花港组。储集均砂岩。1 概述平湖油气田的地层格架及砂层组划分见表1。组是海陆过渡滨岸环境沉积的煤系地层,以泥岩为主,夹粉
3、砂岩和。总体上,自下而上表现了一个进到海退的过程,具明显旋回性特征。平湖组下部中为多个潮坪-道-泻及潮坪、三角洲沉积组合,岩性泥夹粉砂岩,见灰质白云质泥岩和灰岩条带以及薄煤层;上出现滨海冲平原相和控三角洲平原相的分流河道、口湾的细砂岩、粉和泥岩。P2井见砂砾岩,P1、4P5井在靠近顶部30-7m处发育较厚粉。平湖组在研究区内埋深多280m以下,厚度从859m(未钻穿)到172.5m,砂岩平均约占20%,各井砂岩厚度从030左右不等,其中平湖二较发育。单层厚度一般为3-5m,属潮道,汐砂坝和三角洲分流河道,主要分布在平湖组的中上段表1 平湖油气田地层及砂组划分Tab.1Stratumandsan
4、dstoneserisdivsionfPinghuoilfeld地层代号反射界面层构造运动中新统龙井组N1lT24-花港渐花港E3h30H18玉泉始新统平湖2pT40P117瓯江运动八角亭组E2b -雁荡2 砂岩的成模式及孔隙演化储层的集性能,亦即储层的质量,在取决于砂岩沉积学特征和岩石学特征基础上,相当程度上还受控于储成作用。成作用为盆地动力的一个子系统,应纳入盆地系统中进行研究。制约岩的因素,除温、压力和流体外,区域地质和突发事件的影响应给予高度的重视。根据上述观点,我们首先从研究成岩古地温、盆压力系统入手,并结合沉积环境特征、演化史等,来讨论平湖油气田平湖组砂的作用。2.1 与同生孔隙流
5、体据区域地质资料,平湖组沉积时期本区的构造活动相对稳定,古理背景为半封闭海湾,河流不强,属温凉潮湿的北亚热带气候下,以浅水潮汐作用为主滨海沉积环境,在平湖组沉积晚1 20年 第2期 海洋石油4/16/2019 东海平湖油气田下第三系平湖组储层评价-海洋石油 - 百度文库https:/ 2/8期发育潮控三角洲。此类海陆过渡型的沉积环境决定了平湖组沉积的成岩系统,除了半咸水外,大气水成岩系统,即大气淡水流体,亦占据十分重要的地位。它影响了部分层段的早期成岩作用以及沉积间断面附近的成岩作用,而主要的淡水流体输导体是三角洲的砂体和潮汐砂体。孔隙一般为弱碱性酸。灰质夹层和煤出现分别反映了海侵带来的碱性介
6、条件沼泽环境下的酸介质条件,同时由于环境的半封闭性,形成弱还原菱铁矿相广泛分布。2. 盆地古温和压力特征恢复沉积地主要是应用地质温度计来指示质作用过程中曾经历过的。沉积盆地演化经历的温度比较低(一般低于20),针对此特点,目前已取得定成效温质温度计有多种,本项主要从以下两种度指标来确定古地温。2.1 粘土矿物演化和镜质体反射率Ro通过混层伊利石/蒙脱中蒙脱石层的相对含量可以估计成岩温度。平湖油气田各井中粘土矿物演化特征是:P4井、P5伊/混蒙脱石层占20%(一般古地为130)的深度大致在340-36m左右;从P2、P井粘土矿物组分埋深290以下,蒙脱石消失。由此可以估算,平湖油气田的古地温梯度
7、约为3.1/10m到3.6/10m,其中P2井相对较高。2 包裹体均一法度对P5井平湖组砂岩的自生石英(包括石英次生加大,石英愈合缝)和裂中裹体测温的结果表明,温度变化在106到176之间,自生英中的包体均一区间一般为27-156,平均140.1。按目前获得的薄片鉴定资料,这类自生石广泛发育深度在370m,以此估算本区的地温梯度可能3.1-5/10之间。而次裂隙中包体的均一温大多为12-129,个别达176。可能反映了不同期次的。23 压力特征平湖油气田的压力系统在纵向上是变化的,一般在10m以上为常,压力梯度小于1.73MPa/10m。平湖组高压的形成与平湖组内烃源岩的生烃作用以及部分泥岩排
8、液不畅有关。23 平湖组砂岩的石学特征分主要为屑长砂和长石岩屑砂岩(表2)。石英含量平均72.%, 13.%,屑14.%杂基除少量泥质可达14-5外,一般不超过3,杂基组分以伊利石为主,包括部分高岭石。胶结物含大多为5%6,少数灰质粉细砂岩层中的碳酸盐胶结物15以上,甚至达35%。二氧化硅物开始出现在埋深320-40m还见有含量不等的自生高岭石,部分层段可5-8。面孔率从5%-25,大多在10%20之间表 平湖油气田各井砂岩的组分Tab2SandstonecompsitonfPinghuoilfeld井 号砂 (%)石 英长石岩 屑P561.25 20.3 18.42470716736P3井5
9、0150274.11.53.742.4 主要成岩作用平湖组砂的同生孔隙水流体属海水和大气水体系混合,这两种体系控制了砂岩成岩作用。在持续埋藏阶段, 除了逐渐咸化外,有机质成熟作用可以导致特定时期内酸性水的活跃。此外,平湖组末期的玉泉运动使本区出现近2.6Ma的沉积间断,为大气淡水的侵入提供了充分条件。砂岩组分不与孔隙介质条件达到平衡的过程,即的成作用过程。平湖组砂岩经历与储集性有关岩主要包括:241 机械压实平湖组砂的程度为较弱至中等,碎屑颗粒大多为点线接触。按粒的分选系数,用BeardD.C和WeyP.K(1973)计算公式,计算出初始孔隙度38%。砂岩孔隙度随埋深的变化趋势见图1。埋深达到
10、30m以后,机械压实已不起作用,加之,本区在30下存在超压带,因此,主要代以化学压实。石英次生大2 海 洋石 油 总第12期 4/16/2019 东海平湖油气田下第三系平湖组储层评价-海洋石油 - 百度文库https:/ 3/8般为常统力梯度1.02MPa/10m,平湖组除了顶部仍为常压外,大部分油气层高压系, 最高可达2.4 石英次生加大的主要在埋深达到30-340m以后发育,与粘土矿物中蒙脱石向伊蒙图1 平湖油气田孔隙度与埋深关系图Fig.Porsity-depthrelationfPinghuoilfeld混层的转化、脱水以及铝硅酸盐矿物的溶解有关。薄片中可见发生次加大的石英颗粒百分比以
11、及加大程度,随着埋深而强,至370m下,几乎全部石英碎屑颗粒均有现象。加大边一般宽0.1-03m,最宽处可达0.6m个别样品可见加大是在绿泥石包膜之外发育,部分石英边与碎屑颗粒间没有其它胶结物。石加大所包围的之一般为点-线接触因此, 是本区砂岩成过程中最早的。砂岩电子自旋共振(ESR)测年分析结果表明:P4井2371.9m处样品的龄基本代石英沉积时的年龄(花港组36Ma;P1井3142.0m样品代表石英加大作用弱,加大边窄,因此是形成较早胶结物,其年龄为50a,与平湖组沉积年龄接近;而次生强烈的BYT2井3782.4m的样品40Ma,即石英次生加大发育时期延续了10a以上。始于50Ma或更早一
12、些始新世早期,此时覆沉积物的厚度接近20m。按前述本区的古地温梯3./10计算,石英加大开始发育为86左右埋深于后广泛古地温约2.43 碳酸盐矿物的沉淀作用平湖组砂岩中碳酸盐矿物的沉淀作用虽然十分普遍,但含量相对较少,一般仅为1%-2。部薄层可达15%左右。其中,在P2井和P4见高碳酸盐胶结物层段出现的机率较高,如灰质粉砂岩、泥和含灰细砂岩等。包括成早期连晶方解石胶结物,成期粒间充填铁白云石和含铁以及菱铁矿。(1)连晶方解石胶结物是形成致密钙质层的主要碳酸盐物,其特征:1)在岩石中具有较高或极高的含量和负孔隙度(20%-25),表明它形成于粒间基本保存的压实作用前期,按P2、4井压实曲线计算,
13、连晶方解石胶结物的沉淀始埋深10m以前,并延续到埋深20m左右。若按古地温梯度为3./10m,形成连晶方解石胶结物的温度约为5-86;2)碳酸盐矿物的碳同位素和氧同位素值变化的受控因素不同,18O值主要受形成环境、介质溶液组成和形成温度控制,尤以溶液影响最为重要。13C则碳来源的控制。连晶方解石胶结物的13值为正(4.67),此类中的碳主要来自海水中,属于海水中沉淀碳酸盐矿,这些钙质层与侵作用有关;3)连晶方解胶结物的锶、钠含量较高,亦可认为与海水有关。由此可见,连晶方解石胶结物形成时间较早,大致在早成岩作用早期。(2)白云石胶结物:常以自形菱面体存于颗粒间,交代自生高岭,并在深埋过程中共轴生
14、长或形成环带状。各种碳酸盐胶结物中,白云石的锶、钠含量最低,铁含量较高,为含铁和铁,属成岩期的产物。菱形外带K+、Na、Fe2+和Mn2+均于内带,反映了更加咸化,更加还原介质条件白云石的13C值显著低于海水,平值为-3.198,表明有淡水风化成因的二氧化碳加入。含铁胶结物与成岩期方解石的氧同位素特征接近。等认为在等条件沉淀的方下3 20年 第2期顾惠荣等:东海平湖油气田下第三系平湖组储层评价4/16/2019 东海平湖油气田下第三系平湖组储层评价-海洋石油 - 百度文库https:/ 4/8左右,埋深大于340m后广泛发育,古地温约13, 达到7以,加大强烈,为42。前述包体均一温度测定也证
15、明加大边和愈合缝石英中的形成平均140.1,最高可达165。 Land等(1985)认为,在同等条件下沉淀的方解石和白云石的氧位素差异(18O)约为3.5,碳同位素差异13C2.5。本区砂岩中方胶结物的18O和13C值符合上述条件,因此可以采用选择矿对的方法来计算形成温度。计公式为:18O云-18O方=0.4+045106/T2(SMOW)我们分别选择了P井的P4-1和P4-2号样品的解石和白云石以及平井的19方P4P420号样品白云石作为两对矿物,计算它们的形成温度分别为136.2和95.71。()成岩期方解石:以斑状胶结物或散的晶体产出于粒间,常交代长碎屑,石英加大边和石英颗, 溶蚀的残余
16、部分和自生高岭。此类方解石未见特征。它们的化学组分中Fe2+含量高,阴极发光呈暗红色,同时Na+、K和Zn2均于其碳酸盐矿物,说明它们形成于深部更加咸化,更加还原的介质环境。氧、碳同位素值的分布不同前两类胶结的是氧强烈偏负,表明形成温度较高。2.4 自生高岭石和伊利沉淀平湖组砂岩中常见有自生高岭石发育,含量从小于1%至5。各井不同的井段有很大差异高岭石发育常与次孔隙带共生,是铝硅酸盐溶解的产物。埋深超过360m以后,可见自生伊利沉淀2.45 溶解作用薄片观察结果表明,存在广泛的铝硅酸盐矿物的,其中以长石溶解作用为主。P2井次生孔隙发育的井段3250-340m;而4和P5除在上覆花港组有次生孔隙
17、发育外,在290-30m也见到。由于本区平湖组泥岩中机质是在埋深30m左右,即Ro=0.5%时平湖组煤系地层中丰富的型干酪根开始成熟,提供了大量的有机酸,为砂岩铝硅酸盐组分溶解,次生孔隙形成提供了条件。因此, 作用主要发于早岩阶段晚期和晚成岩阶段A期。长石的溶解粒间扩大孔粒内碳酸盐矿物很少遭受。2.5 平湖组的埋藏史及砂岩成史图表明了该组地层沉积以后持续埋藏,仅在平湖组末期发生过短期的间断。按照本区的古地温梯度、Ro特征及成岩作用,认为砂岩目前处于晚成岩阶段B期(图2)。它成历史重建如下:251 沉积与同生阶段了一套海陆交互相砂泥岩。2.5 早成岩作用早期古地温不超过70,Ro小于0.4%。4
18、 海 洋石 油 总第12期 4/16/2019 东海平湖油气田下第三系平湖组储层评价-海洋石油 - 百度文库https:/ 5/8图2 平湖组成岩模式图Fig.2Pinghuformationdiagensimodel(1)菱铁矿和方解石的早期沉淀作用,发生于压实作用之前,胶结作用成为封堵孔隙的主要机理,因而岩石具有较高负胶结物度。(2),从早岩阶段早期开始,持续到埋深30m左右。在与沉积间断有关的界面附近,将出现大气淡水溶解作用,被溶解组分主要是长石等铝硅酸盐矿物。2.53 早成岩晚期该阶段的主要作用包括:进一步的压实作用;蒙脱石向混层伊利石/蒙脱转化。随着有机质热演化和羧酸形成,铝硅酸盐矿
19、物溶解,高岭石沉淀弱英次生加大;有部分铁白云石沉淀。按石胶结物和含胶结的形成温度,本区早岩阶段晚期的估计温度为7090,Ro=0.4%-05。254 晚成作用A05Ro08,古地温约为90140,该阶段的主要岩包括:中等强度石英次生加大。随着铝硅酸盐矿物的继续溶解,钙的析出,成岩温度升高,有机质热演化导致Pco2增以及硅酸盐溶解对H+离子缓冲作用,粒状方石胶结物在此时沉淀,含铁白云石的沉淀。2.5 晚成岩作用B期中强的英次生加大,粒间方解石充填和自生伊利石沉淀。按形成的最高温度,估计本区晚成岩阶段晚期的温度大于140。2.6 砂的储集空间及孔隙演化1类型平湖组岩的储集空间主要是孔隙,仅见有少量
20、裂缝发育,平均面孔率16%左右。根据孔喉关系以及不同隙类型对物性的贡献,可按基本形态将孔空间分为粒间,内溶、超大溶蚀自生高岭石晶孔和杂基径的孔隙。是由于长石或碎屑颗粒大部分被溶后,格架垮塌形成的。在平湖组储层中此类孔隙面率约为4%(3)自生高岭石晶间孔和杂基内微面一般小于1。砂岩中通常可见以粒溶蚀扩大为主体,以不同的方式和比例与其它孔隙类型形成多种孔隙组合。2.6 次生的砂岩薄片观察表明,平湖组中遭到溶蚀的分,主要为铝硅酸盐矿物,包括长石、岩屑和云母等,而碳的溶蚀很有限,因此铝硅酸盐组分的溶解导致了次生孔隙的形成。前已述及,各井平湖组砂岩中次生孔隙发育带主要分布在290-30m井段据研究,这时
21、作为本区烃源岩已进入成熟阶,油门限在290m左右,Ro0.5%,古地温约为90。平湖组泥中有机质的干酪根,结构中的酚基、羰等含氧基团逐渐剥落,产生多种羧酸同时,由于煤系地层中有机质主要为型干酪根,型干酪根在元素组成上贫氢富氧,因此是油田水中含氧化合物和酸较好的物质来源。各种研究已表明,就是此类有机对铝硅酸盐的溶解效率最高。因可认为次生孔隙形成最主要原油田水中的酸亦一部分是液态石生成的(Kharka,1986),所有的石油中均含有少量含氧化合物。它们也能通过热催化降解或细菌降解而形有机酸故可见到次生孔隙发育段常延续到30m以下。此外,平湖组沉积末期的沉积间断,为大气淡水的入侵提供了条件,造成了平
22、湖组顶面附近的次生孔隙发育,如P2井285-285m,P4井290m附近井段以及五的70段。.63 砂岩的孔隙演化模式压实作用破坏孔隙度可采用-5 20年 第2期顾惠荣等:东海平湖油气田下第三系平湖组储层评价4/16/2019 东海平湖油气田下第三系平湖组储层评价-海洋石油 - 百度文库https:/ 6/8孔、超大溶蚀孔以及自生高岭石晶间孔和杂基内微,其中包括了原粒间孔和次生溶蚀两种成因类型的隙。(1)粒内溶孔:主要是碎屑颗粒孔,通常是长石和岩屑颗。长石的溶蚀多沿解理进行,形成窗格状、蜂窝或铸模。此外还可见到少量晚期碳酸盐胶结物内孔粒内溶孔的面孔率仅占岩石总面孔率的1%强。(2)超大溶蚀孔:
23、是指径大于颗平均直(1)压实作用破坏的孔隙度可采用Lundegard92年提出公式计算(此公式适于初始孔隙度40%砂岩)。CL=010-0IGV/(10-IGV)CL压实作用损失的孔隙度0初始孔隙度,计算结果为38%IGV粒间体积(胶物总量+孔隙度=9.5%+14.0%=23.5%)因此,CL%=38-(1038)23.5/(10-235)1895也就是说,压实作用损失的总孔隙度为18.95%。在早期碳酸盐胶结物发育砂岩中,大量方解石的沉淀使砂岩孔隙度骤然下降到零。机械压实基本不起作用。(2)从早成晚期到成A期的石英加大对孔隙的破坏平均为3%。3进入岩A,Ro=0.5%,古地温达到80-10,
24、由于有机质成熟,大量有机酸析出,通过压实水流动进入砂层而造铝硅盐的溶解和高岭石的沉淀,至此,孔隙度的增约为6%。至此,砂岩孔隙度为:38-18.95%-3+6%=2.05%(4)晚成期的B,含铁方解石沉淀,平均含量为2;而石英加大则可达到7,亦即增加4%。砂岩面孔率变为:2.05%-24%=16.05%现今实测孔隙度平均为14.6%。图3 平湖组砂岩孔渗关系图Fig.Sandstoneporsity-permabiltyrelationofPighufrmation图4 平湖组砂岩孔隙度、渗透率分布图Fig4Sandstoneporosityandpermabiltydistributionf
25、Pinghuformation6 海 洋石 油 总第12期 4/16/2019 东海平湖油气田下第三系平湖组储层评价-海洋石油 - 百度文库https:/ 7/83 平湖组砂岩物性特征据630个样品的分析结果,平湖油气田各井砂岩大部分属于中等孔渗的砂岩储层。孔隙度变化很大,可以从1.2%到30.49%,均14.6%,主要分布在5-0以及1-5的范围内,这部样品占总数的63。渗透率从2310-3m2变化到689.14103m2,平均62.103m2,渗透率的分布出现两个峰值区:一个是0.1m(%)F402135.88010140061101275140017.105012607020.4 储层分
26、类评价根据渗透率、孔隙度、排驱压力和饱中值压力等七个参数作为储层分类的指标,参照花港组储层的分类结果,将平湖组砂岩储层分成了4类(表3)。储层在本区仅有个别属此。渗透率大于4010-3m2,孔隙度大于21%,孔隙结构综合指数小。类储层孔隙度14%2,渗透率404010-3m2, 结构综合指数等于15,大于.喉道所占百分比达到7080%。类储层孔隙度10%1,渗透率14010-3m2, 结构综合指数等于520,大于.的喉道值所占百分比达到60%7,喉道均一般在1m以下。类为非储层总之,平湖油气田平湖组砂岩的储集条件是具备的,关键是研究烃类占位可能性。5 结论平湖组砂岩主要为岩屑长石砂岩,成分熟度
27、和结构成熟度均很低。成早期的机械压实作用使的原始孔隙破坏较大,但由于普遍发育次生,因此,依旧不失为一套具有中等孔、储层。度平均14.6%,渗透率多在101010-3m2之间。平湖组砂岩的储集质量很大程度上决定于次生孔隙发育。次生孔隙的形成与平湖组煤系地层的泥中有机成熟,析出的有机酸关。因此,主要次生孔隙发育带常位于各井区生油门限深度附近(即Ro=0.5%0.7)此外,平湖组末期存在沉积间断,大气淡水侵入,亦造成了一定数量的次生孔隙。采用岩心分析渗透率等七个物性和孔隙结构参将平湖组储层划为类。平湖组砂岩储层主要为、类有效TertiayPinghuFormationResrvoirEvalutio
28、nf7 20年 第2期顾惠荣等:东海油气田下第三系平湖组储层评价4/16/2019 东海平湖油气田下第三系平湖组储层评价-海洋石油 - 百度文库https:/ 8/8PinghuOilfeld,theEastChinaSeaGUHui-rog1,JIAJian-yi1,WUeil2,HENMing2(1.ShangaiOfshorePtroleumBurea,Shangai201)2hiPtrluCrpation, i4Abstract:Basedonstudiesofsandstonephysicalproerty,diagenticmodelandporevolutin,thispaerdiuesgolgicalfctrfctrligrervirodistributio,clsifsvluatsadstoefPinghuformation.Keywrds:Pinghuoilfeld;Pinghuformation;Diagensi;resrvoirevalution
