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苏里格气田是由呈大面积分布的低孔低渗型岩性气藏构成。其储层砂体非均质性强、连续性差造成了单井控制储量低、气井产量低、压力下降快、稳产能力较差的特点。所以研究低渗砂岩的成因,寻找低孔、低渗背景下存在的相对高孔渗区是实现规模效益开发的基础。
本文以苏里格气田苏20区块盒8段为研究对象,综合运用沉积学、石油地质学及储层地质学等多学科的理论和方法,在充分吸收别人的研究成果基础之上,详细分析目的层位的沉积和成岩特征,找出储层物性的影响因素,并在平面上明确了有利储层的发育区。具体做了以下几个方面的研究:
1.根据全区沉积环境分析,结合苏20区块及其周边区块上古生界地层的沉积相标志,通过岩石相及其组合类型分析、测井相分析,确定苏20区块上古生界石盒子组8段为辫状河沉积体系,发育河道和泛滥平原两种亚相,包括辫状河道、心滩、泛滥平原和河间湖泊四种沉积微相。同时总结出7种岩石相类型和代表不同沉积微相的5种岩石相组合类型。通过对自然伽玛曲线形态及曲线组合特征和其对应的岩石组合类型分析,建立了以N/m形式表示的7种测井相类型。
2.通过单井相分析、连井剖面相分析以及沉积相带的平面演化分析,明确了不同时期的沉积相展布和演化规律:研究区北部河道迁移幅度小,东部河道迁移幅度大且频繁。主水流位置不断的发生变化,经历了盒8下2的东部水道为主到盒8下1的北部水道为主,再到盒8上2的东、北并举,最后到盒8上1水系整体衰退,东、北部水体彻底分隔的过程。体现出盒8段整体为一个水系从繁盛逐渐退化的演化过程。
3.通过研究区内5口井的普通薄片、铸体薄片、扫描电镜、X衍色、包裹体测温等资料的观察和分析研究,确定研究区盒8段主要处在中成岩阶段A-B期。其成岩演化过程复杂,主要经历了压实作用、胶结作用、交代作用和溶蚀作用等多种成岩作用。通过自然伽玛曲线形态及幅值和密度测井曲线幅值建立了测井曲线特征与成岩相的关系模板。划分出塑性组份溶蚀成岩相、硅质胶结粒间溶蚀成岩相、硅质胶结致密成岩相和致密压实成岩相四种成岩相类型,并明确其在平面上的分布位置。
4.通过对沉积物沉积、埋藏和成岩演化过程中影响物性的因素分析认为,研究区目的层位砂岩储层低孔低渗的特点是沉积物从沉积埋藏到成岩整个演化过程中各种因素共同作用的结果,并不是以某种单一沉积特征或成岩特征为主导。沉积水动力条件决定的沉积砂体粒度与孔隙度、渗透率有着明显的正相关性。沉积物沉积埋藏过程中晚三叠末期的快速沉降使得沉积物快速埋藏,原生孔隙度迅速减少。强烈的压实作用导致沉积物粒度较细的薄层河道和泛滥平原砂体中孔隙损失殆尽。埋藏过程中温度和压力的升高,促使储层发生强烈的胶结作用。早期沉淀的高岭石和石英次生加大充填了粗粒沉积物压实之后的粒间孔隙,使得岩石进一步致密。有机质的成熟期酸性流体的进入,储层中可溶性的杂基和岩屑长石发生大规模的溶蚀,对储层物性的改善起到了重要的作用。但是酸性流体的进入要求有一定的原生孔隙通道,所以溶蚀作用也只能发生在岩石颗粒粒度较粗的河道或心滩砂体中。溶蚀作用后期石英次生加大以及高岭石沉淀再次发育,使储层物性再一次变差。同时长石等颗粒的高岭石化和碳酸盐胶结也成为主要的成岩作用,长石的高岭石化虽然形成一定的晶间孔,对储层有建设作用,但更多的粒间沉淀高岭石和石英次生加大以及更晚期的铁方解石胶结、交代最终使孔隙度变的更低,造成了现在的低孔低渗。
5.通过对不同层位砂岩储层孔隙度、渗透率和储层孔隙类型分析,同时结合储层砂体分布的沉积和成岩相带位置,对各小层综合评价认为:盒8上2段、盒8下1段Ⅰ、Ⅱ类储集砂体分布范围广,为研究区盒8段储层的最有利发育层位。并明确了Ⅰ、Ⅱ类有利储层的平面展布范围。