SDG地区致密砂岩气藏储层孔隙演化定量分析

陈佩佩,胡望水

(长江大学 地球科学学院，油气资源与勘探技术教育部重点实验室,湖北 武汉 430100)

1 区域地质概况

SDG地区主体处于川西坳陷的中段，构造位置位于成都凹陷北、北东部[1]，整体研究区域面积为1 330 km2。SDG地区在侏罗系沉积时期是一个构造稳定发育的向斜构造，区内断层不发育，仅在研究区东部边界处发育一条压性逆断层，且断层发育规模较大，呈现南北向展布的特征。SDG地区在蓬二气藏沉积时期研究区湖侵面积较小，发育小范围三角洲前缘亚相，砂体整体仍以分流河道和溢岸砂沉积成因占主导，极少部分的水下分流河道和席状砂成因类型。

2 岩石学特征

据59块薄片统计观察并根据成分三角图投点分析，储层岩石类型主要为岩屑质石英砂岩和岩屑砂岩。砂岩的分选性中等—较好，磨圆度多为次棱—次圆状，反映该区蓬二气藏砂岩成分和结构成熟度均偏低。杂基类型主要为泥质、泥晶灰质和长英质3种，胶结物主要为方解石、白云石、高岭石、硅质。蓬二气藏储层具有以粒间溶蚀孔隙为主，次生粒内溶孔为辅的发育特点，主要孔隙类型为粒间剩余原生孔、粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔和微裂缝等5种孔隙类型，其中以粒间孔隙最为发育。

3 成岩作用对孔隙演化的影响

SDG地区蓬二气藏沉积时期整体处于早成岩B—中成岩A期，经历了强烈的成岩过程，主要包括压实、胶结、交代和溶蚀作用等[2]。通过普通薄片、铸体薄片、电镜的扫描、阴极发光的观察，以及相应的地化测试分析的数据，根据石英次生加大级别、长石与岩屑溶解、时间已知的压溶缝合线等关键性标志(实为定性标志)，结合成岩过程中的酸性、有机质成熟度、氧化还原条件、混层比，建立了本区矿物、溶解、裂缝等成岩作用序列。

早成岩B期有少量溶蚀现象的存在，主要发生在岩屑与长石等矿物中(图1)；而晚成岩A期的强烈溶解曾经产生过大量的次生孔隙，这一期溶解对应成岩作用的酸性与油气生成高峰期。所以，溶解作用可分重要的先后二期：早成岩B期与晚成岩A期，经历了重要的早成岩B期与重要的晚成岩A期的过程。

针对矿物胶结或充填作用，早成岩B期发生了少量的方解石与铁泥质胶结(图1)，而晚成岩B期则产生了强烈方解石充填，并导致了现今的储层致密化。所以，胶结作用也明显可分重要的先后二期：早成岩B期与晚成岩B期。

图1 SDG地区蓬莱镇组储层成岩作用序列

4 孔隙演化定量计算

成岩阶段储集空间的再分配除沉积物本身的内在特征外主要受各种成岩作用的控制[3]。由于研究区发育的微裂缝在成岩过程中影响甚微，故计算过程中不考虑。

4.1 分选系数的确定及原始孔隙的恢复

1973年Beard、Weyl，1987年Scherer等学者提出未固结的砂岩初始孔隙度与砂岩的分选系数存在φ0=20.91+22.9/Sd的统计关系，其中φ0为原始孔隙度，Sd为Trask分选系数，其计算公式选用Sd=(P25/P75)，其中P25和P75分别为累积曲线上颗粒含量25%和75%处所对应的颗粒直径。研究区砂岩分选系数在1～1.75之间，平均值为1.34，由上式计算得到所取10个样品的原始孔隙度φ0为37.52%～42.45%，平均值为39.6%(见表1)。

表1 成岩过程中孔隙度演化 %

4.2 孔隙演化定量计算

压实后剩余粒间孔隙度(φ1)=(粒间孔面孔率+胶结物溶孔面孔率)/总面孔率×物性分析孔隙度+胶结物含量，压实损失孔隙度=φ0-φ1；压实孔隙度损失率=(φ0-φ1)/φ0。经计算砂岩在经历压实作用之后剩余最大孔隙度为22.16%，最小为9.09%，平均为15.9%(表1)，与未固结的砂岩相比，损失了超过一半的孔隙。

砂岩压实、胶结、交代后的剩余粒间孔隙度(φ2)=粒间孔面孔率/总面孔率×物性分析孔隙度[4]；胶结、交代损失孔隙度=φ1-φ2；胶结、交代孔隙度损失率=(φ1-φ2)/φ0。储层中胶结物含量较高，导致胶结减孔率较高，分布范围为16.55%～38.99%，平均为28.46%；胶结作用之后剩余孔隙度在2.4%～10.2%，平均4.63%(表1)。

次生孔隙度主要是经溶蚀作用增加的孔隙度大小，通过公式φ3=溶蚀孔面孔率/总面孔率×物性分析孔隙度，计算得到。经计算统计，溶蚀后增加的孔隙度分布在1.5%～5.8%，平均增加孔隙度3.07%，使得研究区最终平均孔隙度增加至7.7%(表1)。

4.3 孔隙演化结果与误差分析

4.3.1 孔隙演化模式

由于储层孔隙演化主要受胶结作用和机械压实作用影响并相互制约，孔隙遭破坏物性降低成为特低渗类型，故储层属于成岩型或次生特低渗储层[4]。压实作用和胶结作用对孔隙演化图2中可以看出孔隙演化过程中压实作用是导致储层孔隙发生最大变化的因素。

4.3.2 误差分析

对研究区蓬二气藏10块具备条件的铸体薄片鉴定结果按照4.2进行孔隙演化分析推演，其结果见表1。根据以上步骤计算的孔隙度与物性分析得到的孔隙度均存在一定的误差，孔隙度间的误差率为0.1%。究其原因可能有成岩作用的重叠现象、统计系统误差、砂岩溶蚀生成自生矿物也用来分析储层物性等[1]。计算目前孔隙度平均值为7.7%；样品物性分析孔隙度平均值为7.72%，其中原生孔隙度为0.3%，占总孔隙度的3.94%；次生孔隙度为7.42%，占总孔隙度的96.06%。计算与物性分析误差为0.26%。吻合性较高，说明研究方法可行，计算结果逼近实际，可用于同类储层孔隙演化的研究。

图2 SDG地区蓬二气藏孔隙定量演化综合模式图

5 结 论

1)储层孔隙演化过程为初期压实，石英加大和高岭石沉淀，白云石胶结交代方解石，形成交代残余；长石、岩屑等溶蚀形成次生孔隙。

2)运用原始孔隙度与分选系数间关系，恢复计算出研究区蓬二气藏未固结砂岩初始孔隙度分布范围为37.52%～42.45%，平均值为39.6%。

3)压实作用中等偏强，经压实损失了23.7%的孔隙度，早期胶结造成15.9%的孔隙度损失，压实、胶结后剩余4.63%的孔隙度，后期溶蚀贡献了3.07%的孔隙度。

4)公式恢复计算目前孔隙度为7.7%，实验物性分析孔隙度为7.72%，计算与实验误差为0.26%，具有较高吻合性。

参考文献：

[1] 王瑞飞,陈明强.储层沉积—成岩过程中孔隙度参数演化的定量分析——以鄂尔多斯盆地沿25区块、庄40区块为例[J].地质学报,2007(10):1432-1438.

[2] 张中杰.下二门油田核三段沉积学研究与储层地质建模[D].青岛：中国海洋大学,2008.

[3] 邓少云,符晓.川西新场气田侏罗系蓬莱镇组储层特征[J].天然气工业,1997(4):92-93.

[4] 李长政,孙卫,任大忠,等. 华庆地区长8_1储层微观孔隙结构特征研究[J].岩性油气藏,2012(4):19-23.