储层储集空间特征
2020-01-19 · 技术研发知识服务融合发展。
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2.5.1 储集空间类型
下古生界潜山碳酸盐岩储层中原生孔隙不发育，储集空间主要是由溶蚀作用形成的各种次生孔隙和构造裂缝。根据储集空间的成因和形态特征，大致可分为：晶间孔、晶间溶孔、粒间溶孔、砾间溶孔、方解石晶簇间孔、溶洞、溶蚀缝和构造缝等8种储集空间类型。其特征如下：
（1）晶间孔：主要发育在白云岩中，由白云岩化或白云石重结晶而成，孔隙细小。
（2）晶间溶孔：灰岩和白云岩中均可见，但主要发育在白云岩中。主要由晶间孔溶蚀扩大而成。
（3）粒间溶孔：粒屑灰（云）岩，粒屑间胶结物被溶而成，主要发育在藻团粒和鲕粒灰岩（云）岩中。
（4）砾间溶孔：溶蚀垮塌角砾岩中被溶形成的孔隙空间。由角砾形成支撑，角砾间未被充填满或砾间物质以及角砾边缘被溶形成的孔隙。在角砾支撑溶蚀角砾岩和填隙角砾岩中较常见。
（5）方解石晶簇间（或晶间）孔：裂缝或较大溶洞中常被粗大晶体方解石或晶簇状方解石充填。在方解石晶体间或晶簇间常残留充填未满的孔隙。由于方解石晶体较大，所以这些晶间或晶簇间孔也较大，并且连通较好。岩心中常见方解石晶粒被油浸染。
（6）溶洞：溶蚀孔（洞）直径一般以1 mm为界，小于1 mm者称溶孔，大于1 mm者称溶蚀孔洞，大于100 mm称溶洞。溶洞大者可达数米。小溶洞在岩心中可观察到，而大溶洞在钻井中有明显反映，如钻速加快、放空及泥浆漏失等。
（7）溶蚀缝：风化裂缝，构造裂缝沿缝壁被溶蚀扩大后均称溶蚀缝。其特点是裂缝两壁凹凸不平，同一裂缝宽窄不一。在潜山上部发育较普遍。
（8）构造缝：由构造应力产生的裂缝，缝壁平直，可切穿前期形成的各类缝、洞。大部分构造缝被方解石或泥质充填或半充填。在褶皱带和断层附近最为发育。常见的构造缝产状有：直立缝、高角度缝和低角度缝三类。
2.5.2 储层岩石类型与储集空间关系
本区下古生界潜山储层主要由灰岩和白云岩组成，由于两类岩石在岩石学特征上的差异，溶蚀作用和构造破裂对它们的影响不一，因此储集空间及储集类型具有不同特征。
2.5.2.1 灰岩类储层
灰岩储层在层位上集中分布于：中奥陶统、下奥陶统以及寒武系的部分层位。主要储集空间有以下类型：
（1）孔隙：溶蚀孔（洞）：包括粒间溶孔和晶间溶孔，它们多分布于亮晶颗粒灰岩、溶塌角砾岩之中，由原生粒间孔和垮塌角砾之间空洞经溶蚀扩大而成。在颗粒灰岩和微晶灰岩中，均可见次生溶蚀孔洞沿裂缝分布，形成串珠状的溶蚀孔（洞）。
溶洞：厚层块状灰岩易形成大溶洞，特大溶洞发育的条件是距山顶风化面20～30 m，大裂缝比较发育。沿边界走向断层附近地区也易形成大型溶洞。
（2）裂缝：灰岩中裂缝主要有三种成因类型。
构造裂缝：缝宽变化大，一般数毫米，最宽可达厘米级，延伸较长，可见多期次、高角度、斜交和水平裂缝。早期裂缝多被方解石或泥质充填，晚期裂缝半充填或未充填，是油气运移的主要通道，也是主要储集空间之一。
此外，在较大裂缝产生同时，常在裂缝附近派生一些网状小裂缝，它们延伸长度虽不大，但互相连通，可明显提高储层的渗透性。
风化破裂缝：暴露地表或近地表的岩层受风化作用影响产生的破裂缝。属早期裂缝，后期大部分被泥质和方解石充填。
缝合线：以水平缝合线为主，少量垂直或斜交缝合线。大部分缝合线被泥质或残不溶物质充填，仅有少部分受改造后开启的缝合线可作为油气运移的良好通道和储集场所。
2.5.2.2 白云岩类储层
白云岩主要分布于寒武系和下奥陶统下部，其储集空间类型与灰岩相似，但发育程度及其组合类型有明显差别，白云岩中主要的储集空间类型有：
（1）晶间孔及晶间溶孔：晶间孔及晶间溶孔是白云岩中常见的孔隙。孔隙发育程度与岩石晶粒的粗细均匀程度、排列方式及紧密程度密切相关，一般粉晶白云岩中此类孔隙较发育，并且分布稳定。各层段白云岩占地层厚度的百分含量决定孔隙的发育程度。
（2）溶蚀孔（洞）：白云岩储层中各类溶蚀孔（洞）均较灰岩发育，特别是粒间溶孔，晶间溶洞。
（3）溶洞：白云岩较灰岩易溶，但形成大型溶洞的几率相对灰岩少，溶洞的规模相对较小，一般直径在1 m以内。这些特点与白云岩的岩石结构密切有关。
（4）裂缝和溶蚀缝：与灰岩相比，白云岩中的构造裂缝和溶蚀缝更发育，但白云岩中缝合线不如灰岩发育。
2.5.2.3 灰岩储层和白云岩储层的储集空间组合特征
义和庄下古生界潜山属断块型，储层的储集空间以构造裂缝和溶蚀孔洞为主。由于受溶蚀和断裂的影响，奥陶系潜山储层储集空间种类繁多，根据成因和形态特征，有缝、孔、洞三大类储集系统和十余种储集类型。这些缝、孔、洞是中生代以来构造运动和多期溶蚀作用的产物，其储集空间类型和主要分布层段见表2-2。
表2-2 义和庄潜山下古生界中奥陶统储集空间分类表
表2-3 孔隙度、渗透率分析报告
据义古78、义古84、义古93井岩心样品所做的孔隙度、渗透率测试（表2-3），其孔隙度最大17.64%，最小0.42%，平均4.97%。由于很多样品具裂缝易破碎未能测试渗透率，所做样品中渗透率最大6.072×10-3μm2，最小0.075×10-3μm2，平均1.70×10-3μm2。
从表中可以看出裂缝和溶蚀不发育处，岩石孔隙度和渗透率都很低，如像样品2和样品8。裂缝和溶蚀发育处，孔隙度和渗透率均较大。表明潜山储层较发育，溶蚀孔洞和裂缝均有。研究结果表明在众多的储集空间类型中，断层形成的构造裂缝是主要的储集空间，溶蚀孔洞往往沿裂缝发育，尤其在反向断层的断面附近沿裂缝向下倾方向作侧向侵蚀。
（1）断层控制裂缝发育程度及平面分布：断块潜山下古生界储层的储集空间主要是构造裂缝已由钻井勘探所证实。反向断层对构造裂缝有明显的控制作用，近主断层带裂缝发育，远离屋脊断层的翼部，裂缝显著变差。同样，主断层落差越大，裂缝就越发育，反之，裂缝就较少。如紧靠断层的义古41井岩心裂缝度最高可达15%，裂缝线密度155条/m；义古11井裂缝度也达6%～10%。而远离断层的义古36井裂缝度仅为0.2%，线密度31条/m。岩心裂缝统计表明，奥陶系地层中发育三组裂缝，平行主断层走向的裂缝最发育，线密度平均75～100条/m，其他两组斜交缝密度为30～50条/m（表2-4）。
（2）沿裂缝侧向溶蚀形成储集空间横向差异：义和庄潜山下古生界储层除裂缝发育外，沿裂缝进行的侧向溶蚀是形成良好储层的又一重要因素。
燕山运动形成潜山后，由于奥陶系储层之上有较厚的石炭-二叠系地层覆盖，奥陶系顶面没有暴露地表，但是在反向断层的断面附近，奥陶系地层暴露地表，使得天水能够通过断面沿着裂隙向下倾方向渗透，形成侧向溶蚀。其结果是在已有裂缝附近形成溶孔和溶洞，从而增加了储层的储集空间。溶蚀作用尤其在断面和屋脊部位近300 m处最发育。在钻井过程中，主断层附近的井大多发生井漏或放空。断面附近取出的岩心也见到大量的溶洞存在，有的岩心中洞径达4 cm。例如义古61井靠近断层，距断层仅19.5 m，钻入奥陶系地层后曾放空1.0 m。断层上的义古 71 井，钻入奥陶系 20 m后二次放空，共 0.96 m。义古12井放空0.46 m。而义古57井漏失泥浆最多达到1367 m3（表2-5）。
表2-4 义和庄潜山奥陶系储层裂缝数据表
表2-5 义和庄潜山奥陶系储层放空、漏失统计表
这些都说明沿裂缝发育带侧向溶蚀的强烈程度。而远离断棱部位的井，则很少见到漏失和放空，如义古62井，离断层300 m，缝洞很不发育，加100个泵压注水，仅注入少量。说明溶蚀缝洞在空间横向差异比较明显，这和侧向溶蚀有很大关系。
大量的裂缝以及和裂缝有关的侧向溶蚀形成的溶孔、溶洞互相连通，大大增强了储层的储渗性能。开发动态也证明了潜山内缝与缝、缝与洞之间连通良好。
例如：用微差压力计测得，义古71井开井后38 h，相距900 m的义古12 井压力开始下降；义古71井关井后36 h，义古12井压力又开始回升。又如：义古11井试采一段时间之后，附近几口井陆续投产，投产时测得总压降与义古11 井非常接近（表 2-6），而油田投入注水开发后，油井很快见水（表2-7）。
表2-6 义和庄潜山东块投产初期压降情况
表2-7 义和庄潜山东块注水受效后见水情况
钻井资料也证实，靠近主断棱的井获得高产的几率更大，义古78、义古76、义古17、义古12、义古71、义古50等井都是靠近主断棱附近由于侧向溶蚀强烈，储层性质好而形成的高产井。义古11井油藏剖面图可以清楚地说明这点（参见图2-2），义古11和义古68井靠近主断棱，地层反倾，溶蚀顺层而下，形成良好的侧向溶蚀带，成为油藏。而远离断层虽在地层下倾方向的义古27-1井，由于裂缝和溶蚀作用均不发育，未能见油。
以上资料均表明断块潜山形成储层的主要方式是构造裂缝，裂缝控制溶洞的产生和发育，侧向溶蚀沿着构造裂缝进行，洞沿着缝走，洞是缝的扩大和延伸。平面上，在主断层附近的裂隙带更易于侧向溶蚀，远离主断层的翼部，裂缝不发育，溶洞也就减少和消失，造成储集空间横向变化较大。再则，本区油气来自下第三系沙和街组，断层是油气运移主要通道，因此在主断层带附近的侧向溶蚀带就成为捕捉油气的有利圈闭，成为好的潜山油气藏。
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