岩性油气藏  2024, Vol. 36 Issue (6): 98-109       PDF    
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四川盆地公山庙西地区侏罗系大安寨段致密油储层特征及高产主控因素
闫雪莹1, 桑琴1, 蒋裕强1,2, 方锐1, 周亚东1, 刘雪3, 李顺4, 袁永亮1    
1. 西南石油大学 地球科学与技术学院, 成都 610500;
2. 中国石油非常规油气重点实验室储层评价实验室, 成都 610500;
3. 福瑞升(成都)科技有限公司, 成都 610056;
4. 中国石油西南油气田公司川中油气矿, 四川 遂宁 629000
摘要: 在致密灰岩储层特征认识的基础上,利用薄片鉴定、测井响应、叠前地震波形指示反演(SMI)等方法对四川盆地公山庙西地区大安寨段致密灰岩储层特征及高产主控因素展开了详细研究。研究结果表明:①四川盆地公山庙西地区大安寨段灰岩储层可分为厚层型和薄层型2种类型。灰岩储层平均孔隙度为1.2%,平均渗透率为0.05 mD,为特低孔、低渗储层,储集空间主要为次生溶孔和微裂缝;②根据断层规模、断穿层位及平面上的断距,将研究区断层分为一级、二级和三级,其中大安寨段主要受一级和二级断层影响,与断层伴生的裂缝体系有效改善了储层物性;③研究区有利相带控制了油气的分布,断储配置关系控制了油藏的产能,可分为“薄层灰岩+一级断缝”与“厚层灰岩+一级/二级断缝”2种高产模式。
关键词: 断缝体系    介壳灰岩    构造缝    成岩缝    有利相带    断储配置关系    大安寨段    侏罗系    公山庙西地区    四川盆地    
Main controlling factors for the high yield of tight oil in the Jurassic Da'anzhai Section in the western area of Gongshanmiao, Sichuan Basin
YAN Xueying1, SANG Qin1, JIANG Yuqiang1,2, FANG Rui1, ZHOU Yadong1, LIU Xue3, LI Shun4, YUAN Yongliang1    
1. School of Earth Science and Technology, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China;
2. CNPC Reservoir Evaluation Laboratory, Chengdu 610500, China;
3. Furisheng(Chengdu)Technology Co., Ltd., Chengdu 610056;
4. Chuanzhong Oil and Gas Mine of CNPC Southwest Oil and Gas Field Company, Suining 629000, Sichuan, China
Abstract: On the basis of the understanding of the characteristics of tight limestone reservoirs in the Da'anzhai Formation in the western area of Gongshanmiao of Sichuan Basin, the development scale of the fracture system was identified and graded by using the methods of thin section identification, logging response, and SMI And the main controlling factors of tight oil and high yield in the Da'anzhai Member were studied. The results show that: (1)The limestone of the Da'anzhai section is divided into two types of reservoirs: thick-bedded limestone and thin-bedded limestone. The limestone reservoir has an average porosity of 1.2% and an average permeability of 0.05×10-3 μm2, which is a very low porosity and low permeability reservoir, and dissolution is an important factor in the formation of reservoir properties, and the reservoir space is mainly secondary dissolved pores and micro-fractures. (2)According to the size of the fault, the fault layer and the fault distance on the plane, the fault is divided into primary, secondary and tertiary. Among them, the Da'anzhai section is mainly affected by the primary and secondary faults, the fractures associated with faults can effectively improve the physical proper ties of the reservoir. (3)It is concluded that favorable facis development and t relationship of fault-reservoir con figuration are the control factor to determine the high yield of the reservoir. There are two high-yield models: "thin limestone first-level fracture" and "thick limestone first-level/second-level fracture".
Key words: fracture system    shell limestone    structural fracture    diagenesis fracture    favorable facies    relation ship of fault-reservoir configuration    Da'anzhai Section    Jurassic    western area of Gongshanmiao    Sichuan basin    
0 引言

四川盆地原油勘探始于1956年,历经常规油藏勘探、致密油勘探和页岩油探索3个阶段,已发现自流井组珍珠冲段、东岳庙段、大安寨段与凉高山组和沙溪庙组5套含油层系[1-2]。截至2023年,四川盆地侏罗系总井数1 154口,日产油61.18 t,日产气7.00×104 m3,累产油518.69×104 t,累产气45.09×108 m3[3-4]。四川盆地公山庙西地区侏罗系大安寨段万吨级井有129口,井均累产油2.32×104 t,证实了大安寨段致密油具有巨大的资源潜力[5-6]。然而随着油藏生产开发的进行,大安寨段致密油产量总体递减较重,2022年年产油仅5 432 t[7-8],迫切需要厘清大安寨段致密油高产的发育模式,找准高产有利区,以期为下一步扩边增产甜点区的选择奠定基础。

四川盆地公山庙西地区侏罗系大安寨段主要发育自生自储式油藏,灰岩储层岩性致密,断缝体系广泛分布[9-11]。截至2023年,中国石油川中油气矿在公山庙地区开采出百余口万吨级油井,累产原油大于400×104 t[12-14]。以往学者大多针对优质储层进行预测,且仅对储层内部孔隙、裂缝等与油气成藏的关系进行论述,并认为微观及小尺度裂缝可降低区域内致密油运移难度[15-17]。微裂缝沟通孔隙使致密油运聚成藏,但对于储层断缝系统多尺度表征缺乏系统性研究,仅凭微观尺度裂缝的改造,不足以满足致密油勘探开发的精细化需要[18-20]。因此,亟需开展多尺度断缝发育情况研究,分析不同级别断缝体系对储层的影响,从而明确公山庙地区大安寨段原油富集规律及高产模式。本文通过大量公山庙西地区大安寨段开发工业油井的实例剖析,利用新获取的钻井岩心及野外剖面露头资料,对大安寨段不同储层类型进行划分,识别区域内断缝体系并分类,明确不同断缝体系与不同储层类型的关系,分析高产主控因素,并在此基础上总结大安寨段致密油高产井模式,优选开发有利区,以期推进四川盆地公山庙西地区侏罗系大安寨段致密油勘探开发进程。

1 地质概况

四川盆地是在特提斯构造域与滨太平洋构造域长期作用下形成的构造盆地[21-22]。公山庙西地区位于四川盆地中北部,整体构造格局较为平缓[23],大安寨段顶、底构造形态较为一致,发育多个鼻状构造和陡缓褶皱带,小断裂相对发育(图 1a)。四川盆地侏罗系大安寨段主要沉积内陆淡水湖泊相产物,地层经历了湖侵期、最大湖泛期、湖退萎缩期3个阶段,垂向上自下而上分为大三亚段、大二亚段、大一亚段(图 1b)。大三亚段岩性主要为结晶介壳灰岩夹少量深灰色—灰黑色泥岩,整段处于高能介壳滩微相区域,局部发育介壳灰岩薄互层[24-25];大二亚段发育于最大湖泛面时期,湖盆水体纵向加深,岩性以黑色页岩为主,夹中—薄层状泥质介壳灰岩或条带,页岩颜色较深、页理发育、富含有机质,为大安寨段的优质烃源岩层段;大一亚段岩性主要为褐灰色介壳灰岩、泥质介壳灰岩与深灰色—黑色泥页岩互层[26]

下载原图 图 1 四川盆地侏罗系自流井组大安寨段构造沉积体系(a)及岩性地层综合柱状图(b) Fig. 1 Tectonic sedimentary systems (a) and stratigraphic column (b) of Da'anzhai Section of Jurassic Ziliujing formation, Sichuan Basin
2 致密灰岩储层特征 2.1 储层类型

通过岩心及镜下薄片观察将四川盆地公山庙西地区侏罗系自流井组大安寨段介壳灰岩分为2类。一类以灰色和深灰色亮晶介壳灰岩、结晶灰岩为主(图 2a2b2g),该类灰岩呈层状或块状分布,结构均一,介壳碎片排列紧密,晶体干净清晰,颗粒界限清楚,湖浪淘洗作用较为充分,介壳碎片外侧可见等厚度亮晶粗大方解石,呈柱状或纤维状垂直于壳面生长(图 2c),介壳碎片内侧为亮晶粒状方解石,局部有泥质或生物碎屑充填,反映了该沉积时期水动力较强,属较高能沉积环境;另一类以含泥质及泥质介壳灰岩为主(图 2d),少量发育泥晶介壳灰岩(图 2e)和泥—粉晶介壳灰岩(图 2f),灰岩连续厚度小于5 m,表现为泥页岩与薄层灰岩频繁互层(图 2h2i),普遍存在于介壳滩微相中滩翼及滩前斜坡区域,泥晶介壳灰岩的介壳碎片呈轻微定向排列,水动力较弱或中等,属较低能的沉积环境。

下载原图 图 2 四川盆地公山庙西地区侏罗系自流井组大安寨段典型灰岩镜下特征 (a)亮晶介壳灰岩,N4井,2 841.65 m,大一亚段,普通薄片,×25(-);(b)亮晶介壳灰岩,R1井,2 474.05 m,大三亚段,铸体薄片,×50(-);(c)亮晶介壳灰岩,PL111井,介壳碎片外侧方解石呈柱状—纤状,2 483.08 m,大三亚段,扫描电镜;(d)泥质介壳灰岩,G6井,2 392.37 m,大一亚段,普通薄片,×50(-);(e)泥晶介壳灰岩,R1井,2 474.05 m,大三亚段,普通薄片,×25(-);(f)泥-粉晶介壳灰岩,G6井,2 534.23 m,大一亚段,普通薄片,×25(-);(g)亮晶介壳灰岩,G30井,2 426.04~2 426.21 m,大三亚段;(h)泥岩与泥质介壳灰岩薄互层,G1井,1 724.39~1 724.60 m,大一亚段;(i)介壳灰岩与泥岩薄互层,FT1井,1 721.01~1 722.46 m,大一亚段。 Fig. 2 Microscopic characteristics of typical limestone in Da'anzhai Section of Jurassic Ziliujing Formation in the west area of Gongshanmiao, Sichuan Basin

为厘清四川盆地公山庙西地区侏罗系自流井组大安寨段储层特征并明确其高产的主控因素,综合大安寨段介壳灰岩的岩石学特征及介壳滩沉积特征,根据野外露头情况及测井曲线特征,将研究区大安寨段灰岩储层类型分为厚层型和薄层型2类(图 3[27]。介壳灰岩储层连续厚度大于5 m为厚层型,岩性以亮晶介壳灰岩为主,纵向上普遍分布于大一亚段顶部、大三亚段整段;介壳灰岩储层连续厚度小于5 m为薄层型,主要发育泥质介壳灰岩或泥晶介壳灰岩,纵向上分布于大二亚段顶部至大一亚段中下部,大三亚段少量发育。

下载原图 图 3 四川盆地公山庙西地区侏罗系自流井组大安寨段灰岩储层岩性组合特征及沉积环境 Fig. 3 Lithologic assemblage characteristics and sedimentary environment of limestone reservoirs in Da'anzhai Section of Jurassic Ziliujing Formation in the west area of Gongshanmiao, Sichuan Basin
2.2 物性特征

大安寨段灰岩储层孔隙度为0.19%~10.73%,平均为1.2%,渗透率为0.001~7.300 mD,平均为0.05 mD,属特低孔、低渗的致密储层。大安寨段灰岩岩性对物性具有一定的控制作用,岩石类型不同,其孔隙度也具有一定差异(图 4)。厚层型灰岩储层中重结晶非常严重的残余细—中晶介壳灰岩和亮晶介壳灰岩物性差,基质孔隙度平均为0.91%,渗透率平均为0.001 2 mD,渗透率中值为0.000 1 mD。薄层型灰岩储层中:一种是经过一定程度重结晶形成的介壳粉晶灰岩,重结晶作用导致晶间孔隙发育;另一种是保存较好、重结晶作用较弱的泥质介壳灰岩,由于泥质较多,阻碍了重结晶、方解石化、硅化等作用,从而使得文石纤微状介屑含量增加,原生孔隙保存较好,孔隙度相应增大,薄层型灰岩储层孔隙度平均为1.25%,渗透率平均为0.232 0 mD,渗透率中值为0.017 0 mD。

下载原图 图 4 四川盆地公山庙西地区侏罗系自流井组大安寨段不同灰岩孔隙度、渗透率分布散点图 Fig. 4 Scatter comparison chart of porosity and permeability of thick-bedded limestone and porosity and permeability of thin-bedded limestone in Da'anzhai Section of Jurassic Ziliujing Formation in the west area of Gongshanmiao, Sichuan Basin
2.3 储集空间类型

大安寨段灰岩储层储集空间受溶蚀作用改造明显,孔隙大部分与微裂缝伴生。研究区灰岩储层主要孔隙类型为次生孔隙[28],包括溶蚀孔、晶间孔及少量基质微孔,在厚层型灰岩和薄层型灰岩储层中储集空间类型存在差异。厚层型灰岩储层生物碎屑体积分数为50%~95%,在微观下表现为4种储集空间类型:①酸性或碱性流体沿壳间压溶缝溶蚀,或沿压实断裂的穿壳缝溶蚀扩大形成油气运移通道,在原本壳间缝的基础上形成更大的溶蚀缝,其间充填沥青(图 5a);②壳间粒状亮晶方解石胶结物内部被溶蚀形成的晶间孔,随后被沥青充填(图 5b);③壳内方解石经重结晶作用改造,在粗大亮晶方解石中发育晶间孔并逐渐溶蚀扩大,最终沿解理面或解理缝形成溶缝(图 5c);④聚片亮晶方解石沿解理面逐渐溶解形成的溶蚀缝(图 5d)。薄层型灰岩储层介壳体积分数为10%~80%,壳间充填泥质,在镜下表现为3种储集空间类型:①晶间孔及晶间溶孔或沿晶体边缘溶解形成的溶缝(图 5e);②基质中黏土矿物微晶间孔提供的基质微孔(图 5e);③非均匀压实作用下形成的成岩裂缝作为储集通道,形状大多不规则(图 5f)。

下载原图 图 5 四川盆地公山庙西地区侏罗系自流井组大安寨段典型岩石孔隙、微裂缝镜下特征 (a)亮晶介壳灰岩,介壳灰岩中壳间溶蚀缝压溶扩大,Y3井,3 854.88 m,大三亚段,铸体薄片,×25(-);(b)亮晶介壳灰岩,壳间粒状亮晶方解石晶间孔充填沥青,LS21井,1 944.44 m,大三亚段,铸体薄片,×100(-);(c)亮晶介壳灰岩,粗大亮晶方解石晶间孔或解理面溶孔充填沥青,L001-X2井,2 746.63 m,大一亚段,铸体薄片,×100(-);(d)亮晶介壳灰岩,方解石沿晶间或解理纹溶解,溶缝充填沥青,L001-X2井,2 441.00 m,大三亚段,铸体薄片,×100(-);(e)含粉砂质泥质介壳灰岩,溶蚀孔隙,晶间孔及晶间溶孔或沿晶体边缘溶解,基质中粘土矿物微晶间孔提供基质微孔,Y3井,3 853.35 m,大一亚段,铸体薄片,×25(-);(f)粗—中晶介壳灰岩,成岩作用形成裂缝,见残余介壳,ZT1井,2 847.65 m,大一亚段,铸体薄片,×25(-)。 Fig. 5 Microscopic characteristics of typical rock porosity and microfractures in Da'anzhai Section of Jurassic Ziliujing Formation in the west area of Gongshanmiao, Sichuan Basin
3 断层、裂缝体系发育特征 3.1 断层成因及类型

大安寨段沉积时期,受印支晚幕构造运动影响,四川盆地发生大规模的沉降和抬升活动,在盆地内形成西南高、东北低的古构造格局。由于盆周古陆或山区活动强度的不均一性,川中地区在凹陷东升西降转移后整体处于南高北低的古构造格局[29],盆地定型后,保留了川中古隆起平缓构造区的区域古构造特征。大安寨段油藏工业油气产出的主要区域处于川中隆起带,发育一系列以近东西向为主,其次为北东、北西向的断裂带及平缓低丘、穹窿、背斜和鼻状构造等,构造幅度低,发育大量逆断层,大量组系多、局部复杂多变、方向散乱的裂缝与断层伴生发育,在研究区内形成局部地应力相对较强、部分构造复杂多变的断层-裂缝带。

根据断层规模和断穿层位,可将公山庙西地区的断层分为一级、二级和三级。一级断层(逆断层为主)向下断至三叠系须家河组,向上终止于侏罗系凉高山组,断层下缓上陡,且断距下大上小,在须家河组断距达200 m左右,而在凉高山组断距小于10 m(图 6a);二级断层(正断层为主)向下断至侏罗系大安寨段,向上终止于侏罗系沙溪庙组,断层近似直立,且断距上大下小,在凉高山组地震反射轴错开一个相位,断距约为20 m(图 6b);三级断层(正断层为主)向下断至侏罗系凉高山组,向上终止于侏罗系沙溪庙组一段,由于三级断层未断至大安寨段,因此不属于大安寨段储层和成藏的主控断层,对大安寨段产能无明显影响(图 6c)。

下载原图 图 6 四川盆地公山庙西地区侏罗系自流井组大安寨段断层分级特征 Fig. 6 Fault classification characteristics in Da'anzhai Section of Jurassic Ziliujing Formation in the west area of Gongshanmiao, Sichuan Basin
3.2 裂缝类型及平面分布

由于侏罗系存在多次构造运动,四川盆地内各构造层长期处于弱受力环境[29-30],受构造应力影响,构造变异较大的部位裂缝相对发育,尤其是鼻突轴部及变异转折、扭曲、2组或2组以上的构造叠合部位[31-33],裂缝的走向具有较强的方向性。根据宏观裂缝的产状,可将研究区的裂缝划分为水平缝、低角度缝和高角度缝3类,其中以高角度缝和低角度缝为主;根据镜下观察可将研究区微裂缝分为构造缝和成岩缝,构造缝的裂缝面较为规则、平直,延伸距离相对较远,成岩缝主要为溶蚀缝,其次为缝合线、解理缝和生物壳间缝,镜下裂缝常呈组系出现(图 7)。

下载原图 图 7 四川盆地公山庙西地区侏罗系自流井组大安寨段裂缝类型及典型照片 (a)水平缝,泥晶介壳灰岩,发育未被充填的水平裂缝,T7井,2 795.74 m,大一亚段;(b)低角度缝,泥质介壳灰岩,发育未被充填的低角度缝,J87井,2 603.23 m,大一亚段;(c)高角度缝,泥岩夹薄层介壳灰岩水平挤压发生揉皱变形,见近于垂直的高角度裂缝,泥质充填,X8井,1 805.00 m,大一亚段;(d)构造缝,泥质介壳灰岩,未被充填的构造缝,X8井,1 807.50 m,大三亚段,×25(-);(e)构造缝,泥晶介壳灰岩,构造破裂造成的裂缝穿过缝合线构造,J26井,2 694.30m,大一亚段,×25(-);(f)缝合线,亮晶介壳灰岩,沿压溶缝合线的油气运移残余沥青,J26井,2 695.8 m,大一亚段,×12.5(-);(g)溶蚀缝,泥晶介壳灰岩,发育了一组高角度裂缝,且溶蚀扩大,并沿裂缝周围形成溶蚀扩大的溶洞,J26井,2 742.45 m,大一亚段,×25(-);(h)解理缝,介壳灰岩,方解石解理缝相互交错网格状,J87井,2657.00 m,大三亚段,×12.5(-);(i)生物壳间缝,泥晶介壳灰岩,裂缝发育在生物碎屑颗粒内,破裂成网状,J6井,2746.50 m,×12.5(-)。 Fig. 7 Crack types and typical photos in Da'anzhai Section of Jurassic Ziliujing Formation in the west area of Gongshanmiao, Sichuan Basin

通过对研究区地震数据体扫描并计算数据样点之间的相似性,获得大安寨段最大似然体平面属性,进而预测研究区内断裂发育的概率及最可能位置,得到大安寨段裂缝平面分布预测图(图 8)。四川盆地公山庙西地区大安寨段主要以东西走向的断层为主,断层对灰岩裂缝的发育具有明显的控制作用,最大似然属性反映出研究区内小规模断裂在主断层附近呈条带状发育,研究区东部构造变化较快的区域可见裂缝发育带呈微定向沿构造发育方向延伸(图 8)。

下载原图 图 8 四川盆地公山庙西地区侏罗系自流井组大安寨段断层-裂缝分布平面图 Fig. 8 Fault-fracture distribution plan in Da'anzhai Section of Jurassic Ziliujing Formation in the west area of Gongshanmiao, Sichuan Basin
3.3 裂缝对物性的影响

裂缝及沿裂缝发育的溶蚀孔洞是大安寨段储层的主要储集空间。通过对研究区内4口典型井中大安寨段有裂缝与无裂缝的样品进行储层物性对比。结果表明,无裂缝样品的孔隙度平均值为0.85%,平均渗透率为0.026 1 mD,而有裂缝的样品孔隙度平均为1.08%,平均渗透率为19.049 0 mD(图 9)。由此可见,大安寨段灰岩储层发育的裂缝对储层渗透率的影响最为明显,此外,岩心及镜下观察到裂缝被沥青质充填,表明裂缝的发育不仅改善了致密油气渗流能力,同时也是致密油气的主要富集场所。

下载原图 图 9 四川盆地公山庙西地区侏罗系自流井组大安寨段孔隙度(a)、渗透率(b)直方图 Fig. 9 Histograms of porosity (a) and permeability (b) of samples with and without cracks in Da'anzhai Section of Jurassic Ziliujing Formation in the west area of Gongshanmiao, Sichuan Basin
4 高产主控因素及模式

根据四川盆地川中地区公山庙西地区侏罗系大安寨段油田实际生产情况,将研究区产油井划分高产井(累产油 > 1.0×104 t的井、月产油≥ 100 t)、中产井(累产油为(0.1~1.0)×104 t、月产油为30~100 t)及低产井(累产油≤ 0.1×104 t、月产油≤ 30 t)3种类型。对不同类型井的沉积相带分布、断缝体系发育情况进行研究,明确了有利相带及不同级别断缝体系与灰岩储层的良好配置关系是油井高产的主要因素,从而总结了2种高产模式。

4.1 有利相带控制油气的分布

大安寨段原油来自自身烃源岩[34-35],滨浅湖—浅湖及浅湖—半深湖相带控制了油气的分布区域。研究区内部高能介壳滩和低能介壳滩因靠近湖盆生烃中心,介壳灰岩与烃源岩纵、横向存在叠置关系,源储配置关系较好,利于油气近源富集。实钻结果也证实了钻遇靠近湖盆生烃中心的高能介壳滩和低能介壳滩的油井产量较好,大部分钻井达到工业油气井的标准,而分布于滩间区域的油井产量较差(图 10)。

下载原图 图 10 四川盆地公山庙西地区侏罗系自流井组大安寨段大一亚段(a)、大三亚段(b)沉积相分布与井产量平面图 Fig. 10 Sedimentary facies distribution and well production plan in the first (a) and third (b) sub-sections of Da'anzhai Section of Jurassic Ziliujing Formation in the west area of Gongshanmiao, Sichuan Basin
4.2 断储配置关系控制油藏的产能

研究区北部发育大量厚层型介壳灰岩,脆性高,裂缝类型以构造缝、层间解理缝、溶蚀缝等为主;东部以泥质、泥晶等薄层型介壳灰岩为主,岩性变化较大,纵向上不同岩性频繁叠置,由于介壳灰岩与泥页岩的力学性质差异较大,因此在岩性转换面处发育大量裂缝。对比薄层型灰岩储层与厚层型灰岩储层2种产量井的试油产量、累计产量(图 11)可知,在厚层型灰岩发育的介壳滩地区,储层厚度大,二级断裂体系形成的小规模裂缝足以改造区域内的源储条件从而形成高产;但对于薄层型灰岩段,由于储层厚度较薄,二级断层形成的小尺度裂缝不足以改善储层的储集和运移条件,需要一级断层条件下形成的大尺度裂缝来改善源储配置关系,使得烃源岩中的原油能够在薄层段灰岩储层中富集,提高油井产量。

下载原图 图 11 四川盆地公山庙西地区侏罗系自流井组大安寨段测试产量(a)、累计产量(b)与灰岩厚度的关系 Fig. 11 Correlation between limestone thickness and well test yield (a), cumulative yield (b) and fracture type in Da'anzhai Section of Jurassic Ziliu well group in the west area of Gongshanmiao, Sichuan Basin

断缝体系与油井的平面距离可直接影响致密储层裂缝的发育程度,是储层形成高产的另一因素。通过分析大安寨段不同产量井与断缝体系平面距离的关系,可知公山庙西地区大安寨段油层与一级断层的距离小于1.5 km时,高产井累产油及测试产量通常较高(图 12);当距离为1.5~3.0 km时,产能存在一定程度的下降。在平面上油层距断缝体系越近,断层形成的缝网体系越发育,灰岩储层中致密油富集程度越高。

下载原图 图 12 四川盆地公山庙西地区侏罗系自流井组大安寨段井累计产量(a)、试油产量(b)与平面断裂体系距离相关性 Fig. 12 Correlation diagram of the distance of the fault system and the cumulative production (a), test production (b) of the well on the plane of the Da'anzhai Section of the Jurassic Ziliu well group in the west area of Gongshanmiao, Sichuan Basin
4.3 高产模式

研究区大安寨段主要发育2种高产模式,一类为“薄层灰岩+一级断缝”模式,主要表现为在高能介壳滩或低能介壳滩中,薄层灰岩储层有效厚度大于3.0 m且与一级断层的平面距离 < 1.5km,易形成高产;另一类为“厚层灰岩+一级/二级断缝”模式,主要表现为在高能介壳滩或低能介壳滩中,厚层灰岩储层有效厚度 > 3 m且与一级或二级断层的平面距离小于3.0 km,易形成中产或低产。以上2种模式的产量均能达到工业生产井的标准。对于灰岩储层厚度 < 3.0m且不发育断层或仅发育小尺度裂缝的地区,不利于油气运移成藏,属无产能范围,油井产量较差(图 13)。

下载原图 图 13 四川盆地公山庙西地区侏罗系自流井组大安寨段高产模式及无产能模式的地震叠前时间、测井响应特征 Fig. 13 Seismic pre-stack time and logging response characteristics of the high-yield mode and no capacity of the Da'anzhai Section of the Jurassic ZiliuWell Group in the western area of Gongshanmiao, Sichuan Basin
4.3.1 “薄层灰岩+ 一级断缝”模式

薄层灰岩与黑色页岩呈薄互层发育,储层厚度较薄,在较大规模的一级断层影响下,刚性灰岩与塑性页岩的接触面容易发生滑动从而形成微裂缝[36-37]。这种断缝体系很好地改善了储层储集空间及运移通道,且薄层灰岩储层紧邻黑色页岩,源储紧密接触,裂缝的沟通实现了近源供给,最终提高了薄层灰岩储层致密油藏的产能,岩心上也证实了薄层灰岩和黑色页岩的接触面附近裂缝发育且大部分充填沥青。二级断层规模较小,裂缝发育程度远不及一级断层,对薄层型储层的影响程度较小,不足以改善薄层灰岩储层的质量及运移通道,单井产能较低,因此薄层灰岩需要与较大规模的一级断层搭配才能形成高产。以G6井为例,该井大一亚段发育多套薄层灰岩储层,储层厚度为5.3 m,平面上该井与一级断裂的距离小于1.5 km(图 13),储层与断裂匹配关系较好,因此单井产能较高,累产油31.94×104 t,累产气459.94×104 m3,为高产油井。

4.3.2 “厚层灰岩+ 一级/二级断缝”模式

厚层型灰岩储层物性较差,一级断层或二级断层均能对储层进行改造,断层伴生的微裂缝可改善油气运移通道,同时可改善溶蚀孔隙间的连通性,提高了厚层灰岩储层的富集能力,因此在厚层型灰岩储层中小裂缝或小断层改造即可形成高产。以G17井为例,该井大三亚段处于高能介壳滩微相区域,发育厚层块状灰岩,储层厚度为6.0 m,平面上该井与二级断裂的距离为1.5~3.0 km(图 13),裂缝发育,因此单井产能较好,累产油12.54×104 t,累产气554.39×104 m3,为中产油井。

5 有利区预测

基于大安寨段断缝发育情况,结合大安寨段灰岩储层厚度,以实际生产井为重要印证指标,对薄层型灰岩、厚层型灰岩高产模式进行综合评价。图 14中橙色区域代表薄层型灰岩高产模式,主要位于一级断层及周缘裂缝带发育区域,紫色区域代表厚层型灰岩高产模式,主要位于二级断层及周缘裂缝带发育区域。大安寨段断缝发育区与高产油井叠合表明,灰岩储层的厚度及断缝发育区与高产油井的分布高度吻合,断层-裂缝体系是高产的核心,灰岩储层与断裂的搭配模式,是改善油气藏运移通道和储集空间的重要因素,平面上的断层距离是高产稳产的重要保障(图 14)。

下载原图 图 14 四川盆地公山庙西地区侏罗系自流井组大安寨段大一亚段(a,b)、大三亚段(c,d)灰岩优势区及高产模式综合评价 Fig. 14 Comprehensive Evaluation of Limestone Dominant areas and high-yield models of the First Subsection (a, b) and the Second Subsection (c, d) of Daanzhai Section of Jurassic Ziliujing Formation in the West Area of Gongshanmiao, Sichuan Basin

综合以上分析,以公山庙西地区大安寨段灰岩致密油储层2种高产模式为基础,结合研究区断缝发育情况与灰岩分布位置,优选出大一亚段共5处高产有利区域,总面积约22.88 km2,大三亚段共3处高产有利区域,总面积约37.45 km2图 14),可为后续大安寨段致密油规模开发提供重要支撑。

6 结论

(1)四川盆地公山庙西地区侏罗系大安寨段灰岩储层分为厚层型和薄层型2种类型。厚层型灰岩储层位于介壳滩微相滩主体,水动力条件较强,薄层型灰岩储层位于介壳滩微相滩前斜坡及滩翼,水动力条件较弱。厚层型灰岩储层和薄层型灰岩储层储集空间均以次生孔隙、微裂缝为主,灰岩总体致密,溶蚀作用对储层改造明显,是储层储集空间形成的重要因素,其中薄层型灰岩储层物性略好于厚层型灰岩储层。

(2)研究区断层可分为一级、二级、三级,其中一级和二级断层主要影响大安寨段储层。与断层伴生的裂缝按产状可分为水平缝、低角度缝和高角度缝3类,以高角度缝和低角度缝为主,构造成因的裂缝面较为规则、平直,延伸距离远,成岩作用形成的裂缝呈组系出现,断缝体系的发育改善了油气运移通道,扩大了储层分布范围。

(3)研究区大安寨段油藏的产能受沉积微相和断储配置关系的影响,在有利相带区域内,灰岩储层的厚度和断缝与储层的搭配关系对高产井的分布具有一定影响。总结了2种致密油高产模式,分别为“薄层灰岩+一级断缝”与“厚层灰岩+一级/二级断缝”。

(4)基于大安寨段断缝发育情况及灰岩储层厚度分布,在大安寨段大一亚段优选了5处有利区,总面积约22.88 km2;大三亚段优选了3处有利区,总面积约37.45 km2

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