西江24-3構(gòu)造上第三系砂巖儲(chǔ)層粘土礦物特征及其對(duì)儲(chǔ)層的影響

西江24-3構(gòu)造上第三系砂巖儲(chǔ)層粘土礦物特征及其對(duì)儲(chǔ)層的影響

粘土礦分析是評(píng)價(jià)和研究碎屑巖儲(chǔ)量的重要內(nèi)容之一，在原油形成、運(yùn)移、聚集和勘探勘探方面發(fā)揮著重要作用。另外,粘土礦物含量、類型及成分的不同也是影響儲(chǔ)層物性和敏感性的內(nèi)在因素之一,對(duì)儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能和測(cè)井的油水層解釋以及儲(chǔ)層改造措施也具有重要影響。因此,對(duì)粘土礦物的形態(tài)、分布及其變化的研究在油氣運(yùn)移及開(kāi)發(fā)中越來(lái)越重要。掃描電鏡(SEM)又是研究粘土礦物的重要方法之一,運(yùn)用掃描電鏡(SEM)對(duì)儲(chǔ)層中的粘土礦物進(jìn)行研究顯得尤為重要。以往對(duì)粘土礦物的分析著重于精確分析粘土礦物的成分和晶體結(jié)構(gòu)(如X粉晶衍射等),但對(duì)其形態(tài)特征及分布方式研究難以深入。又由于粘土礦物是以微米為計(jì)量單位的質(zhì)點(diǎn),用普通的光學(xué)顯微鏡已經(jīng)很難區(qū)分粘土礦物的成分、形態(tài)及分布特征,而利用掃描電鏡(SEM)分析則可以彌補(bǔ)這一不足。掃描電鏡因其能直接觀察巖石樣品原始表面,具有景深大、圖像立體感強(qiáng)、分辨率較高,放大倍數(shù)大等特點(diǎn),是粘土礦物定性分析的一種常用手段。所以通過(guò)掃描電鏡觀察粘土礦物的類型、晶體形態(tài)和產(chǎn)狀,是儲(chǔ)層評(píng)價(jià)和確定儲(chǔ)層保護(hù)措施的重要手段之一。1儲(chǔ)層砂巖礦物成分西江24-3油田珠江組和韓江組油層是辮狀河三角洲沉積體系,韓江組下部油層以細(xì)粒石英砂巖為主,向底部變?yōu)橹辛?、不等粒砂巖;珠江組巖性主要為中粒偏粗的巖屑長(zhǎng)石石英砂巖,其次為不等粒和細(xì)粒砂巖,底部為含礫砂巖,碎屑成分主要為長(zhǎng)石、石英,次為巖屑及泥質(zhì)雜基。韓江組和珠江組是該構(gòu)造上第三系主要的儲(chǔ)集層段。24-3構(gòu)造儲(chǔ)層砂巖礦物成分以石英為主(表1),韓江組和珠江組石英含量平均81-82%;次為長(zhǎng)石,其平均含量13%;粘土礦物平均含量4%,展示了24-3構(gòu)造韓江組和珠江組儲(chǔ)層砂巖中石英含量較高,長(zhǎng)石次之,粘土礦物和碳酸鹽礦物的含量均很低(為0),表明韓江組、珠江組儲(chǔ)層砂巖具有較高的成分成熟度。2難掌握的粘土一般來(lái)說(shuō),在碎屑巖儲(chǔ)層中常見(jiàn)的粘土礦物主要有高嶺石、伊利石、綠泥石及伊/蒙混層等粘土。根據(jù)粘土礦物分析結(jié)果,24-3構(gòu)造韓江組和珠江組儲(chǔ)層中的粘土礦物主要以伊利石和高嶺石為主(圖1)。2.1高嶺石晶體結(jié)構(gòu)特征伊利石:伊利石在24-3構(gòu)造韓江組和珠江組儲(chǔ)層中是較為常見(jiàn)的粘土礦物。在電鏡掃描下,其單晶形態(tài)呈絲帶狀,其集合體呈絲縷狀(圖1-A),通常包裹在顆粒的表面,形成粘土薄膜。高嶺石:高嶺石晶體呈假六角片狀、假六角板狀、假六角似板狀,它們依次具有良好的假六角薄片狀晶形,部分完整假六角形晶形和表面稍彎曲的較差六角晶形,它們大小約為1~5μm,個(gè)別見(jiàn)團(tuán)粒狀,高嶺石團(tuán)粒大小不一,約為0.2~0.7μm,為細(xì)小高嶺石晶粒集合體。但西江24-3構(gòu)造韓江組和珠江組儲(chǔ)層中的高嶺石,在電鏡掃描下常見(jiàn)的單體形態(tài)呈假六角片狀、假六角板狀和微晶粒狀(圖1-B),集合體形態(tài)呈疊片狀和扇狀、疊板狀、蠕蟲(chóng)狀。高嶺石往往在孔隙中形成定向排列或者雜亂堆積狀態(tài)充填或半充填著儲(chǔ)集層的孔隙。2.2儲(chǔ)層粘土礦物特征電鏡掃描下可以直觀地看到,粘土礦物的空間分布特征,24-3構(gòu)造韓江組和珠江組砂巖儲(chǔ)層中粘土礦物的產(chǎn)狀主要有:孔隙襯墊式、孔隙充填式及粘土橋式。2.2.1儲(chǔ)層的粘土礦物這種產(chǎn)狀是指粘土礦物在碎屑巖顆粒表面呈定向排列,組成連續(xù)的貼附于孔隙壁上的薄膜。在鏡下看,粘土礦物在顆粒表面排列具明顯的方向性,根據(jù)其排列方向與顆粒表面夾角的關(guān)系,可分為兩種:一種是其排列與顆粒表面近于平行;另一種是垂直于顆粒表面向孔隙內(nèi)生長(zhǎng),即櫛殼狀。在24-3構(gòu)造韓江組和珠江組砂巖儲(chǔ)層中,具有此類產(chǎn)狀的代表性粘土礦物為皺晶狀高嶺石(圖2)和絲縷狀伊利石(圖1-A)。在鏡下,可以觀察到高嶺石和伊利石主要覆于顆粒表面,在粒間孔隙邊緣形成孔隙襯邊(圖2)。但是由于沒(méi)有完全把孔隙充填,還保留了一定量的粒間孔隙。2.2.2基性雙組巖儲(chǔ)層的粘土礦物孔隙充填式是指粘土礦物以分散質(zhì)點(diǎn)形式充填于孔隙之中。在鏡下可以觀察到粘土礦物往往以集合體形態(tài)充填于孔隙內(nèi),按其充填的程度可分為完全充填與不完全充填。在24-3構(gòu)造韓江組和珠江組砂巖儲(chǔ)層中,具有此類產(chǎn)狀的較為常見(jiàn)的粘土礦物為高嶺石(圖3)。在24-3構(gòu)造中,粘土礦物充填孔隙較為嚴(yán)重,對(duì)該區(qū)塊的儲(chǔ)層物性有一定的影響。2.2.3粘土橋橋搭橋式產(chǎn)狀是指粘土礦物晶體自孔隙壁向孔隙空間內(nèi)生長(zhǎng),并在孔隙內(nèi)形成粘土橋。通過(guò)電鏡掃描可以看到,在24-3構(gòu)造韓江和珠江組儲(chǔ)層中,粘土薄膜具有明顯的由孔隙邊緣向孔隙中央生長(zhǎng)的特征,有的已形成網(wǎng)格狀或橋接型膠結(jié)(圖4)。3儲(chǔ)層覆巖粘土礦物儲(chǔ)層物性本區(qū)儲(chǔ)層既發(fā)育原生孔隙,同時(shí)也發(fā)育有次生孔隙(圖5),本研究區(qū)能見(jiàn)到的原生孔為剩余粒間孔隙,此類孔隙是該區(qū)砂巖儲(chǔ)集層的主要孔隙類型?？紫吨睆揭话銥?.03~0.15mm,通過(guò)掃描電鏡觀察分析,此類孔隙分布很均一,該研究區(qū)的另外一種孔隙類型為次生孔隙,以碎屑巖次生孔隙的溶孔為主,溶蝕粒內(nèi)孔隙也是本區(qū)砂巖的主要孔隙類型之一,通常與溶蝕粒間孔隙伴生分布,但分布很不均勻,并具有一定連通性;也出現(xiàn)了由于壓實(shí)作用、收縮作用形成的細(xì)小裂縫以及由于溶蝕作用形成的溶蝕縫(圖6)。粒間少有綠泥石襯墊式膠結(jié),充填孔隙的還有纖維狀伊利石,由于在顆粒表面形成的伊利石薄膜,抑制了石英的次生加大,故石英次生加大不明顯。粘土礦物的種類和在孔隙中的分布產(chǎn)狀對(duì)儲(chǔ)層物性的影響也各不同,本區(qū)的粘土礦物主要是伊利石和高嶺石,綠泥石很少,又由于粘土礦物在儲(chǔ)層中分布特征和方式不同,造成粘土礦物對(duì)物性影響也各不同,盡管該區(qū)的儲(chǔ)層的粒間孔的高嶺石充填較嚴(yán)重,但畢竟數(shù)量不是很多,所以該研究區(qū)的粘土礦物對(duì)儲(chǔ)層物性的影響不是特別嚴(yán)重,對(duì)本區(qū)的原生孔隙損失不太嚴(yán)重,所以還屬于中孔類型儲(chǔ)層。但是儲(chǔ)集層中粘土礦物的類型、含量和產(chǎn)狀對(duì)儲(chǔ)層物性,包括孔隙度、滲透率和含水飽和度等有很大的影響,同時(shí)影響流體在孔隙中的流動(dòng)狀態(tài)。因此,可通過(guò)分析儲(chǔ)層中粘土礦物的類型、含量和產(chǎn)狀來(lái)探討其對(duì)儲(chǔ)層物性的影響程度。通過(guò)分析,該研究區(qū)的粘土礦物對(duì)儲(chǔ)層物性的影響程度并不是很大。粘土礦物的含量是影響孔隙度的因素之一,粘土含量高則孔隙度低。粘土礦物的類型也是影響孔隙度的因素之一。但本研究區(qū)的粘土含量不高(為3%~5%),所以該區(qū)的儲(chǔ)層物性較好,通過(guò)巖心描述數(shù)據(jù)可知該區(qū)的薄層儲(chǔ)層屬于中孔高滲儲(chǔ)層類型。該區(qū)儲(chǔ)層砂巖中粘土礦物,以充填膠結(jié)的產(chǎn)狀方式出現(xiàn),因此,粘土含量的增加,就意味著孔隙充填膠結(jié)的程度增加,改變了儲(chǔ)層孔隙喉道,影響儲(chǔ)層滲透率。粘土薄膜具由孔隙邊緣向孔隙中央生長(zhǎng)的特征,使孔隙喉道變得曲折,甚至形成網(wǎng)格狀或橋接型膠結(jié),對(duì)流體的流通形成阻礙,因此,在粘土薄膜含量相對(duì)較高的井段,滲透率相對(duì)較低。4韓江組和地震地質(zhì)成巖儲(chǔ)層的粘土礦物1)韓江組和珠江組砂巖中粘土含量不高,但其賦存狀態(tài)一般以充填、膠結(jié)的方式分布于粒間。因此,其含量高低對(duì)巖石孔隙度及滲透率的影響明顯。2)韓江組和珠江組砂巖中粘土礦物的類型主要有高嶺石、伊利石。高嶺石呈假六角片狀、假六角