石南21井区储层特征研究

石南21井区头屯河组储层特征研究克拉玛依方圆科技有限公司新疆油田公司勘探开发研究院实验中心2003年12月研制单位：克拉玛依市方圆科技有限公司项目名称：石南21井区头屯河组储层特征研究起止时间：2003年6月-2003年7月主要研制人：杨召、王桂君主要参加人：廖兰、杨红霞审核人：目录1 区域地质特征2 沉积特征2.1重矿物特征2.2粒度特征3 储层特征3.1储层岩矿特征3.2 填隙物特征3.2.1 胶结物特征3.2.2 杂基特征4储层成岩作用及成岩序列4.1成岩作用4.2 成岩序列5 储集层特征及储层评价5.1储层非均质性特征5.2 储层孔隙类型5.3 储层物性及孔隙结构征特征5.4 储层评价6 储层潜在敏感性研究7 认识1区域地质特征石南21井区位于石西油田和陆梁油田之间石南油气田内，石西油田在其南约20km、陆梁油田在其北20公里。

地理位置上位于准噶尔盆地腹部古尔班通古特沙漠腹地，行政隶属和布克赛尔县管辖。

距和布克赛尔县夏子街盐场东南方向约28公里，南东距石西油田约20公里，北东距陆梁油田约20公里。

工区地表为未固定—半固定沙丘覆盖,沙丘相对高差一般20～30m，最大可达50m，地面海拔在400～500m之间。

工区温差悬殊,夏季干热,最高气温可达45℃以上，冬季寒冷，最低气温可达-42℃以下，年平均气温7℃，区内年平均降水量80mm。

根据钻井揭示石南21井区自下而上发育的地层为：侏罗系八道湾组(J1b)、三工河组(J1s)、西山窑组(J2x)、头屯河组(J2t)，白垩系清水河组（K1q）、呼图壁河组（K1h）、胜金口组（K1s）、连木沁组（K1l）、艾里克湖组(K2a)。

该地区缺失二叠系及侏罗系上统，其中侏罗系头屯河组与西山窑组、侏罗系与白垩系为区域性不整合接触。

头屯河组（J2t）按砂体发育及沉积特征，自上而下可划分为五段：即J2t1、J2t2(J2t21 J2t22 J2t23)、J2t3。

含油层J2t2(J2t21 J2t22 J2t23)砂层砂岩沉积厚度7m～26m，平均厚度18m。

本专题主要根据石南21井区已完钻的石106、石108、石109、石112、石113、石114、石117、石118、石119、石120、石121、石122等井取心井段的实验地质资料，对石南21井区头屯河组（J2t）储层的特征进行研究。

2 沉积特征2.1 重矿物特征碎屑储集岩中重矿物含量很少，通常不到1%，它们大多数为母岩风化遗留的继承矿物，少部分为特定沉积、成岩环境下形成的自生矿物。

根据重矿物特征，不仅能反映母岩的性质，还可以反映距离物源区的远近及物源方向。

根据重矿物资料分析表明，石南21井区头屯河组重矿物组成较为单一，其中主要的稳定重矿物主要有褐铁矿、石榴石、尖晶石；次要的稳定重矿物有锆石、十字石，主要的不稳定重矿物有钛铁矿、绿帘石，次要的不稳定重矿物有磁铁矿、普通角闪石、黑云母及极少量的黝帘石。

自生矿物主要由黄铁矿及少量的重晶石组成。

从石南21井区头屯河组各层段重矿物分布来看，以稳定类组合为主（褐—钛型、褐—钛—石型），其次为不稳定类组合（钛—石—褐）。

随埋藏深度的增加（J2t22～J2t23）稳定类重矿物呈现逐渐增加的趋势。

从稳定系数来看，随埋藏深度的增加呈现出减小的趋势（1.33～3.24）0.77～2.10）（表2-1）。

表2-1 石南21井区储层重矿物各参数含量统计表从石南21井区陆源重矿物组合可以看出，其重矿物组合较为单一，推断母岩类型主要为变质岩及部分中性岩及少量酸性岩。

石南21井区头屯河组自生重矿物主要分布有黄铁矿及重晶石，其中黄铁矿含量较多，重晶石含量较低，其分布特征无明显规律。

2.2 粒度特征头屯河组J2t22砂层段：岩性主要为中砂岩、细砂岩及部分不等粒砂岩。

粒径平均值2.01—2.33（平均2.21）；标准偏差1.01—1.10（平均1.05），分选中—较差；偏度为正偏态；峰度尖锐；萨胡判别值Y1=-9.9270、Y2=8.5677。

呈现出辨状河流相的沉积特征，粒度概率曲线呈现跳跃组分、悬浮组分变化较大，以跳跃组分为主，反映出水动力条件较弱的牵引流沉积特点（附图1、2）。

头屯河组J2t23砂层段：主要岩性为中细砂岩及粗砂岩、不等粒砂岩。

平均粒径为1.5—2.3（平均1.19）；标准偏差为1.03—1.62（平均1.19），分选较差，偏度为正偏态，峰度（1.07—1.63）。

萨胡判别值Y1=-15.0219；Y2=13.0073。

呈现出河漫滩及辨状河流沉积特点。

粒度概率曲线呈现出悬浮组分、跳跃组分变化大的三段式，部分样品呈现四段式，其中以细粒的悬浮组分为主，反映了水动力条件较弱—弱的水流搬运沉积的特点（附图3、4、）。

总之，根据粒度资料研究表明，头屯河组J2t砂层段，为一套能量较低的辫状河流相沉积物，物源主要来自北东方向。

其中J2t1为河漫滩沉积，局部遭受剥表2 -2 石南21井区侏罗系头屯河组（J2t1-J2t3）粒度参数表蚀变薄或缺失。

J2t2为辫状河河道沉积，为本区的产油层。

J2t3为河漫滩沉积。

3 储层特征3.1 储层岩矿特征因石南21井区取芯井段主要集中在J2t2砂层段，故以J2t2砂层段作为主要研究对象。

石南21井区侏罗系头屯河组二段砂层组储集层岩性主要为灰色、褐灰色细、中粒长石岩屑砂岩及不等粒长石岩屑砂岩。

碎屑成分中石英含量为18％～37％，平均28.48％；长石含量17％～28％，平均20.7％；岩屑含量40％～65％，平均50.6％，岩屑成分主要为凝灰岩岩屑，含量25％～43％，平均34％，其次为霏细岩、千枚岩、硅质岩、石英岩、泥板岩、花岗岩、安山岩等岩屑（附图5、6）。

碎屑颗粒的磨园度主要为次圆状，其次为次棱角－次圆状，少数为次棱角状与次圆－次棱状。

分选性以中等为主，少数为好和差。

颗粒接触方式以点－线接触和线接触为主，部分为线－点接触与点接触。

胶结类型以孔隙－压嵌型和压嵌型为主，部分为压嵌－孔隙型和孔隙型。

杂基含量0％～7％，平均3.2％；杂基中以表3-1 石南21井区头屯河组（ J2t2）岩矿特征表高岭石为主（含量0％～7％，平均2.44％），其次为泥质（含量0％～5％，平均0.87％）。

胶结物含量0%～18％，平均2.93％；胶结物中以方解石为主（含量0％～18％，平均2.36％），胶结物中还有硅质、铁白云石、氧化铁等成分（表3-1）。

由此可见，石南21井区侏罗系头屯河组二段砂层组岩石的成分成熟度较低、结构成熟度低，分成熟度指数一般在0.35左右。

3.2 填隙物特征3.2.1 胶结物特征石南21井区头屯河组J2t2层段中胶结物主要为方解石、含铁方解石、硅质、铁质、黄铁矿。

另外，在部分层段中，方解石胶结致密，含量可达20%左右，称为高钙的致密薄夹层。

方解石：方解石含量0.6%—4.3%之间，平均2.9%，一般呈斑点状、凝块状分布于粒间，晶粒大小为50μm左右，并具交代碎屑颗粒的现象（附照1）。

含铁方解石：含铁方解石含量较低，仅在部分井的层段中分布，其产状与方解石相同。

硅质：指自生石英及次生加大石英，其含量在1%左右，部分石英雏晶生长于碎屑表面（即粒间孔壁上），晶体大小一般在20μm--30μm左右（附照2、3）。

3.2.2 杂基特征石南21井区头屯河组储层粘土杂基总量在4%左右，主要由高岭石及少量的绿泥石、伊利石、伊/蒙混层矿物组成。

粘土矿物组合为K—I/S（有序）--C—I 组合型，局部层段中出现了I/S（无序）--C—K的组合型（见表7）。

高岭石：储层中的主要粘土矿物，绝对含量一般3%左右，多呈散片状集合体半充填或全充填于粒间孔中，占据了粒间孔的大部分空间（附照4）。

伊/蒙混层矿物：储层中含量较少，一般呈不规则状集合体，包裹于碎屑颗粒表面，其混层比在20%--30%之间，为有序混层，但在石114井、石106井J2t22层段中出现混层比为60%的无序混层（附照5）。

绿泥石在头屯河组储层中含量少，呈叶片状单晶生长于碎屑颗粒表面，多与自生石英共生（附照6）。

伊利石相对含量与绿泥石相近，一般呈弯曲片状包裹与碎屑颗粒表面。

表3-2 石南21井区头屯河组粘土粘土矿物统计表4 储层成岩作用及成岩序列4.1 成岩作用石南21井区侏罗系头屯河组（J2t22～J2t23砂层段）沉积后经历了埋藏、压实、胶结、交代、溶蚀等成岩作用的改造。

研究表明控制储层的主要因素是受沉积环境影响，其次是受成岩作用的影响。

1) 压实、压溶作用沉积物沉积后随着埋藏深度的增加随着埋藏深度的增加，压实作用不断加强，主要表现在塑性颗粒变形和刚性颗粒的压溶、错动、碎裂。

石南21井区侏罗系头屯河组储集层砂岩压实作用相对较弱，碎屑颗粒间以点—线接触为主。

西山窑组溶蚀作用较头屯河组强，到了三工河组溶蚀作用减弱。

头屯河组储层孔隙的减少的主要因素仍是压实作用。

视压实率一般小于50%，随埋藏深度的增加压实作用略有增加。

压实作用损失的孔隙度（压实减孔率）一般占总孔隙损失量的90%以上（表4-1）。

2）胶结、交代作用石南21井区胶结作用主要有：碳酸盐类矿物的胶结（方解石、含铁方解石）、自生高岭石、硅质等的胶结，交代作用损失的孔隙度一般占20%左右。

碳酸盐类胶结物：为方解石和少量含铁方解石，多呈斑状，不均匀分布，普遍存在于储层中。

部分层段见高钙质的致密薄夹层，其分布有限。

储层中的斑状方解石主要形成于早成岩B期，未见溶蚀现象，说明形成于溶蚀作用之后，仅对储层的均质性有一定影响。

中成岩阶段形成的含铁方解石，呈斑点状、星点状分布，含量微。

硅质胶结物：主要是石英的次生加大，其次是是自生石英晶体。

石南21井区头屯河组（J2t22～J2t23砂层段）中，细砂岩、中砂岩石英次生加大现象极为普遍。

呈现出石英的Ⅰ期加大（即石英雏晶）及石英Ⅱ--Ⅲ期加大现象（附照7、8）。

其中在J2t22砂层段中石英多为Ⅰ--Ⅱ期加大；在J2t23砂层段中以石英Ⅱ期加大为主，石英-Ⅲ期加大次之。

高岭石：高岭石结晶较好，是储层中主要的自生粘土矿物，多呈散片状集合体半充填或全充填于粒间孔中，占据了粒间孔的大部分空间，减小了孔隙的体积（附照4）。

3）溶蚀作用石南21井区在J2t22～J2t23砂层段中，砂岩的溶蚀作用较弱，仅见少量长石碎屑颗粒及少量岩屑具溶蚀现象，虽溶蚀量少但普遍存在，长石碎屑的溶蚀，是自生石英及高岭石生成的主要物质来源，其在溶蚀转化的同时，多见长石表面的绢云母化现象。

4.2成岩序列石南21井区J2t22～J2t23砂层段取芯段储集层成岩序列依次为：泥质（粘土杂基）→早期方解石→长石碎屑溶蚀→自生石英、自生高岭石沉淀→含铁方解石沉淀→黄铁矿沉淀→后期次生方解石交代。

其石南21井区头屯河组J2t22～J2t23砂层段成岩阶段表现为早成岩B段—中成岩A段的特点（见表4-2）：5 储集层特征及储层评价5．1 储层非均质性特征石南21井区J2t22～J2t23砂层段内部具有比较严重的非均质性，主要表现为砂岩之间常常沉积有泥岩和粉砂岩夹层和成岩作用使砂体内部形成胶结致密带（主要是钙质胶结），由于钙质胶结物含量太高，形成了低孔低渗的致密段，这种致密段不仅在表4-2 石南21井区头屯河组（J2t2-J2t3）成岩阶段划分表物性特征上有明显的特征，在测井曲线特征上也有明显的特征：高电阻率（大于15Ω·ｍ）、低自然伽马（小于70 API）、高密度（大于2.5 g/cm3）。