鄂爾多斯盆地盤古梁地區長61儲層宏觀非均質性研究

唐 鼎,張春生,肖夢華

(1.油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室·長江大學,湖北荊州434023;2.中國石化河南油田分公司石油勘探開發研究院)

鄂爾多斯盆地盤古梁地區長61儲層宏觀非均質性研究

唐 鼎1,張春生1,肖夢華2

(1.油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室·長江大學,湖北荊州434023;2.中國石化河南油田分公司石油勘探開發研究院)

盤古梁地區延長組長61儲層發育于三角洲前緣,為低孔低滲儲層。通過對儲層層內韻律性、層間差異性、平面上砂體連續性、層間層內隔夾層的評價,認為盤古梁地區長611小層以正韻律為主,長612小層砂體以復合韻律形態為主,層內非均質性嚴重,層間非均質性較強。平面上河道砂體沿北東-南西方向展布,順河道方向其連續性好,垂直河道延伸方向上其橫向連續性相對較差,小層平面非均質性較強。綜合研究表明,儲層非均質性受沉積環境影響較大,整體表現為較強的非均值性。

盤古梁地區;長61;儲集層;非均質性

靖安油田盤古梁地區位于鄂爾多斯盆地中部陜北斜坡帶上,延長組主力油層長62儲層經過多年的持續高效開發,由于裂縫發育等原因,目前已呈現含水上升迅猛,產量下降快,生產形式日益嚴峻。為穩定盤古梁的產量,位于長62上部的儲層長61也急需深入研究,因而詳細研究盤古梁地區儲層長61非均質性特征較為重要。

1 沉積相類型及特征

長6沉積期為鄂爾多斯盆地湖盆萎縮沉積,湖盆收縮、水體變淺,由于沉積作用加強,湖盆周圍發育大規模的三角洲及水下扇三角洲沉積。盤古梁地區長61油藏位于志丹三角洲前緣,可分為兩個小層(長611、612),屬于以水下分流河道為主的具有強烈的進積作用、河口砂壩不很發育的河控型湖泊-三角洲體沉積。研究區長61油層主要的巖石類型為長石砂巖和巖屑質長石砂巖,分選中等-較好,磨圓度以次圓-次棱角狀為主,砂巖結構成熟度中等,成分成熟度較低[1]。

2 儲層非均質性研究

2.1 層內非均質性研究

層內非均質性是指單砂層規模內儲層性質垂向上變化,是控制和影響砂層組內一個單砂層中注入劑向上波及體積的關鍵因素[2-3],從開發的角度來講,其重點研究層內滲透率的變化。

2.1.1 層內韻律特征

根據巖心觀察和測井資料分析,工區發育有正韻律、反韻律、均質韻律、復合韻律4種類型,以正韻律和復合韻律形態為主(表1)。水下分流河道以正韻律為主,砂體非均質較強;復合韻律以多期水下分流河道的疊置的復合正韻律最常見,其次為水下分流河道加積于砂壩之上的復合韻律。

表1 61油層各小層中砂體形態分布頻率統計

開發過程中,水驅運動方向往往是由下往上有利,所以均值韻律和反韻律的水驅效果較好。而從該區滲透率的韻律類型來看,由于小層韻律主要為正韻律及部分正韻律疊加的復合韻律組成,不利于水驅。

2.1.2 夾層分布特征

盤古梁油藏長611小層夾層分布局限,厚度較小,平均厚度值為0.26m,平均夾層頻率為0.021個/m,平均夾層密度為 2.81%;長 612小層夾層分布較廣,厚度相對較大,平均厚度為0.45m,平均夾層頻率為0.082個/m,平均夾層密度為9.5%(表2),盤古梁地區長61油層組砂體中夾層主要為泥質夾層和鈣質兩種類型[4]。

表2 盤古梁地區長61油層各小層夾層數據統計

泥質夾層以泥巖、砂質泥巖、泥質粉砂巖為主,一般較薄,延伸長度不大,受沉積環境影響,在不同相帶砂體中的延伸范圍不同。鈣質夾層主要巖石類型是灰白色鈣質膠結長石粉砂巖、細砂巖、粉-細砂巖和中-細砂巖,在測井曲線上的響應為低聲速、電阻率曲線呈高阻尖峰狀。一般鈣質夾層厚度0.1～1.7m,多分布于正韻律頂部,在平面上和縱向上分布比較零星,橫向連續性差,儲層中碳酸鹽巖膠結作用較普遍,伴隨成巖作用,鈣質夾層發育。

總體上,各類夾層在油藏中的分布范圍很廣,但連續性較差,在平面上呈零碎狀分布。不穩定夾層的增多,使層內非均質性增強,油水運動與分布變得復雜,夾層的廣泛存在使儲層垂向滲透性變化較大。

2.1.3 縱向滲透率變化特征

層內非均質性最終體現在層內縱向滲透率的差異上。層內夾層及層內不同韻律的疊加,對流體滲透率影響較大,影響到儲層垂向滲透率與水平方向滲透率的比值,根據取心分析,長612單砂體級差介于1.05～12.5,突進系數在2.05～5.53,表明主體儲集帶單砂體非均質性較強,屬于非均質儲層。

2.2 層間非均質性研究[4]

研究層間非均質性是為開發層系的劃分和井網的選擇提供地質依據。

2.2.1 分層系數與砂巖密度

砂層的層間非均質性主要是通過分層系數和砂巖密度來描述。分層系數用單井鉆遇砂體層數來表示,系數越大,非均值越強;砂巖密度越接近于1,油層越均質。統計盤古梁地區124口井鉆遇砂層數,長61分層系數在4.08左右,其中,長611小層的分層系數為0.85,砂巖密度為0.25,長612小層的分層系數為3.23,砂巖密度為0.57(表3)。

表3 長61油層各小層砂體發育程度統計

綜合比較各小層上述兩個系數,長612小層砂巖密度和分層系數均呈現較大值,表明長612鉆遇砂層數較長611要多,且長612小層垂向上砂體比較發育的同時砂體的層數也較多,非均質性強。

2.2.2 隔層分布特征

長612與長611隔層巖性以泥巖為主,包括少量粉砂質泥巖,厚度通常大于2m。統計剖面井層間隔層的發育程度,最大厚度為23.7m,平均厚度約為6.83m,由水下分流河道主體沉積向支流間灣過渡,隔層厚度逐漸增大,即主體河道中由于河道下切擺動較大,形成的隔層較薄而且不穩定,而向邊部的切割影響較小,形成厚的隔層。

2.2.3 滲透率變化特征

從開發的角度來講,研究非均質性重點是研究滲透率縱向差異。縱向各小層或砂體間的滲透率的變化也反映了層間非均質特征[5]。用滲透率變異系數、滲透率級差、單層突進系數來反映滲透率縱向非均質程度,三者值越大,滲透率變化越大,即越不均質。

從各小層滲透率非均質性參數(表4)來看,隨著儲層厚度增加,從小層到砂層組,層內砂泥互層,單砂體層數增多,韻律模式變得復雜,滲透率非均質參數差別進一步變大,非均質性有進一步變強的趨勢。

表4 滲透率非均質性參數統計

2.3 平面非均質性研究

2.3.1 各小層砂體平面展布特征

盤古梁區長61砂體主要骨架為水下分流河道沉積,沿物源方向砂體順河道方向沿北東-南西方向展布,順河道方向其連續性好,而在垂直河道延伸方向上其橫向連續性相對較差。

長611河道砂體較窄,砂體厚度較薄,最厚的砂體達11.2m(塞261井)。自北東向南西方向或近南北方向有三條主砂帶在工區內分布,總體上砂體厚度相對較小。工區中部主砂帶規模相對較大,有一定的影響范圍,而東部主砂帶規模比較小。

長612總體上該時期河道砂體寬、厚度大,砂體非常發育,分布普遍,砂體連片性較好。砂體最厚達27m(盤29-39井),平均厚度為13.6m,河道側緣的天然堤微相砂體沿河道兩側近平行分布,砂體厚度一般小于12m,自北東向南西方向有四條主砂帶在工區內分布,主河道部位砂體厚度大。

2.3.2 砂體連續性及連通性

在一定井網控制條件下,砂體連續性可以通過鉆遇率來表征,而連通性可通過連通系數表示。統計結果表明(表5),長611砂體鉆遇率相對較低,連通系數相對較小,長612砂體鉆遇率相對較高,連通系數為0.52,相對較大。表明長611砂體規模相對要小,長612砂體的側向連續性較好,砂體連片程度較高,同時反映長612小層的平面分布均勻程度較611小層高,砂體平面非均質性較弱。

表5 盤古梁長61儲層小層砂體發育程度統計

2.3.3 砂體物性平面展布特征

由于砂體沉積環境和成巖作用變化差異,各小層儲層物性也有較大變化。研究區孔隙度、滲透率平面變化具有一定方向性,其孔隙度和滲透率具有很好的對應關系,變化趨勢相同,高值出現的范圍基本一致,呈片狀分布。儲層平面非均質性受沉積相影響較大,儲層的物性參數主要受沉積相帶的控制明顯,水下分流河道主體非均質性一般較弱,河道側緣非均質性較強,河道間砂體非均質性最強。順著物源方向,物性變化較平緩,而垂直于物源方向,滲透率變化迅速。

3 儲層非均質性的影響因素

3.1 沉積環境的影響

沉積相是引起儲層非均質性的根本原因。不同沉積環境下形成的砂體差別較大,從取心及巖樣分析來看,水下分流河道作為主體儲層水動力較強,沉積物粒度粗,砂體厚度相對較大,形成的孔喉相對粗大,連通程度較高,河道側緣及河道間等微相水動力相對較弱,沉積顆粒相對較細,泥質含量較高。加之水動力的變化,河道的遷移等使得層間韻律層多、層理構造發育,且層內各種韻律砂體疊置,以及砂體內部空間配置關系的不同,從而造成了沉積物在結構和構造上的各向異性。

3.2 成巖作用的影響

研究區儲層成巖作用豐富,主要有壓實、膠結、溶蝕、交代等多期作用,壓實與膠結作用使沉積物的原生孔隙與次生孔隙大部分被充填,顆粒間更緊密;溶蝕作用產生的次生孔隙,以及成巖過程中礦物脫水產生的成巖裂縫,對儲層的改善具有積極作用。各種成巖作用改變了原始孔隙度和滲透率的分布狀態,使得儲層在縱向和平面上非均質性增強。

3.3 構造作用的影響

從野外露頭和室內巖心觀察發現儲層發育大量的微裂縫,裂縫大小不一,從巖心中可看出微細的裂縫,主要有垂直裂縫、水平裂縫。從裂縫成因來看,構造裂縫占主導地位。裂縫的發育使得本區儲層的孔滲性變好,使儲層滲透率在縱向上和橫向上差異加大。

4 結論

(1)儲層長61宏觀非均質性較強,以正韻律和復合韻律為主,小層內夾層廣泛發育,以鈣質夾層和泥質夾層為主,層間隔層整體上相對比較穩定。長612與長611相比,砂體發育,砂體厚度相對較大,非均質性較強。

(2)分流河道作為主體儲集帶,也是剩余油挖潛的主體,在注水開發時,要合理選擇井網,防止過早的串層或單層突進;而支流間灣微相、水下分流河道側緣以及砂壩側翼等微相,儲集性能、連通能力、物性相對較差,注水難于波及,開發難度較大,必須采取有效改造措施進行開采。

(3)儲層層間和平面非均質性直接影響注水開發效果,細化層段開發,認識儲層內部韻律性、層內夾層、砂體相帶的展布、層系間砂體的配置結構,解決層間及平面矛盾,是開發關鍵之所在。

[1] 牛小兵,朱玉雙.鄂爾多斯盆地盤古梁長6儲層主控因素分析[J].巖性油氣藏,2009,21(4):47-52.

[2] 李少華,陳新民.坪北油田延長組長6油組儲層層內非均質性研究[J].沉積與特提斯地質,2006,26(2):55-58.

[3] 陳志香.高集油田高7區阜寧組儲層非均質性及剩余油分布[J].海洋石油,2003,23(2):51-54.

[4] 閻海龍,孫衛.水下分流河道砂體中夾層的識別及定量分析-以靖安油田盤古梁長6油層為例[J].西北大學學報,2006,36(1):13-136.

[5] 焦養泉,李思田.碎屑巖儲層物性非均質性的層次結構[J].石油與天然氣地質,1998,19(2):89-92.

編輯:吳官生

TE12.23

A

2010-08-19;改回日期:2010-10-09

唐鼎,1985年生,2008年畢業于長江大學地球科學學院資源勘查工程專業,在讀碩士生,從事石油天然氣地質儲層研究。

1673-8217(2011)01-0032-03