古城油田B區核三段主力油層儲層特征研究

熊歆睿，王洪輝，2，周 波，宋俊玲，張 興

（1.成都理工大學能源學院，四川成都 610059；2.四川文理學院；3.中國石化河南油田分公司第二采油廠）

古城油田B區核三段主力油層儲層特征研究

熊歆睿1，王洪輝1，2，周 波1，宋俊玲3，張 興3

（1.成都理工大學能源學院，四川成都 610059；2.四川文理學院；3.中國石化河南油田分公司第二采油廠）

利用巖心觀測、鑄體薄片、掃描電鏡、物性分析、壓汞分析等方法，對古城油田B區構造沉積特征、巖石學特征、儲層特征、孔隙結構等進行了深入研究。結果表明，B區目的層段儲集巖石類型主要為長石砂巖；沉積微相包括水下分流河道，河口壩，席狀砂等多種微相，屬扇三角洲前緣沉積；儲集空間主要是原生粒間孔隙和次生溶蝕孔隙，以粗孔喉占主導。研究區孔隙度與滲透率具有較好的正相關性。影響儲層性能的因素主要有沉積物成分、沉積微相、壓實作用和溶蝕作用等。

泌陽凹陷；古城油田；儲層特征；沉積相；成巖作用

古城油田B區位于南襄盆地泌陽凹陷北部斜坡帶，為一地壘形斷鼻構造。該區鉆遇地層有新近系上寺組、古近系核桃園組和大倉房組，核桃園組是研究區主要的含油層段，本次研究的三套主力層系Ⅳ9層、Ⅴ油組、Ⅵ油組就屬于核桃園組。B區自1987年投入開發，先后經歷了降壓開采、蒸汽吞吐、熱水驅三個階段。經過20多年的開發后，三套主力層系開發效果逐漸變差，故需進一步認識主力層系儲層特征，為今后的古城油田B區油氣勘探開發提供幫助。

1 構造及沉積特征

1.1 構造特征

古城油田為一典型的斷塊、斷鼻油藏，鼻狀構造軸向北西，向南東傾沒，構造面積約27 km2，共發育大小31條斷層，以北東向為主，將構造切割為29個大小不等的斷鼻、斷塊，其中已見油的斷塊有12個，且均分布在構造軸部［1］。

泌陽凹陷北部斜坡在古近紀時期整體接受沉積，地層從凹陷內部向邊緣逐漸減薄。這說明該斜坡是一個邊接受沉積邊翹傾的繼承性斜坡，只是后期的構造運動使斜坡進一步抬升，部分遭受剝蝕。南部深凹陷生成的油氣可沿斜坡運移到其中的圈閉內聚集。古城油田位于北部斜坡西段，砂體發育，儲集條件良好，加上砂體埋藏淺、膠結疏松、物性好，各個砂體不同沉積時期的發育程度不同，砂層縱向上與生油層呈交錯疊置接觸關系，而在平面上則復合連片，因此給油藏的形成提供了良好的儲集條件。古城油田北西、北東向兩組斷層為斷鼻、斷塊圈閉的形成提供了良好的聚集、遮擋條件。另外，凹陷的北部斜坡帶地層剝蝕尤為嚴重，古油藏遭受破壞，受地表水的氧化和生物降解作用而變稠，從而在斜坡邊緣形成特有的稠油封堵條件。B區位于古城油田中部，南北分別與泌X1、X2斷塊相鄰，為東西相交的兩條反向外掉的弧形正斷層形成的地壘式斷鼻氣頂邊水油氣藏（圖1）。北部斷層斷距5～79 m，該斷層東陡西緩，斷距上小下大，在構造高點部位分叉向上延伸，斷面傾角在西部15～22°，北部36～48°，傾向5～210°，分叉部位的上支斷層屬次級斷層，斷面傾角29～32°，南部斷層斷距約150 m，軸部與兩翼地層傾角近于一致，傾角9～14°。

圖1 古城油田B區油藏構造剖面

1.2 沉積特征

由于受風化剝蝕作用的影響，核桃園組一、二段及三段Ⅰ、Ⅱ砂組在本區塊內已全部剝蝕，保留較好的有核三段Ⅲ～Ⅶ地層［2］。油層主要分布在核三段Ⅲ～Ⅶ砂組。各時期的物源補給程度、古地形高低、水體深淺、沉積環境及沉積速度等差異，導致了各小層沉積微相分布的差異性。總體來看，古城油田B區的沉積相主體為扇三角洲前緣亞相，河口壩、水下河道、席狀砂是本區主要的微相類型。在核三段沉積時期，儲層多發育水下分流河道、河口砂壩、席狀砂等微相類型，其中Ⅳ9、Ⅴ8、Ⅵ42、Ⅵ8發育較大面積的水下分流河道砂；其余單層主要發育河口砂壩砂體。研究結果表明，本區物源來自西北方向，砂巖厚度表現為由西北向東南依次減薄，由河道主干向側翼的席狀砂依次減薄，河道發育的砂體一般都大于5 m。

2 儲層特征

2.1 巖石學特征

B區研究層位砂巖以長石砂巖為主，次為石英砂巖、巖屑長石砂巖和長石石英砂巖，巖屑砂巖和長石巖屑砂巖較少。研究區砂巖成熟度較低（成分成熟度指數在1.1～2.7之間），巖石成分組成總體上表現為石英含量較高，長石次之的特征。石英成分含量為33%～73%，長石含量16%～29%，巖屑以變質巖屑和火成巖屑為主，含少量沉積巖屑，其含量一般小于8%。膠結物含量一般小于6%，成分以方解石、白云石和泥質為主，鐵質次之。

粒度上主要以細砂巖、粉砂巖為主；膠結類型大部分為孔隙式，少數為基底式和接觸式；分選中等，風化程度中等，顆粒磨圓度為次尖狀-次棱角。填隙物主要是粘土礦物。據古城油田3口井5個樣品的分析，蒙脫石含量相對較高，平均含量高達33.4%；高嶺石含量一般為6.9%～54.7%，平均27.2%；伊利石含量次之，一般為15.2%～36.6%，平均29.3%；綠泥石含量再次之，一般為4.8%～15.4%，平均8.8%；此外還有少量的伊—蒙混層粘土。

2.2 物性特征

對B區的10口井取心實測物性資料進行統計表明，研究層孔隙度值最小為3.45%，最大為44.55%，平均為26.39%，孔隙度主要分布在20%～35%的區間，平面上表現為西北部大于其余部位的趨勢，縱向上表現為埋深越淺，孔隙度越大。滲透率最低為1×10-3μm2，最高為63 500×10-3μm2，平均為3 217.28×10-3μm2，大于10×10-3μm2的占85.94%。利用巖心資料中的孔隙度和滲透率數據統計分析，發現孔隙度與滲透率為正相關，且具有較好的相關性，滲透率隨孔隙度值的增加而增加，其相關系數達到0.64。

2.3 孔隙結構特征

依據巖心薄片和掃描電鏡觀察，研究區孔隙主要由原生孔隙和次生孔隙組成，原生孔隙主要為殘余粒間孔，即原始孔隙經過早期壓實和膠結作用后的剩余粒間孔，其形狀多呈不規則的多邊形，由于北部斜坡砂體埋藏淺，壓實作用、膠結作用強度弱，后期構造運動又使北部斜坡抬升，遭受剝蝕和淋濾作用，因此這類孔隙保存好［3-7］。次生孔隙主要有粒間溶孔及粒內溶孔等。粒間溶孔主要為充填的碳酸鹽膠結物（主要為方解石和白云石）、部分泥質雜基等受溶解而形成，孔隙直徑一般為5～40μm，其邊緣大多呈港灣狀、樹枝狀等。粒間溶孔為古城油田B區儲集層的主要孔隙類型，有利于油氣聚集。

通過對古城油田B區9口井27個樣品壓汞資料的整理研究（表1），結果表明，在27個樣品中，大部分退汞效率在50%以上，平均62.61%，因此說明研究層段連通性較好，儲集性能較好；飽和度中值壓力，主要分布在0.022～0.31 MPa，平均0.09 MPa，說明研究層段產油能力強；飽和度中值半徑分布在2.34～34.09μm，平均12.68μm，說明研究層段的喉道較粗；分選系數1.54～2.33，平均1.91；變異系數0.19～0.49，平均0.36；歪度0.72～2.79，平均1.83。由以上分析可以看出，同其它油田相比，B區大部份儲層孔喉分布較均勻，粗孔喉占主導地位，研究層段儲集性能較好［3，6］。

表1 古城油田B區孔隙結構參數

3 儲層物性控制因素研究

3.1 沉積物成份是影響儲層物性的初始因素

物源區母巖性質在一定程度上決定沉積物中碎屑的成份和性質，控制儲層原生孔隙的發育程度及成巖作用類型、演化，進而影響儲層物性。物源區以石英巖、花崗巖等為主要母巖的沉積物，其石英等剛性顆粒含量較多，顆粒之間的接觸支撐作用會減弱壓實作用的影響，從而能夠很好的保護原始孔隙結構，原生孔隙保存較好，并為次生孔隙的形成提供了的溶液通道和物質基礎，因此儲層物性較好。

3.2 沉積微相對儲層物性具控制作用

古城油田B區的沉積相主體為扇三角洲前緣亞相，微相類型主要為河口壩、水下分流河道、席狀砂。對物性資料統計可知，河口砂壩微相和水下分流河道微相儲層物性好，席狀砂微相儲層物性相對較差，如研究區中部古4506井，在508.8～512.8 m為水下分流河道沉積，其孔隙度最小值為23.35%，最大值為33.57%，平均值為27.49%；在610.7～616.3 m，為席狀砂沉積，孔隙度最小值為7.60%，最大值為19.32%，平均值為14.21%。研究區各小層都處于淺水沉積環境，沉積時水動力強，距物源較近，砂體十分發育。物性好的儲層都分布在水下分流河道和河口壩微相內，水下分流河道砂體形成的油藏分布范圍局限，主要沿河道主流線方向作帶狀展布，河口壩砂體成藏在工區內分布面積廣泛。

3.3 成巖作用對儲層物性的影響

成巖作用是控制儲層發育的重要條件之一［6］，本區主要為機械壓實作用和溶蝕作用。

（1）機械壓實作用。本區壓實作用主要表現為：①顆粒發生定向排列。由于在上覆地層壓力作用下，長形碎屑顆粒發生轉動致使其與壓力方向近于垂直。②塑性顆粒的壓實變形。砂巖中所含的云母、巖屑等塑性顆粒在壓實作用下發生變形，被壓扁或被硬顆粒嵌入。③剛性顆粒的壓實破碎。被壓碎的顆粒主要是長石顆粒，顆粒破碎后形成短小的微裂縫。由于該區油層埋深較淺（300～700 m），原始地層壓力變化范圍為3～8 MPa，故壓實作用所引起的孔隙損失較小，儲層疏松，表現為早期成巖作用特征。機械壓實作用可以使原生孔隙損失20%左右。

（2）溶蝕作用。根據巖石薄片、掃描電鏡及鑄體薄片圖像分析，認為本區儲層在成巖演化過程中曾遭受過較為強烈的溶蝕作用。究其原因，主要是由于儲層埋深淺、斷裂發育、地表水與地層水滲流活躍、水體交替頻繁，這極大地加強了溶蝕作用。水質分析表明，地層水為Na HCO3型，Cl-含量為40～280 mg／L，總礦化度為760～1 800 mg／L，油田水礦化度如此低值也可作為地表水大量滲入油層的佐證。本次所觀察到的溶蝕現象，在石英、長石、巖屑等骨架顆粒及填隙物中普遍發生，長石溶蝕多沿解理縫和破裂縫進行，形成粒內溶孔，溶蝕嚴重者 ，形成粒內蜂巢狀溶孔或鑄模孔。這些溶蝕作用使儲集性能得到了很大的提高，是極具建設意義的成巖作用。

4 結論

通過上述的儲層特征研究認為，古城油田B區主要有以下幾個方面的特征：

（1）本區為扇三角洲前緣沉積，微相主要為三角洲前緣的水下分流河道和河口壩，巖石類型主要為長石砂巖，分選中等，風化程度中等，顆粒磨圓度為次尖狀-次棱角，孔隙度與滲透率的相關性較好，儲層物性較好。

（2）孔隙主要由原生孔隙和次生孔隙組成，原生孔隙主要為殘余粒間孔，次生孔隙主要有粒間溶孔及長石和巖屑被溶蝕形成的粒內溶孔等，儲層孔喉分布較均勻，粗孔喉占主導地位，喉道體積大，連通性好。

（3）沉積物成分、沉積微相和成巖作用對儲層的發育起到了重要的影響作用。河口砂壩微相和水下分流河道微相儲層物性好，席狀砂微相儲層物性相對較差；本區機械壓實作用弱，而溶蝕作用強，這也是研究區物性較好重要原因。

［1］ 賈慶素，尹偉，夏東領，等.泌陽凹陷古城油田油氣成藏過程分析及勘探方向［J］.中國石油勘探，2006，（3）：30-34.

［2］ 王珊，胡望水，李相明，等.雙河油田核三段Ⅶ油組儲層特征研究［J］.石油地質與工程，2009，23（1）：38-40.

［3］ 洪秀娥，戴勝群，郭建宇，等.應用毛細管壓力曲線研究儲層孔隙結構—以衛城油田Es-4儲層為例［J］.江漢石油學院學報，2002，24（1）：53-54.

［4］ 王永新，趙澄林.廊固坳陷河西務構造帶深部碎屑巖儲層特征［J］.石油與天然氣地質，2001，22（2）：119-122.

［5］ 李連生，朱軍，李輝，等.泌陽凹陷斜坡帶斷裂特征與油氣聚集［J］.西南石油學院學報，2004，26（2）：4-6.

［6］ 陳培元，顏其彬，楊輝廷.塔中I號氣田62區塊上奧陶統儲層特征研究［J］.石油地質與工程，2009，23（4）：23-25.

［7］ 楊東興，尹太舉，戴勝群，等.下寺灣油田長2油組儲層特征及其影響因素分析［J］.石油地質與工程，2009，23（5）：25-27，31

The sedimentary and structure characteristics，lithology characteristics，reservoir characteristics，pore texture and pore types of the reservoir of B area of Gucheng oilfield have been studied through analyzing the core，thin sections with the method of scanning electron microscope and mercury intrusion method etc.The result indicates the sandstones mainly consist of arkoses.The multiple sedimentary microfacies includes：underwater distributaries channel，river mouth bar，sand sheet etc，belonging to the fan delta.The pore types include residual inter-particle pores，and secondary dissolution pore，most are rough pore throat.Between porosity and permeability of the investigated area，there are good positive correlations.The physical properties of the reservoirs are controlled by sedimentary microfacies，sedimentary composition，compaction，corrosion etc.

09 Reservoir characteristics of the major oil bed of third member of Hetaoyuan formation in Barea of Gucheng oilfiled

Xiong Xinrui et al（School of Energy Resources，Chengdu University of Technology，Chengdu，Sichun 610059）

Biyang depression；Gucheng oilfield；reservoir characteristics；sedimentary microfacies；diagenesis

TE112.23

A

1673-8217（2011）06-0009-03

2011-05-03；改回日期：2011-06-07

熊歆睿，1985年生，2009年畢業于成都理工大學石油工程專業，在讀碩士研究生，主要從事油氣儲層評價研究。

中國石化河南油田分公司科技項目（G0502-09-ZS0016）。

吳官生