鹽池地區長4＋5儲層特征及其影響因素分析

吳新偉 （中石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川750000）

史 濤 （西安石油大學地球科學與工程學院，陜西西安710065）

郭京哲 （中石油長慶油田分公司勘探開發研究院，陜西西安710016）

鹽池地區位于寧夏回族自治區鹽池地區，構造位于天環坳陷東端，構造整體表現為東西高、中南部低的面貌，西翼陡，東翼緩，西部發育著規模不等的鼻狀構造，東部位于天環凹陷東北端的西傾單斜上，局部發育因差異壓實作用而形成一系列寬緩、低幅的鼻狀隆起。自2006年在長8鉆遇高產油藏以來，鹽池地區在2007年長8油藏勘探評價取得了突破性的進展，同時在長9油層組也取得了較大的收獲。此后，堅持邊勘探、邊評價、邊實驗、邊建產的勘探開發原則，2009年在H39井區以落實長8油層組含油富集區為目的，兼探長9油層組開發，開始大規模的骨架井鉆探工作，同時圍繞H36井、H39井等井點進行超前注水開發試驗。與此同時，隨著鹽池地區勘探開發的不斷深入，延長組長7、長6和長4＋5油層組等非主力油層優質出油井點不斷顯現，揭示了該區域為一個多油層疊合的區域。因此，在鹽池地區系統地開展目前的非主力油層的建產潛力的研究，是一項十分必要的工作。下面，筆者以鹽池地區延長組長4＋5儲層作為研究目標，開展儲層特征研究及其影響因素的分析，為鹽池地區的后續規模建產提供依據。

圖1 鹽池地區長4＋5油層組巖石三角分類圖

1 儲層巖石學特征

長4＋5油層組砂巖以淺灰色粉－細砂巖為主，局部夾有煤線，受不同方向母巖性質和搬運距離的影響，砂巖的分選性從差到好均有分布，但以中等和好為主；磨圓程度以次棱角狀為主，磨圓度中等；儲層膠結類型以薄膜－孔隙型和加大－孔隙型為主，顆粒間接觸類型以線接觸為主，少數為點－線接觸和凹凸接觸［1］。

依據鹽池地區9口井15塊巖樣的薄片鑒定資料統計分析 （見圖1），長4＋5儲層以長石砂巖為主，并發育少量長石巖屑砂巖。其組分特征為：石英含量在28.2%～52.3%之間，平均為40.7%；長石含量在26.3%～51.8%之間，平均為37.8%；巖屑含量在4.9%～26.7%之間，平均為14.8%。長4＋5儲層主要以石英類和長石類為主，其次為巖屑。

填隙物是指碎屑巖中的雜基和膠結物，受沉積作用和成巖作用的共同控制，填隙物在不同的成巖階段逐步形成，種類繁多。鹽池地區長4＋5儲層9口井15個樣品巖心分析資料表明，長4＋5儲層砂巖填隙物總量16.03%，主要以鐵方解石、高嶺石為主，水云母、綠泥石、硅質含量次之。填隙物通常充填于孔隙中或者粘附在顆粒表面，導致孔隙、吼道變小，孔隙結構更加復雜。

2 儲層孔隙類型及孔隙結構

2.1 孔隙類型

巖石的孔隙特征直接影響到巖石的儲集性能和儲層中流體的滲流規律，根據儲集空間的成因和形態，儲層儲集孔間分為粒間孔、次間孔、微孔。粒間孔隙是指在壓實作用和膠結作用下，剩余的殘余原生粒間孔。次間孔主要以長石被溶蝕而形成的長石溶孔為主。微孔是指孔隙半徑小于0.5μm的孔隙，常與粘土礦物伴生。

鹽池地區長4＋5儲層孔隙類型以粒間孔為主，長石溶孔次之，其中粒間孔占總孔隙的57.66%，長石溶孔占總孔隙的39.23%。儲層平均面孔率為5.75%，平均孔隙半徑為29.09μm （見表2）。

表2 鹽池地區長4＋5油層組巖心分析資料物性統計

2.2 孔隙結構

鹽池地區長4＋5儲層壓汞資料 （見圖2）表明，曲線斜度一般，部分砂巖有明顯的曲線平臺，但排驅壓力較大，物性好的壓汞曲線表現好［2］。孔隙結構參數排驅壓力平均為1.2038MPa，中值壓力為5.2737MPa，中值喉道半徑為0.2563μm。最大進汞為81.07%，退汞效率為25.06%。通過以上分析該儲層微小孔隙發育，孔隙分選較好，孔隙結構復雜。

3 儲層物性特征

儲層物性特征是決定儲層儲集性能的關鍵，其直觀的表征為孔隙度和滲透率的大小。對鹽池地區長4＋5儲層9口井181塊巖樣進行巖心分析，長4＋5油層組分析孔隙度為1.18%～17.32%，集中分布在8%～14%，平均為11.95%；分析滲透率為（0.005～8.969）×10－3μm2，優勢范圍在（0.2～0.8）×10－3μm2，平均0.705×10－3μm2，屬于低孔、低滲儲層 （見表2）。

圖2 鹽池地區長4＋5油層組毛細管壓力曲線圖

4 儲層物性影響因素分析

一般而言，碎屑巖儲層物性主要受沉積、成巖、構造等諸多因素的控制。從巖心觀察、顯微鏡、掃描電鏡及壓汞等資料分析可知，鹽池地區延長組砂巖不發育裂縫。因此，該區延長組特低孔滲儲層形成主要受沉積、成巖作用的控制。

4.1 沉積作用對儲層物性的影響

沉積作用除了控制著儲層的厚度、規模及空間展布等宏觀特征外，還因其決定著沉積巖石的顆粒大小、填隙物含量的多少、巖石結構 （分選、磨圓度、接觸方式等）好差等微觀特性，而控制著巖石原始孔隙度的大小和滲透性的好差，甚至對后期成巖強度都有著重要影響，因而沉積作用對儲層起到先天性的控制作用［2－3］。

一般砂巖孔隙度、滲透率隨粒徑的減小而降低；而且粒度越細，往往雜基含量也較高。根據統計分析，鹽池地區延長組砂巖粒度大小與物性存在明顯的正相關關系。巖石的物性和孔隙結構與微相環境也有著明顯關系，三角洲前緣水下分流河道砂體的物性和孔隙結構比天然堤和分流河道間的砂體好 （見圖3）。

圖3 鹽池地區長4＋5沉積微相圖

4.2 成巖作用對儲層物性的影響

成巖作用是自沉積物埋藏后至今所發生的流體與巖石相互作用的復雜地質過程，沉積巖和沉積物始終在成分、結構、儲集性能等方面發生著變化。成巖作用是儲集空間形成的關鍵，它影響儲集空間的演化過程和儲層孔隙結構特征，并最終決定儲層物性的好壞。因此需要將成巖作用與儲層物性分布特征、砂體展布規律聯系起來，發現它們之間所存在的聯系、總結規律，這樣才能更為準確地認識儲層，進而實現油氣藏的有效勘探與開發。

1）壓實、壓溶作用 壓實、壓溶作用是在上覆壓力、重力及構造應力下，壓縮巖石顆粒之間的孔隙，使巖石密度增大，其作用強度與巖石自身礦物成分、埋藏深度、地溫梯度等多種因素有關，埋藏深度較淺時，以壓實作用為主，而當埋藏深度較深時，以壓溶作用為主。鹽池地區長4＋5儲層的壓實作用較強 （見圖4）。

圖4 壓實作用類型圖示

2）膠結作用 膠結作用是孔隙溶液中，過飽和成分發生沉淀，將較為松散的沉積物固結其形成巖石的作用。它使巖石由松散變為致密，導致孔隙體積大幅減小，從而傷害儲層物性。膠結作用有粘土礦物膠結、硅質膠結、碳酸鹽膠結等類型，研究區粘土礦物膠結作用和碳酸鹽膠結作用均較為強烈，硅質膠結作用不明顯。

鹽池地區長4＋5儲層粘土礦物膠結作用主要以高嶺石膠結為主，自生高嶺石多充填于碎屑顆粒間，降低了儲層孔隙度；碳酸鹽膠結作用以鐵方解石膠結為主，碳酸鹽的膠結對儲層具有一定的破壞作用［4］，雖然也出現了一些方解石的溶孔，但是這種溶孔的量是非常有限的 （見圖5）。

圖5 膠結作用類型圖示

3）交代作用 鹽池地區長4＋5儲層交代作用 （見圖6）以鐵方解石交代為主；交代作用產生的交代礦物化學活潑性強，易發生溶解，形成溶蝕孔隙，有利于孔隙度的增加。

4）溶蝕作用 溶蝕作用對孔隙建設性意義最大的主要是發生在深埋期的、與烴源巖中有機質成熟期相匹配的溶蝕作用，由此形成的溶孔部分因被瀝青或原油充填而成為有效孔隙。與此不同的是，早期的溶蝕作用所形成的孔隙保存下來的較少。溶解作用可表現為對碎屑顆粒的溶解以及對雜基、膠結物的溶解作用等。溶蝕作用是形成次生孔隙的主要作用，可形成粒間溶孔、粒內溶孔、鑄模孔和超大孔等建設性的成巖作用主要有溶蝕作用和交代作用。溶蝕作用控制著砂巖次生孔隙的形成，對改善本區儲層物性起著非常重要的作用，工區內溶蝕作用較為常見 （見圖7）。

圖6 交代作用類型圖示

圖7 溶蝕作用類型圖示

5 結論與認識

（1）鹽池地區長4＋5油層組處于三角洲前緣沉積環境，水下分流河道廣泛發育，巖石類型以長石砂巖為主，并發育少量長石巖屑砂巖，長石和石英含量較高，碎屑含量相對較低，儲層表現為低孔、超低滲的特征。

（2）鹽池地區長4＋5儲層孔隙類型以粒間孔為主，其次發育長石溶孔，其他孔隙類型相對較少，平均排驅壓力為1.2038MPa，中值壓力為5.2737MPa，中值喉道半徑為0.2563μm。最大進汞為81.07%，退汞效率為25.06%，儲層微小孔隙發育，孔隙結構復雜。

（3）鹽池地區長4＋5儲層儲集性能受沉積及成巖雙重因素控制。儲層物性具有明顯的相控特征，水下分流河道砂體物性最好；成巖作用較強烈，類型復雜，壓實作用對原生孔隙起著主要的破壞作用，同時發育膠結作用；交代作用和溶解溶蝕作用對砂巖次生孔隙形成起主要作用，對改善該區儲層物性起著非常重要的作用。