鄂爾多斯盆地旬邑地區長8儲層特征及控制因素分析

張 亮，楊 江，張 鵬，藺建武

(陜西延長石油(集團)有限責任公司研究院， 陜西西安 710075)

鄂爾多斯盆地旬邑地區長8儲層特征及控制因素分析

張 亮，楊 江，張 鵬，藺建武

(陜西延長石油(集團)有限責任公司研究院， 陜西西安 710075)

利用鑄體薄片、掃描電鏡、巖心、壓汞及測井等資料，對旬邑地區長8儲層綜合研究表明，該地區巖石類型主要是巖屑長石砂巖和長石巖屑砂巖，孔隙類型以粒間孔、溶蝕孔隙為主，孔隙結構壓力參數與物性具有較好的相關性，長8儲層屬于低孔超低滲儲層。長8儲層由于受沉積、成巖及構造作用的共同影響，水下分流河道和河口壩儲層物性最好，遠砂壩次之；壓實和膠結作用會使儲層致密化，損失部分孔隙，但溶蝕作用改善了孔喉的儲滲能力、使儲層物性得以改善,后期構造改造作用使儲層巖石破碎形成裂縫，進一步改善了儲層孔滲條件。

鄂爾多斯盆地；旬邑地區；孔隙結構類型；儲層特征；控制因素

近年來，鄂爾多斯盆地延長組勘探開發取得了重大進展[1]。目前，盆地南部的旬邑地區開展的石油勘探結果顯示，長8段油氣顯示較好，但該地區前期的基礎地質研究不足，尤其是對儲層孔隙結構特征的認識更少，制約了區塊整體勘探開發評價[2-3]。因此有必要對該地區長8儲層的物性特征、孔隙結構特征等進行研究，為今后深入開展油氣勘探開發提供依據。

1 區塊地質概況

旬邑地區位于陜西省咸陽地區西北部，西南與彬縣相接，北與甘肅省正寧、寧縣接壤，東臨耀縣、宜君，東北與黃陵雙龍鎮相連，面積1811 km2；構造上處于鄂爾多斯盆地渭北隆起與陜北斜坡的過渡帶，構造較復雜，主要為應力構造及差異壓實構造 。該區延長組地層沉積上處于旬邑-宜君三角洲的前端，長8期為辨狀河三角洲前緣沉積，物源主要來源于南部的秦嶺地區，長8儲層優勢沉積微相為水下分流河道及河口壩[4-5]，儲層平均孔隙度6.83%，平均滲透率0.23×10-3μm2，屬于典型的低孔超低滲儲層。

2 儲層特征

2.1 巖石學特征

旬邑地區延長組長8儲集砂巖主要為巖屑長石砂巖和長石巖屑砂巖(圖1)，其組分特征為：石英平均含量為32.72%，陰極發光下，石英多為不發光的沉積巖石英，少數顆粒發紅紫色，表明該區存在巖漿巖來源的石英顆粒；該地區長石含量普遍較高，平均含量為40.32 %，主要為斜長石和鉀長石；巖屑平均含量為26.96 %，以沉積巖巖屑和巖漿巖巖屑為主。整體上，長石、巖屑含量高，石英含量相對較少，具成分成熟度低的特點。碎屑顆粒膠結方式為點、線接觸，以線接觸為主。

雜基是充填于巖石顆粒之間的微粒物質，經薄片分析，研究區主要是泥質雜基。膠結物是成巖期在巖石顆粒之間起黏結作用的化學沉淀物，硅質膠結物在研究區較常見，含量小于2%，主要以石英次生加大邊形式出現，少量碳酸鹽膠結物，自生長石和黃鐵礦含量極低，分布局限。

2.2 儲層物性特征

物性特征是決定儲層儲集、滲濾性能的關鍵，其直觀表現為孔隙度和滲透率的大小，根據大量巖心物性資料分析統計，長8儲層孔隙度為1.45%～14.90%、平均6.83%，滲透率為(0.03～6.25)×10-3μm2、平均0.23×10-3μm2(圖2)，具有低孔超低滲儲層特征。

圖1 旬邑地區長8儲層砂巖類型三角圖

圖2 旬邑地區長8儲層孔隙度、滲透率分布直方圖

研究表明，旬邑地區大部分井孔隙度與滲透率有較好的正相關性，即隨著孔隙度增加，滲透率增加趨勢明顯(圖3)，反映儲層的優劣主要取決于基質巖的孔滲性，為典型的孔隙型儲層。若以滲透率變異系數(KV)粗略評價儲集層內非均質程度(KV≤0.5為均勻，0.5

圖3 旬邑地區長8儲層孔隙度、滲透率關系

2.3 孔隙類型及孔隙結構特征

2.3.1 孔隙類型

通過對旬邑地區長8儲層的鑄體薄片及掃描電鏡分析，其主要儲集空間為殘余粒間孔，次為溶蝕孔隙，分別占總孔隙的46.3%和37.5%，微孔、鑄模孔等其他孔隙類型發育較少。從鏡下觀察，殘余粒間孔多為三角形、多邊形或不規則形狀，平均面孔率為2.27%，孔徑從0.01～0.25 mm不等。長8儲層主要的溶蝕孔隙為長石的粒內溶孔，長石溶孔的發育程度與儲集層內長石的含量和方解石膠結物的含量有密切關系，長石含量40.32%，方解石膠結物含量7.3%，長石溶孔面孔率0.93%。微孔發育很少，面孔率為0.12%，鑄模孔極為罕見，僅出現在個別的樣品中。總體來說，長8儲層的粒間孔相對比較發育。

2.3.2 孔隙結構分類特征

根據長8儲層毛管壓力曲線形態特征(圖4)和反映砂巖孔隙結構參數，結合巖心觀察，綜合該區長8砂巖儲層形成的有利因素和不利條件，分析儲層沉積、成巖過程的孔隙組合和孔隙結構特征，利用鄂爾多斯盆地延長組孔隙喉道分級標準[6-9]，在研究區劃分出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類孔隙結構類型(表1)。

統計來自長8油層組7口井樣品數據，Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類及Ⅳ類樣品比例分別為22.1%、42.9%、20.7%和14.3%，孔隙結構類型以Ⅱ類為主，Ⅰ類、Ⅲ類次之。

2.3.3 儲層孔喉壓力參數與物性關系

該地區長8儲層孔隙度、滲透率與排驅壓力呈負相關(圖5a,圖5b)，只有在排驅壓力處于0.8 MPa以下時儲層物性才有可能趨好，總體可以顯示出儲層孔隙喉道細小，排驅壓力增大，儲層滲流物性孔滲變差，其中尤以滲透率隨排驅壓力增大而大幅度降低，明顯反應喉道細小與滲透率敏感性強的特征。長8儲層孔隙度、滲透率與中值壓力亦呈負相關(圖5c,圖5d)，只有在中值壓力處于5 MPa以下儲層物性才有可能趨好，總體也顯示出儲層孔隙喉道細小，中值壓力增大，儲層滲流物性變差，其中也尤以滲透率隨中值壓力增大而下降的敏感性強為特征。該區長8儲層中值半徑小(小孔喉多)，在0.4 μm中值半徑范圍內滲透率、孔隙度變化范圍大，物性散點“胖”，尤以滲透率及中值半徑相關性差，非均質性強。總體上，隨細小孔喉中值半徑增大，滲透率、孔隙度升高，但變化趨勢不明顯(圖5e,圖5f)。

圖4 旬邑地區長8儲層毛管壓力曲線特征

表1 旬邑地區長8儲層孔隙結構分類

孔隙結構類別Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類Ⅳ類孔隙度/%≥9．09．3～7．88．0～6．7<6．7滲透率/10-3μm2≥1．21．2～0．40．70～0．15<0．15排驅壓力/MPa<0．270．25～0．680．68～1．40>1．4中值壓力/MPa<1．611．62～4．954．95～6．65>6．65最大孔喉半徑/μm>4．614．65～1．121．12～0．6<0．6中值半徑/μm>0．360．38～0．150．15～0．12<0．12喉道均值/μm1．17～1．161．16～0．290．29～0．110．11～0．02孔喉組合中孔細喉小孔細喉小孔微細喉微孔微喉評價較好中等差致密層

圖5 旬邑地區長8儲層物性與排驅壓力、中值壓力、中值半徑關系

3 儲層物性影響因素分析

3.1 沉積微相對儲集層的控制

沉積環境是影響儲層儲集性能的地質基礎，不同沉積微相砂巖儲集性能之間存在明顯的差異[10]。旬邑地區長8油層組不同沉積微相孔、滲統計結果(表2)表明，三角洲沉積體系中水下分流河道儲層物性最好，其次為河口壩、遠砂壩。在同一沉積微相不同部位的砂巖儲層物性也存在差異，水動力較強的河道或河口壩主體部位儲層物性較好；而邊緣地帶水動力減弱，顆粒變細，分選變差，孔滲相應變小。

表2 長8油層組不同沉積微相砂體孔、滲物性統計

3.2 成巖作用對儲集層的影響

成巖作用對儲層儲集性能具有明顯的控制作用，區內對儲層物性改造較大的成巖作用主要有壓實作用、膠結作用和溶解作用[11]。長8砂巖中長石及巖屑等軟顆粒含量較高，在較長的埋藏過程中，因強烈的壓實作用[12]，顆粒間的接觸方式由點接觸向線接觸、面接觸及凸凹接觸轉變，造成巖石逐漸致密化，大量原生孔隙損失，滲透性變差。較強的膠結作用對儲層物性具有雙重影響，區內發育的碳酸鹽膠結和綠泥石黏土膜，碳酸鹽膠結物附著在碎屑顆粒之上，占據了孔隙的位置，縮小或堵塞喉道，降低了巖石的孔隙度和滲透率。但成巖早期膠結作用對儲層物性的影響也有積極的一面，膠結物的形成提供了碎屑顆粒間的支撐，從而抑制或減緩進一步深埋過程中的強烈壓實作用。一般而言，成巖晚期的溶蝕作用對砂體次生溶孔的形成最為重要。鑄體薄片分析統計發現長8油層組溶蝕現象發育，由于晚期有機質熱成熟過程中釋放出的CO2進入孔隙流體中，使水介質呈較強的酸性[13]，這些酸性的溶蝕流體不僅可以擴大、增加巖石孔隙，還可以改善孔隙的連通性和滲流條件，提高滲透率，從而使儲層物性條件得到改善。

3.3 構造作用對儲集層的影響

構造作用是影響旬邑地區長8儲層的重要因素。研究區位于陜北斜坡與渭北隆起的過渡帶上，且沉積時受南部秦嶺地質作用的影響，同生變形構造發育，復雜的湖盆邊界類型和坡度很陡的湖盆地形及沉積體系復雜，主要發育三角洲前緣、滑塌扇沉積等。該區不斷受后期改造作用，主要表現在使巖石破碎而形成裂縫。裂縫存在不僅提供了石油運移通道，改善了儲層的儲集性能，而且為大氣、淡水、酸性水進入砂體提供了運移通道，形成良好的次生孔隙，改善了儲層的物性，孔滲條件變好。因此構造作用在局部地區對儲層改善起了很大的作用。

4 結論

(1) 旬邑地區長8儲層主要巖性為巖屑長石砂巖和長石巖屑砂巖，儲層儲集空間主要為殘余粒間孔，次為溶蝕孔隙；該區四類孔隙結構類型中，以小孔細喉型為主，中孔細喉型、小孔微細喉型次之。排驅壓力、中值壓力隨孔隙喉道趨于細小而增大，反映孔隙結構決定儲層物性。

(2)長8儲層受沉積環境的控制，水下分流河道和河口壩儲層物性最好，遠砂壩次之。壓實及膠結作用使儲層損失部分孔隙且儲層趨于致密，而溶蝕作用改善孔隙的連通性和滲流通道，提高滲透率，從而使儲層物性得到改善。構造作用對長8儲層的影響主要表現在使巖石破碎而形成裂縫，使得孔滲條件變好。

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編輯：李金華

1673-8217(2015)02-0049-04

2014-10-24

張亮，碩士，1983年生，2012年畢業于西安石油大學油氣田開發工程專業，現從事油氣田開發地質研究工作。

陜西省科技統籌創新工程項目(2011KTZB01-04-06)資助。

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