環江地區長7致密油四性關系與儲層特征分析

2015-09-10 07:11:34郭鋼王琨郭亞麗王玲芳中國石油長慶油田分公司油氣工藝研究院陜西西安7005中國石油長慶油田分公司第八采油廠陜西靖邊78500中國石油長慶油田分公司第二采油廠甘肅慶陽74500

石油化工應用 2015年1期

郭鋼，王琨，郭亞麗，王玲芳（.中國石油長慶油田分公司油氣工藝研究院，陜西西安　7005；.中國石油長慶油田分公司第八采油廠，陜西靖邊　78500；.中國石油長慶油田分公司第二采油廠，甘肅慶陽　74500）

郭鋼1，王琨2，郭亞麗3，王玲芳3
（1.中國石油長慶油田分公司油氣工藝研究院，陜西西安710025；2.中國石油長慶油田分公司第八采油廠，陜西靖邊718500；3.中國石油長慶油田分公司第二采油廠，甘肅慶陽745100）

通過對環江長7致密油儲層的巖芯取樣、鑄體薄片、掃描電鏡分析，研究環江地區長7致密油儲層特征。結果表明：研究區致密儲層長7巖石主要為灰色、灰褐色極細-細粒巖屑質長石砂巖。砂巖填隙物含量平均為14.80％，主要以自生粘土礦物和碳酸鹽為主，還有少量的硅質和其他礦物。其中自生粘土礦物以高嶺石（1.76％）、伊利石（3.56％）、綠泥石（1.98％）為主，而碳酸鹽礦物以鐵方解石（3.76％）和鐵白云石為主（1.22％）。環江地區長7致密油儲層孔隙半徑分布范圍寬，儲層中沒有大孔，中孔、小孔、微孔及納米孔孔隙類型均發育，以小孔隙為主，且孔隙類型、主要孔隙類型和孔隙半徑分布范圍受儲層致密程度的控制作用明顯；研究區孔隙類型主要為剩余粒間孔、長石溶孔和晶間孔，由于儲層與大規模發育的優質烴源巖緊密接觸，受溶蝕作用明顯，其長石溶孔是研究區最主要的孔隙類型，此外，由于孔喉細小，儲層致密，儲層填隙物中伊利石、高嶺石中的晶間孔也是一個重要的油氣儲集場所。對環江非常規油氣資源的勘探與開發具有一定的啟示意義。

環江油田；長7油層；致密油；孔隙特征；鑄體薄片

鄂爾多斯盆地擁有豐富的致密油資源，勘探開發前景廣闊，主要致密油產層為延長組長6、長7砂巖，滲透率小于1×10-3μm2的儲量占52.56％。

環江地區處于盆地西南邊陲，滲透率一般小于0.3×10-3μm2，是鄂爾多斯盆地中典型長7致密油砂巖儲層，作為典型的致密油層，長7儲層的研究較為薄弱。本文旨在通過對環江地區典型油藏儲層特征的分析，為該類油藏的資源評價研究，勘探開發提供指導意義。

1　地質概況

環江地區位于鄂爾多斯盆地中西部，構造位置位于伊陜斜坡二級構造單元內，構造平緩，以巖性圈閉為主。轄區面積14 615 km2。地層發育特征與鄂爾多斯盆地其它地區延長組相似。長7油層組沉積期為湖盆發展的全盛時期，屬淺湖-深湖相沉積環境，巖性以灰黑色泥頁巖、油頁巖為主（俗稱“張家灘頁巖”），是本區主要生油巖系。

2　四性關系與測井解釋

儲層的“四性”關系是指儲層的巖性、物性、含油性與電性之間的關系，通過四性關系研究，解決如下問題：（1）定性地劃分儲層有效厚度、隔層及兩者之間的過渡巖層；（2）建立滲透率、孔隙度、含油飽和度圖版；（3）綜合判斷產油、產氣、產水層。

2.1儲層巖性特征

研究區長7儲層巖性主要以灰色、灰褐色極細-細粒巖屑質長石砂巖為主，主要粒徑為0.06 mm～0.42 mm，平均為0.16 mm。分選性整體為中，碎屑顆粒多為次棱角狀。膠結類型多樣，以孔隙型膠結為主。

2.2儲層物性特征

通過長7儲層化驗資料分析統計，主要孔隙度分布范圍在5％～8％，平均值7.42％，主要滲透率分布范圍在0～0.4×10-3μm2，平均值0.18×10-3μm2。

2.3含油性基本特征

取芯資料顯示，含油巖性主要為細砂巖，其次還有少部分的細粉砂巖，含油級別主要為含油性好、中等、差，泥質粉砂巖和鈣質砂巖不含油。

2.4儲層基本電性特征

測井系列為數控測井系列，測井曲線包括自然電位、自然伽瑪、井徑、聲波時差、4米電阻和2.5米電阻、微電位、微梯度、中感應、深感應、八側向、密度和補償中子等曲線。鉆井液為水基聚合物泥漿，儲層自然電位負異常，自然伽馬低值-中值，隨著泥質含量增加，自然電位幅度減小，自然伽瑪值升高；隨著鈣質含量增加，聲波時差降低，電阻率升高（見圖1）。

2.5儲層四性關系

通過對儲層四性關系地研究（見圖2），孔隙度測井資料（聲波時差、補償中子、補償密度）與儲層物性（孔隙度、滲透率）之間有很好的相關性，一般采用聲波時差曲線與儲層分析孔隙度建立經驗公式，這主要考慮開發井只測聲波而不測密度和中子。另外由于在研究區長7儲層，自然伽馬曲線在一定程度上反映了儲層的泥質含量，所以采用了自然伽馬曲線對孔隙度值和滲透率值進行泥質校正，并取得較好的效果。

環江地區長7儲層油層主要特點表現為：是油層厚度大，油層比較穩定，變化小，油層易于識別。含油飽和度較低，儲層的物性與電性有極好的對應關系，儲層的電性能較好地反映儲層的性質。

圖1　環江地區長7儲層孔隙度、滲透率直方圖

圖2 池X井長7儲層四性關系圖

由于該地區長7儲層自然伽馬曲線能有效地劃分巖性，并能準確地確定儲層的泥質含量，所以在劃分巖性時，主要采用自然伽馬曲線，自然電位曲線則做參考曲線。2.6孔隙度、滲透率下限確定

根據對該研究區的孔隙度、滲透率分析數據，可以用經驗統計法確定孔隙度、滲透率下限值。

對于研究區的致密砂巖油來說，主要通過不同物性巖性中的試油結果來推斷其物性下限。根據研究區統計的試油結果，將目的層段試油結果分為干層、水層和油層。并統計了不同類型試油結果的孔隙度和滲透率的分布（見圖3，圖4）。

從統計結果來看，干層孔隙度分布在4％～8％，滲透率分布在0.006 mD～0.3 mD，油水同層孔隙度分布在5％～10％，滲透率分布在0.02×10-3μm2～1×10-3μm2，油層孔隙度呈多峰狀，分布在3％～10％，滲透率呈單峰狀，分布在0.01×10-3μm2～1×10-3μm2。由于研究區干層的統計樣本數量較少，其統計結果對研究區含油性下限幫助有限。統計結果表明：儲層物性越好其含油性趨好的幾率也越大，說明物性對于儲層的含油氣性有明顯的控制作用；含油性并不完全取決于儲層自身的孔隙度；孔隙度小3％，沒有明顯的油氣顯示，通過孔滲交匯圖，孔隙度等于3％時，滲透率為0.01×10-3μm2，當滲透率小于0.01×10-3μm2，則也沒有明顯的含油氣特征。因此，確定研究區長7致密砂巖油孔隙度、滲透率下限分別為3％和0.01×10-3μm2（見圖5）。

圖3　環江地區長7不同試油結果孔隙度分布直方圖

3　儲層巖石學特征

利用鑄體薄片、掃描電鏡等資料和手段，對長7油層組的巖石學特征進行分析。

3.1巖石碎屑成分

通過分析，研究區長7石英含量28.15％，長石含量35.71％，巖屑含量19.32％，各個小層碎屑成分相似，長71石英含量高，長72巖石含量高，長73巖屑和填隙物含量高。

表1　環江地區長7巖屑和填隙物成分統計表

3.2填隙物組分特征

通過鑄體薄片統計、掃描電鏡分析，研究區長7砂巖填隙物含量平均為15.15％，填隙物種類多樣，主要以自生粘土礦物和碳酸鹽為主，還有少量的硅質和其他礦物。其中自生粘土礦物以高嶺石（1.89％）、伊利石（3.83％）、綠泥石（2.00％）為主，而碳酸鹽礦物以鐵方解石（3.66％）和鐵白云石為主（1.18％）。

表2　環江地區長7儲層填隙物成分統計表

123478高嶺石　伊利石　綠泥石鐵方解石鐵白云石　硅質　其他填隙物種類含量百分比5 （％）6 ????長71 ??長72 ??長73 ??長7? ?876543210含量百分比/％高嶺石伊利石綠泥石鐵方解石鐵白云石硅質　其他填隙物種類長71 長72 長73 長7

從圖7可以看出，研究區長7砂巖三個小層整體填隙物類別差別不大，含量分布基本相同，差異主要體現在伊利石、綠泥石和鐵方解石上。伊利石長73含量最高，為7.27％；綠泥石長72含量最高，為3.33％；鐵方解石長73含量最高，為5.28％。

4　孔隙類型及分布規律

通過鑄體薄片、掃描電鏡等分析，研究區長7砂巖的孔隙類型主要有粒間孔、長石溶孔、巖屑溶孔，還有少量的晶間孔和微裂縫等，平均面孔率為2.12％。其中長石溶孔是本區長7最主要的孔隙類型，含量為0.96％，其次為粒間孔，含量為0.89％，研究區長7巖屑溶孔含量為0.06％。

圖6　長7砂巖成分柱狀圖

圖4　環江地區長7不同試油結果滲透率分布直方圖

圖5　環江地區長7儲層孔隙度、滲透率交匯圖

圖8　環江地區長7儲層鏡下微觀孔隙結構

粒間孔：形態多為三角形和不規則多邊形（見圖9），因本區壓實作用強烈，含量相比于其他層位較低。

長石溶孔：由長石顆粒的邊緣或者內心溶蝕、溶解形成的溶孔，孔隙形態極不規則，呈港灣狀。長7烴源巖發育，在生排烴過程中形成大量的酸性流體，酸性流體侵入巖石孔隙中，因此溶蝕作用強烈，導致研究區長石溶孔發育。

巖屑溶孔：硅質巖屑等顆粒被溶解形成的巖屑，因研究區溶蝕作用發育，也是研究區一種重要的孔隙類型。

其他孔隙：包括晶間孔、微裂縫等，雖然含量較低，但對提高儲層孔隙度和滲透率也起到一定的作用。

各小層孔隙類型差異不大，長71和長72面孔較高，長73面孔率較低，差異主要體現在粒間孔和長石溶孔上，長72粒間孔和長石溶孔含量最高，長71巖屑溶孔含量最高。

圖10　池A，2 267.4 m，長71剩余粒間孔

5　孔隙結構對油氣聚集的影響

作為典型的致密砂巖油藏，通過上面的分析可以看出，其孔喉致密，受壓實作用影響強烈，其剩余粒間孔含量低，但受生烴排烴作用明顯，溶蝕孔隙含量高，這些溶蝕孔隙連通性好，可以成為油氣聚集的有利通道和場所。另一方面，溶蝕孔隙中也存在著自生粘土礦物高嶺石、伊利石等，這些粘土礦物中存在大量的納米級孔隙，吸附著油氣，也是油氣富集的一個重要場所。