海26斷塊儲(chǔ)集層非均質(zhì)性研究

張曼婷，何文祥 （長江大學(xué)地球環(huán)境與水資源學(xué)院，湖北 武漢430100）

王凱 （中石油青海油田分公司冷湖油田管理處，青海 海西816300）

海26斷塊位于遼河斷陷盆地中央凸起南部傾沒帶的南端。東營組一、二段（Ed1、Ed2）是海26斷塊的主力含油層段，自上而下可劃分為7個(gè)亞段（Ed11、Ed21、Ed31、Ed12、Ed22、Ed32、Ed42），主要發(fā)育三角洲前緣相沉積體系，巖性以中－細(xì)砂巖為主。Ed1、Ed2儲(chǔ)集層由水下分流河道砂體和分流河口砂壩砂體構(gòu)成其骨架，巖性細(xì)、分選好，物性較好，平均孔隙度為31.11%以上，最高可達(dá)59.1%，平均滲透率為1524mD，最高可達(dá)6580.8mD，屬于高孔、高滲儲(chǔ)集層。含油井段深度一般為1390～2700m，層數(shù)多，單層薄，由多套含油氣層迭加，無統(tǒng)一油水界面，為層狀邊水構(gòu)造巖性油藏。由于儲(chǔ)集層性質(zhì)的好壞直接影響到油層的產(chǎn)能、注水效果及油氣最終采收率［1，2］，海26斷塊自1989年投入開發(fā)以來經(jīng)歷了投產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、遞減3個(gè)開發(fā)階段，目前整體綜合含水高達(dá)92.4%以上，采出程度低（19.95%），常規(guī)水驅(qū)效果差。因此，亟需對(duì)區(qū)內(nèi)儲(chǔ)集層非均質(zhì)性進(jìn)行深入研究，以揭示儲(chǔ)層的物性、含油性等各向異性或非均質(zhì)特征，為合理劃分開發(fā)層系、選擇注采系統(tǒng)和改善油田開發(fā)效果提供可靠的地質(zhì)依據(jù)［3］。

1 儲(chǔ)集層層間非均質(zhì)性特征

層間非均質(zhì)性是指各層段之間在巖性、物性、產(chǎn)狀、產(chǎn)能等方面的不均勻性和差異，是一套油層組或砂巖組規(guī)模上的宏觀非均質(zhì)性［4］。上述差異性是由于縱向上沉積環(huán)境的變化造成的。對(duì)層間非均質(zhì)性的描述包括各類沉積環(huán)境下形成的砂體在剖面上交互展現(xiàn)出的規(guī)律性，以及作為滲流屏障的泥巖等非滲透層的發(fā)育與分布規(guī)律。

縱向上不同相帶的砂層疊加，會(huì)造成層間非均質(zhì)性差異［5］。但從區(qū)內(nèi)統(tǒng)計(jì)的部分滲透率非均質(zhì)性參數(shù)來看，矛盾并不十分突出。該套儲(chǔ)層各層段之間均質(zhì)性較好，平均滲透率為1542mD，級(jí)差為7，突進(jìn)系數(shù)為1.97。各小層間非均質(zhì)性也較好，同一井相鄰的砂層之間，突進(jìn)系數(shù)一般較小，在1.2～2.01之間，變異系數(shù)在0.32～0.62之間，滲透率級(jí)差在2.42～4.56之間，從中反映了各個(gè)時(shí)期砂體的沉積環(huán)境大致相當(dāng)?shù)奶攸c(diǎn)。

一般情況下百米井段內(nèi)砂層層數(shù)的多少，即為分層系數(shù)的大小，反映砂巖的分散程度，分層系數(shù)越大，反映層間非均質(zhì)性越嚴(yán)重［6］。通過對(duì)E～E分層系數(shù)的統(tǒng)計(jì)與計(jì)算，海26斷塊分層系數(shù)為6.6～16.8，反映層間非均質(zhì)性為中等。

2 儲(chǔ)集層平面非均質(zhì)性特征

平面非均質(zhì)性是指儲(chǔ)集層砂體的幾何形態(tài)、連續(xù)性、規(guī)模以及砂體內(nèi)部孔隙度與滲透率平面上的變化所引起的非均質(zhì)特征。它直接關(guān)系到注入開發(fā)過程中注入劑的波及效率。平面非均質(zhì)性越嚴(yán)重，對(duì)注水開發(fā)越不利。

2.1 平面上砂體幾何形態(tài)及連通性

Ed1、Ed2主要發(fā)育三角洲前緣沉積，水下分流河道砂體、分流間灣薄層砂體以及席狀砂體最為發(fā)育，河口壩砂體次之，遠(yuǎn)砂壩砂體較不發(fā)育。儲(chǔ)集層砂體在平面上呈復(fù)雜網(wǎng)狀、連片狀、似條帶狀展布，砂體幾何形態(tài)受沉積相帶的控制，沿沉積方向砂體連通性好，側(cè)向則變差，水下分流河道砂體間存在分流間灣泥使得砂體連通性變差。水下分流河道沉積區(qū)發(fā)育砂體較厚，一般在4.0～8.0m，最厚可達(dá)18m，在寬度上能延伸100～200m，平面上呈條帶狀展布，剖面上呈頂平下凹的透鏡狀；分流間灣沉積區(qū)砂體厚度一般小于3m，平面上呈長帶狀或片狀分布；河口壩沉積區(qū)砂體厚度在4.0～11.0m左右，分布范圍較大，呈舌狀；席狀砂和遠(yuǎn)砂壩沉積區(qū)砂體厚度小，一般不超過3m。

2.2 儲(chǔ)集層物性變化

Ed1、Ed2儲(chǔ)集層孔隙度和滲透率受砂體幾何形態(tài)約束，具有較強(qiáng)的相關(guān)性。儲(chǔ)集層平均孔隙度為31.11%以上，最高達(dá)59.1%。同一小層孔隙度變化特征與平面沉積微相有較好的正相關(guān)性，水下分流河道及河口壩砂體孔隙度最高；儲(chǔ)集層平均滲透率為1524mD，最高滲透率達(dá)6580.8mD。

圖1 E（1－1）孔隙度等值線圖

圖2 E1－1）滲透率等值線圖

3 儲(chǔ)集層層內(nèi)非均質(zhì)性特征

儲(chǔ)集層層內(nèi)非均質(zhì)性指一個(gè)單砂層內(nèi)的巖性、物性和含油氣性的變化情況，是造成層內(nèi)滯留區(qū)的主要因素［7］。層內(nèi)非均質(zhì)性的指示包括粒度韻律、滲透率韻律及最高滲透層所處位置、層理構(gòu)造及滲透率各向異性、層內(nèi)夾層、層內(nèi)滲透率非均質(zhì)程度等。以層內(nèi)滲透率非均質(zhì)程度為指示，研究目的層段的層內(nèi)非均質(zhì)性。

3.1 粒度韻律特征

不同的沉積環(huán)境會(huì)形成不同的韻律特征［8］，正韻律以水下分流河道砂體為主，反韻律以河口壩砂體、前緣席狀砂砂體為主，復(fù)合韻律多發(fā)育在分流間灣砂體。上述層內(nèi)不同的韻律特征最終會(huì)反映在滲透率的差異性上，導(dǎo)致層內(nèi)非均質(zhì)性好的儲(chǔ)集層較少。Ed1、Ed2儲(chǔ)集層粒度韻律以正韻律為主（表1），導(dǎo)致注入水縱向波及開發(fā)效果不理想。

3.2 層內(nèi)滲透率非均質(zhì)程度

海26斷塊儲(chǔ)集層層內(nèi)滲透率變化范圍在95～2179mD，級(jí)差在2.03～134.7之間，變異系數(shù)在0.14～1.38。變異系數(shù)小于0.5的為均質(zhì)儲(chǔ)集層，占25%；在0.5～0.7之間的為中等非均質(zhì)儲(chǔ)集層，占20%；變異系數(shù)大于0.7的為非均質(zhì)儲(chǔ)集層，占55%。由此看來，海26斷塊Ed層內(nèi)非均質(zhì)性大部分較為嚴(yán)重。

4 儲(chǔ)集層微觀非均質(zhì)性特征

儲(chǔ)集層微觀非均質(zhì)性是指微觀孔道內(nèi)影響流體流動(dòng)的地質(zhì)因素［9］。主要包括孔隙、喉道的分布、孔隙結(jié)構(gòu)特征、黏土基質(zhì)及砂粒排列的方向性等。

4.1 孔隙特征

4.1.1 孔隙類型

結(jié)合鑄體薄片觀察，Ed1、Ed2儲(chǔ)集空間具有多種孔隙類型，主要有粒間孔、溶蝕孔、裂縫等，從而構(gòu)成復(fù)雜的孔隙系統(tǒng)。

1）粒間孔（包括原生和次生） 是主要孔隙，分布均勻，巖石骨架結(jié)構(gòu)多以游離－支架狀為主，點(diǎn)接觸，粒間可被黏土、方解石等礦物充填，區(qū)內(nèi)較為發(fā)育。

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2）溶蝕孔（包括粒內(nèi)、粒表、基質(zhì)及膠結(jié)物溶洞、溶坑） 發(fā)育僅次于粒間孔。粒內(nèi)溶蝕孔多為長石或基質(zhì)及膠結(jié)物被淋濾、溶蝕而形成的蜂窩狀、支架狀孔隙，該類孔隙較小（孔隙直徑一般在2～10μm之間），發(fā)育較少。礦物顆粒表面見溶蝕坑、洞，多為石英淋濾或是長石溶蝕所形成。

3）裂縫孔（包括粒間、粒內(nèi)裂縫） 不是主要的孔隙形式。由于該套儲(chǔ)層巖性松散，故裂縫主要為粒間縫。裂縫呈不規(guī)則的線狀沿碎屑顆粒及粒間黏土分布，一般延伸不長，也有部分穿過顆粒，對(duì)儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能意義不大［10］。

4.1.2 幾何特征

對(duì)海26斷塊巖石薄片鑒定資料的統(tǒng)計(jì)表明，其巖石碎屑組分中主要為石英，次為長石和巖屑。其中，石英平均體積分?jǐn)?shù)為49.5%（Ed1為49.0%，Ed2為49.9%）；長石平均體積分?jǐn)?shù)為37.1%（Ed1為36.9%，Ed2為37.3%），且以鉀長石為主，微斜長石次之；巖屑平均體積分?jǐn)?shù)為13.5%（Ed1為14.9%，Ed2為12.4%），以酸性噴出巖巖屑為主（Ed1為7.6%，Ed2為8.6%），其次為混合花崗巖（Ed1為4.6%，Ed2為2.1%），少量為花崗巖巖屑和變余砂巖巖屑。通過計(jì)算，巖石成份成熟度較高，為0.97。

4.2 孔喉特征

常見的單個(gè)喉道可以連通2個(gè)孔隙，反之，每個(gè)孔隙至少要和3個(gè)以上的喉道相通，多者可達(dá)6～8個(gè)。在同一儲(chǔ)層中，由于巖石的顆粒接觸關(guān)系、顆粒大小、形狀及膠結(jié)類型不同，喉道的類型也各不相同。

4.2.1 孔隙縮小喉道

該喉道往往發(fā)育于以粒間孔隙為主的砂巖儲(chǔ)集巖中，孔隙和喉道較難區(qū)分。巖石結(jié)構(gòu)多為顆粒支撐，強(qiáng)度低，膠結(jié)物較少甚至沒有。孔隙結(jié)構(gòu)屬于大孔粗喉（圖3）。

4.2.2 片狀和彎片狀喉道

喉道呈片狀或彎片狀，為顆粒之間的長條狀通道，分為窄片與寬片2種類型。區(qū)內(nèi)由于顆粒發(fā)生溶蝕作用，較寬的片狀喉道或管狀喉道較發(fā)育。喉道經(jīng)過溶蝕作用改造后可以是大孔粗喉型。

對(duì)海26斷塊巖石鑄體薄片分析發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)儲(chǔ)集層物性較好，孔隙類型以粒間孔為主，而由于構(gòu)造活動(dòng)局部會(huì)形成一些裂縫孔。與孔隙相伴生的喉道，直接制約了流體的流通能力，區(qū)內(nèi)的喉道主要類型為孔隙縮小喉道，片狀或彎片狀喉道部分發(fā)育。總體上看，海26斷塊儲(chǔ)集層物性較好。

圖3 巖石鑄體薄片照片（海20－30井，1776.6m，×100）

5 結(jié)論

1）海26斷塊東營組一、二段儲(chǔ)集層的層內(nèi)非均質(zhì)性強(qiáng)，滲透率類型主要以正韻律為主，砂體縱、橫向上連通性變差；層間非均質(zhì)性相對(duì)較弱，主要受儲(chǔ)集層物性及沉積相帶控制，三角洲水下分流河道砂體是主力油層的發(fā)育區(qū)；平面非均質(zhì)性受儲(chǔ)集層砂體幾何形態(tài)及孔隙度、滲透率的平面變化影響，非均質(zhì)性表現(xiàn)一般。

2）海26斷塊主要儲(chǔ)集層砂體具有中－高孔、高滲的物性特征，在平面上儲(chǔ)層砂體呈復(fù)雜網(wǎng)狀、連片狀和條帶狀展布。

3）通過對(duì)鑄體薄片的分析，區(qū)內(nèi)巖石孔隙類型以粒間孔為主，喉道主要類型為孔隙縮小喉道，儲(chǔ)集層物性總體較好。

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