延8段儲油層非均質性與主控因素研究

白昱熳

摘 要：針對鄂爾多斯盆地定邊白馬崾峴延8段儲層巖石學、物性、非均質性等特征認識不清的問題，采用掃描電鏡、薄片分析、壓汞測試、測井資料等等多種儲層研究方法，對儲層物性及非均質性進行研究。研究表明，縱向上的儲層非均質性在一定程度上受到粒度分布韻律性的影響和控制；儲層物性越好的區域層理構造密度越??；隔層夾層分布范圍越小，厚度越薄，油氣越易于發生垂向運移；層間隔層阻隔了流體的運動，加強了非均質性；影響儲層非均質性的另一方面是儲層砂體的物性以及平面連續性。

關鍵詞：儲層非均質性；延安組；延8段；白馬崾峴

引言

定邊白馬崾峴位于陜北斜坡西緣，西接天環凹陷，目前本區各層位儲層非均質性認識不清，導致儲層滲流特征與規律不明確，以至儲層特征對產能的影響亦不明朗。因此，利用儲層的巖石學特征和物性特征，采用薄片分析、掃描電鏡、壓汞測試、測井資料等等多種儲層研究方法，進一步對白馬崾峴延8段儲層非均質性進行研究，希望可以深入了解本區延8段儲層，為提高油氣采收率提供理論支持。

1 儲層巖石學特征

1.1 碎屑成分

在巖石的組分方面本區延8段儲層的巖石類型主要為淺灰色中—粗粒石英砂巖、巖屑石英砂巖其成分以及結構成熟度為中等-較高。砂巖顆粒以中粒結構為主，粒徑主要分布在為0.25mm～0.40mm，平均顆粒直徑為0.38mm。

從巖石的碎屑組成來看，延8油層組砂巖的碎屑顆粒成分平均為90.625%，在87.00%～92.00%之間，其碎屑成分主要以石英顆粒為主，并含少量巖屑及長石。

1.2 填隙物成分

延8油層組總體上的填隙物組分含量在9%～17%之間，平均含量14.72%。硅質膠結物普遍發育，含量為2～4.5%，平均為3.21%；碳酸鹽巖膠結物主要為鐵白云石、次為方解石和鐵方解石。延8段粘土礦物中高嶺石最為發育，在1～6%之間，平均含量2.67%；綠泥石含量約為2.24%，伊利石為1.03。

整體上而言，延8段填隙物中粘土礦物的含量相對較高。

2 儲層物性

延8段儲層的孔隙度在10%～20%之間，均值17.74%，大部分均大于10%；滲透率于1mD～1000mD之間分布，均值95.02mD?？诐B之間的聯系呈良好的條帶正相關關系。

3 儲層非均質性

儲層的宏觀非均質性有兩個方面，一為數量，即非均質性程度；一為形態，即非均質分布特征。儲層非均質性具有積極和消極的作用，積極方向會造成垂直方向上的遮擋，給流體封存創造良好條件，形成油氣藏；其消極方向是滲透性在橫向上的變化和消失，在實際勘探開發中帶來困難。

3.1 層內非均質性

3.1.1 層內夾層

單砂體內相對低的滲透層或者非滲透層，便可劃分為層內夾層，直接控制著砂體橫向上和垂向上的滲透率之比值，對流體具有改變流動方向的作用，或者直接阻隔或屏蔽流體，將儲層細分為幾個段，對工業開采過程中的注水工藝有很大的影響。本區延8段為三角洲平原河道砂體沉積，河道主體砂體發育穩定，常形成一套厚層狀的砂巖，夾層類型主要為鈣質夾層。

3.1.2 粒度節律和滲透節律

1）正節律：本區延8段的分流河道砂體為典型的正節律，非均質性較強。

2）反轉節律：粒度呈現正節律反轉，從下往上，由細到粗，滲透率增加。

3）復合節律：本區延8油層組在部分井中可見多期分流河道疊置。

4）均質節律：指顆粒接近均質分布，這種韻律在本區較為少見。

結論：不同沉積微相顆粒的節律分布對儲層滲透率的垂向分布有很大影響。特別是在較弱成巖作用下的儲層中，粒度節律直接決定了滲透性的節律。

3.1.3 層內滲透率非均質程度

層間滲率展布形式能夠表達層間滲率的非均質性，因為各砂層在垂向上的均值滲率分布存在差異性，為了了解這些差異進而研究非均質性，通過一些參數將這些滲率的差異性定量化表征。參數有：

總體而言延8段儲層為常規特性儲層，按照常規油藏評價分析認為層內非均質性為中等。在注水和射孔層段選擇時，在注水速度和水量方面應當著重注意，射孔層段不宜太長。分析發現儲層非均質性越強，同時含油性也越好，此結論對注水開采效果有重大影響。

3.2 層間非均質性

3.2.1 砂體發育程度

某一層段滲砂層數，用均值單井滲砂層來表達；而層段鉆孔的井數比總井之比值是為鉆遇率。均值單井滲砂層與非均質性呈正相關關系。在所搜集的數據基礎上，對本區的各井總砂厚與砂層數進行統計，進而對所需要的層間非均質性參數進行計算。

根據搜集的資料，鉆遇井數為82，鉆遇率為100%，單砂層厚度均值12.33m，砂層分層系數1.58。總體來說本區砂體發育較好。

3.2.2 層間隔層特征

層間隔層可以隔絕屏蔽流體流動，其從另一個角度顯示層間非均質性。本區隔層巖類大部分為泥質，于分流河道砂體上發育的層間隔層較為薄弱，但越向河道兩側方向，隔層越為發育。隔層厚度與沉積環境也有一定的相關性，若兩個相關期次的水動力一直較強，則隔層薄弱；若水動力一直較弱，則隔層有著良好的發育，而本區延8段隔層厚度較大，對油藏的分隔性較好。

3.3 平面非均質性

3.3.1 平面孔滲非均質性

由于儲層砂體規模、孔滲、形態在空間分布上存在差異性，所以造成了平面的非均質，沉積環境以及砂體發育度更對其有著直接的影響。例如在沉積環境方面，于分流河道沉積環境下沉積的砂體物性較好，而河口砂壩次之；在砂體發育度方面，多層疊置區域以及連片區域的砂體物性較好，而網狀分隔砂體較差。

從圖1、圖2看出，延8段總體物性較好，主河道發育部位孔隙度基本大于10%，滲透率基本大于20mD?？紫抖燃皾B透率高值區基本沿三角洲平原分流河道呈北西-南東向呈條帶狀展布。本層物性較好是因為埋藏不深，處于成巖作用早-中期，其次，延8主要以三角洲平原沉積為主，單砂體厚度大，砂巖含泥量較少。

3.3.2 平面砂體形態

延8期在西北-東南向平原河流沉積背景下，本區發育延8段河道砂體沉積，發育三條河道大致呈西北-東南走向的砂體沉積，厚度一般10m～20m，連通性相對較好，厚度與寬度分布穩定。受沉積的限制，河道具有一定的擺動形態。研究認為，本區平面孔滲非均質性的變化主要受沉積因素的影響。

3.3.3 砂體的連續性

砂體連續性重點在于側向連續性，可以用鉆遇率來描述，反映了砂體的側向連續性和延伸規模。本區各小層的鉆遇率和連通系數具有一定的差異。延8鉆遇率較高，在90-100%之間，表明延8的連續性較好，砂體較為發育。

4 儲層控制因素分析

儲層的控制因素主要包括沉積作用、成巖作用等。

4.1 沉積作用的影響

沉積環境以及沉積作用共同稱為沉積因素，對儲層的物性、微觀結構、宏觀分布等等有著直接的影響，而由于沉積環境以及沉積作用在橫向上以及垂向上分布的差異性，直接導致了儲層的非均質，并間接影響到成巖作用。

（1）對砂巖的粒徑分布影響

儲層砂體在橫向上和垂向上的分布受到沉積因素影響，本區主要來自于沉積微相的影響，直接導致了中砂、細砂在橫向上分布的差異。

整體來說，本區延8段以細砂巖為主，泥質含量較高，三角洲平原分流河道為儲層主骨架，河口砂壩部分發育，儲層主要分布在本區的西南部、東北部。較強的水動力會帶動粒徑較細的砂體，使其逐漸分布在分流河道主砂體展布帶內的兩側部位，導致中心部位的砂體粒徑相對兩側部位較粗。

（2）對砂體孔隙度、滲透率的影響

沉積環境的不同直接導致沉積微相的分布差異。本區延8段的層理紋理、構造的差別與夾層展布的差異性與各種不同的沉積微相直接相關，進而導致了孔滲在平面展布的不均一性。

而儲層的巖石學性質直接影響到孔滲的好壞。儲層孔喉大小受到儲層砂巖粒徑的控制，而孔喉大小與滲率呈正相關關系，這表示砂巖粒徑與孔滲也呈正相關。從巖石顆粒的分選性方面來看，巖石顆粒粒徑若較為均一，則孔隙度有所保證，滲率較好；若巖石顆粒粒徑有很強的不均一性，則大孔隙被小顆粒充填，直接導致孔隙度變差，進而滲率變差。

在鑄體薄片觀察與物性統計資料的基礎上，可以發現，延8段砂巖儲層的平均面孔率與粒度大小呈一定的正相關關系。

（3）對儲層的宏觀分布影響

沉積微相對本區儲層展布及發育具有控制作用，儲層主要于三角洲平原沉積相、分流河道沉積微相發育，延長組延8段儲層主要分布于河道的主干道上，分流河道的砂體較厚粒度較細，分選性中等，一般在主河道方向砂巖物性好。而油層展布規律與主河道趨勢頗為類似，所以表明主河道是油氣運移的良好通道。

4.1 成巖作用的影響

碎屑巖封存的過程十分復雜，有著物理和化學的同時作用，特別是后成巖期的化學作用，直接對礦物組分產生影響甚至直接改變，進而導致孔隙結構更加復雜化。這種化學作用源自于儲層流體性質變化，烴源巖賦予儲層流體酸性的特點，直接改變了儲層化學環境，對儲層產生溶蝕作用，改變了礦物組分。

一、壓實作用

在鑄體薄片鏡下觀察條件基礎上發現，壓實作用主要表現為三種：

（1）顆粒塑性變形：像泥質巖屑、云母等一些柔性碎屑顆粒，在壓實作用下發生彎曲或被混合假雜基化。

（2）脆性變形：某一些剛性物質顆粒受到壓實作用發生脆性斷裂，如石英、長石等。

（3）壓溶：碎屑顆粒之間的線接觸表明受到了壓溶作用。

砂巖顆粒排列緊密程度代表著機械壓實作用的強弱，云母類柔性碎屑顆粒被塑性混合于原生孔隙中，直接導致了儲層孔隙度變差。

二、膠結作用

膠結作用是導致儲層孔隙度變差的最主要原因之一。

（1）碳酸鹽膠結

碳酸鹽膠結物在膠結作用下混合于孔隙之中，充填占領了孔隙空間，導致了儲層孔隙度變差，也因此滲率降低，物性變差。孔滲的大小在一般情況下與碳酸鹽含量呈負相關關系，從對碳酸鹽膠結物的分布情況分析表明，膠結作用弱的情況下有利儲層才有可能良好的發育，而膠結作用強的地域，儲層物性較差。

（2）次生石英、長石膠結

石英、長石次生加大現象在本區普便發生，鑄體薄片與掃描電鏡資料表明，自生石英晶體需要空間，只有向孔隙方向擴張，交錯相嵌，進而堵塞孔隙，降低了孔滲，使儲層物性變差。

三、溶蝕作用

儲層孔隙的其中一個類型是溶蝕孔隙，來自于溶蝕作用的發生。這種類型的孔隙在本區孔隙類型中占據很大比重，改善了儲層物性，使儲集性能變好。

鑄體薄片與掃描電鏡資料表明，巖屑、長石以及濁沸石膠結物分布地區常發生溶蝕作用。

四、破裂作用

由于儲層滲率低，于是流體滲流與油氣運移主要于裂縫中發生，所以裂縫顯著改善了儲層滲率。通過巖心觀察和掃描電鏡發現本區有微裂縫發育。裂縫對滲率的改善程度極大，甚至可成倍數增長，于是在實際開采過程中可以進一步實施人工開裂，提高產量。

綜上所述，在分析影響本區延8段砂巖儲層物理性質的主因素基礎上，認為成巖作用影響了儲層在橫向上和垂向上的非均質程度，而影響的具體表現既有積極作用也有消極作用，其消極作用表現為壓實作用與膠結作用，嚴重破壞孔隙度，是使儲層物性變差的主因；其積極作用表現為溶蝕作用，溶蝕孔隙由于溶蝕作用的普遍發生而廣泛分布，使儲層物性顯著變好；在低滲儲層背景下，流體滲流與油氣運移主要位于破裂作用產生的微裂縫中。

5 結論

（1）本區延8段整體上儲層物性較好，以低-高孔、低-高滲儲層為主。

（2）本區延8段儲層非均質性大體來說呈現中等非均質性。

（3）延8段內夾層鉆遇率較低，夾層非均質性較弱，同時滲透率參數表明儲層為中等非均質性，而層間隔層對流體上下運移的阻礙加強了儲層非均質性。

（4）成巖作用和沉積作用主要影響延8段的儲層物性，儲層的孔隙和物性主要受到成巖作用的影響，而三角洲平原的分流河道則是對儲層物性和儲層的展布有著極為重要的影響作用。

參考文獻

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（作者單位：西北大學）