鄂爾多斯盆地合水地區長81儲層特征與評價

油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室(長江大學)長江大學資源與環境學院，湖北 武漢 430100 (中石油長慶油田分公司第二采油廠，甘肅 慶城 745100) 油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室(長江大學) 長江大學資源與環境學院，湖北 武漢 430100

鄂爾多斯盆地是一個穩定沉降、多旋回的克拉通盆地，構造背景簡單，地層傾角一般不足1°[1，2]。受印支運動影響，盆地內發育典型的陸源碎屑巖沉積體系，長8油層組沉積期處于湖盆進一步拗陷和擴張的過程中，以發育湖泊和三角洲沉積為主[3，4]。

圖1 合水地區長81儲層砂巖分類三角圖

長8油層組油氣資源豐富，其上部的長81油層近年來逐漸成為鄂爾多斯盆地的主力產層之一[5～8]，加深長81儲層宏觀特征和微觀結構的認識，對提高勘探和開發效率具有重要意義。

合水地區位于鄂爾多斯盆地西南部，在長81油層沉積時期為盆地沉積的中心[9]，物源主要來自西南和南部，沉積物粒度較細，以形成三角洲前緣亞相為主，水下分流河道砂體是主要的儲集體，大致沿西南向東北方向呈片狀或條帶狀推進，區內地層厚度約30～50m[10～12]。

1 儲層巖石學特征

研究區長81儲層的巖石類型主要以巖屑長石砂巖為主，長石巖屑砂巖和長石砂巖次之(見圖1)；砂巖以極細-細粒結構為主，粒徑主要分布在0.1～0.25mm。顆粒分選中等，磨圓中等，主要呈次棱角狀。顆粒間以點-線接觸為主，基本見不到凹凸接觸和縫合線接觸，孔隙式膠結占大部分，總體呈現中等壓實強度。

通過薄片觀察，長81儲層砂巖碎屑成分中，石英、長石、巖屑的體積分數大致相同，分別為29.3%、30.7%和25.7%；填隙物種類繁多，主要以黏土和碳酸鹽為主，自生黏土膠結物中水云母和綠泥石為主要成分，碳酸鹽膠結物主要為鐵方解石，鐵白云石次之。

2 儲層物性特征

對研究區長81儲層的砂巖樣品進行常規物性測試結果表明，孔隙度為3.32%～13.92%，集中分布于6%～8%，其中大于10%的樣品只分布于西部局部地區；滲透率為0.01～2.87mD，集中分布于0.3～0.5mD，其中大于0.5mD的樣品主要分布于板橋、合水一帶。結合石油行業標準[13]判斷，長81儲層屬于低孔-特低孔、特低滲-超低滲儲層，孔隙度與滲透率之間呈指數型相關，孔隙度越好，滲透率也呈現出逐漸變好的趨勢(見圖2)。

圖2 合水地區長81儲層孔隙度-滲透率相關關系圖

3 儲層微觀孔隙特征

圖3 合水地區長81儲層微觀孔隙類型圖

3.1 儲集空間類型

掃描電鏡分析結果表明，研究區長81儲層的孔隙主要有粒間孔、長石溶孔、巖屑溶孔、粒間溶孔、晶間孔、微裂隙等幾種類型，其中以粒間孔(見圖3(a))和長石溶孔(見圖3(b))為主要的儲集空間，面孔率較低。由于綠泥石膜較發育(見圖3(c))，有效地保護了粒間孔[14]，從而形成了以粒間孔為主的有利的孔隙組合類型，而較差孔隙常伴隨著自生鐵方解石和鐵白云石等碳酸鹽膠結物的充填(見圖3(d))。

3.2 孔隙結構特征

根據壓汞測試得到的曲線形態和相關參數特征，將儲層孔隙結構細分為3類。

1)Ⅰ類主要為粒間孔類，其孔隙結構較粗，壓汞試驗時所需的排驅壓力和中值壓力均較小，具有明顯的平臺段，分選良好，進汞飽和度最大可達到95%以上，退汞效率較高(見圖4(a))，是研究區滲流能力最好的一類孔隙類型。

2)Ⅱ類主要為粒間孔-溶孔類，以長石溶孔最為常見。該類孔隙直徑較大，但膠結和充填作用明顯，連通能力相對減弱，平臺段縮短，排驅壓力和中值壓力增大，最大進汞飽和度顯著降低，僅為75%左右，滲流能力大大降低(見圖4(b))，在研究區廣泛發育，是最主要的儲集類型。

3)Ⅲ類主要為晶間孔和微孔類，多發育于黏土礦物之中，排驅壓力和中值壓力高，分選差，最大進汞飽和度最大只有50%左右，試驗中有大量殘余汞未能退出(見圖4(c))，連通能力和滲流能力均較弱。

圖4 合水地區長81儲層壓汞曲線特征及分類圖

4 非均質性特征

4.1 層內非均質性

4.2 層間非均質性

4.3 平面非均質性

研究區長81儲層平面上砂體大致呈南西-北東向展布，基本平行于物源方向，河道交錯縱橫，滲透率在平面上變化交大，呈現出較強的平面非均質性[15]，順物源方向總體上呈現一定的規律性，砂體厚度大的區域滲透性總體較好，反之，砂體厚度薄的地方滲透性較差。

5 儲層分類與評價

5.1 儲層分類標準

參考前人研究成果及行業標準[16～18]，結合區內儲層實際情況，選取砂層厚度、沉積微相、孔隙度、滲透率、孔隙組合、含油飽和度、變異系數等參數作為區分儲層類別的評價標準，將研究區長81儲層分為3類，即Ⅰ類優質儲層、Ⅱ類較好儲層和Ⅲ類一般儲層(見表1)。

表1 合水地區長81儲層綜合分類標準

圖5 合水地區長81儲層綜合評價圖

5.2 儲層綜合評價

根據分類評價標準，研究區長81儲層主要為Ⅱ類，Ⅲ類次之，Ⅰ類只在局部地區發育(見圖5)。

Ⅰ類儲層發育于水下分流河道中心的局部地區，呈土豆狀分布，砂體厚度大(>15m)，儲集空間為粒間孔，物性最好，孔隙度大于12%，滲透率大于0.5mD，含油飽和度一般在60%以上，非均質性相對較弱，滲流能力突出。

Ⅱ類儲層多位于水下分流河道的主水道，是研究區最主要的儲集類型，呈條帶狀和片狀展布，砂體厚度一般為10～15m，儲層中粒間孔和溶孔同時存在，溶孔主要為長石溶孔和巖屑溶孔，具有一定的孔隙直徑。隨著孔隙中碳酸鹽膠和黏土膠結物含量增加，物性變差，孔隙度在10%～12%，滲透率為0.3～0.5mD，含油飽和度一般為50%～60%，非均質性中等，整體表現出較好的儲集能力和滲流特征。

Ⅲ類儲層主要位于水下分流河道側翼和邊部，多呈條帶狀展布，砂體厚度一般小于10m，儲集空間主要為粒間溶孔和微孔，還存在少量的晶間孔，泥質和物性夾層相較于Ⅰ類和Ⅱ類儲層有明顯增加，孔隙度損失嚴重，一般為8%～10%，滲透率低至0.1～0.3mD，含油飽和度為40%～50%，非均質性強，滲流特性和儲集性能都較差。

6 結論

1)合水地區長81儲層巖石類型主要為巖屑長石砂巖，其次為長石巖屑砂巖和長石砂巖，粒度為極細-細粒，顆粒間點-線接觸為主，分選磨圓中等，遭受中等程度壓實，常見黏土和碳酸鹽礦物膠結，屬典型的低孔-特低孔、特低滲-超低滲儲層。

2)合水地區長81儲層以粒間孔和長石溶孔為主要的儲集空間，面孔率低，共發育3種孔隙結構類型，Ⅱ類孔隙結構是最主要的類型。

3)合水地區長81儲層非均質性較強。層內滲透率特征以復合韻律為主，夾層發育頻繁；小層間廣泛發育隔層，分層系數較大；平面上砂體復雜交錯，砂體厚度與滲透率呈正相關關系。

4)合水地區長81油層共發育3類儲層，其中Ⅱ類儲層發育最廣，砂體厚度一般為10～15m，物性相對較差，非均質性適中，具較好的儲集能力和滲流特征。