什股壕地區(qū)下石盒子組儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征

中國石化華北油氣分公司勘探開發(fā)研究院，河南 鄭州 450006

什股壕地區(qū)位于鄂爾多斯盆地北部，構(gòu)造屬于杭錦旗斷階。研究區(qū)二疊系中統(tǒng)下石盒子組總體分布穩(wěn)定，平面上地層厚度由南向北逐漸變厚。由下至上可劃分出盒1段、盒2段及盒3段三個巖性段，巖性以砂礫巖及砂質(zhì)巖為主，粒度表現(xiàn)為下粗上細(xì)的特點(diǎn)，底部可見礫巖及含礫砂巖，正旋回明顯，總體巖性向上變細(xì)泥質(zhì)含量增多。

1 儲層孔喉參數(shù)特征

1.1 壓汞孔喉結(jié)構(gòu)參數(shù)特征

根據(jù)壓汞參數(shù)統(tǒng)計（表1），對上述井段孔喉參數(shù)進(jìn)行研究。什股壕地區(qū)下石盒子組儲層具有孔喉分選程度中等，孔喉連通程度差，儲集性能中等～差的特征[1]。總體從孔喉結(jié)構(gòu)特征來看，盒3好于盒2，盒2段儲集性能相對盒1較好，盒1段儲集性能較差。盒3段排驅(qū)壓力平均為0.4581 MPa，飽和度中值壓力平均為6.2744 MPa，最大孔喉半徑平均為8.4912μm，喉道中值半徑最平均為0.5162μm，孔喉分選系數(shù)平均為1.43，數(shù)據(jù)分布較平均，孔喉分選中等，優(yōu)于盒1和盒2。

表1 什股壕地區(qū)下石盒子組砂巖壓汞分析儲層孔喉結(jié)構(gòu)參數(shù)統(tǒng)計表Table 1 Statistical table of pore throat structure parameters of sandstone mercury pressure analysis of xiashibox formation in shishuigou area

1.2 孔喉結(jié)構(gòu)參數(shù)與儲層物性的關(guān)系

統(tǒng)計表明，排驅(qū)壓力和中值壓力總體上與孔隙度和滲透率負(fù)相關(guān)關(guān)系，最大孔喉半徑（Rmax）和平均孔喉半徑（Rm）與孔滲之間存在較好的正相關(guān)關(guān)系，R2在0.6～0.9之間（圖1-A），而中值半徑（R50）與孔滲關(guān)系為正相關(guān)關(guān)系，但相對性略差（圖1-B），表明儲層的孔喉連通性較差，儲層物性主要受粒間孔喉的控制。當(dāng)孔喉系數(shù)為1的時候，儲層物性最好[2]，遠(yuǎn)離1的時候，儲層物性變差，反映儲層孔喉的物性越差，儲層非均質(zhì)性越強(qiáng)（圖1-C）。

圖1 什股壕地區(qū)孔喉結(jié)構(gòu)參數(shù)與儲層物性關(guān)系圖Fig. 1 Relationship between pore throat structure parameters and reservoir physical properties in Shiguhao area

2 儲層喉道分布

什股壕地區(qū)下石盒子組砂巖儲層經(jīng)歷過強(qiáng)壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、溶蝕作用、蝕變作用等成巖作用。根據(jù)壓汞曲線資料計算喉道分布曲線進(jìn)行統(tǒng)計分析表明，什股壕地區(qū)下石盒子組砂巖儲層的孔喉分布可以劃分為I、II、III、IV四種類型。

I型孔喉分布曲線：在孔喉分布曲線上，具有四個峰分布，其中1～10μm的峰多代表薄片尺度下的微裂縫發(fā)育；0.5～1μm的峰多代表粒間孔—縮頸喉道的孔喉組合模式；0.05～0.5μm的峰多代表混合孔—彎片狀/片狀喉道的孔喉組合模式；＜0.05μm的峰多代表粒內(nèi)孔—管束狀喉道的孔喉組合模式。在這類樣品中，孔喉結(jié)構(gòu)模式多樣，儲層物性好，孔隙度＞20%，滲透率＞500 mD，其滲透率貢獻(xiàn)主要來自微裂縫。這類儲層是什股壕地區(qū)分布最少的類型，大約可占樣本的5%左右。為最好儲層，典型實(shí)例可見見圖J15井H2-1小層。見圖2-A。

II型孔喉分布曲線：在孔喉分布曲線上，主要有3個總體組成，包括粒間孔—縮頸喉道的孔喉組合模式，混合孔—彎片狀/片狀喉道的孔喉組合模式及粒內(nèi)孔—管束狀喉道的孔喉組合模式。在這類樣品中，前兩類孔喉結(jié)構(gòu)模式較發(fā)育，后一類孔喉結(jié)構(gòu)模型發(fā)育程度較差。這類儲層物性較好，孔隙度＞10%，滲透率＞1 mD，其滲透率貢獻(xiàn)主要來自粒間孔—縮頸喉道。為較好儲層。這類儲層是什股壕地區(qū)分布最多的類型，大約可占樣本的80%左右。典型實(shí)例可見見圖J44井H2-2小層，見圖2-B。

III型孔喉分布曲線：在孔喉分布曲線上，主要有3個總體組成，0.5～1μm的峰多代表粒間孔—縮頸喉道的孔喉組合模式，該峰最為發(fā)育；0.05～0.5μm的峰多代表混合孔—彎片狀/片狀喉道的孔喉組合模式，該峰發(fā)育程度較差，往往與前鋒疊合；＜0.05μm的峰代表粒內(nèi)孔—管束狀喉道的孔喉組合模式，該峰較弱。整體來看，前鋒最為發(fā)育，類似單峰。

可見在這類樣品中，前兩類粒間孔—縮頸喉道的孔喉組合模式最為發(fā)育，后二類孔喉結(jié)構(gòu)模型發(fā)育程度較差。總體來看，這類儲層物性一般，孔隙度5%～10%，滲透率＞0.2～1 mD，其滲透率貢獻(xiàn)主要來自粒間孔—縮頸喉道。為較差儲層。這類儲層是什股壕地區(qū)分布較少的類型，大約可占樣本的10%左右。典型實(shí)例可見圖J11井H3-1小層（圖2-C）。

IV型孔喉分布曲線：一般為單峰型曲線，主要位于＜0.05μm的位置，代表粒內(nèi)孔—管束狀喉道的孔喉組合模式。這類儲層物性最差，孔隙度＜5%，滲透率＜0.1 mD，為非儲層。這類儲層是什股壕地區(qū)下石盒子組樣本中較少，大約可占樣本的5%左右。典型實(shí)例可見見圖J46井H1-3小層，該層段儲層巖性為泥質(zhì)細(xì)礫巖，為洪泛泥石流成因，泥質(zhì)含量高，儲層物性差。見圖2-D。

圖2 什股壕地區(qū)孔喉分布曲線圖Fig. 2 Distribution curve of pore throa in Shiguhao area

3 儲層孔喉結(jié)構(gòu)分類

根據(jù)什股壕地區(qū)下石盒子組10口井23塊壓汞樣品的壓汞曲線疊加，可見壓汞曲線可以劃分出4類，與前述的四類孔喉分布模式可以對應(yīng)。即：

I類壓汞曲線：圖3為不同類型儲層的壓汞曲線。Ⅰ類儲層為圖中紅色部分：含礫粗粒與粗粒巖屑石英砂巖和巖屑砂巖，測井相類型主要為微齒化箱形，沉積微相主要為河道滯留及心灘沉積[3]。孔隙度15.3%～21.8%，平均為18.4%；滲透率48.98～640 mD，平均354 mD。該類儲層排驅(qū)壓力低，最小僅為0.0185 MPa，平均0.0408 MPa，在壓汞曲線上為傾斜直線，一般平緩平臺發(fā)育較弱，且平臺低，說明該類儲層主要為微裂縫+粒間孔喉+次生溶孔[4]，孔喉分選較差，主要為粗孔—粗喉型+微裂縫型儲層，為好儲層，大約占5%。

圖3 什股壕地區(qū)下石盒子組壓汞曲線分類Fig. 3 Classification of mercury intrusion curve of Lower Shihezi Formation in Shiguhao area

II類壓汞曲線為圖中粉紅色曲線。粗粒與中粗粒巖屑石英砂巖和巖屑砂巖，測井相類型主要為鋸齒化箱形、鐘形，沉積微相主要為心灘沉積。孔隙度7.4%～14%，平均為12.4%；滲透率0.323～8.61 mD，平均1.67 mD。該類儲層排驅(qū)壓力相對I型較高，為0.2788～0.9872 MPa，平均0.5575 MPa，壓汞曲線可見較為平緩傾斜直線段，一般平緩平臺發(fā)育較弱，且平臺較高，說明該類儲層主要為粒間孔（次生溶孔）+粒內(nèi)孔喉，孔喉分選略好，主要為中孔—中喉型儲層，為較好儲層，大約占70%。

III類壓汞曲線為藍(lán)色曲線。主要為中粒和中細(xì)粒巖屑石英砂巖與巖屑砂巖，測井相類型主要為漏斗形、鐘形及指形，沉積微相主要為河道充填或廢棄河道沉積。孔隙度3.9%～10.2%，平均為8.05%；滲透率0.114～1.41 mD，平均為0.51 mD。該類儲層排驅(qū)壓力相對II型較高，為0.5089～4.5797 MPa，平均2.5855 MPa，壓汞曲線可見較為平緩臺階直線段，平臺較高（說明進(jìn)汞壓力高），說明該類儲層主要為粒內(nèi)孔喉發(fā)育，有時可見少量粒間孔喉。孔喉分選較好，孔喉分布曲線多為單峰（0.01～0.1μm之間），主要為細(xì)孔—細(xì)喉型儲層。為差儲層，大約占20%。

IV類壓汞曲線為圖中黑色曲線。巖性粒度較細(xì)，為細(xì)巖屑砂巖，測井相類型為指形，沉積微相為河漫灘沉積。孔隙度＜2%，平均為1.5%；滲透率＜0.041 mD，平均0.0221 mD。該類儲層排驅(qū)壓力高，平均16.4 MPa，壓汞曲線為高平臺，平臺段，最大進(jìn)汞飽和度＜40%，說明該類儲層主要為粒內(nèi)+晶間孔納微米孔喉。主要為微孔—微喉型儲層，為非儲層，大約占5%。

4 儲層綜合分類

綜合考慮儲層的巖石相、成分、沉積微相、儲層物性、孔喉結(jié)構(gòu)等要素[5]，對下石盒子儲層進(jìn)行綜合分類，劃分四種類型，其中I—III類為儲層，分別對應(yīng)好、中、差等三類，IV類砂巖為非儲層。其分類標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 什股壕地區(qū)下石盒子組砂巖儲層綜合分類標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Comprehensive classification standard for sandstone reservoir of Lower Shihezi Formationin Shiguhao area

5 結(jié)論

（1）研究區(qū)下盒子組儲層主要為河道沉積，儲集空間類型主要為殘余粒間孔、粒間溶蝕孔、格架顆粒內(nèi)溶孔、微裂縫等。

（2）根據(jù)孔喉結(jié)構(gòu)、孔喉分布曲線和進(jìn)汞飽和度等參數(shù)，將下盒子組儲層分為 I 類（粗孔—粗喉型+微裂縫性）、Ⅱ類（中孔—中喉型）、Ⅲ類（細(xì)孔—細(xì)喉型）、Ⅳ類（微孔—微喉型儲層）四個類型，其中I類和Ⅱ類儲層是有利儲層分布區(qū)。