長慶油田H區A3儲層特征研究

朱樺筠，吳 頔，葛政廷，宋佳偉，吉少文，肖 飛，汪 洋，黃延明，陳 峻

（中國石油長慶油田分公司第六采油廠，陜西西安 710020）

1 儲層巖石學特征分析

根據沉積環境和物源區特征，儲集砂巖的巖性特點得到了控制。以該區域的巖性、沉積結構、構造、垂向序列及測井曲線特征和沉積環境的成因標志為根基[1]，綜合研究認為A3 儲層發育三角洲平原沉積，分流河道展布方向總體為NW-SE 向。通過對H 區的176 塊樣品薄片的觀察分析，并按照石油行業標準利用三角圖解法分類統計[2]，工區內A3 儲層砂巖灰色、淺灰色巖屑質石英砂巖占據絕大部分（圖1），主要顆粒粒徑分布在0.8～4.0 mm，平均為1.6 mm。膠結類型大多為孔隙型，自生黏土礦物在膠結物中的比重最大，其中包括高嶺石、鐵白云石、水云母。碎屑顆粒大多是次棱-次圓及次圓狀形態，屬于顆粒支撐，接觸關系大多分屬點-線性接觸。砂巖的分選性中等偏好，成分及結構成熟度相對較高。

圖1 H 區A3 儲層砂巖分類圖

石英含量占絕大部分，占比為53.0%～77.0%，平均值為66.8%；長石含量占比為3.0%～9.0%，平均值為5.2%；巖屑含量占比為14.0%～35.0%，平均值為20.2%。

2 儲層空間類型分析

根據鑄體薄片和掃描電鏡技術對該區43 塊薄片進行了分類，發現該層的孔隙組合類型大多為粒間孔-溶孔，少部分是長石、巖屑發生溶蝕形態改變形成的長石及巖屑溶孔，孔隙分布比較均勻。其中殘余粒間孔體積占據總孔隙體積的22.2%，粒間溶孔體積占比超過一半，達到74.1%，其余孔隙占比均很小，包括晶間孔和長石及巖屑溶孔，僅為2.8%，最后存在少部分微孔隙，但孔隙大部分都被雜基所堵塞充填。

2.1 原生孔隙

H 區A3 儲層的儲集空間大部分都被殘余粒間孔與粒間溶孔所占據（圖2），部分原生孔隙是由于局部異常高壓而減弱壓實作用保留下來的，顆粒之間并不存在膠結物與填隙物，并且孔隙邊緣不規則，這些粒間孔對于該區作用很大；碎屑顆粒中的孔隙在經過成巖作用的影響后，未被完全破壞或充填圓滿的剩余孔隙稱為殘余粒間孔，發育在膠結物之外，殘余粒間孔總體外邊界清晰，輪廓明顯。書頁狀的高嶺石集合體和絲縷狀伊利石以及石英次生加大常在顆粒邊緣充填[3]。

圖2 砂巖孔隙特征圖

2.2 次生孔隙

研究區目的層在歷經成巖作用后，一部分不穩定組分轉變形態，比如長石顆粒內部被溶蝕作用溶解形成殘骸狀孔隙[4]，造成次生孔隙占比增大，但其并非本段主要儲集空間。同時由于本來的殘余粒間孔未經受大型毀壞，而次生的溶蝕孔隙又較為發育，由這兩部分共同組成H 區A3 儲層的儲集空間。

3 儲層孔隙結構及物性特征分析

利用晶體薄片、掃描電鏡等資料，分析得該儲層平均孔徑分屬中等，為75.6 μm；A3 儲層喉道寬度平均值為25.14 μm，喉道類型是粗喉道，排驅壓力及中值壓力較低。綜合判定該區孔喉結構類型屬中孔-粗喉型。

孔隙度是造成多孔介質中流體傳輸能力大小的關鍵因素[5]，而滲透率則代表在一定壓差下，巖石允許流體通過的能力[6]，它控制著其自身疏導液體能力的強弱。通過對197 塊砂體巖心進行測試分析并分類統計數據，結果表明該層孔隙度主要在7.4%～22.3%，平均值17.9%，同時孔隙度位于13.0%～19.0%的砂體占比86.2%；分析滲透率主要在9.0～3 183.0 mD，平均為546.0 mD（圖3、圖4），根據碎屑巖儲層物性分級標準來進行定級分析，判斷H 區A3 儲層為中孔高滲儲層。

圖3 A3 儲層巖心孔隙度分布直方圖

圖4 A3 儲層分析滲透率分布直方圖

為了驗證孔隙度與滲透率之間是否存在規律性的對應關系，對巖心樣本的孔滲進行投影分析，發現隨著孔隙度數值的不斷增大，滲透率同樣具有變大現象，但并無顯著的規律性[7]（圖5）。孔隙度小于15%和大于15%區間存在明顯差異，同時孔隙度在大于15%區間出現部分中孔高滲儲集層。

圖5 儲集層孔滲關系圖

4 儲層特征影響因素分析

H 區A3 儲層存在非均質性較強的特點，微孔隙結構關系比較繁雜，造成了儲層特征并不是受到單一因素的控制，而是多種因素共同控制。由于該區整體構造平緩，盆地發育穩定，所以沉積作用和成巖作用對該區影響很大，屬于主控因素。

4.1 沉積作用

沉積環境在很大程度上決定了儲層儲集性能，這就代表砂體發育類型和物性特征均受到一定的影響[8]。三角洲平原亞相是研究區A3 儲層的主要沉積亞相，沉積微相則表現為分流河道，物源方向為NW-SE 向，有利儲層主要存在于水下分流河道的主砂帶上，顆粒成熟度高，原生孔隙未受到大型外力作用破壞而保存良好；同時原生孔隙的存在也為后來的溶蝕作用提供了通道和空間[9]。

4.2 成巖作用

經過各種手段進行綜合研究，認為該區的成巖作用主要分為壓實作用和膠結作用，壓實作用可以對巖屑施加外力發生形變，進而壓縮顆粒間的孔隙使其接觸更為致密。而膠結作用的影響則是多方面的，充填物組分和含量的不同都可以對儲層造成不一樣的影響。不僅表現在充填在原生孔隙中堵塞孔隙空間進而將疏松的沉積物固定結合起來，同樣在膠結后期發生的溶蝕作用形成的溶蝕孔也對儲層物性具有正向拉動。

4.2.1 壓實作用 壓實作用是指沉積物在其上覆水體或沉積層的重壓下，或在外力的作用下，發生水分排出、孔隙度下降、體積縮小的作用[10]。儲層致密化最直觀的憑證表現為碎屑巖顆粒的接觸類型發生了改變。由圖2 可知，砂巖中的碎屑顆粒主要為點-線接觸，碎屑顆粒發生了塑性形變，證明機械壓實作用對該區確實產生了實際影響，從而影響了滲透率和孔隙度，不過在儲層中仍然存在一定量的殘余粒間孔。

4.2.2 膠結作用 研究區內主要膠結類型表現為碳酸鹽膠結及自生黏土礦物膠結。

（1）碳酸鹽膠結：碳酸鹽膠結物在砂巖中的表現形式常為粒狀或鑲嵌式，儲層內孔滲的值與碳酸鹽含量具有負相關性，常見的膠結類型為孔隙充填式，最終導致非均質性增強，滲透率變小。

（2）黏土礦物膠結：研究區整體上黏土礦物相對發育，高嶺土和伊利石比例相對較高，多充填于粒間，在掃描電鏡下可以看到非常明顯的呈書頁狀的高嶺石集合體。由于黏土礦物薄膜加充填物的存在，導致少數喉道存在堵塞，形成儲層物性變差的現象。

5 結論

（1）三角洲平原亞相沉積是研究區A3 儲層的主要沉積亞相，沉積微相則以分流河道為主；巖石類型以灰色、淺灰色巖屑質石英砂巖為主，砂巖的分選性和結構成熟度都較好。殘余粒間孔和粒間溶孔是該區主要的儲集空間。

（2）研究區儲層孔隙度平均值為17.9%，滲透率平均值為546.0 mD，儲層孔徑平均值為141 μm，喉道半徑平均值為25.14 μm，類型以粗喉為主，綜合判斷應為中孔高滲儲層。

（3）研究表明影響儲層物性特征的最主要原因為沉積作用及成巖作用，因為沉積微相可以影響優勢砂體的空間展布，同時控制著巖石碎屑的發育情況，包括巖屑成分和含量。而壓實作用和膠結作用可以造成孔滲的下降，其中膠結作用對儲層物性的改變不僅具有破壞性，在一定程度上對儲層物性是有利的。