鄂爾多斯盆地馬嶺油田延長組長8儲層特征及影響因素分析

高淑梅，陳 娟，胡 劍，范紹雷，范希良

(中油長慶油田分公司，陜西 西安 710018)

引 言

馬嶺油田位于鄂爾多斯盆地天環(huán)坳陷一級構(gòu)造單元內(nèi)，行政區(qū)屬于甘肅省環(huán)縣、慶城縣境內(nèi)，含油層主要為中生界三疊系延長組和侏羅系延安組地層，20世紀(jì)80至90年代發(fā)現(xiàn)了侏羅系油藏并進(jìn)行了規(guī)模開發(fā)。近年來，隨著勘探開發(fā)程度的不斷深入，發(fā)現(xiàn)了較為整裝的三疊系延長組長8油藏，是長慶油田實(shí)施“深層勘探”的重要成果之一。

在綜合分析該區(qū)巖心、錄井、測井及化驗(yàn)資料的基礎(chǔ)上，對長8儲層巖石學(xué)、孔隙結(jié)構(gòu)、儲層物性特征及其影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)分析與研究，為該類儲層綜合評價(jià)和篩選相對高孔高滲的有利開發(fā)區(qū)提供了地質(zhì)依據(jù)。

1 沉積背景

鄂爾多斯盆地中生界三疊系主要發(fā)育陸相拗陷湖盆沉積，而長8沉積期，盆地構(gòu)造特征主要表現(xiàn)為平緩的西傾單斜，坡度不足0.5°，發(fā)育淺水三角洲沉積體系［1］。馬嶺油田長8油層組為該區(qū)發(fā)育的陸相湖泊三角洲沉積體系，其沉積受西南、西部和西北等多物源體系影響，主要發(fā)育辮狀河三角洲沉積，沉積水體深度主要在10～15 m以下，發(fā)育炭質(zhì)泥巖、暗色泥巖和薄煤線，大型植物莖葉化石和植物根須保存完好，可見生物擾動(dòng)形成的垂直蟲孔，大量水動(dòng)力強(qiáng)弱變化形成的沖刷面，同時(shí)各種交錯(cuò)層理、平行層理、水平層理也較為常見。

2 儲層特征

2.1 儲層巖石學(xué)特征

通過對區(qū)內(nèi)35口井287塊樣品的測試資料進(jìn)行分析表明，馬嶺油田長8組巖石類型主要為巖屑長石砂巖，其次為長石巖屑砂巖，含少量的巖屑砂巖。碎屑成分中長石含量為32.1%，石英含量為28.5%，巖屑含量為26.8%，長石、石英、巖屑的比例接近于1∶1∶1，巖屑以中基性噴發(fā)巖巖屑、中淺變質(zhì)巖屑(如千枚巖等)為主，并含有豐富的云母碎片。砂巖粒度較細(xì)，主要以細(xì)—中粒為主，分選和磨圓度差別較大，特別是厚層砂巖，碎屑分選中等，但磨圓較差，主要為次棱角狀—棱角狀，為典型的“懸移載荷”搬運(yùn)。支撐類型以顆粒支撐為主，也有雜基支撐結(jié)構(gòu)，主要為接觸—孔隙式膠結(jié)。

該區(qū)砂巖填隙物主要有高嶺石、綠泥石、方解石以及硅質(zhì)等，填隙物含量介于13.5% ～16.4%。但不同部位的膠結(jié)物類型及含量有所差別的，且填隙物的差別影響儲層的成巖作用，進(jìn)而影響儲層的物性特征。

2.2 儲集空間類型

通過對馬嶺油田長8砂巖儲層的鑄體薄片、掃描電鏡及壓汞資料分析表明，長8儲層孔隙類型復(fù)雜，按照孔隙的成因、大小及形態(tài)，可將其歸納為粒間孔隙、粒間溶孔、組分內(nèi)孔隙和裂縫孔隙4種類型。其中，殘余的原生粒間孔和次生長石溶孔為長8油層的主要儲集空間。儲層平均面孔率為2.18%，粒間孔平均為1.01%，長石溶孔為0.99%(圖1)，分別占總面孔率的46.33%和45.41%，發(fā)育少量巖屑溶孔(0.13%)。

長8儲集巖室內(nèi)壓汞曲線特征多為偏粗歪度—細(xì)歪度，平均排驅(qū)壓力為1.2 MPa，中值壓力為4.9 MPa，中值半徑為 0.15 μm，分選系數(shù)為1.69，變異系數(shù)為0.17，平均最大進(jìn)汞飽和度為74.9%，平均退汞效率為25.8%，屬于小孔微細(xì)喉孔隙結(jié)構(gòu)。

2.3 儲層物性特征

通過對區(qū)內(nèi)83口井276塊樣品物性資料進(jìn)行分析表明，長8儲層孔隙度集中分布在6.5% ～16.2%，平均為10.3%，滲透率集中分布在0.10×10－3～11.95 ×10－3μm2，平均為0.72 ×10－3μm2。

3 影響儲層物性的因素

3.1 沉積相對儲層物性的影響

沉積相是儲層發(fā)育的基礎(chǔ)，對儲層物性及時(shí)空展布規(guī)律具有明顯的控制作用［2］。研究區(qū)長8油層組主要發(fā)育三角洲前緣亞相沉積，其沉積微相可以進(jìn)一步細(xì)分為水下分流河道、河口壩、決口扇、分流間灣及前緣席狀砂等。優(yōu)勢沉積微相為水下分流河道，其砂體發(fā)育面積廣、厚度大，孔隙度和滲透率較高(表1)，平均孔隙度和平均滲透率分別為9.89%和0.86 ×10－3μm2，是最有利的油氣儲集砂體;其次為河口砂壩，平均孔隙度和滲透率分別為9.77%和0.73 ×10－3μm2，屬于相對有利的油氣儲集砂體;三角洲內(nèi)前緣席狀砂和水下決口扇砂體孔隙度和滲透率普遍很低，不利于儲層發(fā)育(表1)。

表1 沉積微相與儲層物性關(guān)系

統(tǒng)計(jì)研究區(qū)長8油層砂地比和儲層物性關(guān)系 可以發(fā)現(xiàn)，兩者呈正相關(guān)關(guān)系，砂地比越大，越靠近主河道，儲層物性越好。同時(shí)，儲層物性受沉積微相控制作用明顯(圖2)，也說明沉積相對儲層物性有明顯影響。

3.2 成巖作用對儲層物性的影響

馬嶺地區(qū)長8油層組經(jīng)歷了壓實(shí)、膠結(jié)、溶蝕等多種成巖作用，影響著儲層物性的變化趨勢，直接影響了儲集砂巖的物性。

3.2.1 壓實(shí)作用對儲層的影響

壓實(shí)作用是一種物理成巖作用，在沉積物埋藏的早期階段表現(xiàn)得比較明顯，是碎屑巖固化成巖。壓實(shí)作用的強(qiáng)度主要與儲層的礦物成分有關(guān)，一般而言，石英顆粒的抗壓能力最強(qiáng)，長石次之，巖屑的抗壓強(qiáng)度最小［3］。研究區(qū)儲層中巖屑、長石含量普遍較高，長石平均含量為32.1%，巖屑平均含量為26.8%，儲層抗壓實(shí)能力較差，儲層埋藏較深，經(jīng)歷了中等強(qiáng)度的壓實(shí)作用，顆粒之間以線接觸、點(diǎn)—線接觸為主，甚至出現(xiàn)凹凸接觸和縫合線接觸?？箟簭?qiáng)度較低的巖屑、長石含量高和中等壓實(shí)強(qiáng)度為研究區(qū)低孔低滲的主要特征。

圖2 馬嶺長8儲層砂地比和儲層物性關(guān)系

3.2.2 膠結(jié)作用對儲層的影響

在沉積物埋藏的初期，適當(dāng)含量的化學(xué)膠結(jié)物可以起到支撐碎屑顆粒骨架的作用，可以減弱壓實(shí)作用的影響;在沉積物埋藏后期，在合適的孔隙流體、環(huán)境介質(zhì)作用下，部分膠結(jié)物發(fā)生溶蝕作用，增加了儲層的次生孔縫，提高了巖石的孔隙度。但是，當(dāng)膠結(jié)物含量超過一定量時(shí)，會(huì)嚴(yán)重堵塞砂巖的原生孔隙，使得儲層物性明顯降低。

根據(jù)研究區(qū)長8砂巖的鏡下統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，長8儲層碳酸鹽膠結(jié)物與儲集滲透率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，隨著碳酸鹽膠結(jié)物含量的增加，儲層滲透率明顯減小(圖3)。自生黏土礦物(綠泥石)對儲層物性變化趨勢則表現(xiàn)出雙重性，一方面堵塞孔隙造成儲層滲透率下降，同時(shí)吸附原油，造成原油流動(dòng)能力降低［4］;另一方面，綠泥石環(huán)邊形成后，巖石骨架顆粒間的相對位置更加穩(wěn)定，能夠減弱由壓實(shí)作用引起的孔隙減少，較好地保存了原生粒間孔隙［5］。

圖3 馬嶺長8碳酸鹽膠結(jié)物與滲透率關(guān)系

3.2.3 溶蝕作用對儲層的影響

在一定的成巖環(huán)境中，碎屑巖中的顆粒、雜基、膠結(jié)物、自生礦物等都可以發(fā)生一定的溶蝕作用，是造成研究區(qū)碎屑巖儲層次生孔隙發(fā)育的最主要成巖作用［6］。鄂爾多斯盆地長8砂巖緊鄰長7生油巖，油氣水活動(dòng)非常活躍，為砂巖儲層發(fā)生溶蝕作用創(chuàng)造了有利條件。在研究區(qū)長8段砂巖中，主要以長石溶蝕為主，碳酸鹽膠結(jié)物溶蝕很少，溶蝕孔隙作為主要的儲集空間，含量僅次于粒間孔。研究表明，研究區(qū)長石溶孔和滲透率之間有較好的正相關(guān)關(guān)系，證明了次生孔隙能有效地改善長8段儲集層物性。

3.3 構(gòu)造作用對儲層物性的影響

構(gòu)造作用一方面加劇了儲層的壓實(shí)程度;另一方面使得脆性巖石破裂，形成裂縫。研究區(qū)多見構(gòu)造成因的裂縫，雖然主要孔隙類型為粒間孔和長石溶孔，但是裂縫作為油氣運(yùn)移的通道，在一定程度上增強(qiáng)了儲層的儲集和疏導(dǎo)能力［7］。

4 結(jié)論

(1)研究區(qū)長8油層組主要為陸相湖泊三角洲沉積，同時(shí)三角洲前緣亞相最為發(fā)育。其中，水下分流河道微相砂體是研究區(qū)的骨架砂體，也是最有利的含油儲集砂體。

(2)研究區(qū)長8儲層巖石類型主要為巖屑長石砂巖，其次為長石巖屑砂巖，含少量的巖屑砂巖。填隙物主要有高嶺石、綠泥石、方解石以及硅質(zhì)等，硅質(zhì)膠結(jié)物含量較低。

(3)研究區(qū)長8儲層屬于典型的低孔低滲儲層，影響儲層物性的主要因素有沉積相、成巖作用和構(gòu)造作用。其中沉積相是控制儲層物性的關(guān)鍵，對儲層物性及時(shí)空展布規(guī)律具有明顯的控制作用，越靠近主河道、儲層物性越好;成巖作用對儲層物性有重要影響，不同類型的成巖作用對儲層物性影響不同，通常情況下，壓實(shí)和膠結(jié)作用使儲層物性變差，溶蝕作用會(huì)改善儲層物性;構(gòu)造作用可使脆性巖石破裂形成裂縫，改善儲層的滲流能力。

［1］何自新.鄂爾多斯盆地演化與油氣［M］.北京:石油工業(yè)出版社，2003:77－105.

［2］趙虹，黨永潮，等.安塞油田延長組儲集層特征及物性影響因素分析［J］.地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào)，2005，27(4):45－48.

［3］王勇，等.鄂爾多斯盆地宜川—旬邑地區(qū)長八段儲層特征及成巖作用［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2008，27(3):39－43.

［4］高淑梅，范紹雷，等.鄂爾多斯盆地低滲透儲層黏土礦物分析［J］.特種油氣藏，2009，16(3):15－17.

［5］蔡進(jìn)功，謝忠懷，等.濟(jì)陽拗陷深層砂巖成巖作用及孔隙演化［J］.石油與天然氣地 質(zhì)，2002，23(1):84－88.

［6］李紅，柳益群，等.鄂爾多斯盆地西峰油田延長組長8低滲透儲層成巖作用［J］.石油與天 然氣地質(zhì)，2006，27(2):210－217.

［7］高輝，等.鄂爾多斯盆地合水地區(qū)長8儲層特低滲透成因分析與評價(jià)［J］.地質(zhì)科技情報(bào)，2008，27(5):71－76.