鄂爾多斯盆地胡尖山地區(qū)長4+5油層組儲層特征研究

楊豫川，李鳳杰，代廷勇，李俊武，楊承錦

鄂爾多斯盆地胡尖山地區(qū)長4+5油層組儲層特征研究

楊豫川，李鳳杰，代廷勇，李俊武，楊承錦

（成都理工大學沉積地質(zhì)研究院，成都610059）

對胡尖山地區(qū)長4+5油層組的巖心、測井、鑄體薄片、掃描電鏡、物性和壓汞等資料的分析表明：該區(qū)巖石類型主要為巖屑長石砂巖和長石砂巖；孔隙類型主要為粒間孔和長石溶孔；儲層孔隙度為10.86%，滲透率為0.56 mD，為低孔、特低滲、致密—近致密儲層。該區(qū)成巖作用主要包括壓實作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用，其中綠泥石膜對原生粒間孔的保存以及溶蝕作用對儲層的孔滲性均具有建設(shè)性作用。以儲層特征參數(shù)和孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)為基礎(chǔ)，對胡尖山地區(qū)長4+5油層組儲層進行了分類評價，并將其分為4類，其中Ⅱ類和Ⅲ類儲層是該區(qū)主要的儲集層類型。

儲層特征；儲層評價；長4+5油層組；鄂爾多斯盆地

0 引言

鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長組長4+5油層組是長慶油田近年來發(fā)現(xiàn)的超低滲油藏，具有良好的油氣開發(fā)潛力。位于鄂爾多斯盆地西部的胡尖山地區(qū)（長4+5油層組）是主要的勘探區(qū)（圖1）。研究表明：該區(qū)長4+5油層組屬三角洲沉積體系［1-4］，其儲層孔滲性差，為低孔、特低滲、致密—近致密儲層；儲層的微觀結(jié)構(gòu)與滲流特征以及致密和超低滲等是影響該區(qū)油層產(chǎn)能的重要因素［5］。胡尖山地區(qū)長4+5油層組儲層物性差異較大，開展該區(qū)儲層特征研究，尤其是分析長4+5油層組試油高產(chǎn)井儲層砂巖的巖石學特征、成巖作用類型、孔隙類型和物性特征，可深化對優(yōu)質(zhì)儲層形成機理和分布規(guī)律的認識，以期尋找有利的勘探方向。

圖1 鄂爾多斯盆地胡尖山地區(qū)相對位置圖Fig.1 Location of Hujianshan area,Ordos Basin

鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長組時期為大型坳陷湖泊發(fā)育期，接受陸相河流-三角洲-湖泊沉積。根據(jù)巖性、電性特征及含油性，將延長組自上而下劃分為長1～長10共10個油層組。其中，長10～長7油層組為湖盆擴張期，長6～長1油層組為湖盆收縮期。長4+5油層組沉積時期是繼長7油層組沉積之后的又一次較大規(guī)模的湖侵期，依據(jù)沉積旋回和巖性組合又可細分為長4+51和長4+52共2個油層段。該區(qū)主要發(fā)育三角洲前緣亞相，水下分流河道砂體是主要的儲集砂體［1-4］。

1 儲層巖石學特征

對鄂爾多斯盆地胡尖山地區(qū)344塊鑄體薄片的觀察統(tǒng)計，認為該區(qū)長4+5油層組儲層以灰色和灰白色極細—細粒、細粒、細—中粒長石砂巖和巖屑長石砂巖為主（圖2），少量長石巖屑砂巖。碎屑組分平均為8.77%，其中石英體積分數(shù)為25.67%～ 60.00%，平均為38.44%；長石體積分數(shù)為21.28%～61.50%，平均為40.42%；巖屑體積分數(shù)為10.5%～37.5%，平均為21.14%，巖屑中云母體積分數(shù)平均為7.5%，個別可達19.8%，其次為變質(zhì)巖巖屑和巖漿巖巖屑，含少量沉積巖巖屑。儲層填隙物體積分數(shù)為6.80%～14.23%，其中綠泥石十分常見，包括自生綠泥石和以雜基形式出現(xiàn)的綠泥石，占巖石體積的4%～12%，平均為5%，其他黏土礦物包括伊利石和碳酸鹽膠結(jié)物，分別占3.20%和5.08%。砂巖分選性為中等—好，碎屑顆粒多呈次棱角狀，少量呈次圓狀，顆粒支撐，膠結(jié)類型多樣，主要為孔隙式膠結(jié)。

圖2 胡尖山地區(qū)長4+5油層組砂巖分類圖Fig.2 Rock component of Chang 4+5 oil reservoir set in Hujianshan area

2 巖相古地理及其演化

根據(jù)巖心觀察，胡尖山地區(qū)長4+5油層組沉積構(gòu)造以各種層理及生物成因構(gòu)造為主，見塊狀層理、交錯層理、平行層理、沙紋層理、水平層理以及變形構(gòu)造和生物垂直鉆孔。

根據(jù)沉積環(huán)境、巖石相類型、典型單井相綜合分析及其相標志，認為胡尖山地區(qū)長4+5油層組為三角洲前緣亞相沉積，發(fā)育水下分流河道、河口壩和水下分流間灣微相（圖3）。其中以水下分流河道微相沉積為主。砂體雖然厚度大，連片性好，但單砂層厚度小，橫向遷移變化快，縱向上巖性致密，泥巖夾層多，連通程度低，物性差，非均質(zhì)性強。

長4+52油層段沉積時期，水下分流河道發(fā)育，分流間灣僅出現(xiàn)在東南和西南部2個區(qū)塊，范圍較小，砂體厚度較薄，連片性較差；長4+51油層段沉積時期，湖平面相對下降，水下分流河道發(fā)育，基本繼承了長4+52時期的沉積特征，但砂體厚度較大，連片性強。

圖3 胡尖山地區(qū)長4+5油層組三角洲前緣亞相巖、電性特征圖（安75井）Fig.3 Characteristics of rock-electricity in front delta of Chang 4+5 oil reservoir set in Hujianshan area

3 儲集特征

3.1儲集空間類型

鄂爾多斯盆地胡尖山地區(qū)長4+5油層組儲集空間類型可劃分為原生粒間孔、次生孔和裂縫。次生孔包括溶蝕孔、鑄模孔和晶間孔等。其中原生粒間孔、粒內(nèi)溶蝕孔和晶間孔是主要的儲集空間類型。依據(jù)研究區(qū)223口井445個樣品的化驗分析數(shù)據(jù)，認為含油層段的砂巖鈣質(zhì)膠結(jié)物較少，而不含油層段的砂巖鈣質(zhì)膠結(jié)物較多，可以推斷，石油侵位主要發(fā)生在長石大量溶蝕后，以及碳酸鹽膠結(jié)物大量溶蝕之前。

3.1.1 原生粒間孔

胡尖山地區(qū)延長組長4+5油層組砂巖中原生粒間孔所占的比例為4.5%～7.3%，最高可達10.2%。綠泥石膜對原生粒間孔的保存具有積極作用。該區(qū)主要發(fā)育原生粒間孔（圖版Ⅰ-1、圖版Ⅰ-2），包含沒有受到綠泥石膜保護的原生粒間孔（圖版Ⅰ-3）。

3.1.2 次生孔

胡尖山地區(qū)長4+5油層組儲層中粒間溶孔大多數(shù)是由粒間長石（圖版Ⅰ-4）和黏土溶蝕（圖版Ⅰ-5）而成，粒內(nèi)溶孔主要由長石溶蝕而成，并以長石粒內(nèi)蜂窩狀溶蝕孔隙（圖版Ⅰ-6）為主。晶間孔多為雜基高嶺石化或自生高嶺石（圖版Ⅰ-7）和綠泥石晶體間形成的孔隙，孔徑較小，對儲層的儲集性能貢獻不大。

3.1.3 裂縫

在胡尖山地區(qū)長4+5油層組的各井儲集砂巖中均發(fā)育有不同程度的微裂縫，裂縫主要發(fā)育在長石巖屑及巖屑長石砂巖中，長石顆粒被擠壓破碎，形成破裂縫（圖版Ⅰ-8）。破裂縫可將粒間孔和鑄?？走B通，提高儲層的孔、滲性。

3.2儲層物性特征

根據(jù)胡尖山地區(qū)125口井近2 800個樣品的巖心物性資料統(tǒng)計，長4+5油層組孔隙度和滲透率的分布區(qū)間如表1所列。

表1 胡尖山地區(qū)長4+5油層組儲層物性統(tǒng)計表Table 1 Statistics of porosity and permeability of Chang 4+5 oil reservoir set in Hujianshan area

從表1可以看出：胡尖山地區(qū)長4+5油層組孔隙度主要為5%～17%，平均為10.9%，其中孔隙度分布在10%～15%的樣品最多，占樣品總數(shù)的55.4%；滲透率的變化范圍較大，平均為0.56 mD，滲透率小于0.1 mD的樣品占27.6%，大于1.5 mD的樣品占15.7%，滲透率為0.1～1.0 mD的樣品最多，占樣品總數(shù)的52.3%?？傮w評價認為研究區(qū)長4+5油層組儲層屬于低孔、特低滲、致密—近致密儲層。

4 成巖作用及其對儲層物性的影響

胡尖山地區(qū)長4+5油層組儲層中的成巖作用主要有壓實作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用等。

4.1壓實作用

壓實作用是在沉積物沉積后，由于上覆沉積物不斷加厚，在重荷壓力下所發(fā)生的成巖作用。通過壓實作用，沉積物發(fā)生脫水，孔隙度降低，體積縮小，密度增大，松軟的沉積物變成固結(jié)的巖石。壓實作用在胡尖山地區(qū)普遍出現(xiàn)，是研究區(qū)砂巖儲層最主要的破壞性成巖作用。但是胡尖山地區(qū)壓實作用強度總體較低，具體表現(xiàn)為原始沉積顆粒由松散狀變?yōu)橹旅軤?，孔隙空間縮小，顆粒長軸定向、半定向排列（圖版Ⅱ-1），云母受擠壓彎曲（圖版Ⅱ-2）。

4.2膠結(jié)作用

膠結(jié)作用是在成巖過程中從孔隙溶液中沉淀出的礦物質(zhì)，將松散的沉積物固結(jié)起來的作用。對儲層而言，它是僅次于壓實作用的破壞性成巖作用，其中碳酸鹽膠結(jié)作用對儲層的負面影響最大，其次為黏土質(zhì)膠結(jié)。胡尖山地區(qū)長4+5油層組儲層膠結(jié)物的平均體積分數(shù)為11.87%，對儲層的物性影響較大。

根據(jù)薄片染色和掃描電鏡觀察，胡尖山地區(qū)碳酸鹽膠結(jié)物主要包括方解石、鐵方解石和鐵白云石。其中，方解石和鐵方解石含量最高（圖版Ⅱ-3），在各段儲層中均有發(fā)育，鐵白云石（圖版Ⅱ-4）含量相對較少。碳酸鹽膠結(jié)物多呈粒間膠結(jié)、交代或孔隙內(nèi)填充形式出現(xiàn)，整體上分布不均勻，局部膠結(jié)強烈，降低了儲層的儲集性能。

胡尖山地區(qū)黏土質(zhì)膠結(jié)包括綠泥石膠結(jié)（圖版Ⅰ-1、圖版Ⅰ-2）、高嶺石膠結(jié)（圖Ⅰ-7、圖版Ⅱ-5）以及伊利石膠結(jié)（圖版Ⅰ-4、圖版Ⅱ-6），其中以綠泥石膠結(jié)為主。綠泥石膠結(jié)對儲層具有建設(shè)性作用，其主要形成于較早期的成巖階段。雖然葉片狀綠泥石占據(jù)了一定的孔隙空間，然而更多的環(huán)邊狀綠泥石包圍碎屑顆粒，形成綠泥石膜（圖版Ⅰ-1、圖版Ⅰ-2），在一定程度上，具有抗壓實能力，并且削弱了壓實作用對儲層的破壞程度［6-9］，從而使原生粒間孔隙得以保存（圖版Ⅱ-2）。此外，這種環(huán)邊狀的綠泥石還可通過分隔碎屑石英與孔隙流體之間的相互作用，限制自生石英的生長，對孔隙產(chǎn)生保護作用，從而增加儲層的儲集性能［10-13］。

硅質(zhì)膠結(jié)主要以石英次生加大（圖版Ⅱ-7）和自形石英晶體（圖版Ⅱ-8）的形式產(chǎn)出在碎屑石英顆粒表面、粒間孔壁和粒內(nèi)溶孔中，對儲層具有破壞性作用，使砂巖的孔隙度和滲透率降低。

4.3溶蝕作用

溶蝕作用是胡尖山地區(qū)儲層中最具建設(shè)性的成巖作用之一，它能形成大量的次生孔隙，且以長石顆粒溶蝕為主（圖版Ⅱ-8）。研究區(qū)長4+5油層組砂巖中含有大量長石碎屑（圖版Ⅱ-7），高含量的長石為長石溶孔的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。該區(qū)儲層砂巖主要沉積于水下分流河道中，在早成巖階段晚期至中、晚成巖階段埋藏成巖過程的封閉體系中，酸性介質(zhì)對長石等鋁硅酸鹽具有強烈的溶蝕作用，從而形成了大量的次生溶蝕孔隙。溶蝕作用的強度與巖石粒間孔隙發(fā)育程度、可溶組分長石含量的多少及酸性流體來源的豐富程度有關(guān)。

5 儲層分類評價

5.1孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)

通過分析胡尖山地區(qū)63口井125個樣品的壓汞數(shù)據(jù)，認為該區(qū)儲層孔隙結(jié)構(gòu)總體較差：排驅(qū)壓力為0.17～5.12 MPa，平均為1.15 MPa，表明排驅(qū)壓力較高；最大連通孔隙喉道半徑為0.05～0.59 μm，平均為0.25 μm，表明儲層孔喉半徑總體較?。恢兄祲毫?.25～23.62 MPa，平均為5.58 MPa，表明孔喉中值半徑較??；最大進汞量為53.55%～92.56%，平均為80.86%，表明束縛水含量較高；退汞效率為13.94%～45.60%，平均為28.85%，表明退汞效率較低；分選系數(shù)為0.898～2.861，平均為1.939，主要集中在1～2。

5.2儲層分類評價

儲層分類評價以沉積相和砂體厚度為基礎(chǔ)，結(jié)合儲層特征和孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)，將胡尖山地區(qū)長4+5油層組儲層劃分為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ共4種類型（表2），其中，Ⅱ類和Ⅲ類儲層是該區(qū)主要的儲集層類型（圖4）。

表2 胡尖山地區(qū)長4+5油層組儲層分類評價Table 2 Reservoir classification evaluation of Chang 4+5 oil reservoir set in Hujianshan area

續(xù)表2

圖4 胡尖山地區(qū)長4+5油層組儲層綜合評價圖Fig.4 Comprehensive evaluation of Chang 4+5 oil reservoir set in Hujianshan area

Ⅰ類儲層分布面積較小，約55 km2，以胡121井區(qū)為典型代表，主要分布在研究區(qū)中部及中南部的分流河道中央；Ⅱ類儲層全區(qū)大面積發(fā)育，主要分布在分流河道和河口壩砂體上，呈南北向展布，包括新213井等13個生產(chǎn)井區(qū)；Ⅲ類儲層主要分布在分流河道邊部和儲層物性較差的區(qū)域；Ⅳ類儲層分布面積局限，主要位于分流間灣區(qū)域。

6 結(jié)論

（1）胡尖山地區(qū)長4+5油層組主要發(fā)育三角洲前緣亞相，并以水下分流河道砂體為主要儲層類型，砂體由巖屑長石砂巖和長石砂巖組成，儲集空間類型以原生粒間孔和長石溶孔為主。

（2）胡尖山地區(qū)長4+5油層組儲層砂體中的成巖作用主要包括壓實作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用，其中綠泥石膜對原生粒間孔的保存和溶蝕作用對儲層的孔滲性均具有建設(shè)性成巖作用。

（3）胡尖山地區(qū)長4+5油層組儲層砂體孔隙度為10.86%，滲透率為0.56 mD，為低孔、特低滲、致密—近致密儲層。

（4）以沉積相和砂體厚度為基礎(chǔ)，結(jié)合儲層特征參數(shù)和孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)，將胡尖山地區(qū)長4+5油層組儲層劃分為4類，其中Ⅱ和Ⅲ類儲層是該區(qū)主要的儲集層類型。

［1］石雪峰，杜海峰．姬塬地區(qū)長3—長4+5油層組沉積相研究［J］．巖性油氣藏，2008，20（1）：59-63．

［2］肖玲，田景春，李君文，等．鄂爾多斯盆地胡尖山—耿灣地區(qū)延長組長4+5油層組沉積特征及有利相帶預(yù)測［J］.新疆地質(zhì)，2007，25（3）：291-294．

［3］寧正福，李東陽，程林松．胡尖山地區(qū)長6、長4+5儲層有利區(qū)預(yù)測［J］．西南石油大學學報：自然科學版，2012，34（3）：33-40．

［4］李鳳杰，王多云，張慶龍，等.鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)延長組沉積相特征與層序地層分析［J］.沉積學報，2006，24（4）：549-555.

［5］淡衛(wèi)東，程啟貴，牛小兵，等.鄂爾多斯盆地重點含油區(qū)塊長4＋5—長8油層組低滲透儲層綜合評價［J］.石油天然氣學報，2011，33（8）：1-3.

［6］羅靜蘭，張曉麗，張云翔，等.成巖作用對河流—三角洲相砂巖儲層物性演化的影響——以延長油區(qū)上三疊統(tǒng)延長組長2砂巖為例［J］.沉積學報，2001，19（4）：541-547.

［7］李鳳杰，王多云，徐旭輝.鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)三疊系延長組儲層特征及影響因素分析［J］.石油實驗地質(zhì)，2005，27（4）：365-370.

［8］鄭榮才，耿威，周剛，等.鄂爾多斯盆地白豹地區(qū)長6砂巖成巖作用與成巖相研究［J］.巖性油氣藏，2007，19（2）：1-8.

［9］黃思靜，謝連文，張萌，等.中國三疊系陸相砂巖中自生綠泥石的形成機制及其與儲層孔隙保存的關(guān)系［J］．成都理工大學學報：自然科學版，2004，31（3）：273-281.

［10］蘭葉芳，黃思靜，呂杰．儲層砂巖中自生綠泥石對孔隙結(jié)構(gòu)的影響——來自鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長組的研究結(jié)果［J］．地質(zhì)通報，2001，30（1）：134-140.

［11］Taylor T R.The influence of calcite dissolution on reservoir porosityin Miocene sandstones，Picaroon field，off-shore Texas Gulf Coast［J］.Journal of Sedimentary Petrology，1990，60（3）：322-334.

［12］Rossi C，Goldstein R H，Marfil R.Pore fluid evolution and quartz diagenesis in the Khatatba Formation，Western Desert，Egypt［J］. Journal of Geochemical Exploration，2000，69（4）：91-96.

［13］李弘，王芙蓉，戴世立，等.綠泥石膜對儲層孔隙度的影響——以鄂爾多斯盆地M油田延長組2段為例［J］.巖性油氣藏，2008，20（4）：71-74.

圖版Ⅰ

圖版Ⅱ

（本文編輯：楊琦）

Reservoir characteristics of Chang 4+5 oil reservoir set in Hujianshan area,Ordos Basin

YANG Yuchuan，LI Fengjie，DAI Tingyong，LI Junwu，YANG Chengjin
（Institute of Sedimentary Geology，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China）

Based on the analysis ofcores,logging,thin sections,scanningelectronic microscope,physical properties and mercuryinjection,this paper discussed the characteristics ofsedimentaryfacies,petrologic features,pore types,physical properties,diagenesis and effects on reservoir.The result shows that the Chang4+5 oil reservoir set in Hujianshan area is mainlymade up ofdebris-feldspar sandstone and feldspar sandstone,and the main pore types are primaryintergranular pore and feldspar dissolved pores.The porosityofthe reservoir is 10.86%,and the permeabilityis 0.56 mD.The reservoir belongs tolowporosity,ultra-lowpermeabilityreservoir and tight reservoir.The diageneses contain compaction,cementation and dissolution,and the protection from chlorite membrane to primary intergranular pores and dissolution are very constructive tothe reservoir.Reservoir ofChang4+5 oil reservoir set in Hujianshan area can be divided intofour types, and typeⅡand typeⅢare the main reservoirs.

reservoircharacteristics；reservoirevaluation；Chang4+5oilreservoirset；OrdosBasin

P618.130.21

A

1673-8926（2014）02-0032-06

2013-10-22；

2013-12-20

國家“十二五”重大科技專項“鄂爾多斯盆地重點探區(qū)碎屑巖沉積體系、儲層特征與主控因素”（編號：2011ZX05002-001-001）資助

楊豫川（1989-），男，成都理工大學在讀碩士研究生，研究方向為沉積巖石學與巖相古地理。地址：（610059）四川省成都市成華區(qū)二仙橋東三路1號成都理工大學沉積地質(zhì)研究院。E-mail：billyyc132@vip.qq.com。