鄂爾多斯盆地定邊—安塞地區(qū)延長(zhǎng)組下組合儲(chǔ)層特征

王變陽(yáng)，賀永紅，王康樂(lè)，王彥龍，董麗紅，李愛(ài)榮

（1.延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司研究院，西安710075；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，西安710018；3.延長(zhǎng)油田股份有限公司，陜西榆林718600；4.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，西安710065）

鄂爾多斯盆地定邊—安塞地區(qū)延長(zhǎng)組下組合儲(chǔ)層特征

王變陽(yáng)1，賀永紅1，王康樂(lè)2，王彥龍3，董麗紅1，李愛(ài)榮4

（1.延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司研究院，西安710075；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，西安710018；3.延長(zhǎng)油田股份有限公司，陜西榆林718600；4.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，西安710065）

根據(jù)普通薄片、鑄體薄片、掃描電鏡和巖心分析等資料，對(duì)定邊—安塞地區(qū)（包括定邊、吳起、志丹、安塞4個(gè)地區(qū)）儲(chǔ)層巖石學(xué)特征、物性特征及影響因素進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：吳起與安塞地區(qū)為單物源沉積，巖石類型主要為長(zhǎng)石砂巖，定邊與志丹地區(qū)為多物源沉積，巖石類型多樣，主要為長(zhǎng)石砂巖和巖屑長(zhǎng)石砂巖；儲(chǔ)層以原生粒間孔和次生溶孔為主，具有低—特低孔隙度和低—超低滲透率特征；受沉積微相和成巖作用的影響，在平面上吳起與定邊地區(qū)物性最好，志丹地區(qū)物性次之，安塞地區(qū)物性較差，縱向上長(zhǎng)10物性最好，長(zhǎng)9物性次之，長(zhǎng)7和長(zhǎng)8物性均較差。

三疊系；延長(zhǎng)組；下組合；儲(chǔ)層特征；鄂爾多斯盆地

0 引言

鄂爾多斯盆地定邊—安塞地區(qū)（包括定邊、吳起、志丹、安塞4個(gè)地區(qū)）在區(qū)域構(gòu)造上位于伊陜斜坡帶的中西部，橫跨天環(huán)凹陷東緣。該區(qū)主要含油層系為三疊系延長(zhǎng)組。長(zhǎng)期以來(lái)主要以延長(zhǎng)組上部為勘探對(duì)象，但是隨著延長(zhǎng)組上部勘探程度的不斷提高，尋找油氣資源的戰(zhàn)略接替層系迫在眉睫。通過(guò)近幾年的勘探，長(zhǎng)7～長(zhǎng)10取得了良好的勘探成效，具有相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)能［1-2］。出于構(gòu)造演化及區(qū)別于早期勘探含油層系的考慮，將長(zhǎng)7～長(zhǎng)10統(tǒng)稱為“下組合”［1］。定邊—安塞地區(qū)延長(zhǎng)組下組合主要發(fā)育三角洲—湖泊相沉積，其中長(zhǎng)8～長(zhǎng)10以三角洲相沉積為主，長(zhǎng)7以湖泊相沉積為主［3-5］。

定邊—安塞地區(qū)儲(chǔ)層致密，非均質(zhì)性較強(qiáng)，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)較難，這些問(wèn)題均嚴(yán)重制約了延長(zhǎng)組下組合油藏的勘探步伐。前人在該區(qū)曾做過(guò)大量的研究工作［6-10］，但主要為局部地區(qū)的研究，缺乏整體認(rèn)識(shí)。因此，筆者試圖通過(guò)對(duì)儲(chǔ)層在橫向上和縱向上的微觀特征分析，明確儲(chǔ)層物性的分布特點(diǎn)及影響因素，指導(dǎo)勘探實(shí)踐。

1 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

根據(jù)鄂爾多斯盆地定邊—安塞地區(qū)72口重點(diǎn)探井的593塊薄片鑒定資料，認(rèn)為吳起與安塞地區(qū)下組合巖石類型以長(zhǎng)石砂巖為主，含少量巖屑長(zhǎng)石砂巖；定邊與志丹地區(qū)巖石類型多樣，以長(zhǎng)石砂巖和巖屑長(zhǎng)石砂巖為主，長(zhǎng)石巖屑砂巖和巖屑砂巖次之（圖1）。延長(zhǎng)組下組合沉積時(shí)期，吳起與安塞地區(qū)物源單一，巖屑主要包括變質(zhì)巖（平均為5.3%）、噴發(fā)巖和隱晶巖（平均為2.9%），沉積巖巖屑較少（平均僅為0.07%）；定邊與志丹地區(qū)為多物源，巖屑主要包括變質(zhì)巖（平均為8.3%）、噴發(fā)巖和隱晶巖（平均為9.9%），沉積巖巖屑較少（平均僅占0.12%）。定邊與志丹地區(qū)的巖屑含量較高，表明該區(qū)可能為近源沉積，其構(gòu)造活動(dòng)較為強(qiáng)烈。

圖1 定邊—安塞地區(qū)延長(zhǎng)組下組合巖石類型三角圖Ⅰ.石英砂巖；Ⅱ.長(zhǎng)石石英砂巖；Ⅲ.巖屑石英砂巖；Ⅳ.長(zhǎng)石砂巖；Ⅴ.巖屑長(zhǎng)石砂巖；Ⅵ.長(zhǎng)石巖屑砂巖；Ⅶ.巖屑砂巖Fig.1 Sandstone classification of lower assemblage reservoir of Yanchang Formation in Dingbian-Ansai area

下組合砂巖整體分選好，從定邊→吳起→安塞→志丹地區(qū)粒度逐漸變細(xì)。層位上長(zhǎng)10粒度較粗，中砂含量較高，其余各層以細(xì)粒為主（表1）。碎屑顆粒磨圓較差，以次棱角狀為主，線狀接觸，部分為凹凸?fàn)罱佑|，顆粒支撐，膠結(jié)類型為孔隙式、孔隙-薄膜式及薄膜式，結(jié)構(gòu)成熟度中等—較好。

表1 定邊—安塞地區(qū)延長(zhǎng)組下組合粒級(jí)分布Table1 Grain size distribution of lower assemblage reservoir of Yanchang Formation in Dingbian-Ansai area %

2 孔隙類型與物性特征

根據(jù)319塊砂巖鑄體薄片的顯微鏡下觀察結(jié)果，將孔隙類型按成因分為原生粒間孔、次生溶孔、晶間孔和微裂隙（圖版Ⅰ）。定邊—安塞地區(qū)以原生粒間孔和次生溶孔為主，長(zhǎng)7～長(zhǎng)10面孔率分別為4.4%，4.7%，5.0%和6.3%，平均粒間孔分別為2.9%，3.1%，2.9%和3.3%，平均溶孔分別為1.3%，1.3%，1.7%和2.8%。下組合各層粒間孔差別較小，而溶孔差別較大。長(zhǎng)10溶孔較發(fā)育，溶孔中的49%為濁沸石溶孔，其余各層溶孔以長(zhǎng)石溶孔和粒間溶孔為主，其次為巖屑溶孔。平面上吳起（孔隙度為8.0%，滲透率為2.3 mD）和定邊地區(qū)（孔隙度為7.8%，滲透率為1.0 mD）物性最好，志丹地區(qū)（孔隙度為6.4%，滲透率為2.1 mD）物性次之，安塞地區(qū)（孔隙度為5.9%，滲透率為7.8 mD）物性較差，但是平均滲透率顯示定邊地區(qū)滲透性較差，其主要原因是定邊地區(qū)的裂縫不如其他幾個(gè)地區(qū)發(fā)育，導(dǎo)致平均值較低，但是根據(jù)滲透率主值帶分布區(qū)間及所占的比例認(rèn)為定邊地區(qū)滲透性整體較好；縱向上長(zhǎng)10物性最好，長(zhǎng)9物性次之，長(zhǎng)7和長(zhǎng)8物性均較差（表2）。下組合儲(chǔ)層物性具有低—特低孔隙度和低—超低滲透率特征，孔隙度與滲透率呈較為明顯的正相關(guān)性，但點(diǎn)群帶比較寬，這是多種地質(zhì)因素綜合影響儲(chǔ)層物性的反映。

表2 定邊—安塞地區(qū)延長(zhǎng)組下組合各區(qū)孔隙度、滲透率統(tǒng)計(jì)Table2 Statistics of porosity and permeability of lower assemblage reservoir of Yanchang Formation in Dingbian-Ansai area

3 儲(chǔ)層物性的控制因素

研究表明，定邊—安塞地區(qū)儲(chǔ)層物性主要受沉積環(huán)境及成巖作用的影響，沉積環(huán)境是影響儲(chǔ)層物性的地質(zhì)基礎(chǔ)，成巖作用則對(duì)儲(chǔ)層物性進(jìn)行后期改造。

3.1 沉積環(huán)境的影響

不同沉積環(huán)境對(duì)儲(chǔ)層物性的影響，主要表現(xiàn)在水動(dòng)力條件的差異導(dǎo)致砂巖成分和結(jié)構(gòu)的不同，進(jìn)而影響其原始粒間孔的發(fā)育，并對(duì)后期的成巖作用產(chǎn)生影響［11］。定邊—安塞地區(qū)下組合主要發(fā)育三角洲—湖泊相沉積，微相以分流河道、水下分流河道、天然堤、水下天然堤及分流間灣為主［12］。分流河道砂體和水下分流河道砂體沉積時(shí)，由于水動(dòng)力強(qiáng)度大，砂巖粒度較粗，分選及磨圓均較好，云母碎屑及泥質(zhì)含量較低，原始粒間孔較發(fā)育，在成巖作用中，原生孔隙損失較小，而且酸性流體易于在其中滲流，溶蝕作用相對(duì)比較發(fā)育，因此物性相對(duì)較好；天然堤、水下天然堤和分流間灣砂體物性則較差。

定邊—安塞地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)10水動(dòng)力強(qiáng)度較大，沉積物粒度較粗，中砂含量較高，其余各層以細(xì)粒為主，這就是長(zhǎng)10物性明顯優(yōu)于長(zhǎng)7～長(zhǎng)9的一個(gè)重要原因。

3.2 成巖作用對(duì)儲(chǔ)層物性的影響

影響鄂爾多斯盆地定邊—安塞地區(qū)儲(chǔ)層物性的主要成巖作用為壓實(shí)作用、膠結(jié)作用及溶蝕作用，其中壓實(shí)和膠結(jié)作用是主要的破壞性作用。

下組合砂巖儲(chǔ)層的成巖階段屬于中成巖B期［13-15］，砂巖碎屑顆粒之間呈線狀接觸，部分呈凹凸?fàn)罱佑|，壓實(shí)作用較強(qiáng)。壓實(shí)作用對(duì)下組合砂巖的影響具體表現(xiàn)為：①在剛性顆粒較多的砂巖中，壓實(shí)作用造成顆粒的擠壓、旋轉(zhuǎn)、錯(cuò)動(dòng)和碎裂（圖版Ⅱ-1～Ⅱ-2），顆粒間表現(xiàn)為線狀接觸，少量出現(xiàn)由壓溶作用形成的縫合狀接觸，在無(wú)其他因素的影響下，物性變差；②在塑性巖屑含量較高的砂巖中，壓實(shí)作用使塑性組分（包括火山巖巖屑、泥巖等沉積巖巖屑、低變質(zhì)巖巖屑和云母等）發(fā)生變形，擠入粒間孔內(nèi)呈假雜基化，從而堵塞孔隙，并與周?chē)膭傂灶w粒呈凹凸接觸，造成部分粒間孔喪失，從而導(dǎo)致砂巖的孔隙度降低（圖版Ⅱ-3～Ⅱ-4）。

研究區(qū)膠結(jié)作用包括碳酸鹽膠結(jié)、硅質(zhì)膠結(jié)、長(zhǎng)石質(zhì)膠結(jié)和濁沸石膠結(jié)等（圖版Ⅱ-5～Ⅱ-8）。其中，長(zhǎng)7～長(zhǎng)9均以碳酸鹽膠結(jié)為主，而長(zhǎng)10則以濁沸石膠結(jié)為主。在碳酸鹽膠結(jié)物中以方解石膠結(jié)為主，部分層段的鈣質(zhì)砂巖中也有少量的方解石膠結(jié)。

方解石膠結(jié)作用大致可分為3期：早期泥微晶狀方解石含量較高，在單偏光下均呈黃褐色，多出現(xiàn)在粉砂和極細(xì)砂巖中，呈基底式膠結(jié)（圖版Ⅱ-5）；中期方解石含量較高，主要為亮晶狀嵌晶式膠結(jié)，晶形相對(duì)較大（圖版Ⅱ-6）；晚期方解石含量較低，以亮晶狀充填于線—凹凸接觸的、孔徑相對(duì)較小的孔隙中（圖版Ⅱ-7）。長(zhǎng)10濁沸石膠結(jié)物的平均體積分?jǐn)?shù)為7.3%，多呈連片狀充填于孔隙中。從濁沸石與其他膠結(jié)物的接觸關(guān)系來(lái)看，研究區(qū)具有多期次的濁沸石膠結(jié)（圖版Ⅱ-8）。

由于方解石在有機(jī)酸性水中的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于濁沸石［16］，因此，碳酸鹽對(duì)降低儲(chǔ)層的物性影響較大，這也是長(zhǎng)10物性好于其他層位的原因之一。從碳酸鹽膠結(jié)物與孔隙度和滲透率的關(guān)系圖（圖2）可以看出，碳酸鹽與物性具有一定的負(fù)相關(guān)性。

圖2 定邊—安塞地區(qū)下組合碳酸鹽與儲(chǔ)層物性關(guān)系Fig.2 Relationship between carbonate mineral content and properties of lower assemblage reservoir of Yanchang Formation in Dingbian-Ansai area

溶蝕作用是建設(shè)性成巖作用，是改善儲(chǔ)層物性最重要的因素，其主要作用是成巖中—晚期的有機(jī)酸對(duì)長(zhǎng)石、巖屑、方解石和濁沸石的溶解。定邊—安塞地區(qū)砂巖中溶蝕作用比較發(fā)育（有3期溶蝕作用），溶蝕孔的面孔率占總面孔率的11%～50%，平均占33%，二者之間呈正相關(guān)關(guān)系，溶蝕作用對(duì)改善儲(chǔ)層物性具有積極作用。

4 結(jié)論

（1）吳起與安塞地區(qū)為單物源沉積，定邊與志丹地區(qū)為多物源沉積。定邊—安塞地區(qū)下組合孔隙類型按成因可分為原生粒間孔、次生溶孔、晶間孔和微裂隙，其中以原生粒間孔和次生溶孔為主。儲(chǔ)層具有低—特低孔隙度和低—超低滲透率特征。縱向上，長(zhǎng)10物性最好，長(zhǎng)9物性次之，長(zhǎng)7和長(zhǎng)8物性均較差；平面上，吳起—定邊地區(qū)的物性明顯好于志丹地區(qū)。

（2）長(zhǎng)10物性好于下組合其他層位的原因有2方面：一是長(zhǎng)10水動(dòng)力強(qiáng)度大，砂巖粒度較粗，分選及磨圓均較好，云母碎屑及泥質(zhì)含量較低，原始粒間孔較發(fā)育；二是長(zhǎng)10膠結(jié)物以濁沸石膠結(jié)物為主，在有機(jī)酸性水中的溶解度較高。其他各層以碳酸鹽膠結(jié)物為主，方解石膠結(jié)物含量較高，在有機(jī)酸性水中的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于濁沸石，后期溶蝕作用不強(qiáng)，由此膠結(jié)作用造成的孔隙喪失量普遍高于長(zhǎng)10儲(chǔ)層。

［1］王香增，任來(lái)義，張麗霞，等.鄂爾多斯盆地吳起—定邊地區(qū)延長(zhǎng)組下組合油源對(duì)比研究［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2013，35（4）：426-431.

［2］謝正義，郭占林，劉志延，等.志丹地區(qū)延長(zhǎng)組下組合勘探有利區(qū)預(yù)測(cè)［J］.延安大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012，30（1）：62-70.

［3］武富禮，李文厚，李玉宏，等.鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組三角洲沉積及演化［J］.古地理學(xué)報(bào)，2004，6（3）：307-315.

［4］完顏容，李相博，劉化清，等.鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組下組合沉積期湖盆遷移演化及沉積響應(yīng)［J］.成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2014，41（1）：27-35.

［5］趙小強(qiáng)，萬(wàn)友利，易超，等.鄂爾多斯盆地姬塬油田長(zhǎng)8段沉積相研究［J］.巖性油氣藏，2011，23（4）：94-99.

［6］于波.吳起定邊地區(qū)上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7—長(zhǎng)9儲(chǔ)層特征研究［J］.巖性油氣藏，2011，23（5）：16-20.

［7］趙靖舟，吳少波，武富禮.論低滲透儲(chǔ)層的分類與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)——以鄂爾多斯盆地為例［J］.巖性油氣藏，2007，19（3）：28-53.

［8］張瑞，孫衛(wèi)，任大忠，等.華慶地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)8砂巖儲(chǔ)層沉積與成巖作用［J］.巖性油氣藏，2013，25（4）：17-22.

［9］許文波，唐建云，宋紅霞，等.西區(qū)油田義吳區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層砂巖成巖作用及對(duì)孔隙影響研究［J］.地下水，2014，36（1）：187-190.

［10］李歡，王小琳，南君祥，等.姬塬油田長(zhǎng)8砂巖儲(chǔ)層物性特征研究［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2012，12（8）：1899-1903.

［11］吳少波，趙驚蜇，羅繼紅.子長(zhǎng)油田上三疊統(tǒng)長(zhǎng)2油層組儲(chǔ)層成巖作用及物性的影響因素［J］.西安石油學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2003，18（4）：7-10.

［12］鄧秀芹，付金華，姚涇利，等.鄂爾多斯盆地中及上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組沉積相與油氣勘探的突破［J］.古地理學(xué)報(bào)，2011，13（4）：443-455.

［13］羅靜蘭,劉小洪,林潼，等.成巖作用與油氣侵位對(duì)鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組砂巖儲(chǔ)層物性的影響［J］.地質(zhì)學(xué)報(bào)，2006，80（5）：664-673.

［14］柳益群，李文厚，馮喬，等.鄂爾多斯盆地東部上三疊統(tǒng)含油砂巖的古地溫及成巖階段［J］.地質(zhì)學(xué)報(bào)，1997，71（1）：65-74.

［15］王慶東，孫治雷，孫致學(xué).鄂爾多斯盆地西南部延長(zhǎng)組儲(chǔ)層砂巖主要成巖作用［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2008，（3）：66-68.

［16］楊曉萍，裘懌楠.鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組濁沸石的形成機(jī)理、分布規(guī)律與油氣關(guān)系［J］.沉積學(xué)報(bào)，2002，20（4）：628-632.

圖版Ⅰ

圖版Ⅱ

（本文編輯：楊琦）

Characteristics of lower assemblage reservoir of Yanchang Formation in Dingbian-Ansai area，Ordos Basin

WANG Bianyang1，HE Yonghong1，WANG Kangle2，WANG Yanlong3，DONG Lihong1，LI Airong4
（1.Research Institute of Shaanxi Yanchang Petroleum（Group）Co.Ltd.，Xi’an 710065，China；2.Research Institute of Exploration and Development，PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi’an 710018，China；3.Yanchang Oilfield Co.Ltd.，Yulin 718600，Shannxi，China；4.College of Earth Science and Engineering，Xi’an Shiyou University，Xi’an 710065，China）

Based on the data of thin sections,casting thin sections,scanning electron microscope and core analysis, this paper studied the petrology characteristics,physical properties and influencing factors of lower assemblage reservoir of Yanchang Formation in Dingbian-Ansai area.The result shows that Wuqi and Ansai area are mainly feldspathic sandstone because the sediment source is single,and the sandstone rock types in Dingbian and Zhidan area diversified by different source rocks and are mainly arkose and lithic arkose.The reservoir space of lower assemblage reservoir of Yanchang Formation mainly includes primary intergranular pores and secondary dissolved pores.The reservoir is characterized by low-ultra-low porosity and low-ultra-low permeability.The reservoir properties are affected by sedimentary microfacies and diagenesis.The reservoir properties in Wuqi and Dingbian area are best, the next is in Zhidan area,and the reservoir properties in Ansai area are poor.In longitudinal,the reservoir properties of Chang 10 are the best,the next is Chang 9,and the reservoir properties of Chang 8 and Chang 7 are poor.

Triassic；YanchangFormation；lower assemblage；reservoir characteristics；Ordos Basin

TEl22.2

A

1673-8926（2014）06-0064-05

2014-08-14；

2014-09-20

陜西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組陸相富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖孔隙特征及其控制因素”（編號(hào)：2013JQ5003）資助

王變陽(yáng)（1984-），女，碩士，工程師，主要從事石油地質(zhì)方面的綜合研究工作。地址：（710069）陜西省西安市太白北路229號(hào)西北大學(xué)313信箱。E-mail：wbyzykc@126.com。