華慶地區(qū)長6－3儲層非均質(zhì)性分析

劉傳美，閆明莉，曹 俊

(1.西安石油大學地球科學與工程學院，陜西 西安710065;2.延長石油股份有限公司富縣采油廠，陜西 延安727500)

儲層的非均質(zhì)性是儲層的電性、物性、巖性、含油氣性以及微觀孔隙結(jié)構(gòu)等特征在三維空間上分布的不均一性，是指儲層形成過程中受成巖作用、沉積環(huán)境以及構(gòu)造作用的影響，在空間分布以及內(nèi)部各種屬性上都存在的不均勻的變化。儲層非均質(zhì)性是儲層表征的核心之一，由儲層的物性參數(shù)表現(xiàn)出來，如孔隙度、滲透率、砂體厚度、夾層分布特征等的不均勻性。對油氣儲層特征的充分認識是油氣田能否獲得高效開發(fā)的決定性因素。

1 概況

華慶地區(qū)位于甘肅省的華池縣以及陜西省的吳起縣境內(nèi)，在鄂爾多斯盆地伊陜斜坡中西部偏南，其地理范圍是北起長官廟，向南到慶陽，西自白馬，向東至華池，其東西寬32 km，南北方向長50 km，其總面積大約為1.61×103km2。華慶地區(qū)上三疊統(tǒng)延長組長6－3沉積期主要存在兩大物源區(qū):北東方向的受控陰山物源區(qū)和南西方向的受控秦祁褶皺帶物源區(qū)，華池縣附近為混合物源區(qū)，由多期砂質(zhì)碎屑流水道沉積形成連續(xù)疊置的厚層砂體。儲層具有砂體厚度大，且順砂體方向連續(xù)性好、物性差、含油飽和度高等特點。

2 儲層宏觀非均質(zhì)性

從層內(nèi)非均質(zhì)性、層間非均質(zhì)性以及平面非均質(zhì)性三個方面對研究區(qū)儲層宏觀非均質(zhì)性作以分析。儲層宏觀非均質(zhì)性主要是對砂巖體空間展布規(guī)律以及物性(包括滲透率、孔隙度和含油飽和度)分布特征進行研究。其中，層內(nèi)非均質(zhì)性是從粒度的韻律性、滲透率差異的程度和高滲段的位置、層理構(gòu)造變序列、層內(nèi)不連續(xù)泥質(zhì)灰層分布頻率和大小、不滲透隔層特征以及全層規(guī)模水平垂直滲透率比值等來進行分析。層間非均質(zhì)性包含層系旋回性，砂層之間的滲透率非均質(zhì)程度，隔層分布，特殊類型層分布，以及小層劃分、層組等。平面非均質(zhì)性則包含了平面滲透率和孔隙度的變化以及非均質(zhì)程度、砂體成因單元的連通程度以及滲透率的方向性。

鄂爾多斯盆地華慶地區(qū)長6－3南西方向上?；映霈F(xiàn)深水重力流三種巖石類型(經(jīng)典濁積巖、滑塌巖和砂質(zhì)碎屑流)，儲層的非均質(zhì)性比較強，里面碎屑流和分流河道形成的塊狀的砂巖含油性最好，連續(xù)的厚度也比較大，為滲流做的貢獻最大，是高效儲層。本文就從宏觀(層內(nèi)、層間、平面)及微觀等方面來研究華慶地區(qū)長6－3儲層的非均質(zhì)性，為油田開發(fā)和勘探做出有效指導。

2.1 層內(nèi)非均質(zhì)性

層內(nèi)非均質(zhì)性是單砂層垂向上的儲層性質(zhì)(儲層巖性、物性、流體性質(zhì))的變化，包括層內(nèi)的粒度變化，滲透率韻律，非均質(zhì)程度和最高滲透率段在的位置等，層內(nèi)非均質(zhì)性是關(guān)鍵地質(zhì)因素，它可以直接控制并且影響單砂層儲層內(nèi)注入劑液和體積。

2.1.1 垂向粒度分布的韻律性

在一個單砂層內(nèi)部碎屑顆粒的粒度大小垂向上變化特征常表現(xiàn)為具有一定的韻律性，在綜合測井曲線上有其相應(yīng)的曲線形態(tài)特征，常見的韻律模式有均質(zhì)韻律、無韻律、反韻律以及正韻律和合韻律。垂向粒度分布的韻律性對儲層滲透率的垂向分布規(guī)律有著很大的影響，如果儲層中的成巖變化比較小，那么在剖面上的垂向粒度分布韻律性則直接控制著儲層滲透率的韻律性。

鄂爾多斯盆地華慶地區(qū)長6－3沉積韻律特征有正韻律、反韻律以及復合韻律和正復合韻律。其中復合韻律比較復雜，它的巖性變化以及順序有正韻律和反韻律的特征。高滲透帶位置決定油水運動，高滲透帶偏下部時，粒度分布主要是正韻律，油水運動特征與正韻律大致類似，比正韻律高滲透層的見水厚度更大，水線推進更均勻，并且水竄現(xiàn)象也更輕些;高滲透帶偏上部時，粒度分布主要是反韻律，油水運動特征則與反韻律大致類似。

2.1.2 層內(nèi)滲透率非均質(zhì)性特征

層內(nèi)滲透率非均質(zhì)一般用級差、突進系數(shù)以及變異系數(shù)等參數(shù)來評價。本次研究采用滲透率非均值質(zhì)評價標準(見表1)，從滲透率變異系數(shù)、突進系數(shù)以及級差3方面來評價華慶地區(qū)小層非均質(zhì)性特征。

表1 滲透率非均質(zhì)性參數(shù)評價圖

通過對長6－3各小層滲透率非均質(zhì)性評價進行參數(shù)對比，得出華慶地區(qū)長6－3油層滲透率變異系數(shù)、突進系數(shù)、級差分別為 0.65、6.62、6.14。華慶地區(qū)長 6 －3 油層滲透率變異系數(shù)，突進系數(shù)，級差有所變化，可以看出，說明研究區(qū)儲層非均質(zhì)性變化較大，綜合評價華慶長6－3應(yīng)屬于應(yīng)屬于中等－強非均質(zhì)儲層。

2.1.3 層內(nèi)夾層

注水開發(fā)的過程中，對地下流體，夾層有隔絕的能力或者遮擋的作用，因此很大地影響水驅(qū)油過程。夾層的厚度以及延伸的長度決定了夾層對地下流體遮擋作用的程度。夾層分布特征是反映層內(nèi)非均質(zhì)狀況很重要的一個側(cè)面，夾層越發(fā)育，非均質(zhì)越強。鄂爾多斯盆地華慶地區(qū)長6－3主要發(fā)育泥質(zhì)、鈣質(zhì)夾層。泥質(zhì)夾層主要由泥巖組成，是河道切割或垂向疊置形成的間隙殘留泥巖，滲透性變差。鈣質(zhì)夾層主要是鈣質(zhì)膠結(jié)帶組成，是河道切割疊置以后在河道頂部形成的。統(tǒng)計表明，華慶地區(qū)長6－3小層砂層間發(fā)育2～3個厚度1～2 m的薄夾層。

2.2 層間非均質(zhì)性

層間非均質(zhì)性指垂向上各種環(huán)境砂體交互出現(xiàn)的規(guī)律性，還有隔層的泥質(zhì)巖類在剖面上發(fā)育以及分布狀況，它是對砂泥巖間互含油層系的總體研究，儲層描述屬于層系規(guī)模。層間非均質(zhì)性是對一套砂泥巖交互的含油層系的儲層物性變化的總體表征，它亦是決定開發(fā)層系、分層開采工藝技術(shù)等重大開發(fā)方案的依據(jù)。

沉積旋回性是不同成因、不同性質(zhì)的儲層砂體和非儲層夾層按一定規(guī)律排序疊置的表現(xiàn)，是儲層非均質(zhì)性的沉積成因，也是儲層層組劃分對比的依據(jù)。儲層描述通常是關(guān)于三級以下的沉積旋回。除沉積成因命名外，如水進旋回、水退旋回等，還可依據(jù)儲層粒度、物性參數(shù)變化及厚度發(fā)育程度等進行描述。首先是正旋回，是指由下向上變細，物性變小，厚度變小。其次是反旋回，是指由下向上變粗，物性變大，厚度變大。第三是復合旋回，是指正、反旋回的不同組合。華慶地區(qū)長6－3夾于大套暗色泥巖中，往往呈砂、泥巖互層，或泥、砂互相混攪的沉積序列，下部砂體相對發(fā)育，為有利儲層發(fā)育的層位，是重要的勘探目標層之一，并且其頂部發(fā)育一套湖相泥巖，分布穩(wěn)定，可以作為該區(qū)區(qū)域性的輔助標志層。根據(jù)對華慶地區(qū)長6－3儲層的分析資料可以看出，該區(qū)以復合旋回為主，分層系數(shù)和砂巖密度均較低，反映砂巖呈孤立夾層產(chǎn)出，儲層的層間非均質(zhì)性亦極強。

2.3 平面非均質(zhì)性

平面非均質(zhì)性是由于砂體規(guī)模、幾何形態(tài)、連續(xù)性、滲透率和孔隙度平面上的變化所引起的，本次研究采用了采注井組滲透率之間的非均質(zhì)參數(shù)及滲透率比值來研究平面上的非均質(zhì)性。

如果砂體是以帶狀來分布的，它的高滲透帶也基本上多以條帶狀分布。沿著砂體條帶延伸的方向，砂體的厚度以及滲透率的變化較小，垂直于砂體延伸方向上的砂體厚度以及滲透率的變化會比較大，并且向兩側(cè)會很明顯的變小。在平面上，砂體是由不同的沉積微相砂體復合形成的，因為各沉積微相砂體滲透率有所不同，一定會引起滲透率平面上的一些變化。在同一沉積微相里，如果主體帶與邊緣帶、近源帶與遠源帶的滲透率有所不同，也是會造成滲透率的平面上的變化。

華慶地區(qū)長6－3油層組以半深湖－深湖－三角洲沉積環(huán)境為主，主要為三角洲沉積體系，其中骨架相為三角洲平原分流河道，水下分流河道(由本區(qū)北東方向延伸過來的三角洲前緣)砂體以長條狀地向該區(qū)內(nèi)進行延伸展布，在白155形成重力流沉積(以西南方向)，其砂體以連片狀進行分布。該區(qū)長6－3的砂體寬度大約為4～6 km，砂層厚度10～48 m，平均31 m。長6－3厚度變化較大，湖盆中心位置厚，向盆緣逐漸減薄，其中長6－3因沉積時坡度相對較大，向盆緣逐漸減薄尖滅。

華慶地區(qū)長6－3滲透率集中分布在0.022 5～1.382 mD范圍內(nèi)，孔隙度集中分布在5.6% ～16.1%范圍內(nèi)?？紫抖群蜐B透率在平面上的變化，反映了長6－3油層組物性在平面上差異較大，各層的孔隙度和滲透率均沿砂體的展布方向呈帶狀、片狀以及點狀或不規(guī)則狀展布。通常在砂體的主體部位孔隙度和滲透率值較高，向砂體的翼部隨砂體厚度的減薄，孔隙度和滲透率值較低。

3 儲層微觀非均質(zhì)性

儲層的微觀非均質(zhì)性是指由于巖石的孔隙、喉道及其組合類型在儲層中的不同特征而引起的非均質(zhì)性，主要研究砂巖孔隙形成機制、孔隙結(jié)構(gòu)特征及流體在其中運移的滲流機制等。

3.1 孔隙特征

華慶地區(qū)長6－3的儲層孔隙類型主要是粒間孔，含量為2.7%，面孔率3.7%，對其儲層孔隙類型及其含量進行了統(tǒng)計(見表2)。

表2 華慶長6－3儲層孔隙類型及其含量統(tǒng)計數(shù)據(jù)表

該區(qū)長6－3砂巖總面孔率的平均值是2.15%，其原生孔隙的面孔率是1.25%，為總值的57.85%，其次生孔隙的面孔率是0.88%，為總值的40.91%，其微裂隙面孔率是0.03%，為總值的1.25%，由此可以總結(jié)出，鄂爾多斯盆地華慶地區(qū)的儲集空間主要是原生孔隙。

3.2 喉道結(jié)構(gòu)特征

孔隙結(jié)構(gòu)是控制孔隙儲、滲性的基本要素，也是進行儲層研究的重要內(nèi)容之一，因此，結(jié)合觀察掃描電鏡和鑒定鑄體薄片(見表3)以及常規(guī)物性分析的結(jié)果，可以對孔隙結(jié)構(gòu)基本特征進行描述，其中有喉道的大小、喉道形態(tài)類型和孔喉的組合關(guān)系等。

華慶地區(qū)長6－3儲層發(fā)育的喉道類型主要是縮頸型、孔隙縮小型、粒間隙喉道型和管狀喉道型，而基本上沒見點狀喉道。其中最大連通孔喉半徑是0.012 1～1.971 μm，平均值 0.54 μm;其中值孔喉半徑為 0.001 ～1.035 μm，平均值0.202 μm，并且 Rc50 小于 0.10 μm 時樣品微喉有 50%，而Rc50大于0.5 μm的只有1件，占7.1%，未見 Rc50大于2 μm的粗喉，在產(chǎn)出規(guī)模上，多以細喉和微喉為主，少量中喉， 而粗喉基本未見。

表3 華慶地區(qū)長6－3儲層的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)－覽表

3.3 孔-喉關(guān)系特征

根據(jù)分析(見表3)可以得出，鄂爾多斯盆地華慶地區(qū)長6－3的儲層孔隙結(jié)構(gòu)普遍比較差，雖然破裂作用和溶蝕作用很大的程度地增加了孔隙空間，而且局部上明顯改善了喉道的連通性，通過鑄體薄片資料可以看出，巖石的各種粒間孔隙雖然比較發(fā)育，但是孔隙之間的連通性仍然是比較差的，它的孔喉關(guān)系主要是中、小孔－細、微喉型組合，其次是小孔－細、微喉型組合與小孔－微喉型組合，為中、孔－細喉及微孔－微喉型為少部分，孔隙類型主要是剩余粒間孔，其次是溶孔和微孔。

依據(jù)研究區(qū)長6－3儲層壓汞基本參數(shù)(見表3)，華慶地區(qū)的分選系數(shù)2.15、變異系數(shù)0.24、歪度0.45。華慶地區(qū)長6－3儲層的排驅(qū)壓力、中值壓力均較大，喉道中值半徑較小，總體上分選好，退汞效率低，可以判斷華慶地區(qū)長6－3儲層整體上滲透性差。有這些數(shù)據(jù)可以分析得出，華慶地區(qū)的非均質(zhì)性程度比較強。

綜合分析，華慶地區(qū)微觀非均質(zhì)性偏高，為中等－強非均質(zhì)儲層，同宏觀非均質(zhì)性結(jié)論相一致。

4 結(jié)語

(1)華慶地區(qū)長6－3沉積韻律特征有正韻律、反韻律、復合韻律、正復合韻律。華慶地區(qū)長6－3儲層層內(nèi)滲透率變異系數(shù)，滲透率級差，突進系數(shù)均較大，非均質(zhì)程度較強，滲透率變異系數(shù)，滲透率級差，突進系數(shù)有所變化，可以看出，說明研究區(qū)儲層非均質(zhì)性變化較大，綜合評價華慶長6－3應(yīng)屬于應(yīng)屬于中等－強非均質(zhì)儲層。

(2)華慶地區(qū)長6－3夾于大套暗色泥巖中，往往呈砂、泥巖互層，或泥、砂互相混攪的沉積序列，下部砂體相對發(fā)育。長6－3油層整體上層間非均質(zhì)性較強，為中等－強儲層。研究區(qū)長6－3各層之間的隔層較薄，平均厚度1～2 m左右，隔擋能力比較弱，該區(qū)分層系數(shù)和砂巖密度均較低，反映砂巖呈孤立夾層產(chǎn)出，層間非均質(zhì)性亦極強。

(3)華慶地區(qū)長6－3儲層孔隙類型以粒間孔為主。喉道類型主要是細喉以及微喉，還有少量的中喉，但是粗喉就基本上見不到。其孔喉關(guān)系以小、中孔－細、微喉型為主，其次就是小孔－細、微喉型與小孔－微喉型，少部分為中、孔－細喉及微孔－微喉型，孔隙類型以剩余粒間孔為主，其次為溶孔、微孔。華慶地區(qū)的變異系數(shù)接近1，綜合分析華慶地區(qū)長6－3儲層整體上滲透性差，微觀非均質(zhì)性較強。

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