蘇里格氣田西區(qū)W 區(qū)塊上古生界主力層砂體展布規(guī)律及儲(chǔ)層特征

劉剛果，趙永剛，張文強(qiáng)，陳增輝，周 通

(1.西安石油大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065;2.中國石油長慶油田分公司 第四采氣廠，陜西 西安 710021)

蘇里格氣田位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市境內(nèi)的蘇里格廟地區(qū)。該地區(qū)主力含氣層段為上古生界二疊系下石盒子組盒8段及山西組山1、山2段，氣藏主要受控于近南北向分布的大型河流相砂體帶，是典型的巖性圈閉氣藏，氣層多由單砂體橫向復(fù)合疊置而成，屬于低孔、低滲、低產(chǎn)、低豐度的大型氣藏［1］。W 區(qū)塊位于蘇里格氣田西區(qū)(簡稱蘇西)，區(qū)域構(gòu)造上位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西北部，工區(qū)面積1 823.5 km2，目前累計(jì)完鉆84 口井。本文研究蘇西W 區(qū)塊盒8、山1、山2段有效砂體的展布規(guī)律，并從巖石學(xué)特征、物性特征、儲(chǔ)集空間類型和孔隙結(jié)構(gòu)等方面揭示該區(qū)的儲(chǔ)層特征，為該區(qū)下一步的開發(fā)選區(qū)、選井做好必要的地質(zhì)基礎(chǔ)研究工作。

1 地質(zhì)概況

研究區(qū)上古生界二疊系下統(tǒng)劃分為太原組和山西組，中統(tǒng)劃分為下石盒子組和上石盒子組，上統(tǒng)僅包括石千峰組。山西組劃分為山1、山2段，上石盒子組劃分為盒1～盒4段，下石盒子組劃分為盒5～盒8段。其中，盒8、山1、山2段為該區(qū)上古生界的主力含氣層段。

該區(qū)二疊系現(xiàn)今構(gòu)造特征總體表現(xiàn)為北東走向、西南傾覆的寬緩斜坡帶。同時(shí)在單斜背景上發(fā)育有多排近北東向的低緩鼻隆，鼻隆幅度一般介于10 ～15 m，寬度4 ～7 km2。其主力含氣層盒8、山1段構(gòu)造形態(tài)存在一定的差異，其中盒8段發(fā)育7 個(gè)明顯的鼻隆，工區(qū)中部和南部的鼻隆有明顯分叉;山1段則發(fā)育9 個(gè)鼻隆，分布較為均勻，構(gòu)造高差較大(圖1)。

研究區(qū)山西組－石盒子組沉積期為面積大、地勢平緩的沼澤背景，氣候濕潤，植物發(fā)育，從而對(duì)河道的側(cè)向遷移擺動(dòng)造成一定的限制作用。和盒8下砂體主要屬于辮狀河沉積心灘或河床滯留微相物源供給較少，曲流河規(guī)模較小;盒8下辮狀河受下切河谷的限制，河道疊置明顯，疊置河道厚度大，疊置程度高。山1及山2雖為曲流河沉積，砂體主要屬于曲流河沉積邊灘或河床滯留微相，但沉積時(shí)物源供給相對(duì)充足，單期規(guī)模小，但橫向擺動(dòng)明顯，復(fù)合河道帶寬度較大［2，3］。

該區(qū)盒8上、盒8下、山1、山2的砂巖累計(jì)平均厚度分別為5.8 m、16.8 m、17.1 m、13.7 m。盒8、山1、山2的砂體展布范圍較廣，平面上主要分布于區(qū)塊的西北部、中部河道交匯處以及區(qū)塊東部。尤以盒8下、山1的砂體厚度大、展布范圍廣(圖2)。

2 有效砂體展布規(guī)律

蘇里格氣田上古生界砂巖的物性普遍較差，多為非有效儲(chǔ)集砂體，在普遍低滲砂巖背景上有效儲(chǔ)集砂體的分布具有很大的局限性。大量的巖心觀察描述和巖石樣品化驗(yàn)分析的數(shù)據(jù)，明顯地反映了有效砂體，即相對(duì)高滲透砂巖的巖石類型和沉積微相類型［4－5］。蘇里格氣田盒8、山1、山2段有效砂體的巖石類型主要為中－粗砂巖、粗砂巖和含礫粗砂巖等粗砂巖相(孔隙度≥5%，滲透率≥0.1 mD)。這些粗砂巖相的分布受微相控制，主要分布于心灘的主體和河道充填的下部，組成不同的沉積序列。根據(jù)巖心資料統(tǒng)計(jì)，心灘與河道下部粗砂巖相占砂巖總厚度的35%～40%，其中心灘占粗砂巖相的75%左右，河道下部占粗砂巖相的25%左右［5］。

2.1 有效砂體的厚度比例

蘇西W 區(qū)塊盒8、山1、山2段有效砂體的巖石類型主要為中－粗砂巖、粗砂巖和含礫粗砂巖等粗砂巖相，主要受心灘、邊灘與河道下部等微相控制。根據(jù)鉆井、測井解釋資料統(tǒng)計(jì)表明，研究區(qū)盒8、山1、山2段有效砂巖厚度均占砂巖總厚度的30%以上，不同層段的含氣性存在一定差異，其中盒8下亞段有效砂巖占砂巖總厚度的比例達(dá)到59.8%，含氣顯示最好。

2.2 單砂體分布規(guī)模

單砂體的厚度值也可以從一定程度上反映有效砂體的規(guī)模大小。根據(jù)蘇西W 區(qū)塊盒8、山1、山2段完鉆井資料的統(tǒng)計(jì)，一般單個(gè)成因單元的砂體厚度在4 ～12 m，占單砂體統(tǒng)計(jì)總數(shù)的65.8%;厚度大于12 m 的單砂體占統(tǒng)計(jì)總數(shù)的21.6%。其中，盒8下亞段單砂體平均厚度為10 m 左右，為區(qū)內(nèi)單砂體發(fā)育情況最好。

2.3 有效砂體平面展布特征

蘇西W 區(qū)塊盒8、山1、山2段有效砂體的展布同其砂體展布存在著一定的差異。盒8上亞段、盒8下亞段、山1段和山2段的有效砂巖平均厚度分別為:2.1 m、9.3 m、7.9 m、6.4 m，各個(gè)層段有效砂巖平均厚度基本上是砂巖累計(jì)平均厚度的1/2 左右。平面上，盒8上亞段有效砂體呈孤立狀零星分布;盒8下亞段和山1段有效砂體發(fā)育，在全區(qū)大面積分布，砂體連續(xù)性較好(圖3、圖4);山2段有效砂體分布范圍廣，但整體厚度較小，砂體連續(xù)性差。

3 儲(chǔ)層特征

3.1 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

本區(qū)盒8、山1、山2段儲(chǔ)層的巖石類型主要為巖屑石英砂巖，其次為石英砂巖和巖屑砂巖。其中，山2段儲(chǔ)層砂巖的成分成熟度高，山1段儲(chǔ)層砂巖中雜基含量較高，盒8段儲(chǔ)層砂巖中石英顆粒含量可達(dá)80%以上，雜基較少。

該區(qū)盒8、山1、山2段儲(chǔ)層砂巖的雜基含量在6%～20%，部分井可達(dá)20%以上，主要由以伊利石為主的泥級(jí)粘土礦物及蝕變高嶺石組成，見少量凝灰質(zhì)。膠結(jié)物主要為硅質(zhì)，其次有鐵方解石、泥鐵質(zhì)、方解石、高嶺石和鐵白云石［6］。在部分井的盒8下、山1和山2可見較發(fā)育的綠泥石膜。

3.2 儲(chǔ)層物性特征

蘇里格氣田上古生界主力含氣層段儲(chǔ)層的巖心分析資料統(tǒng)計(jì)表明:孔隙度范圍為3%～21.84%，孔隙度平均值為8.95%，孔隙度主要分布范圍為5%～12%;滲透率范圍為0.014 8 ～561 mD，滲透率平均值為0.73 mD，滲透率主要分布范圍為0.06 ～2.0 mD。總體上看屬于低孔低滲儲(chǔ)層［5］。

研究區(qū)盒8、山1、山2段儲(chǔ)層巖心分析表明:盒8上的孔隙度平均值為9.9%，滲透率平均值為0.585 mD;盒8下的孔隙度平均值為9.3%，滲透率平均值為0.555 mD;山1的孔隙度平均值為8.1%，滲透率平均值為0.469 mD;山2的孔隙度平均值為8.4%，滲透率平均值為0.560 mD。主力含氣層段儲(chǔ)層的孔隙度平均值為8.9%，滲透率平均值為0.542 mD，孔滲相關(guān)性較好。按照“碎屑巖含油儲(chǔ)層孔隙度、滲透率評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(SY/T 6285－1997)”，該區(qū)盒8上、盒8下、山1、山2儲(chǔ)層均屬于特低孔超低滲儲(chǔ)層，其中盒8上的物性最好，其次為山2。

3.3 儲(chǔ)集空間類型和孔隙結(jié)構(gòu)

通過巖心觀察和鑄體薄片、孔隙圖像及掃描電鏡等分析，表明研究區(qū)盒8、山1、山2段儲(chǔ)集空間類型主要包括粒間孔(圖5a)、巖屑粒內(nèi)溶孔(圖5b)、晶間孔(圖5c)和粒間溶孔，可見少量的超大孔(圖5a)、微裂縫和微孔。

研究區(qū)盒8、山1、山2段儲(chǔ)層中存在4 種孔隙組合類型:①粒間孔+微孔+溶孔型，該類組合以殘余粒間孔和微孔(主要是高嶺石晶間孔)發(fā)育為特征，在石英砂巖中常見;②溶孔+微孔+粒間孔型，該類組合屬于復(fù)合型孔隙網(wǎng)絡(luò)，在巖屑石英砂巖中常見，可溶組分形成的溶孔是主要的孔隙類型，微孔(主要是高嶺石晶間孔)也占有重要的地位;③溶孔+微孔型，巖屑砂巖中發(fā)育這種孔隙組合;④微孔型，該類組合的出現(xiàn)標(biāo)志著儲(chǔ)層已致密化，物性明顯變差?！叭芸?微孔型”是研究區(qū)最為常見的孔隙組合類型，“溶孔+微孔+粒間孔型”孔隙組合在研究區(qū)常見。

研究區(qū)盒8、山1、山2段儲(chǔ)層的主要孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)分布范圍:①排驅(qū)壓力在0.20 ～10 MPa 之間，一般小于2 MPa;②主力喉道半徑峰值在0.05 ～2.30 μm，一般為0.30 ～2.30 μm;③主貢獻(xiàn)喉道半徑在0.06 ～9.40 μm，一般為0.20 ～2.0 μm;④連續(xù)相飽和度在12.5%～36.8%，一般不超過20%，說明孔喉連通性較差。盒8、山1、山2段儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)具有“大孔隙、小喉道、孔喉連通性差”的特點(diǎn)。

4 結(jié)論

1)研究區(qū)盒8、山1、山2段有效砂體的巖石類型主要為中－粗砂巖、粗砂巖和含礫粗砂巖等粗砂巖相。各層段有效砂巖厚度均占砂巖總厚度的30%以上，盒8下亞段有效砂巖占砂巖總厚度的比例達(dá)到59.8%，單砂體平均厚度為10 m 左右。盒8下亞段和山1段有效砂體在全區(qū)大面積分布，連續(xù)性較好;山2段有效砂體分布范圍廣，但整體厚度較小;盒8上亞段有效砂體欠發(fā)育。

2)研究區(qū)盒8、山1、山2段儲(chǔ)層巖性主要為巖屑石英砂巖，其次為石英砂巖和巖屑砂巖;均屬于特低孔超低滲儲(chǔ)層;“溶孔+微孔型”孔隙組合在研究區(qū)最為常見，其次是“溶孔+微孔+粒間孔型”孔隙組合;儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)具有“大孔隙、小喉道、孔喉連通性差”的特點(diǎn)。

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［5］ 冉新權(quán)，李安琪.蘇里格氣田開發(fā)論［M］.北京:石油工業(yè)出版社，2008.

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