鄂爾多斯盆地旬邑地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層特征及控制因素分析

張 亮，楊 江，張 鵬，藺建武

(陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院， 陜西西安 710075)

鄂爾多斯盆地旬邑地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層特征及控制因素分析

張 亮，楊 江，張 鵬，藺建武

(陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院， 陜西西安 710075)

利用鑄體薄片、掃描電鏡、巖心、壓汞及測(cè)井等資料，對(duì)旬邑地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層綜合研究表明，該地區(qū)巖石類(lèi)型主要是巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖，孔隙類(lèi)型以粒間孔、溶蝕孔隙為主，孔隙結(jié)構(gòu)壓力參數(shù)與物性具有較好的相關(guān)性，長(zhǎng)8儲(chǔ)層屬于低孔超低滲儲(chǔ)層。長(zhǎng)8儲(chǔ)層由于受沉積、成巖及構(gòu)造作用的共同影響，水下分流河道和河口壩儲(chǔ)層物性最好，遠(yuǎn)砂壩次之；壓實(shí)和膠結(jié)作用會(huì)使儲(chǔ)層致密化，損失部分孔隙，但溶蝕作用改善了孔喉的儲(chǔ)滲能力、使儲(chǔ)層物性得以改善,后期構(gòu)造改造作用使儲(chǔ)層巖石破碎形成裂縫，進(jìn)一步改善了儲(chǔ)層孔滲條件。

鄂爾多斯盆地；旬邑地區(qū)；孔隙結(jié)構(gòu)類(lèi)型；儲(chǔ)層特征；控制因素

近年來(lái)，鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組勘探開(kāi)發(fā)取得了重大進(jìn)展[1]。目前，盆地南部的旬邑地區(qū)開(kāi)展的石油勘探結(jié)果顯示，長(zhǎng)8段油氣顯示較好，但該地區(qū)前期的基礎(chǔ)地質(zhì)研究不足，尤其是對(duì)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征的認(rèn)識(shí)更少，制約了區(qū)塊整體勘探開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)[2-3]。因此有必要對(duì)該地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層的物性特征、孔隙結(jié)構(gòu)特征等進(jìn)行研究，為今后深入開(kāi)展油氣勘探開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。

1 區(qū)塊地質(zhì)概況

旬邑地區(qū)位于陜西省咸陽(yáng)地區(qū)西北部，西南與彬縣相接，北與甘肅省正寧、寧縣接壤，東臨耀縣、宜君，東北與黃陵雙龍鎮(zhèn)相連，面積1811 km2；構(gòu)造上處于鄂爾多斯盆地渭北隆起與陜北斜坡的過(guò)渡帶，構(gòu)造較復(fù)雜，主要為應(yīng)力構(gòu)造及差異壓實(shí)構(gòu)造 。該區(qū)延長(zhǎng)組地層沉積上處于旬邑-宜君三角洲的前端，長(zhǎng)8期為辨狀河三角洲前緣沉積，物源主要來(lái)源于南部的秦嶺地區(qū)，長(zhǎng)8儲(chǔ)層優(yōu)勢(shì)沉積微相為水下分流河道及河口壩[4-5]，儲(chǔ)層平均孔隙度6.83%，平均滲透率0.23×10-3μm2，屬于典型的低孔超低滲儲(chǔ)層。

2 儲(chǔ)層特征

2.1 巖石學(xué)特征

旬邑地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)8儲(chǔ)集砂巖主要為巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖(圖1)，其組分特征為：石英平均含量為32.72%，陰極發(fā)光下，石英多為不發(fā)光的沉積巖石英，少數(shù)顆粒發(fā)紅紫色，表明該區(qū)存在巖漿巖來(lái)源的石英顆粒；該地區(qū)長(zhǎng)石含量普遍較高，平均含量為40.32 %，主要為斜長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石；巖屑平均含量為26.96 %，以沉積巖巖屑和巖漿巖巖屑為主。整體上，長(zhǎng)石、巖屑含量高，石英含量相對(duì)較少，具成分成熟度低的特點(diǎn)。碎屑顆粒膠結(jié)方式為點(diǎn)、線接觸，以線接觸為主。

雜基是充填于巖石顆粒之間的微粒物質(zhì)，經(jīng)薄片分析，研究區(qū)主要是泥質(zhì)雜基。膠結(jié)物是成巖期在巖石顆粒之間起黏結(jié)作用的化學(xué)沉淀物，硅質(zhì)膠結(jié)物在研究區(qū)較常見(jiàn)，含量小于2%，主要以石英次生加大邊形式出現(xiàn)，少量碳酸鹽膠結(jié)物，自生長(zhǎng)石和黃鐵礦含量極低，分布局限。

2.2 儲(chǔ)層物性特征

物性特征是決定儲(chǔ)層儲(chǔ)集、滲濾性能的關(guān)鍵，其直觀表現(xiàn)為孔隙度和滲透率的大小，根據(jù)大量巖心物性資料分析統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)8儲(chǔ)層孔隙度為1.45%～14.90%、平均6.83%，滲透率為(0.03～6.25)×10-3μm2、平均0.23×10-3μm2(圖2)，具有低孔超低滲儲(chǔ)層特征。

圖1 旬邑地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層砂巖類(lèi)型三角圖

圖2 旬邑地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層孔隙度、滲透率分布直方圖

研究表明，旬邑地區(qū)大部分井孔隙度與滲透率有較好的正相關(guān)性，即隨著孔隙度增加，滲透率增加趨勢(shì)明顯(圖3)，反映儲(chǔ)層的優(yōu)劣主要取決于基質(zhì)巖的孔滲性，為典型的孔隙型儲(chǔ)層。若以滲透率變異系數(shù)(KV)粗略評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層內(nèi)非均質(zhì)程度(KV≤0.5為均勻，0.5

圖3 旬邑地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層孔隙度、滲透率關(guān)系

2.3 孔隙類(lèi)型及孔隙結(jié)構(gòu)特征

2.3.1 孔隙類(lèi)型

通過(guò)對(duì)旬邑地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層的鑄體薄片及掃描電鏡分析，其主要儲(chǔ)集空間為殘余粒間孔，次為溶蝕孔隙，分別占總孔隙的46.3%和37.5%，微孔、鑄?？椎绕渌紫额?lèi)型發(fā)育較少。從鏡下觀察，殘余粒間孔多為三角形、多邊形或不規(guī)則形狀，平均面孔率為2.27%，孔徑從0.01～0.25 mm不等。長(zhǎng)8儲(chǔ)層主要的溶蝕孔隙為長(zhǎng)石的粒內(nèi)溶孔，長(zhǎng)石溶孔的發(fā)育程度與儲(chǔ)集層內(nèi)長(zhǎng)石的含量和方解石膠結(jié)物的含量有密切關(guān)系，長(zhǎng)石含量40.32%，方解石膠結(jié)物含量7.3%，長(zhǎng)石溶孔面孔率0.93%。微孔發(fā)育很少，面孔率為0.12%，鑄模孔極為罕見(jiàn)，僅出現(xiàn)在個(gè)別的樣品中?？傮w來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)8儲(chǔ)層的粒間孔相對(duì)比較發(fā)育。

2.3.2 孔隙結(jié)構(gòu)分類(lèi)特征

根據(jù)長(zhǎng)8儲(chǔ)層毛管壓力曲線形態(tài)特征(圖4)和反映砂巖孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)合巖心觀察，綜合該區(qū)長(zhǎng)8砂巖儲(chǔ)層形成的有利因素和不利條件，分析儲(chǔ)層沉積、成巖過(guò)程的孔隙組合和孔隙結(jié)構(gòu)特征，利用鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組孔隙喉道分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[6-9]，在研究區(qū)劃分出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類(lèi)孔隙結(jié)構(gòu)類(lèi)型(表1)。

統(tǒng)計(jì)來(lái)自長(zhǎng)8油層組7口井樣品數(shù)據(jù)，Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)及Ⅳ類(lèi)樣品比例分別為22.1%、42.9%、20.7%和14.3%，孔隙結(jié)構(gòu)類(lèi)型以Ⅱ類(lèi)為主，Ⅰ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)次之。

2.3.3 儲(chǔ)層孔喉壓力參數(shù)與物性關(guān)系

該地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層孔隙度、滲透率與排驅(qū)壓力呈負(fù)相關(guān)(圖5a,圖5b)，只有在排驅(qū)壓力處于0.8 MPa以下時(shí)儲(chǔ)層物性才有可能趨好，總體可以顯示出儲(chǔ)層孔隙喉道細(xì)小，排驅(qū)壓力增大，儲(chǔ)層滲流物性孔滲變差，其中尤以滲透率隨排驅(qū)壓力增大而大幅度降低，明顯反應(yīng)喉道細(xì)小與滲透率敏感性強(qiáng)的特征。長(zhǎng)8儲(chǔ)層孔隙度、滲透率與中值壓力亦呈負(fù)相關(guān)(圖5c,圖5d)，只有在中值壓力處于5 MPa以下儲(chǔ)層物性才有可能趨好，總體也顯示出儲(chǔ)層孔隙喉道細(xì)小，中值壓力增大，儲(chǔ)層滲流物性變差，其中也尤以滲透率隨中值壓力增大而下降的敏感性強(qiáng)為特征。該區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層中值半徑小(小孔喉多)，在0.4 μm中值半徑范圍內(nèi)滲透率、孔隙度變化范圍大，物性散點(diǎn)“胖”，尤以滲透率及中值半徑相關(guān)性差，非均質(zhì)性強(qiáng)。總體上，隨細(xì)小孔喉中值半徑增大，滲透率、孔隙度升高，但變化趨勢(shì)不明顯(圖5e,圖5f)。

圖4 旬邑地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層毛管壓力曲線特征

表1 旬邑地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)分類(lèi)

孔隙結(jié)構(gòu)類(lèi)別Ⅰ類(lèi)Ⅱ類(lèi)Ⅲ類(lèi)Ⅳ類(lèi)孔隙度/%≥9．09．3～7．88．0～6．7<6．7滲透率/10-3μm2≥1．21．2～0．40．70～0．15<0．15排驅(qū)壓力/MPa<0．270．25～0．680．68～1．40>1．4中值壓力/MPa<1．611．62～4．954．95～6．65>6．65最大孔喉半徑/μm>4．614．65～1．121．12～0．6<0．6中值半徑/μm>0．360．38～0．150．15～0．12<0．12喉道均值/μm1．17～1．161．16～0．290．29～0．110．11～0．02孔喉組合中孔細(xì)喉小孔細(xì)喉小孔微細(xì)喉微孔微喉評(píng)價(jià)較好中等差致密層

圖5 旬邑地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層物性與排驅(qū)壓力、中值壓力、中值半徑關(guān)系

3 儲(chǔ)層物性影響因素分析

3.1 沉積微相對(duì)儲(chǔ)集層的控制

沉積環(huán)境是影響儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的地質(zhì)基礎(chǔ)，不同沉積微相砂巖儲(chǔ)集性能之間存在明顯的差異[10]。旬邑地區(qū)長(zhǎng)8油層組不同沉積微相孔、滲統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表2)表明，三角洲沉積體系中水下分流河道儲(chǔ)層物性最好，其次為河口壩、遠(yuǎn)砂壩。在同一沉積微相不同部位的砂巖儲(chǔ)層物性也存在差異，水動(dòng)力較強(qiáng)的河道或河口壩主體部位儲(chǔ)層物性較好；而邊緣地帶水動(dòng)力減弱，顆粒變細(xì)，分選變差，孔滲相應(yīng)變小。

表2 長(zhǎng)8油層組不同沉積微相砂體孔、滲物性統(tǒng)計(jì)

3.2 成巖作用對(duì)儲(chǔ)集層的影響

成巖作用對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能具有明顯的控制作用，區(qū)內(nèi)對(duì)儲(chǔ)層物性改造較大的成巖作用主要有壓實(shí)作用、膠結(jié)作用和溶解作用[11]。長(zhǎng)8砂巖中長(zhǎng)石及巖屑等軟顆粒含量較高，在較長(zhǎng)的埋藏過(guò)程中，因強(qiáng)烈的壓實(shí)作用[12]，顆粒間的接觸方式由點(diǎn)接觸向線接觸、面接觸及凸凹接觸轉(zhuǎn)變，造成巖石逐漸致密化，大量原生孔隙損失，滲透性變差。較強(qiáng)的膠結(jié)作用對(duì)儲(chǔ)層物性具有雙重影響，區(qū)內(nèi)發(fā)育的碳酸鹽膠結(jié)和綠泥石黏土膜，碳酸鹽膠結(jié)物附著在碎屑顆粒之上，占據(jù)了孔隙的位置，縮小或堵塞喉道，降低了巖石的孔隙度和滲透率。但成巖早期膠結(jié)作用對(duì)儲(chǔ)層物性的影響也有積極的一面，膠結(jié)物的形成提供了碎屑顆粒間的支撐，從而抑制或減緩進(jìn)一步深埋過(guò)程中的強(qiáng)烈壓實(shí)作用。一般而言，成巖晚期的溶蝕作用對(duì)砂體次生溶孔的形成最為重要。鑄體薄片分析統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)8油層組溶蝕現(xiàn)象發(fā)育，由于晚期有機(jī)質(zhì)熱成熟過(guò)程中釋放出的CO2進(jìn)入孔隙流體中，使水介質(zhì)呈較強(qiáng)的酸性[13]，這些酸性的溶蝕流體不僅可以擴(kuò)大、增加巖石孔隙，還可以改善孔隙的連通性和滲流條件，提高滲透率，從而使儲(chǔ)層物性條件得到改善。

3.3 構(gòu)造作用對(duì)儲(chǔ)集層的影響

構(gòu)造作用是影響旬邑地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層的重要因素。研究區(qū)位于陜北斜坡與渭北隆起的過(guò)渡帶上，且沉積時(shí)受南部秦嶺地質(zhì)作用的影響，同生變形構(gòu)造發(fā)育，復(fù)雜的湖盆邊界類(lèi)型和坡度很陡的湖盆地形及沉積體系復(fù)雜，主要發(fā)育三角洲前緣、滑塌扇沉積等。該區(qū)不斷受后期改造作用，主要表現(xiàn)在使巖石破碎而形成裂縫。裂縫存在不僅提供了石油運(yùn)移通道，改善了儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能，而且為大氣、淡水、酸性水進(jìn)入砂體提供了運(yùn)移通道，形成良好的次生孔隙，改善了儲(chǔ)層的物性，孔滲條件變好。因此構(gòu)造作用在局部地區(qū)對(duì)儲(chǔ)層改善起了很大的作用。

4 結(jié)論

(1) 旬邑地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層主要巖性為巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖，儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間主要為殘余粒間孔，次為溶蝕孔隙；該區(qū)四類(lèi)孔隙結(jié)構(gòu)類(lèi)型中，以小孔細(xì)喉型為主，中孔細(xì)喉型、小孔微細(xì)喉型次之。排驅(qū)壓力、中值壓力隨孔隙喉道趨于細(xì)小而增大，反映孔隙結(jié)構(gòu)決定儲(chǔ)層物性。

(2)長(zhǎng)8儲(chǔ)層受沉積環(huán)境的控制，水下分流河道和河口壩儲(chǔ)層物性最好，遠(yuǎn)砂壩次之。壓實(shí)及膠結(jié)作用使儲(chǔ)層損失部分孔隙且儲(chǔ)層趨于致密，而溶蝕作用改善孔隙的連通性和滲流通道，提高滲透率，從而使儲(chǔ)層物性得到改善。構(gòu)造作用對(duì)長(zhǎng)8儲(chǔ)層的影響主要表現(xiàn)在使巖石破碎而形成裂縫，使得孔滲條件變好。

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編輯：李金華

1673-8217(2015)02-0049-04

2014-10-24

張亮，碩士，1983年生，2012年畢業(yè)于西安石油大學(xué)油氣田開(kāi)發(fā)工程專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)研究工作。

陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程項(xiàng)目(2011KTZB01-04-06)資助。

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