華慶油田元284區(qū)長63油藏儲層物性影響因素分析

吳冬旭，黃純金，張海森，吳國榮，王宏亮

（中國石油長慶油田分公司第十采油廠，甘肅慶陽745600）

華慶油田元284區(qū)長63油藏儲層物性影響因素分析

吳冬旭，黃純金，張海森，吳國榮，王宏亮

（中國石油長慶油田分公司第十采油廠，甘肅慶陽745600）

碎屑巖儲層是在一定的沉積環(huán)境中沉積下來的沉積物經(jīng)過漫長而復雜的成巖后發(fā)生變化后最終形成的，因此其儲層物性必然受到物源、沉積環(huán)境以及成巖后發(fā)生作用等方面因素的影響。本文在借鑒前人對華慶油田元284區(qū)三疊系長63油藏地質(zhì)特征研究的基礎上，從沉積環(huán)境及成巖作用兩個方面分析了影響儲層物性的因素及該區(qū)三疊系長63儲層低孔、超低滲形成原因。

元284區(qū)；三疊系長63油藏；儲層物性

元284區(qū)三疊系長6油藏位于鄂爾多斯沉積盆地陜北斜坡南部，屬巖性油藏，三角洲前緣湖底滑塌濁積扇沉積體系；砂體展布方向總體呈北東～南西方向，主砂帶上油層相對穩(wěn)定，油藏邊部油層厚度變化較大，砂體寬度約4 km～6 km，厚度平均18.5 m，平均油層中深2 130 m，油層厚度5.0 m～30.0 m，平均14.4 m，平均孔隙度12.1%，滲透率0.34 mD。

1　儲層物性影響因素分析

儲層物性是沉積、成巖、微觀孔滲等綜合反映，受沉積及成巖雙重控制。影響油田開發(fā)效果的主要儲層因素有滲透率、孔隙度、含油飽和度等。從宏觀上分析，一般儲層物性越好，產(chǎn)量越高；儲層物性越差，產(chǎn)量越低。

1.1沉積環(huán)境的影響

儲層物性受沉積微相的影響，沉積微相決定了水動力單元的形態(tài)和滲流特征，進而決定砂體展布方向和沉積特征，對儲層物性具有明顯的控制作用［1］。鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長組是一套以大型內(nèi)陸凹陷盆地為背景，河流和湖泊相為主的陸源碎屑巖沉積，是湖盆發(fā)展的全盛期［2］。湖盆呈西陡東緩的箕狀，在東北、西南兩大物源控制下形成了以東北河流三角洲、西南扇三角洲為代表的兩大沉積體系［3］。

（1）研究區(qū)長63儲層砂體展布受細粒水下扇辮狀水道、水道間、水道前緣微相控制，決定了儲層粒徑小，抗壓實能力弱。辮狀水道發(fā)育區(qū)，單井產(chǎn)能普遍更高。

（2）長63儲層砂巖以長石砂巖、巖屑長石砂巖為主（見圖1），成分成熟度低，決定了儲層抗壓實能力弱，不易保存粒間孔。

圖1　元284區(qū)砂巖分類三角圖

另外，長石的親水性比石英強，當被水潤濕時，長石表面形成的液體薄膜比石英表面厚，在一定程度上減少了儲層孔隙的流動截面積，導致滲透率變小。同時，長石不耐風化，顆粒表面常有次生高嶺土和絹云母，它們一方面對油氣有吸附作用，另一方面吸水膨脹后會堵塞原來的孔隙和吼道。

圖2　元284區(qū)碎屑成分平面特征

（3）測井解釋長63儲層砂巖泥質(zhì)含量多在10%～30%，普遍較高，決定了儲層抗壓實能力弱，不易保存粒間孔。粘土礦物以水云母為主，水云母多以粒間充填或搭橋形式堵塞粒間孔隙，降低有效滲透率。

深水細粒水下扇環(huán)境決定了元284地區(qū)長63儲層顆粒細、成分成熟度低，抗壓實能力弱，后續(xù)粒間高含量伊利石的堆積使得粒間孔損失殆盡，形成以微孔為主的孔隙類型，是造成研究區(qū)儲層超低滲、低產(chǎn)的重要原因。

1.2成巖作用的影響

碎屑沉積物的成巖作用極大地影響到巖石的孔隙度和滲透率，對碎屑巖油氣藏的形成和開發(fā)有密切關系。近20年來國內(nèi)外油氣勘探實踐證明，一些大油氣田儲層物性較好的原因之一就是沉積后期發(fā)育了相當數(shù)量的次生孔隙。

狹義的碎屑巖成巖作用主要有壓實和壓溶作用、膠結作用、交代作用、重結晶作用、溶解作用、礦物多形轉變作用等。這些作用都是互相聯(lián)系和影響的，其綜合效應影響和控制著碎屑沉積物（巖）的發(fā)育歷史。其中對碎屑巖儲層物性有重要影響的是壓實作用、膠結作用和溶解作用［4］。

1.2.1壓實作用壓實作用是指沉積物沉積后在其上覆水體或沉積層的重荷下，或在構造形變應力作用下，發(fā)生水分排出、孔隙度降低、體積縮小的作用。它是造成儲層孔隙度和滲透率衰減的主要因素。由于研究區(qū)長63儲層砂巖成分成熟度低，泥質(zhì)含量高，抗壓實能力較弱。掃描電鏡下可見壓實作用變化為碎屑顆粒緊密堆集，連通性差（見圖3）；剛性碎屑顆粒表面的脆性微裂紋（見圖4）等。

圖3　白399-44井，長63，2 294.94 m

圖4　元417井，長63，2 091.1 m

1.2.2膠結作用膠結作用是指從孔隙中沉淀出的礦物質(zhì)（膠結物）將松散的沉積物固結起來形成巖石的作用。膠結作用是沉積物轉變成沉積巖的重要作用，也是使儲層中孔隙度和滲透率降低的主要原因之一。它發(fā)生于成巖作用的各個時期。根據(jù)孔隙溶液中沉淀出的礦物質(zhì)類型可以分為鈣質(zhì)膠結、泥質(zhì)（粘土礦物）膠結、鐵質(zhì)（如氧化鐵、黃鐵礦和白鐵礦）膠結、碳酸鹽膠結及硫酸鹽（如石膏和硬石膏、重晶石）膠結等多種類型。

石英是常見的硅質(zhì)膠結物，它可以呈微粒狀、細粒狀充填于孔隙中（見圖5），但更常見的是以石英自生加大邊膠結物出現(xiàn)。石英的膠結既充填孔隙，也不為以后的溶解提供易溶物質(zhì)，這也是造成元284區(qū)長63儲層物性較差的原因之一。

粘土礦物是砂巖中重要的一種填隙物，常見的粘土礦物有高嶺石、伊利石、綠泥石、蒙皂石。

伊利石分布于各種不同成分的砂巖中，其結晶程度隨埋深的增加而變好，最后轉化為絹云母。伊利石是在成巖過程中由其他粘土礦物（如蒙皂石或混層粘土礦物）或長石（如鉀長石和鈉長石）溶解轉變而來。伊利石常成不規(guī)則的細小晶片產(chǎn)出（見圖7），其集合體通常呈顆粒包膜或孔隙襯邊出現(xiàn)，有時也呈網(wǎng)狀分布于孔隙中。當粘土含量較高時，在有Fe2+和Mg2+存在的還原條件下，伊利石降轉變成綠泥石和黑云母的組合，同時綠泥石也能從孔隙水中直接沉淀出來，研究區(qū)長63儲層多見綠泥石呈針葉狀薄膜式充填粒間縫隙或在粒表形成顆粒包膜（見圖8）。

圖5　元301-59井，長63，2 212.49 m

圖6　元432井，長63，2 035.3 m

圖7　元294井，長63，2 167.4 m

圖8　元295井，長63，1 997.74 m

1.2.3溶解作用砂巖中的任何碎屑顆粒、雜基、膠結物和交代礦物，包括最穩(wěn)定的石英和硅質(zhì)膠結物，在一定的成巖環(huán)境中都可以發(fā)生不同程度的溶解作用。砂巖的次生孔隙絕大部分是由溶解作用形成的［5］。溶解作用對改善儲層物性起著非常重要的作用，研究區(qū)內(nèi)溶解作用可表現(xiàn)為對碎屑顆粒的溶解以及對雜基、膠結物的溶解作用等（見圖9、圖10），對形成儲層十分有利，所以又稱為建設性成巖作用。

圖9　元411井，長63，2 207.32 m

圖10　白397-55井，長63，2 280.35 m

1.3其他因素的影響

影響碎屑巖儲集層物性的因素除以上所述外，還有巖層層面、層理面的發(fā)育程度等，但重要性比上訴因素差。此外，在鉆探開發(fā)時，一些人為因素也會對儲層的物性產(chǎn)生一定的影響。這些影響是要在鉆井、完井、開采、修井以及注水過程中，改變了原來油藏的物理化學性質(zhì)及熱力學、動力學平衡及物質(zhì)成分，從而改變的儲層物性，而這些往往造成儲層物性變差。

2　結論

（1）儲層物性受沉積微相的影響，沉積微相決定了水動力單元的形態(tài)和滲流特征，進而決定砂體展布方向和沉積特征，對儲層物性具有明顯的控制作用。

（2）深水細粒水下扇環(huán)境決定了元284地區(qū)長63儲層顆粒細、成分成熟度低，抗壓實能力弱，后續(xù)粒間高含量伊利石的堆積使得粒間孔損失殆盡，形成以微孔為主的孔隙類型，是造成了研究區(qū)儲層超低滲、低產(chǎn)的重要原因。

（3）研究區(qū)長63砂體發(fā)育壓實、膠結、溶蝕三種主要成巖作用，壓實和膠結是導致低孔、超低滲的主要原因，溶蝕作用在一定程度上改善了儲層品質(zhì)。

［1］史濤，高春寧，雷啟鴻，等.白153井區(qū)長63油藏單井產(chǎn)能影響因素分析［J］.長江大學學報（自然科學版），2013，10（2）：84-86.

［2］史成恩，羅曉容，萬曉龍，李亮.甘肅隴東地區(qū)上三疊統(tǒng)延長組長6、長8沉積特征及低滲響應［J］.地質(zhì)力學學報，2006，12（4）：455-461.

［3］史成恩，萬曉龍，趙繼勇，柳良仁，孫燕妮.鄂爾多斯盆地超低滲透油層開發(fā)特征［J］.成都理工大學學報（自然科學版），2007，34（5）：539-542.

［4］朱筱敏.沉積巖石學［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2008：137.

［5］柳廣地.石油地質(zhì)學［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2009：47.

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.02.018

TE121.3

A

1673-5285（2015）02-0069-04

2014－10-15