鄂爾多斯盆地吳定地區(qū)長6儲(chǔ)層特征研究

董 浩，王立婷，薛永康，葉亞坤，李陽陽

(1.西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西西安710069；2.西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，陜西西安710069）

鄂爾多斯盆地吳定地區(qū)長6儲(chǔ)層特征研究

董 浩*1，王立婷2，薛永康1，葉亞坤1，李陽陽1

(1.西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西西安710069；2.西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，陜西西安710069）

吳起—定邊地區(qū)位于鄂爾多斯盆地中部，長6是該區(qū)近年來發(fā)現(xiàn)的重點(diǎn)含油層系之一，綜合利用掃描電鏡、陰極發(fā)光、稀土元素、退汞曲線等研究方法得出，長6油層組的孔隙度與滲透率的關(guān)系，相關(guān)性較好。研究表明，吳起—定邊地區(qū)物性差的原因是區(qū)內(nèi)的塑性碎屑顆粒含量較高，受到壓實(shí)作用后，極易發(fā)生變形，或以假雜基的形式填充于孔隙之間引起的。

鄂爾多斯盆地；吳定地區(qū)；長6地層；儲(chǔ)層特征

鄂爾多斯盆地是發(fā)育在華北克拉通之上并位于其西部的多旋回疊合型盆地，同時(shí)也是我國形成歷史最早、演化時(shí)間最長的陸上第二大沉積盆地和重要的能源基地。該盆地位于東經(jīng)106°20′～110°30′，北緯35°～40°30′，地跨陜、甘、寧、蒙、晉五省區(qū)，總面積約32× 104km2。吳起—定邊地區(qū)位于鄂爾多斯盆地中心位置，隸屬于吳起定邊縣，地表主要為溝谷縱橫的黃土高原。

1 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

1.1 巖石類型

吳起—定邊地區(qū)巖石學(xué)特征總體上均表現(xiàn)為成巖礦物以長石為主。對(duì)吳起—定邊地區(qū)延長組296塊薄片資料進(jìn)行三角端元投影，表明延長組長6巖石類型主要為長石砂巖和巖屑長石砂巖，少量為長石巖屑砂巖，偶見巖屑砂巖（圖1）。

圖1 吳起—定邊地區(qū)延長組長6巖石三角分類圖

1.2 填隙物特征

長6填隙物主要成份有綠泥石膜、鐵方解石，其次為高嶺石、水云母，其中綠泥石膜占填隙物總量的21.4%，方解石占21.3%（表1）。

表1 吳起—定邊地區(qū)長6儲(chǔ)層填隙物含量特征表（單位：%，56個(gè)樣品）

2 儲(chǔ)層成巖作用

成巖作用是指碎屑沉積物沉積后轉(zhuǎn)變?yōu)槌练e巖直至變質(zhì)作用以前或構(gòu)造運(yùn)動(dòng)重新抬升到地表遭受風(fēng)化以前所發(fā)生的一切作用（趙澄林，2001）。

2.1 成巖作用類型及其特征

根據(jù)對(duì)吳起—定邊地區(qū)60口井取芯段鑄體薄片鑒定，并結(jié)合掃描電鏡、陰極發(fā)光及粘土礦物X衍射分析，對(duì)該區(qū)成巖作用特征進(jìn)行了分析，認(rèn)為影響研究目的層段的主要成巖作用有壓實(shí)作用、膠結(jié)（交代）作用和溶蝕作用。

（1）壓實(shí)作用。在薄片中主要表現(xiàn)為碎屑顆粒之間的接觸更加緊密、塑性顆粒（如千枚巖、板巖、泥巖和粉砂質(zhì)泥巖巖屑，以及同沉積的泥晶碳酸鹽顆粒）壓扁變形或變成假雜基；碎屑顆粒長軸甚至表現(xiàn)出壓實(shí)定向的傾向。剛性碎屑石英及長石顆粒破裂見圖2。

圖2 鑄體薄片下壓實(shí)特征

（2）膠結(jié)作用。吳起-定邊地區(qū)目的層段的碎屑巖中，膠結(jié)物可有多種礦物成分，但主要是碳酸鹽和自生粘土礦物。

2.2 碳酸鹽膠結(jié)作用

碳酸鹽膠結(jié)主要呈粒間膠結(jié)、交代或次生孔隙內(nèi)充填物等形式出現(xiàn)，常見微晶狀、晶粒狀或連晶狀，成分有方解石、鐵方解石、白云石、鐵白云石。早期以方解石為主，而晚期則以鐵方解石和鐵白云石為主。早期方解石含量低，晚期鐵方解石含量高，平均含量為4%左右。無鐵方解石在陰極發(fā)光下顯示為橙黃色，晶出較早?？衫密缢丶t和鐵氰化鉀混合酸性溶液區(qū)別不同類型的碳酸鹽膠結(jié)物。借此可以將不同類型的碳酸鹽膠結(jié)物區(qū)分開來。

吳起—定邊地區(qū)長6砂巖成巖作用的研究表明，由于吳起—定邊地區(qū)內(nèi)的塑性碎屑顆粒含量較高，受到壓實(shí)作用后，極易發(fā)生變形，或以假雜基的形式填充于孔隙之間，使得儲(chǔ)層物性變差，這是該區(qū)物性差的一個(gè)重要原因；早期形成的綠泥石，呈薄膜式包繞碎屑顆粒，充填于原生粒間孔的部分空間，并導(dǎo)致了孔隙和喉道半徑的縮小；碳酸鹽的膠結(jié)作用是造成儲(chǔ)層物性變差、非均質(zhì)性增強(qiáng)的重要原因，碳酸鹽膠結(jié)物的分布具有很強(qiáng)的不均衡特征。

2.3 自生粘土礦物膠結(jié)作用

研究區(qū)的自生粘土礦物主要是高嶺石、綠泥石、伊利石。該區(qū)綠泥石膠結(jié)物主要有兩種形態(tài)：一種是早期的孔隙襯墊綠泥石，綠泥石多呈葉片狀集合體沿碎屑顆粒呈環(huán)狀分布，形成薄膜式膠結(jié)，阻礙了碎屑顆粒與孔隙水的接觸，減少了其他膠結(jié)物的沉淀，對(duì)延長組砂巖儲(chǔ)層的孔隙及其結(jié)構(gòu)有保護(hù)作用；元94井砂巖中可見綠泥石環(huán)邊（圖3）；另一種是晚期孔隙充填綠泥石，呈葉片狀充填于粒間孔中，可堵塞孔隙，對(duì)儲(chǔ)層不利。

圖3 環(huán)邊綠泥石膜膠結(jié)作用

圖4 元106，長61，2040.4m，絲狀伊利石

另外在薄片中還可見到黑云母蝕變形成的綠泥石，單偏光下呈現(xiàn)淡綠色，僅保存了云母的形態(tài)和解理，結(jié)構(gòu)上仍表現(xiàn)為碎屑顆粒。掃描電鏡下伊利石常呈片狀、絲縷狀集合體充填于粒間孔隙或吸附于顆粒表面（圖4）。自生高嶺石多充填于碎屑顆粒間，電鏡觀察呈片狀、書頁狀或蠕蟲狀集合體（圖5）。高嶺石在富K+的堿性環(huán)境下易于形成伊利石。

3 儲(chǔ)層特征

3.1 儲(chǔ)集層物性特征

圖5 元98，2074.8m，蠕蟲狀高嶺石

對(duì)吳起—定邊地區(qū)內(nèi)115個(gè)鑄體薄片的物性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表明（表2），長6油層組砂巖孔隙度為1.26%～15.66%，平均10.83%，83.48%的樣品為8%～15%之間；滲透率為（0.01～9.89）×10-3μm2，平均為0.78×10-3μm2，滲透率在（0.1～1）×10-3μm2的占75.65%（圖6）。根據(jù)低滲透儲(chǔ)層分類標(biāo)準(zhǔn)，長6油層組主要是超低滲透層，次為特低滲透層。

圖6 長6油層組孔隙度、滲透率頻率直方圖

3.2 儲(chǔ)集層空間形態(tài)結(jié)構(gòu)特征

孔隙類型的分類主要有兩種，一是按孔隙大小，另一是按成因。研究區(qū)按成因類型對(duì)長6油層組進(jìn)行孔隙類型劃分（表3）。

表3 吳定地區(qū)延長組儲(chǔ)層孔隙分類表

通過鑄體薄片觀察、掃描電鏡分析發(fā)現(xiàn)，本區(qū)長6儲(chǔ)層的原生孔以殘余原生粒間孔為主，溶蝕孔次之，微裂縫很少（表4）。

表4 吳定地區(qū)長6的孔隙類型及含量統(tǒng)計(jì)表

（1）殘余粒間孔。殘余粒間孔是研究區(qū)目的層的主要孔隙類型，是原生粒間孔經(jīng)成巖作用改造后殘留的粒間孔隙空間，壓實(shí)作用和膠結(jié)作用直接影響殘余粒間孔的發(fā)育。長6段內(nèi)殘余粒間孔占總孔隙的比例為74.58%。

（2）溶蝕孔。溶蝕孔是儲(chǔ)層中不穩(wěn)定碎屑組分（如長石、巖屑等）及可溶膠結(jié)物溶蝕改造形成的孔隙空間。偏光鏡下被溶蝕的顆粒的邊緣呈彎曲的港灣狀，有的顆粒被溶蝕殆盡，僅隱約見到被溶蝕碎屑顆粒的輪廓。在掃描電鏡下沿長石解理面發(fā)生強(qiáng)烈溶蝕，如元69井2148.4m，溶孔直徑可達(dá)5μm(圖7）。統(tǒng)計(jì)表明，本區(qū)次生孔以長石溶孔為主，巖屑溶孔次之，長6為22.72%。

圖7 長石沿解理面溶蝕（元69，2148.4m，800×）

（3）晶間孔。晶間孔多為自生高嶺石之間的、直徑很小的微孔隙，實(shí)質(zhì)上是膠結(jié)物充填原生粒間孔或溶蝕孔之后的殘余孔。

4 結(jié)論

（1）吳起—定邊地區(qū)長6砂巖成巖作用的研究表明，由于吳起—定邊地區(qū)內(nèi)的塑性碎屑顆粒含量較高，受到壓實(shí)作用后，極易發(fā)生變形，或以假雜基的形式填充于孔隙之間，使得儲(chǔ)層物性變差，這是該區(qū)物性差的一個(gè)重要原因。

（2）通過鑄體薄片觀察、掃描電鏡分析，研究區(qū)長6儲(chǔ)層的原生孔以殘余原生粒間孔為主，溶蝕孔次之，微裂縫相對(duì)很少。根據(jù)本區(qū)儲(chǔ)層孔隙、喉道分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合本區(qū)延長組儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)資料，本區(qū)長6共有5種孔隙結(jié)構(gòu)類型，以細(xì)小孔微細(xì)喉道型為主。

[1]程峰，于少勇，邢德敬，等.陰極發(fā)光技術(shù)在儲(chǔ)層研究中的應(yīng)用[J].斷塊油氣田，1998，5（6）：17-19.

[2]柳益群,李文厚.陜甘寧盆地東部上三疊統(tǒng)含油長石砂巖的成巖特點(diǎn)及孔隙演化[J].沉積學(xué)報(bào),1996,14（3）:87-95.

[3]何自新.鄂爾多斯盆地演化與油氣[M].北京：石油工業(yè)出版社，2003：1-22.

[4]牟澤輝.鄂爾多斯盆地慶陽以南三疊系延長組長5、長6、長7儲(chǔ)層成巖作用[J].天然氣工業(yè)，2001，21（2）：13-17.

[5]裘懌楠.油氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1997：33-85.

[6]于興河.碎屑巖系油氣儲(chǔ)層沉積學(xué)[M].北京:石油工業(yè)出版社，2002：211-288.

[7]鄭榮才，柳梅青.鄂爾多斯盆地長6油層組古鹽度研究[J].石油與天然氣地質(zhì)，1999，20（1）：20-25.

圖5 數(shù)值模擬優(yōu)選注入方案圖

（2）當(dāng)注入體積為0.0375PV時(shí)，前置聚合物段塞與前置主段塞驅(qū)油效果基本相同；化學(xué)劑總量不變條件下，增加副段塞有助于提高采收率。

（3）通過數(shù)值模擬得出：注入方式的改變，影響三元體系的驅(qū)油效果。

（4）數(shù)值模擬結(jié)果與室內(nèi)物模驅(qū)油實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致，利用數(shù)值模擬技術(shù)模擬室內(nèi)物模驅(qū)油實(shí)驗(yàn)可行。

參考文獻(xiàn)：

[1]關(guān)振良,楊慶軍,段成剛.油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)現(xiàn)狀分析[J].地質(zhì)科技情報(bào),2000,19(1):73-75.

[2]曹永娜.杏北A區(qū)一類油層聚合物驅(qū)后儲(chǔ)層物性及孔隙結(jié)構(gòu)的變化[J].地質(zhì)科技情報(bào),2014,33(5):72-76.

[3]朱健，劉偉利，李興.聚合物驅(qū)后儲(chǔ)層物性參數(shù)的變化特征[J].油氣地質(zhì)與采收率,2007,14(4):65-67,71,115.

[4]程杰成，廖廣志，楊振宇，等.大慶油田三元復(fù)合驅(qū)礦場(chǎng)試驗(yàn)綜述[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2001，20（2）：46-49.

[5]高爾雙.弱堿三元復(fù)合驅(qū)動(dòng)態(tài)特征及其對(duì)驅(qū)油效果影響[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2009，28（1）：110-113.

TE122

A

1004-5716(2015）03-0085-04

2014-03-24

2014-03-25

董浩（1990-），男（漢族），遼寧盤錦人，西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系在讀碩士研究生，研究方向：油氣田開發(fā)。