鄂爾多斯盆地靖邊油田馬寧區(qū)長(zhǎng)2油層組儲(chǔ)層特征研究

荀兆杰，鐘建華，李 勇，孫寧亮

中國(guó)石油大學(xué)（華東）地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東青島266580

鄂爾多斯盆地靖邊油田馬寧區(qū)長(zhǎng)2油層組儲(chǔ)層特征研究

荀兆杰，鐘建華，李 勇，孫寧亮

中國(guó)石油大學(xué)（華東）地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東青島266580

目前針對(duì)靖邊油田馬寧區(qū)長(zhǎng)2油層組儲(chǔ)層特征研究不足，導(dǎo)致馬寧區(qū)進(jìn)一步的勘探開(kāi)發(fā)受到局限.本次研究根據(jù)巖心觀察、薄片鑒定、孔滲分析、掃描電鏡及壓汞實(shí)驗(yàn)等資料，在研究區(qū)長(zhǎng)2油層組儲(chǔ)層特征研究的基礎(chǔ)上，對(duì)儲(chǔ)層質(zhì)量進(jìn)行了有效的分類(lèi)評(píng)價(jià).研究表明，靖邊長(zhǎng)2油層組儲(chǔ)層以中細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖為主；雜基主要由水云母、綠泥石膜組成，膠結(jié)物主要為方解石、硅質(zhì)、白云石；主要儲(chǔ)集空間為次生粒間孔.儲(chǔ)層砂巖孔喉連通性較好，且分選性較好.總體上馬寧地區(qū)長(zhǎng)2油層組儲(chǔ)層由于受巖性、成巖等作用影響，表現(xiàn)中低孔、中低滲儲(chǔ)層特征.

儲(chǔ)層評(píng)價(jià)；儲(chǔ)層特征；長(zhǎng)2儲(chǔ)層；靖邊油田；鄂爾多斯盆地

0 前言

鄂爾多斯盆地屬于一個(gè)多旋回克拉通疊合的盆地.該盆地由中、新元古代以后形成的蓋層沉積和呂梁期形成的統(tǒng)一固化結(jié)晶基底構(gòu)成，特點(diǎn)是其具有明顯的二元結(jié)構(gòu)［1］.上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組是在鄂爾多斯盆地拗陷持續(xù)發(fā)展和穩(wěn)定沉降過(guò)程中沉積的以河流－湖泊相為特征的陸源碎屑巖體系［2］.

靖邊馬寧區(qū)長(zhǎng)2油層組砂巖發(fā)育，分布穩(wěn)定，是重要的產(chǎn)油層位［3］.但目前對(duì)該區(qū)長(zhǎng)2油層組儲(chǔ)層發(fā)育特征研究不足，給未來(lái)進(jìn)一步的勘探開(kāi)發(fā)帶來(lái)了局限性.為了有利于指導(dǎo)下一步油氣勘探開(kāi)發(fā)，本文通過(guò)普通薄片和鑄體薄片觀察以及掃描電鏡研究，并結(jié)合X射線衍射與壓汞分析等資料，對(duì)鄂爾多斯盆地靖邊馬寧地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)2段油層組的儲(chǔ)層物性特征及影響因素進(jìn)行研究，試圖為該區(qū)延長(zhǎng)組深入油氣勘探提供科學(xué)依據(jù).

1 地質(zhì)概況

靖邊油田馬寧區(qū)位于陜西省榆林市靖邊縣天賜灣鄉(xiāng)南部.研究區(qū)大地構(gòu)造位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡中東部，整體屬于鼻狀隆起結(jié)構(gòu)區(qū)域.并且這一井區(qū)主要在鄂爾多斯盆地斜坡的偏東部位，面積約54 km2.西北鄰靖邊油田大紅高粱區(qū)，西南與靖安、安塞油田相接，東邊與靖邊油田青陽(yáng)岔油田為鄰（圖1）.

圖1 研究區(qū)位置及區(qū)域構(gòu)造單元示意圖Fig．1 Regional tectonic map of the Jingbian area in Ordos Basin1—城鎮(zhèn)（city/town）；2—研究區(qū)（study area）；3—盆地邊界（boundary of basin）；4—構(gòu)造分區(qū)線（tectonic division）；5—斷層（fault）

2 地層特征與儲(chǔ)層微相

長(zhǎng)2油層組自上而下分為長(zhǎng)21、長(zhǎng)22、長(zhǎng)23三個(gè)油層亞組，研究區(qū)構(gòu)造總體上為一平緩的西傾單斜，局部發(fā)育多組小型鼻狀隆起［4］.沉積微相是影響儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的地質(zhì)基礎(chǔ)［5］.長(zhǎng)2油層組為靖邊油田延長(zhǎng)組主要儲(chǔ)集層之一，其屬于辮狀河、曲流河亞相沉積，河道砂壩為其骨架砂體，構(gòu)成良好的儲(chǔ)集層［6］.研究區(qū)發(fā)育河床滯留、心灘、河漫灘等沉積微相，辮狀河道遷移迅速、穩(wěn)定性差導(dǎo)致天然堤、決口扇、泛濫平原沉積不發(fā)育［7］.

3 儲(chǔ)層特征

3．1 巖石學(xué)特征

靖邊油田馬寧井區(qū)及鄰區(qū)15口井144塊樣品的巖心資料分析顯示，長(zhǎng)2儲(chǔ)層巖性以灰綠色中、細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖或巖屑長(zhǎng)石砂巖為主，具有近似的巖石學(xué)特征（圖2）.砂巖的主要礦物成分為長(zhǎng)石，平均含量50．67%；其次為石英，平均含量31．03%；巖屑含量平均5．59%；云母含量變化較大，平均為1．97%.巖屑主要為變質(zhì)巖巖屑、火成巖巖屑及少量沉積巖巖屑（表1）.本區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層填隙物含量平均10．94%，其中雜基平均含量為5．1%，膠結(jié)物平均含量為5．84%.雜基主要由水云母、綠泥石膜組成，水云母平均含量1．1%；綠泥石平均含量3．97%.膠結(jié)物主要由方解石、硅質(zhì)、白云石組成，平均含量分別為2．3%、1．1%、2．14%（表1、圖3）.

圖2 長(zhǎng)2油層組砂巖分類(lèi)三角圖Fig．2 Classification diagram of sandstone from the C-2 oil reservoir in Yanchang Formation1—石英砂巖（quartz sandstone）；2—長(zhǎng)石石英砂巖（feldspar quartz sandstone）；3—巖屑石英砂巖（lithic quartz sandstone）；4—長(zhǎng)石砂巖（arkose）；5—巖屑長(zhǎng)石砂巖（lithic arkose）；6—長(zhǎng)石巖屑砂巖（feldspar lithic sandstone）；7—巖屑砂巖（lithic sandstone）

3．2 物性特征

根據(jù)己有巖心資料分析統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)2儲(chǔ)層的孔隙度最大值為21．2%，最小值為4．5%，平均值為15．0%；滲透率最大值為199×10－3μm2，最小值為0．01×10－3μm2，平均值為23．9×10－3μm2（表2）.

圖3 延長(zhǎng)組長(zhǎng)2油層組砂巖鑄體薄片和掃描電鏡照片F(xiàn)ig．3 Cast section and SEM images of the sandstones from C-2 oil reservoir in Yanchang FormationA—靖探188，1256．8 m，長(zhǎng)2，×200（-）云母壓實(shí)變形；B—靖探68，長(zhǎng)2，8．5 m，綠泥石膜，×4．0 k，5．0 kV；C—靖探543，1243．7 m，延9，×200（-）方解石膠結(jié)；D—靖探543，1043．5 m，長(zhǎng)2，×100（-）雜基填充

從孔、滲頻率分布直方圖（圖4、5）可以看出，長(zhǎng)2儲(chǔ)層孔隙度集中分布在11%～19%之間，占樣品總數(shù)的86．0%，滲透率集中分布在0．5×10－3～80×10－3μm2之間.

靖邊油田馬寧井區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層孔隙度和滲透率具有一定的正相關(guān)關(guān)系，表現(xiàn)為滲透率隨孔隙度的增加而增大（圖6）.

3．3 孔隙類(lèi)型

對(duì)研究區(qū)50張薄片分析表明，研究區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)2儲(chǔ)層主要儲(chǔ)集空間為次生粒間孔，次為溶蝕孔隙，包括粒內(nèi)溶孔（長(zhǎng)石溶孔、巖屑溶孔）（圖7）.

（1）原生粒間孔：殘余原生粒間孔是砂巖儲(chǔ)層經(jīng)壓實(shí)和新生礦物充填后殘留的原生粒間孔隙空間.它受砂巖成分、組構(gòu)和成巖作用控制.以此類(lèi)孔隙為主的砂巖儲(chǔ)層，孔隙大、喉道粗、孔隙連通性好.原生粒間孔也是馬寧井區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層的主要孔隙類(lèi)型，其含量一般在2%～13．5%之間，平均7．7%左右.

（2）次生溶蝕孔：次生溶蝕孔是酸性地層水對(duì)儲(chǔ)層中不穩(wěn)定組分溶蝕改造形成的孔隙空間.按溶蝕的顆粒成分，本區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)2儲(chǔ)層的溶蝕孔隙主要有長(zhǎng)石溶孔、粒間溶孔和巖屑溶孔.按溶蝕作用發(fā)生的部位，有粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔兩類(lèi).粒間溶孔主要是綠泥石膠結(jié)溶孔；粒內(nèi)溶孔則主要為長(zhǎng)石溶孔和巖屑溶孔，并以長(zhǎng)石溶孔為主.

（3）微裂縫：對(duì)于低孔、低滲儲(chǔ)層，裂縫能夠改善物性.裂縫在一定程度上加強(qiáng)了巖石孔隙之間的連通狀況，使孔隙組合表現(xiàn)為裂縫－孔隙型，增大了巖石滲透率，改善了致密儲(chǔ)層的滲透性［8-9］.長(zhǎng)2儲(chǔ)層微裂縫僅發(fā)育在部分砂巖中，大多是壓實(shí)縫和層間縫，主要包括溶孔-粒間孔型.通過(guò)鑄體薄片觀察（圖7D），研究區(qū)儲(chǔ)層內(nèi)部裂縫較為發(fā)育的地層具有更好的孔滲性能.

表1 靖邊油田馬寧區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層礦物成分統(tǒng)計(jì)表Table 1 Mineral composition of the C-2 oil reservoir in Yanchang Formation

表2 靖邊油田馬寧區(qū)長(zhǎng)2油層物性統(tǒng)計(jì)表Table 2 Physical property of the C－2 oil reservoir in Yanchang Formation

圖4 長(zhǎng)2油層孔隙度頻率分布直方圖Fig．4 Histogram of porosity frequency of the C－2 oil reservoirs in Yanchang Formation1—頻率（frequency）；2—累計(jì)頻率（cumulative frequency）

圖5 長(zhǎng)2油層滲透率頻率分布直方圖Fig．5 Histogram of permeability frequency of the C－2 oil reservoirs in Yanchang Formation1—頻率（frequency）；2—累計(jì)頻率（cumulative frequency）

圖6 長(zhǎng)2油層孔隙度－滲透率關(guān)系圖Fig．6 Interrelationship between porosity and permeability of the C-2 oil reservoir in Yanchang Formation

3．4 孔喉大小及分布

根據(jù)Pittman和Archie按基質(zhì)結(jié)構(gòu)及孔隙大小的經(jīng)典分類(lèi)［10］和前人對(duì)鄂爾多斯盆地侏羅系延安組、三疊系延長(zhǎng)組儲(chǔ)層研究成果［11-12］，采用適合本區(qū)儲(chǔ)層孔隙和喉道的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和命名原則（表3）［13］.通過(guò)薄片分析，長(zhǎng)2儲(chǔ)層平均孔徑一般分布在55～105 μm，平均81 μm左右，屬大孔型.平均喉道直徑主要分布在0．05～22．5 μm，平均7．8 μm左右，反映以粗喉道和中細(xì)喉道為主.因此，本區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層屬大孔－粗喉型（圖7A）、大孔－中細(xì)喉型和中孔－中細(xì)喉型（圖7B）.

圖7 延長(zhǎng)組長(zhǎng)2油層組砂巖鑄體薄片和掃描電鏡照片F(xiàn)ig．7 Cast section and SEM images of the sandstones from C-2 oil reservoir in Yanchang FormationA—靖探543，1297．7 m，長(zhǎng)2，×200（-）原生粒間孔；B—靖探543，1297．5 m，長(zhǎng)2，×100（-）巖屑溶孔；C—靖探68，1404．2 m，長(zhǎng)2，長(zhǎng)石溶蝕孔隙，×1．0 k，5．0 kV；D—靖探68，1398．5 m，長(zhǎng)2，×200（-）微裂縫

表3 砂巖孔隙、喉道分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Grading standard for pore and throat of sandstone

3．5 孔隙結(jié)構(gòu)特征

孔隙結(jié)構(gòu)是評(píng)定一個(gè)儲(chǔ)層質(zhì)量的重要指標(biāo)，孔隙結(jié)構(gòu)的研究對(duì)儲(chǔ)層油氣的勘探開(kāi)發(fā)有著指導(dǎo)意義［14］.本區(qū)長(zhǎng)2砂巖孔喉分布不均，排驅(qū)壓力多分布在0．01～11．75 MPa，中值壓力分布在0．05～14．51 MPa，孔喉半徑均值為0．02～11．21 μm，中值孔喉半徑為0．05～17．74 μm，分選系數(shù)分布在0．01～8．11，退汞效率為23．86%～63．48%（表4）.

表4 靖邊油田馬寧區(qū)孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)表Table 4 Parameters of pore structures of the C-2 oil reservoirs in Yanchang Formation

根據(jù)區(qū)內(nèi)樣品的壓汞分析資料與儲(chǔ)層物性資料綜合分析表明，本區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層的排驅(qū)壓力（Pd）、中值壓力（P50）、最大連通孔喉半徑（Rd）、飽和度中值半徑（R50）、孔喉半徑均值（Rm）、孔喉分選系數(shù)（Sp）等反映孔喉大小及分布的參數(shù)與儲(chǔ)層物性之間具有較好的相關(guān)性（圖8、9）:滲透率與排驅(qū)壓力和中值壓力均呈負(fù)相關(guān)，滲透率與喉道的分選系數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系,滲透率和孔隙度均與孔喉半徑均值呈正相關(guān)關(guān)系.

圖8 靖邊油田馬寧區(qū)長(zhǎng)2孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)與滲透率相關(guān)關(guān)系圖Fig．8 Interrelationship between permeability and parameters of pore structures of the C-2 oil reservoir in Yanchang Formation

圖9 靖邊油田馬寧區(qū)長(zhǎng)2孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)與孔隙度相關(guān)關(guān)系圖Fig．9 Interrelationship between porosity and parameter of pore structures of C-2 oil reservoir in Yanchang Formation

依據(jù)低滲儲(chǔ)層的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)（表5）［15］，結(jié)合本區(qū)儲(chǔ)層物性、宏觀特征、微觀孔隙結(jié)構(gòu)、毛管壓力曲線等方面特征，可將本區(qū)儲(chǔ)層分為Ⅰ、Ⅱa、Ⅱb和Ⅲ類(lèi).各類(lèi)儲(chǔ)層的毛管壓力曲線特征如圖10所示.I類(lèi)啟動(dòng)壓力最小，為0．05 MPa，平臺(tái)較長(zhǎng).III類(lèi)啟動(dòng)壓力最大，約為4 MPa，基本無(wú)平臺(tái).I類(lèi)、IIa類(lèi)毛管壓力曲線相對(duì)較集中，IIb類(lèi)、III類(lèi)毛管壓力曲線相對(duì)較分散，說(shuō)明I類(lèi)毛管壓力曲線是最有利的一類(lèi).

圖10 長(zhǎng)2油層組毛管壓力曲線圖Fig．10 Curves of capillary pressure of C-2 oil reservoir in Yanchang Formation

表5 鄂爾多斯盆地中生界砂巖儲(chǔ)集層分類(lèi)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 5 Classification and evaluation criterion of sandstone reservoirs in Ordos Basin

4 儲(chǔ)層分類(lèi)及評(píng)價(jià)

長(zhǎng)2儲(chǔ)層砂體主要為Ⅰ類(lèi)和Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層，其中長(zhǎng)21砂體Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層占20．1%，Ⅱa類(lèi)儲(chǔ)層占39．7%，Ⅱb類(lèi)儲(chǔ)層占17．5%，Ⅲa類(lèi)儲(chǔ)層占13．1%；長(zhǎng)22砂體砂巖Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層占18．5%，Ⅱa類(lèi)儲(chǔ)層占36．7%，Ⅱb類(lèi)儲(chǔ)層占26．1%，Ⅲa類(lèi)儲(chǔ)層占14．5%（表6）.

5 結(jié)論

1）研究區(qū)發(fā)育河床滯留、心灘、河漫灘等沉積微相，天然堤、決口扇、泛濫平原沉積不發(fā)育.

表6 靖邊油田馬寧區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層評(píng)價(jià)結(jié)果表Table 6 Evaluation result of C-2 oilreservoir in Yanchang Formation

2）長(zhǎng)2儲(chǔ)層巖性以灰綠色中、細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖或巖屑長(zhǎng)石砂巖為主，填隙物含量較低，其中雜基主要由水云母、綠泥石膜組成，膠結(jié)物主要為方解石、硅質(zhì)、白云石.物性特征主要為中孔中高滲儲(chǔ)層.孔隙類(lèi)型主要包括原生粒間孔、次生溶孔和微裂縫.孔喉特征主要為大孔－粗喉型、大孔－中細(xì)喉型和中孔－中細(xì)喉型.根據(jù)壓汞曲線可將儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)分為4類(lèi).

3）結(jié)合研究區(qū)儲(chǔ)層物性、儲(chǔ)集空間的宏觀特征、微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征、毛管壓力曲線等方面特征以及儲(chǔ)層厚度、巖性等，將儲(chǔ)層分為6類(lèi)，其中長(zhǎng)2儲(chǔ)層砂體主要為Ⅰ類(lèi)和Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層.

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CHARACTERISTICS OF THE C-2 RESERVOIR IN MANING AREA OF ORDOS BASIN

XUN Zhao-jie，ZHONG Jian-hua，LI Yong，SUN Ning-liang

School of Geosciences，China University of Petroleum，Qingdao 266580，Shandong Province，China

Due to the lack of research on sedimentary microfacies and reservoir characteristics of Maning area in Jingbian oilfield，Ordos Basin，the exploration and development in the area is limited at present．Based on core observation，thin section analysis，physical testing，scanning electron microscopy and mercury intrusion curve data，the reservoir characteristics are studied and the reservoir quality is classified．The results show that the C-2 reservoir in Maning area is dominated by fine-grained feldspathic sandstone，with matrix primarily composed of hydromica and chlorite，cemented by calcite，silica and dolomite．The main reservoir spaces are intergranular dissolved pores and ethylene pores．The pore throat of the sandstone reservoir has good connectivity and sorting．The C-2 reservoir formation in Maning area is characterized by low-medium permeability and low-medium porosity．

reservoir quality assessment；reservoir characteristics；C-2 reservoir；Jingbian oilfield；Ordos Basin

2016－04－05；

2016－06－29．編輯：張哲．

延長(zhǎng)油田項(xiàng)目“靖邊油田馬寧區(qū)延安組、延長(zhǎng)組新增石油探明儲(chǔ)量計(jì)算”（YT0914SFW0068）．

荀兆杰（1986—），男，碩士，沉積學(xué)及層序地層學(xué)專(zhuān)業(yè)，通信地址山東省青島市黃島區(qū)長(zhǎng)江西路66號(hào)，E-mail//916592499@qq.com

1671-1947（2016）06-0558-05

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