蘇里格氣田東二區(qū)山西組砂巖　儲層特征及主控因素分析*

王若谷，廖友運，尚　婷，王　妍

(1.陜西延長石油(集團)有限責任公司研究院，陜西 西安 710069；2.中國煤炭地質總局航測遙感局，陜西 西安 710054；3.西安石油大學 石油工程學院，陜西 西安710065)

?

蘇里格氣田東二區(qū)山西組砂巖儲層特征及主控因素分析*

王若谷1，廖友運2，尚婷1，王妍3

(1.陜西延長石油(集團)有限責任公司研究院，陜西 西安 710069；2.中國煤炭地質總局航測遙感局，陜西 西安 710054；3.西安石油大學 石油工程學院，陜西 西安710065)

儲層特征；控制因素；山西組；蘇里格氣田東二區(qū)

2.AerophotogramrntryandRemoteSensingofChinaCoal，Xi’an710054,China；

3.CollegeofPetroleumEngineering，Xi’anShiyouUniversity，Xi’an710065,China)

0　引　言

1　區(qū)域地質背景

蘇里格氣田東二區(qū)行政區(qū)域隸屬內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市烏審旗和陜西省榆林市榆陽區(qū)境內(nèi)，區(qū)域構造橫跨鄂爾多斯盆地伊陜斜坡北部和伊盟隆起南部(圖1)。早二疊晚期，受海西構造活動的影響，鄂爾多斯盆地由海相、海陸交互相逐漸向陸相轉變，陸地面積擴大，物源充沛[5-6]。區(qū)內(nèi)山西組地層厚度約80 m，自下而上可分為山2和山12段，兩段厚度相當，各約35～45 m，并可進一步根據(jù)沉積旋回將這兩段各自劃分出3個小層。由于靠近北部物源區(qū)，蘇里格氣田東二區(qū)晚古生代山西期發(fā)育一套在沖積平原背景下的曲流河相沉積，砂體呈細窄條帶狀南北向展布，邊灘砂體反復疊置，可作為良好的儲集空間。沉積早期古氣候溫暖濕潤，河道間河漫沼澤發(fā)育，山2段煤層層數(shù)多，累積厚度大；晚期古氣候開始由溫暖濕潤向季節(jié)性干旱過渡，山1段不再發(fā)育區(qū)域性的厚煤層，僅見較薄的煤線。山西組氣田儲集層條件復雜，河道砂體雖大面積連片分布，但多非有效砂巖，氣層呈薄層多段產(chǎn)出，儲層有效厚度薄，分布范圍局限。

圖1　蘇里格氣田東二區(qū)區(qū)域位置圖Fig.1　Location map of the East Ⅱ block of Sulige Gas Field

2　儲集層特征

2.1巖石學特征

據(jù)393個砂巖樣品的薄片鑒定資料分析，按成分-成因分類標準[7-8]，區(qū)內(nèi)山西組總體以巖屑砂巖(45.55%)、巖屑石英砂巖(35.67%)和少量的石英砂巖(19.08%)為主。砂巖儲層的碎屑成分中石英含量最高，平均體積分數(shù)77.51%；其次為巖屑，體積分數(shù)變化范圍大，分布于1.21%～61.73%，平均22.33%；長石含量很少，體積分數(shù)多不足1.00%.

表1　蘇里格氣田東二區(qū)山西組砂巖碎屑顆粒成分含量統(tǒng)計

圖2　蘇里格氣田東二區(qū)山西組砂巖類型圖Fig.2　Classification of Shanxi sandstone in the East Ⅱ block of Sulige Gas Field

2.2孔隙類型及特征

根據(jù)鑄體薄片、掃描電鏡資料，蘇里格氣田東二區(qū)山西組面孔率多不大于4%，孔隙類型包括殘余粒間孔、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔及晶間孔，裂縫孔隙較少發(fā)育。粒內(nèi)溶孔主要為巖屑溶孔，長石溶孔僅部分井點可見。常見孔隙組合類型以晶間孔-溶孔組合為主(圖3(a)，3(b))。不同類型孔隙組成的儲集空間，物性差別很大。殘余粒間孔粒徑較大(圖3(c))，直徑可達30～100 μm，對滲透率貢獻大，多發(fā)育于石英含量較高、雜基含量低的石英砂巖中。粒間溶孔是沿顆粒邊緣發(fā)生溶蝕作用，若顆粒本身及周緣填隙物均被溶蝕，形成的孔隙直徑可大于200 μm，若與殘余粒間孔相連通(圖3(d))，可作為良好的儲集空間。粒內(nèi)溶孔多為孔徑較小巖屑中的易溶礦物選擇性溶蝕形成的篩狀溶孔(圖3(e))，孔徑小，對滲透率貢獻差[9-11]。晶間孔發(fā)育于高嶺石及部分伊利石晶體間，孔徑小，多不大于5 μm，喉道細窄，即使與溶孔等較大孔隙相連，也不易形成有利的儲集空間。

2.3孔喉結構特征

創(chuàng)新科技管理體制機制。協(xié)助相關司局繼續(xù)指導做好科研機構的分類改革，加強非營利性科研機構建設，協(xié)調(diào)有關部門，努力解決轉企改制科研機構的遺留問題。健全完善人才培養(yǎng)、選拔和任用機制，造就一批具有世界前沿水平的科技領軍人才和創(chuàng)新團隊。繼續(xù)加強水利科技管理機構自身建設。

核磁共振巖心分析實驗可獲得弛豫時間(T2)這一重要的物理量，T2譜代表了巖石內(nèi)孔隙半徑的分布情況。當孔喉半徑小到一定程度時，其中的流體將被毛管力或粘滯力所束縛而無法流動，此時對應的T2值稱為T2截止值[12-14]。

圖3　蘇里格氣田東二山西組砂巖儲層孔隙類型及其組合顯微照片F(xiàn)ig 3　 Pore types micrograph of Shanxi reservoir in the East Ⅱ block of Sulige Gas Field (a)晶間孔-粒間溶孔組合(Z51-1井，2 975.61 m，單×100)　(b)晶間孔-巖屑溶孔組合，巖屑顆粒完全被溶蝕(Z51-2井，2 972.32 m，單×100)　(c)殘余粒間孔(Z24井，3 001.29 m，單×40)　(d)粒間孔-粒間溶孔組合(S77井，3 012.73 m，單×100)　(e)燧石顆粒粒內(nèi)溶孔(Z51-3井，2 960.35 m，單×100)　(f)高嶺石晶間孔(Z9井，3 016.68 m，單×40)

2.4儲層物性特征

圖4　蘇里格氣田東二區(qū)山西組飽和水狀態(tài)下 典型核磁共振T2譜Fig.4　Distribution of NMR T2 spectra in the water-saturated state of the Shanxi formation in the East Ⅱ block of Sulige Gas Field段　(b)山西組(除段)

圖5　蘇里格氣田東二區(qū)山西組砂巖 孔隙度與滲透率關系圖Fig.5　Relationship between porosity and permeability of the Shanxi formation in the East Ⅱ block of Sulige Gas Field (a)山西組(除段)段

3　儲層控制因素

3.1物源及母巖性質

物源對儲層物性的影響突出表現(xiàn)在以下2點：①物源影響沉積體系的空間展布格局，從而進一步控制了高滲儲層的展布范圍。鄂爾多斯盆地蘇里格氣田晚古生代物源來自于北部的陰山古陸，受控于物源方向，研究區(qū)山西組砂體呈近南北向交織狀展布，河道分流、匯合作用頻繁。②源區(qū)母巖的性質決定了砂巖的類型及其成分成熟度，導致其孔喉結構各不相同，從而進一步控制了儲層物性[15-16]。盆地北緣陰山古陸母巖類型為太古界花崗巖及花崗片麻巖，在山西組沉積早期，氣候溫暖濕潤，風化作用強烈，不穩(wěn)定的長石和巖屑物質被改造貽盡，形成了區(qū)內(nèi)以石英砂巖為主，殘余粒間孔較發(fā)育的儲層特征，物性好；隨著氣候逐漸向季節(jié)性干旱過渡，不穩(wěn)定的巖屑組分亦被保留下來，造成山西組晚期多以巖屑砂巖、巖屑石英砂巖為主，晶間孔-巖屑溶孔較發(fā)育的儲層特征，儲層物性明顯與山西組早期存在顯著差異。因此，山西組儲層中發(fā)育殘余粒間孔的石英砂巖是相對優(yōu)質的儲集巖石類型。

3.2沉積微相

表2　蘇里格氣田東二區(qū)段不同沉積微相砂體儲層物性特征

3.3成巖作用

3.3.1壓實、壓溶作用

3.3.2膠結作用

研究區(qū)視膠結率分布范圍24.0%～99.1%，平均42.5%，膠結率變化范圍大，絕大多數(shù)處于較強或強膠結狀態(tài)。常見的膠結作用包括粘土礦物膠結、硅質膠結和碳酸鹽膠結。統(tǒng)計結果顯示，區(qū)內(nèi)粘土礦物含量較高(7.6%～12.79%)，多以高嶺石和伊利石為主，大量的高嶺石和伊利石以書頁狀或毛發(fā)狀充填孔隙或降低孔喉連通性，破壞儲層物性；部分析出型高嶺石結晶粗大，其間的晶間孔可作為一定的儲集空間。其中碳酸鹽膠結物以方解石、鐵方解石為主。硅質和碳酸鹽膠結物各類膠結物多占據(jù)孔隙甚至交代、膠結礦物顆粒，破壞儲層物性。

3.3.3溶解作用

4　結　論

4)儲層發(fā)育主控因素分析表明，物源和沉積環(huán)境共同決定了儲層的展布格局及砂巖骨架成分；壓實作用、粘土礦物、碳酸鹽和大量的硅質膠結是造成該區(qū)低孔、特低滲的主要原因，溶解作用是改善砂巖孔隙的重要因素。相對優(yōu)質儲層多出現(xiàn)在石英含量高的粗粒邊灘砂體中。

References

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

HE Zi-xin，F(xiàn)EI An-qi，WANG Tong-he.Evolution and oil gas in Ordos Basin[M].Beijing：Petroleum Industry Press，2003.

[2]何自新，付金華，席勝利，等．蘇里格大氣田成藏地質特征[J]．石油學報，2003，24(2)：6-12．

HE Zi-xin，F(xiàn)U Jin-hua，XI Sheng-li，et al.Geological features of reservoir formation of Sulige Gas Field[J].Acta Petrolei Sinica，2003，24(2)：6-12.

[3]楊仁超，王秀平，樊愛萍，等．蘇里格氣田東二區(qū)砂巖成巖作用與致密儲層成因[J]．沉積學報，2012，30(1)：111-119．

YANG Ren-chao，WANG Xiu-ping，F(xiàn)AN Ai-ping，et al.Diagenesis of sandstone and genesis of compact reservoirs in the East Ⅱ Part of Sulige Gas Field，Ordos Basin[J].Acta Sedimentologica Sinica，2012，30(1)：111-119.

[4]李義軍，樊愛萍，李浮萍，等．蘇里格氣田二疊系砂體儲集性能及其控制因素[J]．特種油氣藏，2009，16(6)：12-14．

LI Yi-jun，F(xiàn)AN Ai-ping，LI Fu-ping，et al.Reservoir properties and control factors of Permian sands in Sulige Gas Field，Ordos Basin[J].Special Oil & Gas Reservoirs，2009，16(6)：12-14.

[5]郭英海，劉煥杰．陜甘寧地區(qū)晚古生代沉積體系[J]．古地理學報，2000，2(1)：19-30．

GUO Ying-hai，LIU Huan-jie.The late Palaeozoic depositional systems of Shaanxi-Gansu-Ningxia area[J].Journal of Palaeogeography，2000，2(1)：19-30.

[6]陳全紅．鄂爾多斯盆地上古生界沉積體系及油氣富集規(guī)律研究[D]．西安：西北大學，2007．

CHEN Quan-hong.Research on sedimentary systems and hydrocarbons enrichment of the Upper Palaeozoic of the Ordos Basin[D].Xi’an：Northwest University，2007.

[7]蔣凌志，顧家裕，郭彬程．中國含油氣盆地碎屑巖低滲透儲層的特征及形成機理[J]．沉積學報，2004，22(1)：13-18．

JIANG Ling-zhi，GU Jia-yu，GUO Bin-cheng.Characteristics and Mechanism of low permeability clastic reservoir in Chinese petroleum basin[J].Acta Sedimentologica Sinica，2004，22(1)：13-18.

[8]趙澄林，朱筱敏．沉積巖石學[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2001．

ZHAO Cheng-lin，ZHU Xiao-min.Sedimentary petrology[M].Beijing：Petroleum Industry Press，2001.

[9]應鳳祥，楊式升，張敏，等．激光掃描共聚焦顯微鏡研究儲層孔隙結構[J]．沉積學報，2002，20(1)：75-79．

YING Feng-xiang，YANG Shi-sheng，ZHANG Min，et al.Application of laser scanning confocal microscope to the measurement of pore texture in reservoirs[J].Acta Sedimentologica Sinica，2002，20(1)：75-79.

[10]周燦燦，劉堂晏，馬在田，等．應用球管模型評價巖石孔隙結構[J]．石油學報，2006，27(1)：92-96．

ZHOU Can-can，LIU Tang-yan，MA Zai-tian，et al.Evaluation of pore structure using sphere-cylinder model[J].Acta Petrolei Sinica，2006，27(1)：92-96.

[11]徐守余，李紅南．儲集層孔喉網(wǎng)絡場演化規(guī)律和剩余油分布[J]．石油學報，2003，24(4)：48-53．

XU Shou-yu，LI Hong-nan.Evolvement of reservoir pore-throat-net and remaining oil distribution[J].Acta Petrolei Sinica，2003，24(4)：48-53.

[12]Yakov V.A practical approach to obtain primary drainage capillary pressure curves from NMR core and log data[J].Petrophysics，2003，42(4)：334-343．

[13]何雨丹，毛志強，肖立志，等．核磁共振T2分布評價巖石孔徑分布的改進方法[J]．地球物理學報，2005，48(2)：373-378．

HE Yu-dan，MAO Zhi-qiang，XIAO Li-zhi，et al.An improved method of using NMR T2distribution to evaluate pore size distribution[J].Chinese Journal of Geophysics，2005，48(2)：373-378.

[14]劉堂宴，馬在田，傅容珊．核磁共振譜的巖石孔喉結構分析[J]．地球物理學進展，2003，18(4)：737-742．

LIU Tang-yan，MA Zai-tian，F(xiàn)U Rong-shan.Analysis of rock pore throat structure spectra[J].Oil Geophysical Prospecting，2003，18(4)：737-742.

[15]羅靜蘭，魏新善，姚涇利，等．物源與沉積相對鄂爾多斯盆地北部上古生界天然氣優(yōu)質儲層的控制[J]．地質通報，2010，29(6)：811-820．

LUO Jing-lan，WEI Xin-shan，YAO Jing-li，et al.Provenance and depositional facies controlling on the Upper Paleozoic excellent natural gas-reservoir in northern Ordos Basin，China[J].Geological Bulletin of China，2010，29(6)：811-820.

[16]劉銳娥，黃月明，衛(wèi)孝鋒，等．鄂爾多斯盆地北部晚古生代物源區(qū)分析及其地質意義[J]．礦物巖石，2003，23(3)：82-86.

LIU Rui-e，HUANG Yue-ming，WEI Xiao-feng，et al.Analysis of provenance of Late Paleozoic in the northern Ordos Basin and its geological significance[J].Journal of Mineralogy and Petrology，2003，23(3)：82-86.

[17]McKay J L，Longstaffe F J，Plint A G.Early diagenesis and its relationship to depositional environment and relative sea-level fluctuations(Upper Cretaceous Marshybank Formation，Alberta and British Columbia)[J].Sedimentology，1995，42(1)：161-190.

[18]Stonecipher S A.Applied sandstone diagenesis-practical petrographic solutions for a variety of common exploration，development，and production problems[J].SEPM Short Course，2000，50：143.

[19]Worden R H，Burley S D.Sandstone diagenesis：the evolution of sand to stone[C]//Burley S D，Worden R H，eds.Sandstone Diagenesis：Recent and Ancient.International Association of Sedimentologists，Reprint Series，2003.

[20]Dill H G，Khishigsuren S，Melcher F，et al.Facies-related diagenetic alteration in lacustrine-deltaic red beds of the paleogene Ergeliin zoo Formation(Erdene Sum area，S.Gobi，Mongolia)[J].Sedimentary Geology，2005，181(1-2)：1-24.

[21]Beard D C，Weyl P K.Influence of texture on porosity and permeability of unsolidated sand[J].AAPG Bulletin，1973，57(2)：349-369.

[22]席明利，羅順社，呂奇奇，等．馮地坑-洪德地區(qū)延長組長8-長4+5致密砂巖儲層特征[J]．西安科技大學學報，2015，35(1)：1-8.

XI Ming-li，LUO Shun-she，LV Qi-qi，et al.Sandstone reservoir features of the Chang 8 and Chang 4+5 members in the Yanchang Formation of Fengdikeng-hongde area[J].Journal of Xi’an University of Science and Technology，2015，35(1)：1-8.

[23]于珺，付明義，吳海燕，等．富縣北部地區(qū)侏羅系延9砂巖儲層特征[J]．西安科技大學學報，2014，34(1)：11-15.

YU Jun，F(xiàn)U Ming-yi，WU Hai-yan，et，al.Characteristics of Yan 9 sandstone reservoir in northern Fuxian Area[J].Journal of Xi’an University of Science and Technology，2014，34(1)：11-15.

Controlling factors and characteristics of sandstone reservoir of Shanxi Formation in the East Ⅱ Block of Sulige Gas Field

WANG Ruo-gu1，LIAO You-yun2，SHANG Ting1，WANG Yan3

(1.ResearchInstituteofYanchangPetroleum(Group)Co.,Ltd.，Xi’an710069,China；

reservoir characteristics；controlling factor；Shanxi Formation；the East Ⅱ block of Sulige Gas Field

10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2016.0315

1672-9315(2016)03-0385-08

2016-01-25責任編輯：李克永

中國地質調(diào)查局地質調(diào)查計劃項目“鄂爾多斯盆地多種能源綜合調(diào)查評價”(12120114009201)

王若谷(1985-)，女，陜西渭南人，博士，工程師，E-mail:wrg_8922@163.com

TE 122.2+21

A