志丹地區(qū)長(zhǎng)2—長(zhǎng)3儲(chǔ)層物性研究

郭　強(qiáng)

（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）

志丹地區(qū)長(zhǎng)2—長(zhǎng)3儲(chǔ)層物性研究

郭強(qiáng)*

（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）

為了研究志丹地區(qū)長(zhǎng)2—長(zhǎng)3砂巖的儲(chǔ)層物性及成巖作用之間的關(guān)系,采用普通薄片、鑄體薄片、掃描電鏡、X射線衍射等多種測(cè)試手段進(jìn)行分析。研究表明：研究區(qū)延長(zhǎng)組砂巖主要為長(zhǎng)石砂巖，其次為巖屑長(zhǎng)石砂巖，礦物成熟度低,結(jié)構(gòu)成熟度高。長(zhǎng)2儲(chǔ)層的孔隙度平均值為16.9%。長(zhǎng)3儲(chǔ)層的孔隙度平均值為13.2%。長(zhǎng)2、長(zhǎng)3儲(chǔ)層為低孔、低滲面，砂巖中的黑云母含量、碳酸鹽含量、填隙物含量及砂巖粒度與孔滲的變化關(guān)系比較明顯。

巖石學(xué)特征；物性特征；長(zhǎng)2—長(zhǎng)3儲(chǔ)層；志丹地區(qū)

1　地質(zhì)背景

志丹探區(qū)地理上位于陜西省志丹縣境內(nèi)，橫跨紙坊、義正、吳堡、旦八、金鼎等5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，勘探面積約1200km2。構(gòu)造上位于伊陜斜坡中部，區(qū)域構(gòu)造為一平緩的西傾單斜，局部具有差異壓實(shí)形成的鼻狀隆起[1-3]。長(zhǎng)2—長(zhǎng)3儲(chǔ)層為研究區(qū)主要產(chǎn)油層段，屬于三角洲前緣亞相沉積，沉積微相可分為水下分流河道、河口壩、分流間灣和遠(yuǎn)砂壩等類(lèi)型。

2　巖石學(xué)特征

志丹地區(qū)長(zhǎng)2、長(zhǎng)3儲(chǔ)層以灰色細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖為主，其次為粉—細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖及中—細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖[4]。它們具有共同的巖石學(xué)特征，即礦物成熟度低，結(jié)構(gòu)成熟度高，成巖作用強(qiáng)烈，為低滲透致密砂巖儲(chǔ)層。砂巖顆粒分選好，粒級(jí)比較均一，以細(xì)粒為主，主要粒級(jí)占70%～80%，平均粒徑0.1～0.25mm者居多。圓度為次棱狀。顆粒排列具定向性，云母及炭質(zhì)沿層面富集，雜基含量小于1%，反映了砂巖沉積時(shí)低能穩(wěn)定的沉積環(huán)境[5-6]。

長(zhǎng)2、長(zhǎng)3砂巖中的自生礦物產(chǎn)狀相同。綠泥石為孔隙襯邊產(chǎn)狀；方解石和鐵白云石為孔隙充填產(chǎn)狀，在砂巖中呈斑狀分布；高嶺石及水云母呈不規(guī)則的微晶集合體充填在孔隙中，硅質(zhì)及長(zhǎng)石質(zhì)以加大邊產(chǎn)狀為主[7]。

3　儲(chǔ)層物性

3.1孔隙度

據(jù)志丹探區(qū)20余口井741個(gè)樣品的巖芯分析資料統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)2儲(chǔ)層的孔隙度最大值為22.2%，最小值為7%，平均值為16.9%。從孔隙度頻率分布直方圖（圖1）看出，長(zhǎng)2孔隙度近似正態(tài)分布，集中分布在14%～21%之間，孔隙度大于14%的樣品占總數(shù)的88%。

另?yè)?jù)本區(qū)3口井60個(gè)樣品的統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)3儲(chǔ)層的孔隙度最大值為17.9%，最小值為7.1%，平均值為13.2%。從長(zhǎng)3孔隙度頻率分布（圖2）看出，其頻率分布比較零散，比較集中地分布在12%～15%之間，孔隙度大于12%的樣品占總數(shù)的77.5%。

圖1　志丹探區(qū)長(zhǎng)2孔隙度直方圖

3.2滲透率

圖2　志丹探區(qū)長(zhǎng)3孔隙度直方圖

根據(jù)與孔隙度分析對(duì)應(yīng)的741個(gè)樣品的滲透率分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)2儲(chǔ)層的滲透率最大值為40.1×10-3μm2，最小值0.1×10-3μm2，平均值為5.3×10-3μm2。從滲透率頻率分布直方圖（圖3）看出，長(zhǎng)2滲透率分布的眾數(shù)值為負(fù)偏態(tài)，集中分布在（0.5～6）×10-3μm2之間，占樣品總數(shù)的62.5%，（6～50）×10-3μm2的樣品約占樣品總數(shù)的30%。

圖3　志丹探區(qū)長(zhǎng)2滲透率直方圖

長(zhǎng)3儲(chǔ)層60個(gè)樣品分析滲透率的統(tǒng)計(jì)結(jié)果為：滲透率最大值0.82×10-3μm2，最小值為0.03×10-3μm2，平均值為0.4×10-3μm2。從滲透率頻率分布直方圖（圖4）可以看出，長(zhǎng)3儲(chǔ)層滲透率雖然很低，但分布仍很散，相對(duì)集中的有兩個(gè)區(qū)間，即（0.1～0.3）×10-3μm2和（0.5～0.7）× 10-3μm2，分別占樣品總數(shù)的32%和27%，滲透率小于0.1×10-3μm2的樣品占總數(shù)的14%。

圖4　志丹探區(qū)長(zhǎng)3滲透率直方圖

將志丹探區(qū)北部（寨科區(qū)）與南部（正2井區(qū)）長(zhǎng)2儲(chǔ)層物性數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)兩地區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層物性變化不大。正2井區(qū)長(zhǎng)2孔隙度、滲透率平均值略高于寨科區(qū)。長(zhǎng)33儲(chǔ)層的沉積、成巖環(huán)境與長(zhǎng)2儲(chǔ)層不太相同，薄片資料反映其壓實(shí)作用較長(zhǎng)2更強(qiáng)烈，自生礦物綠泥石及高嶺石含量較長(zhǎng)2高，所以儲(chǔ)層物性更差，孔隙度平均值較長(zhǎng)2低3.7%，滲透率平均值僅為長(zhǎng)2的十分之一。

3.3影響孔隙度、滲透率的因素

志丹探區(qū)長(zhǎng)2、長(zhǎng)3儲(chǔ)層孔隙度和滲透率之間存在正變關(guān)系（圖5、圖6），滲透率隨孔隙度的增加而增加。將儲(chǔ)層的物性分析資料和鑄體薄片資料結(jié)合起來(lái)進(jìn)一步分析這種關(guān)系，可以看到圖中部的密集點(diǎn)群（斜線內(nèi)）的孔、滲關(guān)系比較正常，左上方的點(diǎn)群砂巖粒級(jí)較粗（中—細(xì)砂巖），孔隙度較低（15.5%～17%）而滲透率較高；圖中右下方的點(diǎn)群多為粉細(xì)砂巖或某種自生礦物含量高的砂巖，其孔隙度較高而對(duì)應(yīng)的滲透率較低（圖6）。從資料對(duì)比分析中發(fā)現(xiàn)，黑云母含量高于10%的樣品滲透率一般低于1×10-3μm2，含泥粉砂巖和鈣質(zhì)膠結(jié)的致密砂巖其孔隙度低于10%，滲透率低于0.1×10-3μm2。

圖5　志丹探區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層孔隙度和滲透率關(guān)系圖

圖6　志丹探區(qū)長(zhǎng)3儲(chǔ)層孔隙度和滲透率關(guān)系圖

從上述簡(jiǎn)要分析中可以看出，影響長(zhǎng)2、長(zhǎng)3儲(chǔ)層孔隙度、滲透率的因素較多，既有沉積因素，如碎屑礦物組分含量、砂巖粒度等因素，也有成巖后生作用的影響，如壓實(shí)作用、自生礦物充填膠結(jié)作用、深部溶蝕作用等，在這些因素的綜合作用下，造成長(zhǎng)2、長(zhǎng)3儲(chǔ)層低孔、低滲的面貌[8-9]。

從對(duì)本區(qū)長(zhǎng)2、長(zhǎng)3砂巖礦物組分、砂巖粒度、填隙物成分及其含量變化與相應(yīng)地物性變化關(guān)系中分析篩選，發(fā)現(xiàn)砂巖中的黑云母含量、碳酸鹽含量、填隙物含量及砂巖粒度與孔滲的變化關(guān)系比較明顯[10]。黑云母在壓實(shí)作用下易變形，在成巖過(guò)程中蝕變，泥化或菱鐵礦、鈦鐵礦化，當(dāng)它含量較高時(shí)，對(duì)砂巖孔、滲影響較大；碳酸鹽含量對(duì)孔隙度的影響較明顯，其含量大于5%時(shí)，孔隙度就明顯下降；填隙物總量對(duì)砂巖孔、滲的影響易理解，但是當(dāng)某種膠結(jié)物含量在樣品中占?jí)旱箖?yōu)勢(shì)時(shí)，這個(gè)點(diǎn)就不服從一般規(guī)律[11]。此外，砂巖粒度越細(xì)，膠結(jié)物含量越高，物性變化就是膠結(jié)物含量與砂巖粒度變化共同影響的結(jié)果[12]。

4　結(jié)論

（1）長(zhǎng)2儲(chǔ)層的孔隙度集中分布在14%～22%，滲透率（0.5～6）×10-3μm2；長(zhǎng)3儲(chǔ)層的孔隙度集中分布在12%～ 15%，滲透率（0.03～0.82）×10-3μm2。

（2）志丹探區(qū)長(zhǎng)2、長(zhǎng)3儲(chǔ)層孔隙度和滲透率之間存在正相關(guān)關(guān)系，滲透率隨孔隙度的增加而增加。

（3）砂巖中的黑云母含量、碳酸鹽含量、填隙物含量及砂巖粒度與孔滲的變化關(guān)系比較明顯。此外，砂巖粒度越細(xì)，膠結(jié)物含量越高，物性變化就是膠結(jié)物含量與砂巖粒度變化共同影響的結(jié)果。

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TE121

A

1004-5716(2016)11-0062-03

2015-12-29

2016-01-05

郭強(qiáng)（1981-），男（漢族），河北張家口人，工程師，現(xiàn)從事油氣地質(zhì)工作。