蘇里格氣田蘇西區(qū)塊上古生界天然氣儲(chǔ)層特征

周 通，劉 森，張春雨，劉剛果

(1.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第四采氣廠，陜西 西安 710021)

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蘇里格氣田蘇西區(qū)塊上古生界天然氣儲(chǔ)層特征

周 通1，2，劉 森1，張春雨1，2，劉剛果1，2

(1.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第四采氣廠，陜西 西安 710021)

從儲(chǔ)層的巖石學(xué)類型、孔滲特征、孔隙結(jié)構(gòu)類型和儲(chǔ)集空間等方面分析蘇里格氣田蘇西區(qū)塊上古生界天然氣儲(chǔ)層特征。通過實(shí)驗(yàn)室鑄體薄片鑒定、巖心物性測(cè)試、孔隙圖像、掃描電鏡以及高壓壓汞等方法測(cè)試研究，結(jié)果表明該區(qū)上古生界盒8、山1、山2儲(chǔ)層以巖屑石英砂巖為主，其次為石英砂巖和巖屑砂巖；儲(chǔ)層均屬于特低孔超低滲儲(chǔ)層；儲(chǔ)集空間類型主要為粒間孔、晶間微孔以及粒內(nèi)溶孔，研究區(qū)主要的孔隙結(jié)構(gòu)組合是“溶孔+微孔”型；儲(chǔ)層孔喉連通性較差，孔喉連通性較差又直接影響了該區(qū)上古生界的儲(chǔ)層質(zhì)量。

鄂爾多斯盆地；物性特征；巖石學(xué)特征；儲(chǔ)集空間類型；孔隙結(jié)構(gòu)

研究區(qū)位于蘇里格氣田西部，區(qū)域構(gòu)造上位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西北部，目前累計(jì)完鉆80多口井。上古生界二疊系下石盒子組盒8段和山西組山1、山2段為該地區(qū)主力含氣層段為。本文在巖心觀察，鑄體薄片鑒定、巖心物性、孔隙圖像、掃描電鏡及壓汞分析的基礎(chǔ)上，主要從巖石學(xué)特征、物性特征、儲(chǔ)集空間類型和孔隙結(jié)構(gòu)等方面認(rèn)識(shí)蘇西區(qū)塊上古生界天然氣儲(chǔ)層特征，為該區(qū)塊持續(xù)、高效開發(fā)上古生界天然氣資源提供可靠的儲(chǔ)層地質(zhì)依據(jù)，同時(shí)對(duì)鄂爾多斯盆地西北部碎屑巖儲(chǔ)層研究提供借鑒。

1 地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地蘇里格地區(qū)上古生界二疊系自下而上分為三個(gè)統(tǒng)，下統(tǒng)劃分為太原組和山西組，中統(tǒng)劃分為下石盒子組和上石盒子組，上統(tǒng)僅包括石千峰組。山西組劃分為山1、山2段，上石盒子組劃分為盒1～盒4段，下石盒子組劃分為盒5～盒8段。其中，盒8、山1、山2段為該區(qū)上古生界的主力含氣層段[1-2]。

蘇西區(qū)塊盒8、山1、山2段現(xiàn)今構(gòu)造特征總體表現(xiàn)為北東走向、西南傾覆的背斜緩坡帶。在緩坡帶上發(fā)育有多排北東向的低緩鼻隆(圖1)，鼻隆幅度較小，主要在10～15 m之間，橫向?qū)挾仍?～7 km2之間。

研究區(qū)盒8上2和盒8下砂巖儲(chǔ)層主要發(fā)育辮狀河心灘微相以及河床滯留微相；盒8上1曲流河規(guī)模相對(duì)較小，前人研究認(rèn)為是由于物源供給較少造成；盒8下主要發(fā)育辮狀河，由于受到下切河谷的限制，可明顯見到河道疊置，疊置河道厚度大，疊置程度高。山1及山2儲(chǔ)層砂體主要發(fā)育河床滯留微相和曲流河邊灘微相[3-4]。

2 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

鑄體薄片鑒定表明，蘇西區(qū)塊上古生界盒8、山1、山2儲(chǔ)層砂巖的雜基含量在5%～20%，主要由泥級(jí)伊利石為主的粘土礦物及蝕變高嶺石組成，見少量凝灰質(zhì)。膠結(jié)物主要為硅質(zhì)，其次有鐵方解石、泥鐵質(zhì)、方解石、高嶺石和鐵白云石[5]。綠泥石膜在研究區(qū)部分井的盒8下、山1、山2儲(chǔ)層砂巖中發(fā)育。研究區(qū)上古生界儲(chǔ)層主要以巖屑石英砂巖為主，其次為石英砂巖和巖屑砂巖，長(zhǎng)石砂巖含量極少。其中，山1段儲(chǔ)層砂巖成分成熟度相對(duì)較低，盒8、山2段儲(chǔ)集層砂巖成分成熟度相對(duì)較高。

圖1 研究區(qū)山1段底構(gòu)造圖

3 儲(chǔ)層物性特征

巖心孔滲分析表明，蘇西區(qū)塊盒8上儲(chǔ)集層的平均孔隙度為9.9%，平均滲透率為0.585 mD；盒8下儲(chǔ)集層的平均孔隙度為9.3%，平均滲透率為0.555 mD；山1儲(chǔ)集層的平均孔隙度為8.1%，平均滲透率為0.469 mD；山2儲(chǔ)集層的平均孔隙度為8.4%，平均值滲透率0.563 mD。研究發(fā)現(xiàn)主力氣層段砂巖儲(chǔ)層的平均孔隙度為8.8%，平均滲透率為0.543 mD，孔滲相關(guān)性較好，相關(guān)系數(shù)R=0.609。按照“碎屑巖含油氣儲(chǔ)層孔隙度、滲透率評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)”，研究區(qū)盒8上、盒8下、山1、山2儲(chǔ)層均屬于特低孔超低滲儲(chǔ)層，其中盒8上儲(chǔ)集層的孔滲最好，盒8下儲(chǔ)集層次之，山1、山2儲(chǔ)集層物性相對(duì)較差(圖2)。

圖2 研究區(qū)上古生界儲(chǔ)層孔隙度直方圖

4 儲(chǔ)集空間類型和孔隙結(jié)構(gòu)

碎屑巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間類型一般為原生孔隙、次生孔隙、微裂縫和構(gòu)造縫等。本次研究通過薄片鏡下鑒定、掃描電鏡觀察以及孔隙圖像分析表明，該區(qū)塊上古生界儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間類型包括粒間孔(圖3a)、粒間溶孔、巖屑粒內(nèi)溶孔、和晶間微孔(圖3b)，局部可見微裂縫和微孔組合。

蘇西區(qū)塊上古生界儲(chǔ)層中存在四種孔隙組合：“粒間孔+微孔+溶孔型”組合，孔隙以微孔和殘余粒間孔為主，主要發(fā)育在石英砂巖中；“溶孔+微孔+粒間孔型”組合是一種復(fù)合型孔隙組合類型，可溶組分形成的溶孔是主要的孔隙，各種孔隙間形成網(wǎng)絡(luò)連通，主要發(fā)育在巖屑石英砂巖儲(chǔ)層中；“溶孔+微孔型”組合主要在巖屑砂巖儲(chǔ)層中發(fā)育；“微孔型”組合主要代表了儲(chǔ)層已致密化，受此影響儲(chǔ)層物性明顯變差?！叭芸?微孔+粒間孔型”孔隙組合在研究區(qū)分布較少僅研究區(qū)局部偶有發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)上古生界砂巖儲(chǔ)層主要以“溶孔+微孔型”孔隙組合類型為主。這種孔隙組合類型的分布造成了該地區(qū)儲(chǔ)層的致密化。

圖3 研究區(qū)上古生界儲(chǔ)層主要的儲(chǔ)集空間類型

通過孔隙圖像和高壓壓汞測(cè)試分析認(rèn)為，研究區(qū)上古生界盒8、山1、山2儲(chǔ)層巖石孔隙半徑分布范圍較寬，主要集中在5.00 ～350.00 μm之間，平均孔隙半徑在10.00～100.00 μm之間，由于主要的孔隙組合類型不同，造成儲(chǔ)層巖石孔徑分布的范圍存在一定程度的差異。

微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征直接決定著的儲(chǔ)層的儲(chǔ)滲能力和物性下限值。蘇西區(qū)塊上古生界儲(chǔ)層的主要孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)較差：排驅(qū)壓力一般小于2.00 MPa；喉道半徑為0.30～2.30 μm；在實(shí)際生產(chǎn)中起到貢獻(xiàn)作用的喉道半徑在0.06～9.40 μm；連續(xù)相飽和度主要集中在13%～35%，超過20%的樣品較少，說明研究區(qū)上古生界碎屑巖儲(chǔ)層孔喉連通性較差。

5 結(jié)語(yǔ)

蘇里格氣田蘇西區(qū)塊上古生界盒8、山1、山2儲(chǔ)層以巖屑石英砂巖為主，其次為石英砂巖和巖屑砂巖；儲(chǔ)層均屬于特低孔超低滲儲(chǔ)層；儲(chǔ)集空間類型主要為粒間孔、粒內(nèi)溶孔以及晶間微孔，“溶孔+微孔型”孔隙組合在該地區(qū)最微常見；儲(chǔ)層的孔喉連通性較差。

[1]冉新權(quán)，李安琪. 蘇里格氣田開發(fā)論[M]. 北京：石油工業(yè)出版社.2008.

[2]李長(zhǎng)洪，安文武，馬紅，等. 蘇里格氣田蘇20區(qū)塊天然氣富集規(guī)律研究[J]. 錄井工程.2010，21(3): 51-55.

[3]文化國(guó)，鄭榮才，高紅燦，等. 蘇里格氣田蘇6井區(qū)下石盒子組盒8段沉積相特征[J].沉積學(xué)報(bào).2007，25(1):91-98.

[4]李宏偉，范軍俠，原士義，等. 蘇里格氣田下石盒子組層序地層學(xué)與天然氣高產(chǎn)富集區(qū)分布規(guī)律[J]. 石油勘探與開發(fā).2006，33(3): 340-344.

[5]林文姬. 蘇里格氣田盒8段低滲儲(chǔ)層特征及其成因[D]. 北京:中國(guó)地質(zhì)大學(xué).2009.

Gas Reservoir Featrues of the Upper Paleozoic in the West of Sulige Area

ZHOU Tong1，2，LIU Sen1，ZHANG Chun-yu1，2，LIU Gang-guo1

(1.School of Earth Sciences and Engineering, Xi’an Petroleum University, Xi’an 710065, Shaanxi；2. No. 4 Gas Production Plant, Changqing Oilfield Company, PetroChina, Xi’an 710021, Shaanxi)

Gas reservoir characteristics of the upper palaeozoic are realized in terms of petrologic features, characteristics of physical property; reservoir space types; pore structure and so on in the study area. Laboratory casting slice identification, rocks core properties, pore image, scanning electron microscopy analysis and high pressure mercury test analysis. The results showed that the reservoir of He-8, Shan-1 and Shan-2 Member mainly include lithic quartz sandstone, quartz sandstone and lithic sandstone in the upper palaeozoic; the reservoir of upper palaeozoic belongs to special-low porosity and super-Low permeability reservoir; intergranular pores, dissolved pores in grains and intergranular micropores are composed of primary reservoir space types. Meanwhile, the most common pore assembly type is “dissolution pore +microporosity type” in the study area; the reservoir has poor connectivity between pore throats, while reservoir quality of the upper palaeozoic is directly influenced by the poor connectivity in the study area.

Petrological feature；characteristic of physical property；reservoir space types and pore structure

2016-05-18

陜西省教育廳專項(xiàng)科研計(jì)劃項(xiàng)目(14JK1567)；中國(guó)石油科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目(2011D-5006-0103)

周通(1986-)，男，陜西西安人，在讀碩士研究生，主攻方向：天然氣開發(fā)地質(zhì)與氣藏工程。

TE122.2+3

A

1004-1184(2016)06-0155-02