子長油田上三疊統(tǒng)長2油層組孔隙度研究

陳曉晶，劉 妍，王彥良

(1.西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系 大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069;2.長慶油田公司第五采氣廠，陜西 西安 710000)

子長油田上三疊統(tǒng)長2油層組孔隙度研究

陳曉晶1，劉 妍1，王彥良2

(1.西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系 大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069;2.長慶油田公司第五采氣廠，陜西 西安 710000)

鄂爾多斯盆地存在大量的低孔低滲透性油層，低滲透油層的孔隙細(xì)小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，孔隙結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性對(duì)驅(qū)油效率的影響很大。分別對(duì)研究區(qū)的地質(zhì)概況、四性關(guān)系及孔隙度解釋模型進(jìn)行分析，對(duì)研究區(qū)孔隙度進(jìn)行評(píng)價(jià)。研究表明當(dāng)孔隙度大于10%時(shí)，含油的巖心占98.5%，同時(shí)也說明當(dāng)孔隙度小于10%時(shí)，巖心幾乎不含油。對(duì)該區(qū)的研究結(jié)論是該區(qū)的孔隙度下限值為10.0%。

鄂爾多斯盆地;低孔低滲;孔隙結(jié)構(gòu);孔隙度;四性關(guān)系

各種不同類型的巖石均具有大小不等的孔隙和滲透性能。無論什么巖石，只要具備一定的孔隙性和滲透性就可以作為儲(chǔ)集層［1］。巖石孔隙度評(píng)價(jià)的好壞關(guān)系到儲(chǔ)集層物性評(píng)價(jià)的好壞，而儲(chǔ)集層物性評(píng)價(jià)的好壞直接影響到儲(chǔ)集層的評(píng)價(jià)，所以孔隙度是衡量儲(chǔ)層質(zhì)量好壞的一個(gè)重要參數(shù)指標(biāo)，其分析計(jì)算值的正確性直接影響到含油飽和度、滲透率計(jì)算值的準(zhǔn)確性，因此孔隙度的解釋也就極其重要［2］。準(zhǔn)確獲取儲(chǔ)層的孔隙度是進(jìn)行地層解釋和降低石油天然氣開采工程風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。

鄂爾多斯盆地屬于低孔低滲透性油層，低滲透性油層的孔隙細(xì)小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、注水壓力高、開發(fā)效果差，孔隙中界面壓力、毛細(xì)管力等與高滲透油層存在很大差別，孔隙結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性對(duì)驅(qū)油效率的影響也很大。低滲透油層的流體分布、水驅(qū)油采收率等問題均與油層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)及微觀驅(qū)油機(jī)理有關(guān)。因此深入研究低滲油層的孔隙結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上研究微觀流體分布規(guī)律，對(duì)提高低滲油層的原油采收率具有重要的意義［3］。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域構(gòu)造背景

鄂爾多斯盆地構(gòu)造形態(tài)總體為一東翼寬緩、西翼陡窄的南北向不對(duì)稱大向斜矩形盆地。盆地內(nèi)部構(gòu)造相對(duì)簡單，地層平緩，僅盆地邊緣褶皺斷裂比較發(fā)育。研究區(qū)大地構(gòu)造位置處于鄂爾多斯盆地東部的陜北斜坡［4］(圖1)。

圖1 研究區(qū)地理位置圖

陜北斜坡為鄂爾多斯盆地的主體部分，主要形成于早白堊世，為一向西傾斜的平緩單斜，坡降一般約為10‰ ～15‰，傾角不到1°。由西向東出露的地層依次由下侏羅統(tǒng)延安組轉(zhuǎn)為上三疊統(tǒng)延長組。該斜坡斷層與局部構(gòu)造均不發(fā)育，以發(fā)育由差異壓實(shí)作用形成的低幅度鼻狀構(gòu)造為主，且鼻狀構(gòu)造形態(tài)多不規(guī)則，方向性差，兩翼一般近對(duì)稱，傾角小于2°，閉合面積小于10 km2，閉合度一般為10～20 m。幅度較大、圈閉較好的背斜構(gòu)造在該斜坡不發(fā)育。

1.2 油藏地質(zhì)基本特征

本區(qū)長2油藏儲(chǔ)層主要為三疊系延長組長2油層組長21砂層組(又稱亞組)，長22砂層組僅在局部含油。儲(chǔ)層巖性主要為長石細(xì)砂巖，次為長石中細(xì)砂巖，孔隙類型主要為粒間溶孔。油層有效孔隙度 0.7% ～19.1%，平均 14.1%;滲透率 0.7 ～83.8 ×10－3μm2，平均 9.8 ×10－3μm2。蓋層為長1下部大套砂泥巖互層以及長21頂部泥巖和粉砂質(zhì)泥巖，二者均為本區(qū)穩(wěn)定分布的良好區(qū)域蓋層。油藏圈閉類型為受巖性－物性控制為主、巖性和鼻狀構(gòu)造雙重控制的構(gòu)造－巖性油藏。全區(qū)構(gòu)造面貌總體為一向東抬升的不規(guī)則鼻狀構(gòu)造，其對(duì)該區(qū)油氣分布也具有十分重要的控制作用，鼻狀構(gòu)造區(qū)往往就是砂層較厚區(qū)與原油富集區(qū)。油藏驅(qū)動(dòng)類型屬具邊－底水的彈性－溶解氣驅(qū)油藏，邊底水不十分活躍，其中主力油藏長21油藏主要為邊 －底水層 －塊狀油藏，長22油藏主要為小型透鏡體狀巖性油藏。

2 研究區(qū)四性關(guān)系研究

儲(chǔ)層四性(巖性、物性、電性和含油性)是巖石物理研究的基礎(chǔ)。應(yīng)用測井資料進(jìn)行定性、定量的地質(zhì)解釋，必須以儲(chǔ)層四性關(guān)系為基礎(chǔ)。儲(chǔ)層內(nèi)巖性、含油性和物性之間即存在聯(lián)系又相互制約，其中巖性起主導(dǎo)作用。巖石顆粒的粗細(xì)、分選的好壞、泥質(zhì)含量和膠結(jié)類型等直接控制著儲(chǔ)層物性變化，而儲(chǔ)層電性是巖性、含油性和物性的綜合反映。儲(chǔ)層四性關(guān)系的研究是建立儲(chǔ)層參數(shù)測井解釋模型及油、氣、水、干層定性解釋與定量判別的基礎(chǔ)［5］。

目前，儲(chǔ)層四性特征及四性關(guān)系的研究，主要采用繪制取心井四性關(guān)系圖、求取物性與巖性各參數(shù)的相關(guān)矩陣、交會(huì)圖技術(shù)及對(duì)各種資料的統(tǒng)計(jì)、分析(巖心觀察、試驗(yàn)分析、生產(chǎn)測試)等方法進(jìn)行。

針對(duì)研究區(qū)的資料狀況，本次研究是以取心井巖心分析資料為基礎(chǔ)，綜合應(yīng)用物性與巖性各參數(shù)直方圖法、交會(huì)圖法等進(jìn)行了四性特征分析和四性關(guān)系研究。

2.1 巖性特征分析

巖心觀察和室內(nèi)巖石薄片鏡下鑒定結(jié)果分析表明，研究區(qū)長21油層組儲(chǔ)層巖性主要為一套淺灰色、灰色、灰綠色塊狀細(xì)砂巖。其次為少量的粉細(xì)砂巖、中細(xì)砂巖及粉砂巖。

研究區(qū)長2儲(chǔ)層有中砂巖、中細(xì)砂巖、細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖和粉砂巖，根據(jù)薄片粒度分析資料，本區(qū)主要儲(chǔ)層巖性以細(xì)砂巖為主。

2.1.1 成分特征

研究區(qū)長2儲(chǔ)層砂巖碎屑顆粒占72%～94%，平均為86.3%，以長石為主，其次為石英、巖屑、云母和少量的重礦物(圖2)，其中長石含量為21% ～59%，平均為 49.57%;石英18% ～58%，平均為24.53%;巖屑含量一般為1% ～14%，平均7.74%，以變質(zhì)巖巖屑為主，含少量的沉積巖和巖漿巖巖屑;云母一般為1% ～13%，最高可達(dá)26%，常發(fā)生泥化、水化，呈假雜基充填于粒間孔隙中;填隙物含量平均為8.80%。

2.1.2 結(jié)構(gòu)特征

碎屑顆粒呈次圓－次棱角狀，分選中等 －好，顆粒支撐，線接觸或點(diǎn)－線接觸，膠結(jié)類型為孔隙式或薄膜—孔隙式，偶見方解石呈嵌晶式膠結(jié)。填隙物含量為4%～30%，一般為5% ～16%，平均為 8.80%，成分主要為方解石(4.0%)、綠泥石(2.8%)，其次可見硅質(zhì)(1.4%)、水云母(0.7%)，部分砂巖中還可見硬石膏和黃鐵礦、菱鐵礦、銳鈦礦等重礦物。

圖2 研究區(qū)長2儲(chǔ)層砂巖主要碎屑成分含量圖

根據(jù)巖芯觀察及室內(nèi)巖石薄片鏡下鑒定結(jié)果，按照最新石油行業(yè)砂巖分類命名標(biāo)準(zhǔn)，研究區(qū)長2儲(chǔ)層砂巖主要為長石砂巖(圖 3)［6］。

圖3 研究區(qū)長2儲(chǔ)層砂巖分類三角圖

2.2 物性特征分析

根據(jù)區(qū)內(nèi)1317塊樣品的物性分析資料統(tǒng)計(jì)，研究區(qū)長2儲(chǔ)層主要為一套低孔－低滲到特低孔－特低滲儲(chǔ)層，物性變化較大、分布范圍較寬，尤其是滲透率分布范圍更寬，在統(tǒng)計(jì)分析時(shí)去掉了受裂縫影響的異常值，如296.23×10－3μm2。

研究區(qū)長 21段儲(chǔ)層孔隙度為 1.46% ～19.4%，平均12.52%，分布范圍較寬。研究區(qū)長 21儲(chǔ)層物性差，孔隙度1.19% ～19.1%，平均12%左右，主要分布在10% ～18%之間，占樣品總數(shù)的70%以上，孔隙度大于18%的樣品數(shù)較少(圖4)。

圖4 究區(qū)長21儲(chǔ)層孔隙度分布直方圖

2.3 電性特征分析

根據(jù)研究區(qū)測井綜合解釋成果分析，標(biāo)準(zhǔn)測井項(xiàng)目中自然伽馬(GR)結(jié)合自然電位(SP)曲線能較好的進(jìn)行砂體儲(chǔ)層判別，并可進(jìn)行地層的劃分，見圖5。

其中自然伽馬曲線和自然電位曲線對(duì)砂體的變化較敏感，感應(yīng)電阻率、R4.0電阻率和微電極系曲線可以識(shí)別油氣水層［7］?？傮w看來，測井解釋與儲(chǔ)層巖性物性分析及錄井油氣顯示的吻合率較高。由圖2－4可見:

① 泥巖層:自然伽馬幅值高，自然電位靠近基線，孔隙度曲線跳變大，電阻率幅值較低。

② 砂巖層:自然伽馬呈齒化箱形低值;自然電位呈顯著負(fù)異常;聲波時(shí)差高;砂體電阻率較大。

2.4 含油性特征分析

含油層自然伽馬為低值;自然電位為負(fù)異常、幅度不高;聲波時(shí)差值較高;電阻率上部較高、下部較低。

水層電阻率相對(duì)較低，深淺電阻率差異不大，自然伽馬低值，自然電位負(fù)異常，聲波時(shí)差較高(圖6)。

圖5 研究區(qū)449井長21地層電性特征

圖6 研究區(qū)229井長21含油層段測井響應(yīng)特征

3 研究區(qū)孔隙度評(píng)價(jià)及效果分析

3.1 研究區(qū)孔隙度解釋模型的建立

本區(qū)用聲波測井曲線和巖心分析孔隙度可建立求取孔隙度的測井解釋模型。

巖心與孔隙度交會(huì)分析表明，研究區(qū)長21油層組聲波時(shí)差與孔隙度之間有良好的正相關(guān)關(guān)系，可以利用聲波時(shí)差曲線預(yù)測地層孔隙度［8］。

3.2 研究區(qū)孔隙度評(píng)價(jià)效果分析

根據(jù)研究區(qū)測井綜合解釋成果分析，砂巖層:自然伽馬呈齒化箱形低值;自然電位呈顯著負(fù)異常;聲波時(shí)差高;砂體電阻率較大。含油層自然伽馬為低值;自然電位為負(fù)異常、幅度不高;聲波時(shí)差值較高;電阻率上部較高、下部較低。并且本區(qū)孔隙度測井系列的測井資料只有聲波測井曲線，所以綜合評(píng)價(jià)，該區(qū)的孔隙度評(píng)價(jià)方法應(yīng)優(yōu)選聲波時(shí)差測井方法。

根據(jù)研究區(qū)孔隙度、滲透率樣品分布圖，將孔隙度的11.8%，820塊樣品中的97個(gè)樣品丟失，確定孔隙度的下限值為 10.0%［9］。

研究區(qū)324塊物性分析的孔隙度、滲透率與物性含油飽和度的統(tǒng)計(jì)表明，當(dāng)孔隙度大于10%，含油的巖心占98.5%;滲透率大于 1.0 × 10－3μm2，含油的巖心占 96.6% ，同時(shí)也說明當(dāng)孔隙度小于 10%，滲透率小于 1.0×10－3μm2時(shí)，巖心幾乎不含油。

4 結(jié)語

本文主要對(duì)孔隙度的評(píng)價(jià)技術(shù)進(jìn)行研究，分述孔隙度的諸多方法，利用相關(guān)軟件繪制了研究區(qū)的電性和含油性測井響應(yīng)特征圖，詳細(xì)的分析研究區(qū)四性關(guān)系特征，為準(zhǔn)確的對(duì)研究區(qū)的孔隙度評(píng)價(jià)提供了依據(jù)。本文取得的主要成果和認(rèn)識(shí)如下:

(1)本區(qū)長2油藏儲(chǔ)層主要為三疊系延長組長2油層組長21砂層組(又稱亞組)，長22砂層組僅在局部含油。儲(chǔ)層巖性主要為長石細(xì)砂巖，次為長石中細(xì)砂巖，孔隙類型主要為粒間溶孔。

(2)油藏驅(qū)動(dòng)類型屬具邊－底水的彈性－溶解氣驅(qū)油藏，邊底水不十分活躍，其中主力油藏長21油藏主要為邊－底水層－塊狀油藏，長22油藏主要為小型透鏡體狀巖性油藏。

(3)研究區(qū)長2儲(chǔ)層主要為一套低孔－低滲到特低孔 －特低滲儲(chǔ)層，物性變化較大、分布范圍較寬，尤其是滲透率分布范圍更寬。

(4)根據(jù)研究區(qū)孔隙度、滲透率樣品分布圖確定出孔隙度的下限值為10%。

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Research on Porosity of Chang 2 Reservoir in Zichang Oil Field

CHEN Xiao－jing，LIU Yan，WANG Yan－liang
(1.State Key Laboratory of Continental Dynamics，Department of Geology，Northwestern University，Xi’an 710069，Shaanxi;2.No.5 Gas Production Plant，Petro China Changqing Oilfield Company，Xi’an 710000，Shaanxi)

Many of reservoirs in Ordos basin are in low porosity and permeability，which are characterized by small pore with complex texture.As complexity of pore texture has great influence on displacement efficiency，the paper makes an evaluation on the porosity of studied reservoirs by analyzing the geology condition，four－property relationship and interpretation model of porosity.The result shows that the proportion of oil－bearing core is 98.5%when the porosity higher than 10% ，and on the contrary，there are few oil－bearing cores when the porosity lower than 10%.The conclusion is the lower limit of porosity in this region is 10%.

Ordos basin;low porosity and low permeability;pore structure;porosity and four－property relationship

TE122.2+3

A

1004－1184(2013)04－0222－03

2013－03－18

陳曉晶(1990－)，女，寧夏吳忠人，在讀碩士研究生，主攻方向:地質(zhì)工程。