蟠龍油田三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)6油層致密儲(chǔ)層特征研究

秦馨雨，劉 巖，時(shí)保宏，閆冠宇

(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.延長(zhǎng)油田股份有限公司化驗(yàn)中心，陜西延安 717400)

致密油氣作為非常規(guī)油氣系統(tǒng)中的一個(gè)重要類型，其儲(chǔ)層特征與常規(guī)油氣藏、其他類型非常規(guī)油氣相比存在一定的區(qū)別，而致密儲(chǔ)層特征的精細(xì)研究是解剖此類油藏的核心任務(wù)[1-8]。前人對(duì)鄂爾多斯盆地蟠龍油田長(zhǎng)6段致密儲(chǔ)層特征做過(guò)一定研究，如趙靖舟認(rèn)為沉積環(huán)境控制了優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層分布，而成巖作用(壓實(shí)作用和膠結(jié)作用)減少了原生孔隙迅速降低，導(dǎo)致形成致密儲(chǔ)層[9]；白玉彬等人研究認(rèn)為蟠龍區(qū)延長(zhǎng)組儲(chǔ)層裂縫比較發(fā)育，以高角度裂縫為主，裂縫面光滑平整，多為方解石充填，含油裂縫分布少，但卻是石油垂向運(yùn)移的有利通道[10]；陳孝平研究認(rèn)為蟠龍油田長(zhǎng)6段中孔隙的橋塞式黏土降低了儲(chǔ)層的滲透性，硅質(zhì)膠結(jié)起到減少孔隙的作用，碎屑組分的溶蝕作用對(duì)致密儲(chǔ)層中相對(duì)發(fā)育有利儲(chǔ)層有很大影響[11]。蟠龍油田的勘探始于2000年，延長(zhǎng)組長(zhǎng)2油層組在北部鉆探的馮4等井獲得了工業(yè)油流，于2004年發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)2油層石油探明儲(chǔ)為量957×104t，可采儲(chǔ)量為119×104t。隨著勘探的進(jìn)一步深入，也暴露出地質(zhì)認(rèn)識(shí)上的一系列問(wèn)題：延長(zhǎng)組儲(chǔ)層物性普遍較差，油氣產(chǎn)能低。為了進(jìn)一步提高開(kāi)發(fā)效能，本文對(duì)蟠龍油田長(zhǎng)6儲(chǔ)層的特征進(jìn)行精細(xì)研究，以期對(duì)其產(chǎn)能提出合理建議。

圖1 研究區(qū)位置Fig.1 Location of the study area

1 地質(zhì)概況

蟠龍油田地處伊陜斜坡東南部(圖1)，表現(xiàn)為西傾單斜且比較平緩，傾角僅0.4°左右。在大單斜背景上發(fā)育了一系列由東向西傾沒(méi)的低幅鼻狀隆起，鼻狀隆起軸線近于東西向，寬度近3～5 km。鄂爾多斯盆地在晚三疊世初期呈臺(tái)內(nèi)拗陷演化階段，發(fā)育了三疊系延長(zhǎng)組湖泊—三角洲—河流相的碎屑巖沉積，形成半閉塞狀態(tài)的內(nèi)陸湖盆。于延長(zhǎng)組內(nèi)部形成了多套油氣藏儲(chǔ)蓋組合。蟠龍油田面積約為420 km2，位于陜北延安市境內(nèi)，該油田西接安塞油田，東邊緊鄰青化貶油田。

2 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

根據(jù)巖石薄片的鑒定結(jié)果，蟠龍油田延長(zhǎng)組儲(chǔ)層以灰色細(xì)砂巖為主，其次為中粒長(zhǎng)石砂巖及粉砂巖。成分以長(zhǎng)石礦物為主，石英礦物次之，暗色礦物少量，碎屑顆粒分選好。根據(jù)砂巖組分三角圖(圖2)，可知長(zhǎng)6段砂巖巖性為巖屑長(zhǎng)石砂巖，整體具有結(jié)構(gòu)成熟度高、礦物成熟度低、成巖作用強(qiáng)烈的巖石學(xué)特征。

圖2 蟠龍油田長(zhǎng)6油層砂巖組分三角圖Fig.2 Triangular chart of sandstone composition in Chang-6 reservoir of Panlong oilfield

2.1 碎屑成分

蟠龍油田長(zhǎng)6段儲(chǔ)層中，石英含量為15%～26%，平均為23%；長(zhǎng)石含量最高，一般為32%～54%，平均為48%；巖屑含量一般為5%～21%，平均為12%；云母含量為2%～17%，平均為8.5%，云母普遍可見(jiàn)，含量范圍變化大。(表1)

表1 蟠龍油田長(zhǎng)6油層砂巖組分含量統(tǒng)計(jì)Table 1 Statistics of sandstone composition content in Chang-6 reservoir of Panlong oilfield

2.2 填隙物成分

蟠龍油田長(zhǎng)6段儲(chǔ)層中的填隙物含量為3%～26%，平均為9.7%。填隙物主要分為膠結(jié)物和雜基，其中膠結(jié)物占填隙物含量的55%左右，膠結(jié)物組分以方解石為主，少量自生加大礦物、硬石膏等；長(zhǎng)6段儲(chǔ)層中膠結(jié)物的含量一般為1%～9%，平均為3.3%。雜基含量占填隙物含量的44%左右；長(zhǎng)6段儲(chǔ)層中雜基的含量范圍為2%～25%，平均為6.5 %，有綠泥石、泥質(zhì)和云母，以及在機(jī)械壓實(shí)過(guò)程中形成的假雜基(表2)。

表2 蟠龍油田長(zhǎng)6油層填隙物統(tǒng)計(jì)Table 2 Statistics of filling material in Chang-6 reservoir of Panlong oilfield

3 儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征

3.1 孔隙類型

根據(jù)鑄體薄片和掃描電鏡的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)蟠龍油田延長(zhǎng)組長(zhǎng)6油層組中的孔隙可分為原生孔隙和次生孔隙，進(jìn)一步劃分為粒間孔隙和溶蝕孔隙。粒間孔占多數(shù)，為主要孔隙類型。粒間孔又分為原生孔和殘余孔，其中殘余粒間孔隙的孔徑相對(duì)較小，一般在0.03～0.05 mm；兩者的數(shù)量以殘余粒間孔為主，而原生粒間孔的含量呈遞減趨勢(shì)(表3)。研究區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層的溶蝕孔隙主要包括粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔以及填隙物內(nèi)溶孔，均比較發(fā)育，按溶蝕礦物可分巖屑型孔、長(zhǎng)石型孔、濁沸石型孔等(圖3)。

表3 蟠龍油田長(zhǎng)6油層儲(chǔ)集空間統(tǒng)計(jì)Table 3 Reservoir space statistics of Chang-6 reservoir in Panlong oilfield

圖3 蟠龍油田長(zhǎng)6油層的孔隙類型Fig.3 Pore types of Chang-6 reservoir in Panlong oilfielda.砂巖原生粒間孔，蟠3387井，855.6 m；b.長(zhǎng)石溶孔、粒間孔，蟠3380井，870.6 m；c.濁沸石溶孔，蟠3387井，861.4 m；d.濁沸石溶孔，蟠3385井，859.6 m；e.粒內(nèi)溶孔，蟠3324井，867.1 m；f.殘余粒間孔，蟠3325井，858.5 m。

3.2 孔喉大小及分布

根據(jù)本區(qū)砂巖儲(chǔ)層的薄片分析資料統(tǒng)計(jì)(表4)，以及前人對(duì)鄂爾多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組儲(chǔ)層的研究成果，提出適合本區(qū)儲(chǔ)層孔隙和喉道的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和命名原則(表5)。

表4 蟠龍油田長(zhǎng)6油層平均孔喉大小統(tǒng)計(jì)Table 4 Statistics of average pore throat size of Chang-6 reservoir in Panlong oilfield

表5 儲(chǔ)層孔隙、喉道分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(趙靖舟，2004)Table 5 Classification standard of reservoir pore and throat

蟠龍油田長(zhǎng)6儲(chǔ)層平均孔徑39～88 μm，平均為68.0 μm(表4)，主頻孔徑分布在中孔隙，約占50.0%，其次在小孔隙，約戰(zhàn)占33.3%(表5)，屬于中—小孔型。平均孔喉直徑0.2～0.9 μm，平均為0.4 μm；主頻喉道在微細(xì)喉道(0.2～0.5 μm)，約占45.5%，而微喉道(<0.2 μm)占36.4%，屬于吼道類型較多的儲(chǔ)層，主要屬于微細(xì)喉道型。

3.3 孔隙結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)毛管壓力曲線將本區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)6儲(chǔ)層砂巖的孔隙結(jié)構(gòu)劃分為以下2種類型(圖4)：小孔細(xì)喉型和細(xì)孔—微喉型。

(1)Ⅰ類(小孔細(xì)喉型)：這種類型的孔喉中，細(xì)孔喉占絕大部分，從毛管壓力曲線可以看出平緩段短(圖4a)，孔喉分選較差；排驅(qū)壓力大于0.5 MPa，中值壓力為15～20 MPa，孔喉中值半徑為0.2～0.3 μm；原生孔隙占儲(chǔ)集空間的40%～60%，次生孔隙占到40%～80%；細(xì)孔喉占大部分比例，粗孔喉占一定小比例，儲(chǔ)集性能中等。

(2)Ⅱ類(細(xì)孔—微喉型)：這種類型的孔喉中，細(xì)小孔喉占多數(shù)，從毛管壓力曲線可以看出幾乎沒(méi)有平緩段(圖4b)，孔喉分選性極差；排驅(qū)壓力大于1 MPa，中值壓力范圍為2～10 MPa，孔喉中值半徑小于0.2 μm；原生孔隙比較少，且孔喉細(xì)小，儲(chǔ)集性能相對(duì)差。

圖4 蟠龍油田長(zhǎng)6油層毛管壓力曲線特征Fig.4 Characteristics of capillary pressure curves of Chang-6 reservoir in Panlong oilfield

4 儲(chǔ)層物性特征

采集70口取心井的400多塊巖心樣品，進(jìn)行孔隙度、滲透率參數(shù)分析(表6、圖5)，結(jié)果表明蟠龍油田長(zhǎng)6段孔隙度的范圍為1.5%～16.3%，平均為7.8%；滲透率范圍為0.04～420.00 mD，平均值為2.10 mD。按照碎屑巖儲(chǔ)層國(guó)家劃分標(biāo)準(zhǔn)，該段屬低孔特低滲和低孔低滲類型。蟠龍油田長(zhǎng)6油層儲(chǔ)層的滲透率隨孔隙度的變大而增大，兩者具有很好的正相關(guān)性(圖6)。

表6 蟠龍油田長(zhǎng)6油層物性參數(shù)特征統(tǒng)計(jì)Table 6 Characteristic statistics of physical property parameters of Chang-6 reservoir in Panlong oilfield

圖5 蟠龍油田長(zhǎng)6油層物性分布直方圖Fig.5 Histogram of physical property distribution of Chang-6 reservoir in Panlong oilfield

圖6 蟠龍油田長(zhǎng)6油層孔隙度和滲透率交匯關(guān)系Fig.6 Intersection relationship between porosity and permeability of Chang-6 reservoir in Panlong oilfield

根據(jù)孔滲平面圖，蟠龍油田長(zhǎng)6油層儲(chǔ)層平面上的孔隙度范圍為3.7%～16.5%，以3.7%～8%的值為主，大于9%的地區(qū)主要分布在研究區(qū)的東部馮153-馮189井區(qū)、馮142-蟠4010等井區(qū)(圖7)。滲透率為0.19～5.04 mD，以0.2～1.0 mD的值為主，大于1.0 mD的地區(qū)主要分布在馮153-馮189井區(qū)(圖8)。

圖7 蟠龍油田長(zhǎng)6油層孔隙度平面分布Fig.7 Porosity plane distribution of Chang-6 reservoir in Panlong oilfield

5 儲(chǔ)層分類及評(píng)價(jià)

本次評(píng)價(jià)采用趙靖舟教授提出的儲(chǔ)層分類標(biāo)準(zhǔn)(表7)，將蟠龍?zhí)絽^(qū)長(zhǎng)6油層儲(chǔ)層劃分為2類：超低滲透層(四類)、致密層(五類)。

圖8 蟠龍油田長(zhǎng)6油層滲透率平面分布Fig.8 Permeability plane distribution of Chang-6 reservoir in Panlong oilfield

蟠龍?zhí)絽^(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層主要為四類儲(chǔ)層，少量五類儲(chǔ)層發(fā)育(圖9)。四類儲(chǔ)層主要分布在馮152、馮155、馮158和3324等井區(qū)，五類儲(chǔ)層主要分布在研究區(qū)東南部。其中四類儲(chǔ)層的孔隙度主要分布于7.1%～10.4%，滲透率主要分布于0.11～0.73 mD。五類儲(chǔ)層孔隙度小于7%，滲透率小于0.1 mD。因此長(zhǎng)6儲(chǔ)層主要為超低滲—致密油儲(chǔ)層。

6 結(jié)論

(1)根據(jù)砂巖組分分類，蟠龍油田長(zhǎng)6油層的巖性以巖屑長(zhǎng)石砂巖為主。儲(chǔ)層孔隙類型為粒間孔隙和溶蝕孔隙，孔隙結(jié)構(gòu)劃分為小孔細(xì)喉型和細(xì)孔—微喉型兩種類型。

(2)根據(jù)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)結(jié)果，蟠龍油田長(zhǎng)6油層主要為四類儲(chǔ)層，少量發(fā)育五類儲(chǔ)層。四類儲(chǔ)層主要分布在馮152、馮155、馮158和3324等井區(qū)，五類儲(chǔ)層主要分布在研究區(qū)東南部。其中四類儲(chǔ)層孔隙度分布于7.1%～10.4%，滲透率分布于0.11～0.73 mD；五類儲(chǔ)層孔隙度小于7%，滲透率小于0.1 mD。因此長(zhǎng)6儲(chǔ)層為超低滲—致密油儲(chǔ)層。

表7 鄂爾多斯盆地中生界砂巖儲(chǔ)集層分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(趙靖舟，2007)Table 7 Classification and evaluation criteria of Mesozoic sandstone reservoirs in Ordos basin

圖9 蟠龍油田長(zhǎng)6油層儲(chǔ)層類型特征Fig.9 Reservoir type characteristics of Chang-6 reservoir in Panlong oilfield