直羅油田黃家?guī)X區(qū)長2儲層特征及物性研究

曹 聰

(西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院， 西安 710065)

直羅油田黃家?guī)X區(qū)的長2儲層是該區(qū)的主力產(chǎn)層之一。本次研究，以黃家?guī)X區(qū)的長2儲層為研究對象，借助有關(guān)巖心資料、鑄體薄片，運用壓汞法、掃描電鏡法等，分析長2儲層的巖石礦物特征、儲層物性特征、孔隙結(jié)構(gòu)特征及儲層物性的影響因素。

1 巖性及儲集空間類型

1.1 儲層的巖石學(xué)特征

根據(jù)對巖心的觀察，長2儲層巖性主要為淺灰色長石細(xì)砂巖。碎屑成分中，長石含量為35%～45%，平均為39.6%；石英含量為24%～38%，平均為28.6%；巖屑含量為5%～12%，平均為8.4%；云母含量為1%～6%，平均為3.6%。膠結(jié)物含量在4%～28%，平均為11.0%，主要由方解石、綠泥石組成。長2儲層砂巖的平均粒度為0.15～3.45 mm，分選好；碎屑顆粒為次棱角狀，顆粒支撐，排列方式為定向排列；膠結(jié)類型主要為孔隙膠結(jié)。

1.2 儲集空間類型

研究發(fā)現(xiàn)，該區(qū)儲層的孔隙類型主要是原生剩余粒間孔隙、次生溶蝕空隙和微裂縫。

(1) 原生孔隙。該區(qū)長2儲層中發(fā)育的原生剩余粒間孔隙，主要是由黏土礦物充填膠結(jié)，石英、長石次生加大以及壓實后的剩余粒間孔隙。

(2) 次生孔隙。根據(jù)溶蝕位置，次生孔隙分為次生粒間溶孔和次生粒內(nèi)溶孔2種。粒間溶孔是膠結(jié)物溶解或溶蝕后在顆粒間形成的次生孔隙。粒內(nèi)溶孔主要是長石或巖屑顆粒被局部溶蝕而產(chǎn)生的次生孔隙。該區(qū)長2儲層砂巖中的次生孔隙，主要是長石或巖屑顆粒被局部溶蝕而產(chǎn)生的次生孔隙。掃描電鏡觀察可見，顆粒沿解理縫強烈溶蝕；偶見長石顆粒完全溶蝕，形成鑄?？?。

(3) 微裂隙。該區(qū)砂巖中還發(fā)育少量微裂縫，以層間水平縫為主。它們是在成巖作用過程中因為受力不均而形成的，對儲層物性影響很大。

2 儲集巖物性和孔隙結(jié)構(gòu)特征

2.1 儲集巖物性特征

根據(jù)該區(qū)的200個巖心樣品的分析資料，長2儲層的孔隙度分布在5.9%～23.6%，平均值為14.0%；滲透率分布在(0.08～9.90)×10-3μm2，平均值為1.23×10-3μm2。從孔滲頻率分布直方圖可以看出，長2儲層的孔隙度集中分布在10%～19%(見圖1)，滲透率集中分布在(0.1～2.0)×10-3μm2。

長2儲層的孔隙度與滲透率呈正相關(guān)[1]，且相關(guān)性較好，隨著孔隙度的增大，滲透率增加較明顯(見圖2)。

圖1 長2儲層孔隙度頻率分布直方圖

圖2 長2儲層孔隙度與滲透率的關(guān)系圖

2.2 孔隙結(jié)構(gòu)特征

孔隙結(jié)構(gòu)的性質(zhì)直接影響儲集巖的儲集性能。根據(jù)文獻(xiàn)[1][2]的研究結(jié)果，擬制了符合黃家?guī)X區(qū)的孔喉分級標(biāo)準(zhǔn)，見表1。研究區(qū)長2儲層孔隙發(fā)育較差，孔徑在5～150 μm，平均為45.08 μm，屬于小孔型；平均最大孔喉半徑為2.537 1 μm，平均中值半徑為0.173 9 μm，為小孔-細(xì)、小孔-微細(xì)喉型。

表1 砂巖孔隙、喉道分級標(biāo)準(zhǔn)

3 影響儲層物性的因素

儲層物性主要受沉積微相和成巖作用的控制。

3.1 沉積微相的影響

研究區(qū)長2儲層是富縣三角洲沉積體系、三角洲前緣亞相沉積，主要微相有水下分流河道和分流間灣[3]。水下分流河道沉積的砂體厚、沉積的水動力強，砂體分選、磨圓都比較好，而方解石和綠泥石的膠結(jié)物也有助于原生孔隙的保存，因而物性比較好。分流間灣沉積的主要是細(xì)粒的泥、粉砂巖，分選差，易被壓實，物性比較差。

3.2 成巖作用

砂巖的成巖作用對儲層孔隙影響較大的是壓實壓溶作用、膠結(jié)作用、溶蝕作用和破裂作用[4]。

(1) 壓實與壓溶作用。由于早期綠泥石薄膜的發(fā)育，長2儲層砂巖中壓溶作用表現(xiàn)不太明顯，對儲層物性的影響不大。

(2) 膠結(jié)作用。長2儲層砂巖中的膠結(jié)作用類型主要有黏土膠結(jié)和碳酸鹽膠結(jié)。在長2儲層砂巖中，綠泥石膠結(jié)物比較常見，多數(shù)充填殘余粒間孔，部分充填溶蝕孔隙，對儲層物性影響較大。伊利石及伊蒙混層膠結(jié)物呈片狀、絲縷狀、毛發(fā)狀充填孔隙，殘余粒間孔大多變?yōu)榫чg微孔，對原生孔隙度的影響不大；片狀、絲縷狀、毛發(fā)狀膠結(jié)物常堵塞喉道，在很大程度上影響了滲透率。長2儲層的碳酸鹽膠結(jié)物主要為方解石，其次為鐵方解石，呈大片連晶分布，充填大部分粒間孔隙，降低了儲層孔隙度，甚至形成了致密隔擋層。

(3) 溶蝕作用。長2儲層砂巖主要是長石、巖屑粒內(nèi)溶孔和顆粒邊緣溶孔，溶蝕作用對儲層物性的改善有很大作用。

(4) 破裂作用。長2儲層巖石發(fā)育有構(gòu)造裂縫、層間張裂縫、壓裂縫、微裂縫等多種類型。裂縫的發(fā)育可改善儲層的孔滲性。

4 儲層綜合評價

根據(jù)鄂爾多斯盆地中生界碎屑巖儲集層分類評價標(biāo)準(zhǔn)[4](見表2)，結(jié)合黃家?guī)X區(qū)的實際情況，將長2儲層劃分為4種類型[5-6]，分別對應(yīng)分類標(biāo)準(zhǔn)中的Ⅲb、IVa、Ⅳb、Ⅴ類儲層。

第1類儲層(Ⅲb)：巖性主要為細(xì)粒長石砂巖，以原生粒間孔為主，溶孔發(fā)育，孔隙度大于10%，滲透率大于1×10-3μm2。毛管壓力曲線下部的中間平緩段較短(見圖4)，排驅(qū)壓力為0.16～0.37 MPa，中值壓力為1.00～2.49 MPa；平均喉道半徑為0.52～1.22 μm，中值半徑為0.30～0.74 μm，屬小孔中細(xì)喉道及小孔細(xì)喉道組合，孔喉分選好，喉道半徑大。

第2類儲層(IVa)：巖性主要為細(xì)粒長石砂巖，原生粒間孔為主要儲集空間，溶孔發(fā)育，孔隙度8%～10%，滲透率為(0.3～1.0)×10-3μm2。毛管壓力曲線比第1類稍陡(見圖4)，排驅(qū)壓力小于0.8 MPa，中值壓力小于5.0 MPa；平均喉道半徑大于0.27 μm，中值半徑大于0.15 μm，屬小孔細(xì)喉道及小孔微細(xì)喉道組合，孔喉分選較好，喉道半徑較大。

表2 鄂爾多斯盆地中生界碎屑巖儲集層分類評價標(biāo)準(zhǔn)

第3類儲層(Ⅳb)：巖性主要為細(xì)粒長石砂巖，儲集空間為原生粒間孔，溶孔發(fā)育較差?？紫抖纫话銥?%～8%，滲透率為(0.1～0.3)×10-3μm2。毛管壓力曲線比第1類陡(見圖3)，排驅(qū)壓力為0.8～2.0 MPa，中值壓力為5.0～10.0 MPa；平均喉道半徑為0.05～0.27 μm，中值半徑為0.05～0.15 μm，屬小孔微細(xì)喉道，孔喉分選較好，喉道半徑較小。

圖3 長2儲層毛管壓力曲線

第4類儲層(Ⅴ)：巖性主要為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，孔隙度常小于6%，滲透率小于0.1×10-3μm2。原生粒間孔主要被方解石充填，溶孔不發(fā)育。毛管壓力曲線比第1類陡(見圖3)，排驅(qū)壓力為2～20 MPa，中值壓力為20～50 MPa。平均孔喉半徑、中值半徑小于0.05 μm，孔隙結(jié)構(gòu)為小孔微喉型，孔喉分布呈單峰負(fù)偏態(tài)。

5 結(jié) 語

直羅油田黃家?guī)X區(qū)長2儲層，巖性主要為細(xì)粒長石砂巖，成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度相對偏低。其平均孔隙度為14.0%，平均滲透率為1.23×10-3μm2，屬于低孔特低滲儲層；孔喉類型為小孔-細(xì)、小孔-微細(xì)喉型。長2儲層主要微相有水下分流河道和分流間灣，其中水下分流河道微相物性相對較好；壓實與壓溶作用對儲層物性的影響不大，溶蝕作用和破裂作用對儲層物性的影響較大，改善了儲層物性。根據(jù)對儲層性質(zhì)的綜合分析，黃家?guī)X區(qū)長2儲層包含4種類型，與鄂爾多斯盆地中生界碎屑巖儲集層分類評價標(biāo)準(zhǔn)中的Ⅲb、IVa、Ⅳb、Ⅴ類儲層相對應(yīng)，儲層性質(zhì)分別為好、較好、差和非儲集層。