鄂爾多斯盆地環(huán)江—?jiǎng)⑨管貐^(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層特征及對(duì)產(chǎn)能影響

劉國(guó)文，李寶琴，廖宇斌，李凱強(qiáng)

(東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318)

環(huán)江油田位于盆地西緣，區(qū)域構(gòu)造背景靠近西緣逆沖帶，較小型的斷層很發(fā)育；向斜軸心東斜坡構(gòu)造緩，主要發(fā)育“鼻隆”及裂縫構(gòu)造類型等。多油層地區(qū)縱向含油多。東由起吳堡，西至定邊；北起靖邊，南至黃陵南部，工區(qū)面積約2 675 km2，見(jiàn)圖1。

圖1 構(gòu)造位置

1 儲(chǔ)層巖石學(xué)

砂巖組分中石英含量17.3%～65.8%，平均32.10%；長(zhǎng)石含量7.2%～59.4%，平均32.38%；巖屑含量5.7%～41.7%，平均13.04%；綠泥石碎屑與云母等其他碎屑含量0～20.8%，平均6.02%。儲(chǔ)層巖屑中以變質(zhì)巖屑為主要礦物(平均5.69%)，泥巖、灰?guī)r、白云巖等沉積巖屑(平均3.2%)與以噴發(fā)巖為主的火成巖屑(平均3.0%)相對(duì)較少[1]。填隙物含量2.0%～34.2%，平均12.33%。填隙物是碳酸鹽膠結(jié)物與硅質(zhì)膠結(jié)物，部分地區(qū)為其他類型膠結(jié)物[2]。極細(xì)砂(36.04%)為主，中砂(7.90%)含量較低，粗粉砂(6.68%)及細(xì)粉砂和粘土(3.61%)等細(xì)粒組分占據(jù)一定比例，粒級(jí)整體較細(xì)[3]。 儲(chǔ)層磨圓程度為次棱狀和棱角狀等，磨圓程度較低的碎屑占樣品總數(shù)的78.8%，次棱狀磨圓度程度占樣品總數(shù)的8.8%。伊利石、孔隙充填綠泥石、鐵白云石、鐵方解石、高嶺石充填孔隙。這些礦物與綠泥石膜、石英礦物的石英次生加大邊結(jié)構(gòu)和膠結(jié)類型組成的組合形式占到總樣品數(shù)的90%以上。薄膜式膠結(jié)與接觸式膠結(jié)和石英次生加大式膠結(jié)占比低(見(jiàn)圖2)。

圖2 環(huán)江長(zhǎng)6儲(chǔ)層砂巖模式

2 儲(chǔ)層物性特征

2.1 儲(chǔ)層孔隙度、滲透率分布

巖心物性分析統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)6儲(chǔ)層孔隙度4.4%～17.8%，平均11.75%(見(jiàn)圖3)，滲透率0.02～8.72 mD，平均0.58 mD(見(jiàn)圖4)。根據(jù)SY/T6285-2011《油氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方法》，環(huán)江地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層為低孔和低滲儲(chǔ)層(見(jiàn)圖5)，縱向上孔隙度、滲透率隨深度變化顯示出兩個(gè)高孔滲帶，表明環(huán)江地區(qū)長(zhǎng)6砂巖儲(chǔ)層性能在受沉積作用控制的同時(shí)，疊加了明顯的成巖作用改造，即溶蝕作用對(duì)儲(chǔ)層孔滲性的改造，同時(shí)也說(shuō)明長(zhǎng)6含油性受次生孔隙的影響[4]。

圖3 長(zhǎng)6孔隙度分布

2.2 儲(chǔ)層孔隙度和滲透率的關(guān)系

已有巖心測(cè)試孔隙度、滲透率分析結(jié)果表明，環(huán)江地區(qū)長(zhǎng)6油層組孔隙度升高，滲透率升高，可見(jiàn)是由孔隙度控制滲透率的變化。

3 儲(chǔ)層孔隙類型及特征

3.1 孔隙大小分布

對(duì)所有樣品各個(gè)孔隙級(jí)別的分布頻率進(jìn)行加權(quán)平均，得到本區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層的平均孔隙分布情況(見(jiàn)圖6)。

圖4 長(zhǎng)6滲透率分布

圖5 長(zhǎng)6儲(chǔ)層孔隙度與滲透率

圖6 長(zhǎng)6儲(chǔ)層平均孔隙半徑分布

環(huán)江地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層孔隙在區(qū)域內(nèi)分布小于25 μm低值區(qū)域，其頻率為41.2%，這些孔隙小的多為骨架溶孔、殘余粒間孔和晶間孔。同時(shí)，大于100 μm的孔隙為16.6%，表明研究區(qū)部分井點(diǎn)或?qū)佣伟l(fā)育較大孔隙，這些大孔隙大多是溶蝕作用所展現(xiàn)出來(lái)的長(zhǎng)石鑄?？缀痛罂紫丁４祟惔罂紫峨m然分布頻率較低，分布范圍也較為有限，但他的出現(xiàn)往往形成整體低滲背景中的相對(duì)高滲高產(chǎn)區(qū)，也往往成為勘探中的難點(diǎn)。這些孔隙來(lái)源于許多殘余粒間孔和相對(duì)大的骨架顆粒溶孔，其頻率為41.8%，這些孔隙所構(gòu)成的儲(chǔ)集才為好的儲(chǔ)層[5]。

3.2 喉道特征

掃描電鏡分析和鑄體薄片(見(jiàn)圖7～8)，儲(chǔ)層喉道以壓實(shí)作用成巖，點(diǎn)狀喉道壓實(shí)與膠結(jié)混合成因的片狀喉道為主；管束狀喉道也普遍可見(jiàn)，在填隙物含量較高、粒間孔充填程度較高的地區(qū)以發(fā)育管束狀喉道為主；孔隙之間相關(guān)性不明顯，孔隙之間喉道相關(guān)性配位數(shù)較低[6]。

圖7 鑄體薄片由碳酸鹽填充見(jiàn)彎片狀吼道

圖8 掃描電鏡片狀

環(huán)江地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層以微細(xì)喉道為主，粗喉道與細(xì)喉道次之。

4 儲(chǔ)層評(píng)價(jià)

4.1 沉積相對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集性的影響

環(huán)江地區(qū)長(zhǎng)6砂體主要儲(chǔ)集于水下分流河道，沉積相主要呈條帶狀展布狀態(tài)，沉積相控制砂體的發(fā)育狀況[7]。位于河道中心部位的地區(qū)，砂地比較高，而從主流線向兩側(cè)的河道兩側(cè)，砂地比變低。砂地比代表著沉積時(shí)搬運(yùn)介質(zhì)的平均能量情況，泥質(zhì)含量則說(shuō)明了水介質(zhì)對(duì)載荷的簸選能力。砂地比升高泥質(zhì)含量減少，沉積時(shí)靠近中心線碎屑粒度變粗，砂質(zhì)變好，孔隙結(jié)構(gòu)和物性好[8]。

4.2 成巖作用對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集性的影響

4.2.1 塑性組分含量控制壓實(shí)強(qiáng)度

當(dāng)儲(chǔ)層巖石中軟組分含量較高時(shí)，在壓實(shí)過(guò)程中儲(chǔ)層粒間孔隙基本上被充填，缺乏次生溶蝕的通道，因而次生孔隙也就發(fā)育很差，孔隙度和滲透率很低。軟組分增大，壓實(shí)強(qiáng)度越高，儲(chǔ)層物性弱。位于軟組分含量較高區(qū)域的油井往往滲透率極低，經(jīng)壓裂改造后，雖然在儲(chǔ)層內(nèi)形成了人工裂縫，但是由于其儲(chǔ)層巖石基質(zhì)滲透率很低，往往試油產(chǎn)量很低，或產(chǎn)量遞減很快[9]。

4.2.2 綠泥石膜抑制壓實(shí)與膠結(jié)物沉淀

綠泥石薄膜堵塞了孔隙，使其孔隙空間變小，占據(jù)了喉道，使喉道變細(xì)甚至消失，使儲(chǔ)層的滲透率遭到了抑制作用，但增強(qiáng)了儲(chǔ)層的非均質(zhì)性[10]；綠泥石薄膜使砂巖的抗壓實(shí)能力變強(qiáng)，阻擋了孔隙水與顆粒反應(yīng)條件，抑制了碳酸鹽沉淀和石英次生加大，少量的原生粒間孔保存，形成殘余粒間孔；綠泥石少量保存下來(lái)的粒間孔轉(zhuǎn)為晶間孔，從而對(duì)儲(chǔ)層的孔隙最為有益(見(jiàn)表1)。

表1 綠泥石膜樣品薄片參數(shù)統(tǒng)計(jì) %

4.2.3 溶蝕作用改善儲(chǔ)層物性

溶蝕現(xiàn)象主要是長(zhǎng)石溶蝕，少許的碳酸鹽和巖屑容易破壞成分的溶蝕，形成次生孔隙綠泥石薄膜，與一些剩余粒間孔同時(shí)發(fā)育，形成儲(chǔ)集好的儲(chǔ)層[11]。

4.2.4 碳酸鹽膠結(jié)使儲(chǔ)層致密化

早期碳酸鹽膠結(jié)物為方解石，晚期膠結(jié)物含量高，充填于孔隙中的鐵白云石或鐵方解石會(huì)使孔隙基本損壞，對(duì)儲(chǔ)層破壞有影響，儲(chǔ)層里面形成鈣質(zhì)夾層(見(jiàn)圖9)。

圖9(a)為黃163井，2 543.28 m，具長(zhǎng)石溶孔及少量巖屑溶孔，塑性巖屑變形，鐵方解石充填孔隙并交代碎屑； 圖9(b)為羅34井，2 173.10 m，石英加大常見(jiàn)，鐵方解石充填孔隙，鐵白云石沿白云巖屑生長(zhǎng)。

不同時(shí)期含量產(chǎn)狀不同，碳酸鹽膠結(jié)物的儲(chǔ)層物性也不同。早期的碳酸鹽膠結(jié)作用可以抑制壓實(shí)作用，可以使壓實(shí)作用對(duì)原生孔隙的破壞降低；適量的早期碳酸鹽膠結(jié)物可以為晚期溶蝕提供物質(zhì)基礎(chǔ)，有機(jī)酸溶蝕作用和粘土礦物轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的酸性水的溶蝕對(duì)儲(chǔ)層溶蝕孔隙好；過(guò)量的早期碳酸鹽膠結(jié)物完全堵塞了原生粒間孔隙，使晚期孔隙間流體無(wú)法進(jìn)行正常流動(dòng)，從而破壞了孔隙間流通。晚期碳酸鹽膠結(jié)物充填，儲(chǔ)層被破壞變差[12]。

圖9 長(zhǎng)6儲(chǔ)層鈣質(zhì)砂巖

5 結(jié) 論

1)較大孔隙多為溶蝕作用形成的長(zhǎng)石鑄模孔和特大孔隙。大孔隙雖然分布頻率較低，此類孔隙組成的儲(chǔ)集空間為較好的儲(chǔ)層。

2)巖石中軟組分含量較高，缺乏次生溶蝕的通道孔隙也就發(fā)育差，孔隙度和滲透率低。軟組分含量高，壓實(shí)強(qiáng)度越大，儲(chǔ)層物性隨之也會(huì)越來(lái)越弱。

3)溶蝕現(xiàn)象主要是長(zhǎng)石溶蝕，少量的碳酸鹽和巖屑等一些容易被破壞的成分所溶蝕形成次生孔隙。綠泥石薄膜剩于粒間孔與少許的次生孔隙同時(shí)發(fā)育，形成物性相對(duì)比較好的儲(chǔ)層。