延川地區(qū)儲(chǔ)層特征及綜合評(píng)價(jià)

賀亞維 張榮軍 郭永宏

摘 要：鄂爾多斯盆地延川地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)2屬于低孔—特低滲砂巖儲(chǔ)層。在巖心觀察及薄片分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用掃描電鏡、高壓壓汞等多種實(shí)驗(yàn)手段，分析長(zhǎng)2儲(chǔ)層巖石學(xué)及微觀孔喉結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)地質(zhì)特征。結(jié)合研究區(qū)儲(chǔ)層的特點(diǎn)，提出運(yùn)用聚類分析—灰色關(guān)聯(lián)法聯(lián)合的方法對(duì)延長(zhǎng)組長(zhǎng)2段儲(chǔ)層進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，建立了長(zhǎng)2儲(chǔ)層的分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)2段儲(chǔ)層定量劃分及評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：長(zhǎng)2儲(chǔ)層以長(zhǎng)石砂巖為主，儲(chǔ)集空間類型較為多樣，以粒間孔和溶蝕孔最為發(fā)育，分別約占總儲(chǔ)集空間的92%和6%，孔-喉組合以中小孔細(xì)喉型—小孔特細(xì)喉型為主。長(zhǎng)2段儲(chǔ)層可劃分為4種不同類型，其中Ⅰ類、Ⅱ類是最為有利的儲(chǔ)層，Ⅲ類和Ⅳ類儲(chǔ)層則屬于不利儲(chǔ)層。

關(guān)鍵詞：儲(chǔ)層評(píng)價(jià);儲(chǔ)層特征;孔喉結(jié)構(gòu);灰色關(guān)聯(lián)法;延川地區(qū)

中圖分類號(hào)：TE 122 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1672-9315（2019）05-0811-08

Abstract：The Chang 2 reservoir of the Yanchang Formation in the Yanchuan area of the Ordos Basin belongs to the ultra-low permeability sandstone reservoir.The geological characteristics of reservoir petrology and microscopic pore throat structure are analyzed by using experimental thin sections，scanning electron microscopy and high pressure mercury intrusion.On the basis of these，the cluster analysis—grey correlation method is proposed to comprehensively evaluate the Chang 2 reservoirs，and the classification evaluation criteria of the Chang 2 reservoirs are established.The results show that the Chang 2 reservoir is mainly composed of feldspar sandstone.There are various types of reservoir space，and the intergranular pores and dissolution pores are the most developed，accounting for 92% and 6% of the total storage space respectively.According to the standard，the Chang 2 reservoir is divided into four different types of reservoirs，of which Class I and Class II are the most favorable reservoirs，Class III and IV reservoirs are unfavorable reservoirs.

Key words：reservoir evaluation;geological characteristics;pore-throat structure;grey correlation;Yanchuan area

0 引 言

儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)是儲(chǔ)層研究的重點(diǎn)，也是儲(chǔ)層研究的最終目的。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者針對(duì)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)做了大量工作，提出了眾多儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的方法，特別是在參數(shù)的選取及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的建立方面尤為突出[1-7]。Ghadam等利用模糊數(shù)學(xué)的方法對(duì)某大型碳酸鹽儲(chǔ)層進(jìn)行了合理的分類評(píng)價(jià)[8];Liang等采用灰色關(guān)聯(lián)法對(duì)威利斯頓盆地巴肯致密油儲(chǔ)層進(jìn)行了定量分析評(píng)價(jià)[9];劉吉余等在對(duì)薩爾圖油田儲(chǔ)層評(píng)價(jià)時(shí)，采用灰色關(guān)聯(lián)分析法解決了單因素評(píng)價(jià)過(guò)程中評(píng)價(jià)結(jié)果出現(xiàn)矛盾性的問(wèn)題[10];楊正明等通過(guò)模糊評(píng)判方法將低滲透儲(chǔ)層指標(biāo)進(jìn)行集成對(duì)大慶外圍低滲透油田開(kāi)展了儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)[11];涂乙等利用灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)青東凹陷沙三段、沙四段儲(chǔ)層進(jìn)行了合理的評(píng)價(jià)，解決了在數(shù)據(jù)量較小的情況下，如何進(jìn)行儲(chǔ)層定量評(píng)價(jià)的問(wèn)題[12]?？傊?，目前的儲(chǔ)層定量評(píng)價(jià)方法仍然以模糊數(shù)學(xué)或灰色理論為主，但不同學(xué)者對(duì)評(píng)價(jià)參數(shù)的選擇不同，其主要原因在于不同盆地甚至同一盆地的不同層位差異顯著，無(wú)法形成統(tǒng)一適用的評(píng)價(jià)模式。因此，要實(shí)現(xiàn)對(duì)于某一盆地、某一地區(qū)、甚至某一儲(chǔ)層的準(zhǔn)確定量評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)過(guò)程中參數(shù)的選取就非常重要。

針對(duì)目前儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方法的不確定性問(wèn)題，以鄂爾多斯盆地延川地區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層為研究對(duì)象，綜合考慮地質(zhì)特征影響，通過(guò)聚類分析法優(yōu)選儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)，應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)法計(jì)算儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)因子，建立延川地區(qū)長(zhǎng)2段儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)長(zhǎng)2儲(chǔ)層進(jìn)行定量劃分。

1 ?儲(chǔ)層特征

1.1 儲(chǔ)層巖性特征

巖心觀察及巖石薄片分析表明（圖2），延川地區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層以長(zhǎng)石砂巖為主，含少量巖屑長(zhǎng)石砂巖。各碎屑成分平均含量約為：長(zhǎng)石44.45%，石英30.81%，巖屑12.94%.巖屑類型以火成巖和變質(zhì)巖巖屑為主。砂巖中填隙物主要包括綠泥石（相對(duì)含量53.40%）、高嶺石（相對(duì)含量23.40%）等粘土礦物，其次為鐵方解石、方解石等碳酸鹽礦物（平均含量3.92%）。儲(chǔ)層砂巖以細(xì)-粉砂巖為主，顆粒分選性中-好，磨圓度為次棱-次圓狀，以孔隙式和接觸式膠結(jié)為主。整體上，砂巖成分成熟度較低，結(jié)構(gòu)成熟度中等。

1.2 儲(chǔ)層物性特征

根據(jù)長(zhǎng)2儲(chǔ)層191塊巖心物性統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看（圖3），其孔隙度主要分布在7.5%～15.0%之間，平均值為12.2%.滲透率主要分布在（0.10～1.25）×10-3 μm2之間，平均值為1.39×10-3 μm2.總體上，延川地區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層屬于低孔-特低滲儲(chǔ)層。

1.3 儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征

砂巖儲(chǔ)層的孔隙和喉道是影響儲(chǔ)層中流體儲(chǔ)存與流動(dòng)的決定因素，孔隙特征影響儲(chǔ)集層儲(chǔ)集能力，喉道特征控制流體在儲(chǔ)集層中的滲流能力[13]。受沉積環(huán)境及成巖作用的影響，延川地區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層孔隙非均質(zhì)性較強(qiáng)，對(duì)其儲(chǔ)層微觀孔喉結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行深入研究有助于后期進(jìn)行合理的儲(chǔ)層評(píng)價(jià)。

根據(jù)鑄體薄片、掃描電鏡等資料分析，延川地區(qū)長(zhǎng)2段儲(chǔ)層發(fā)育原生粒間孔、溶蝕孔、晶間孔和微裂隙4種孔隙類型，其中粒間孔最為發(fā)育，約占總儲(chǔ)集空間的92%，主要為原生孔隙經(jīng)歷成巖作用后殘留下來(lái)的孔隙，一般具有較為規(guī)則的外形，孔徑大多介于10～80 μm（圖4（a））。溶蝕孔次之，且以粒內(nèi)溶蝕孔為主，尤其發(fā)育長(zhǎng)石溶孔，約占總儲(chǔ)集空間的6%，鏡下表現(xiàn)為長(zhǎng)石顆粒沿解理縫發(fā)生的溶蝕（圖4（b），4（d））。巖屑溶孔較少發(fā)育，主要表現(xiàn)為巖屑顆粒內(nèi)部易溶組分發(fā)生溶蝕，往往不具有明顯規(guī)則外形（圖4（c）），溶蝕孔孔徑多位于60～120 μm之間。另外，研究區(qū)還存在少量晶間微孔，表現(xiàn)為葉片狀綠泥石集合體與自生鈉長(zhǎng)石晶體共生于孔隙中，形成晶間孔，孔徑極小，約3～5 μm（圖4（e））。微裂隙在研究區(qū)較為罕見(jiàn)（圖4（f）），且由于其孔隙微小，對(duì)儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能幾乎沒(méi)有影響，然而由于其能連通微小孔隙（長(zhǎng)度一般小于60 μm），對(duì)儲(chǔ)層滲流能力有很大改善。

從孔隙分布特征上看（圖5），長(zhǎng)2儲(chǔ)層孔隙直徑主要以小孔隙為主（直徑<30 μm），占總孔隙數(shù)量的55.37%，其面積累計(jì)頻率占比11.66%.其次為中孔隙（直徑30～100 μm），占總孔隙數(shù)量的40.83%，面積頻率占65.51%.大孔隙（直徑>100 μm）數(shù)量很少，只占總孔隙數(shù)量的3.83%，面積頻率占22.83%，說(shuō)明延川地區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層孔隙類型主要為中-細(xì)孔。

壓汞實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示（表1），長(zhǎng)2儲(chǔ)層平均喉道半徑分布在0.02～8.14 μm之間，平均為1.43 μm，排驅(qū)壓力較高，喉道分選性較差，其分布呈現(xiàn)高而窄的尖峰形態(tài)，退出效率分布在18.58%～4343%之間，平均為28.16%.整體上，長(zhǎng)2段儲(chǔ)層喉道半徑較小，分選性差，特低滲儲(chǔ)層特征明顯。

儲(chǔ)層的滲透性受喉道的大小及分布控制，特征參數(shù)上主要是平均喉道半徑和排驅(qū)壓力，兩者與儲(chǔ)層滲透率都有著很好的相關(guān)性（圖6（a）、圖6（b）），隨著平均喉道半徑的增大，滲透率呈現(xiàn)明顯的增加，而排驅(qū)壓力越大，則表明儲(chǔ)層的滲透率越低。

2 儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)

針對(duì)延川地區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層低孔—特低滲地質(zhì)特征，有必要對(duì)其進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)，篩選出有利區(qū)及開(kāi)發(fā)潛力區(qū)。儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的方法有很多，從最初的定性分析到目前的定量分析，其解釋精度在逐步提高[14-18]。儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的結(jié)果精度與參數(shù)的選取密切相關(guān)，如何合理的選擇評(píng)價(jià)參數(shù)，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的精度至關(guān)重要。為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)2儲(chǔ)層的定量評(píng)價(jià)，本次采用了聚類—灰色關(guān)聯(lián)相結(jié)合的方法進(jìn)行儲(chǔ)層評(píng)價(jià)，主要原因在于想將譜系聚類和灰色關(guān)聯(lián)法各自的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合起來(lái)，提高評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.1 評(píng)價(jià)參數(shù)選取

對(duì)于低滲透儲(chǔ)層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)主要包括：反映物性特征的經(jīng)典參數(shù)孔隙度、滲透率，反映儲(chǔ)層類型的巖性、沉積相，反映儲(chǔ)層厚度的砂厚、有效厚度，反映儲(chǔ)層微觀非均質(zhì)性的滲透率、變異系數(shù)、突進(jìn)系數(shù)等一些列參數(shù)。但是，將這些參數(shù)全部用于儲(chǔ)層評(píng)價(jià)顯然會(huì)導(dǎo)致評(píng)價(jià)過(guò)程的繁瑣性，而且可能會(huì)出現(xiàn)參數(shù)之間相互矛盾的情況。因此，在儲(chǔ)層評(píng)價(jià)過(guò)程中，應(yīng)合理的選取參數(shù)，這樣既可以降低計(jì)算過(guò)程的復(fù)雜性，又能提高結(jié)果的精確性[19-21]。

根據(jù)上述劃分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)延川地區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層進(jìn)行劃分，從儲(chǔ)層劃分結(jié)果看（圖8），長(zhǎng)2儲(chǔ)層主要被劃分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類4類儲(chǔ)層。結(jié)合長(zhǎng)2沉積期沉積微相的展布，可以看出：Ⅰ類儲(chǔ)層主要發(fā)育在心灘發(fā)育的部位，在平面上零星分布，連片性較差，物性最好;Ⅱ類儲(chǔ)層環(huán)繞于Ⅰ類儲(chǔ)層周緣，連片性稍好，發(fā)育在心灘附近的河道填積砂體中，砂體發(fā)育程度相對(duì)心灘較弱，物性較好;Ⅲ類儲(chǔ)層在研究區(qū)最為發(fā)育，分布面積最廣，大面積連片分布，大部分屬于河道充填沉積形成的砂體，整體物性較差;Ⅳ類儲(chǔ)層平面上砂體呈窄片狀、細(xì)長(zhǎng)的條帶狀展布，分布于河道充填沉積與泛濫盆地過(guò)渡地帶，砂體發(fā)育程度低，泥質(zhì)含量高，導(dǎo)致整體物性很差，屬于不利儲(chǔ)層。

3 結(jié) 論

1）延川地區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層屬于低孔-特低滲儲(chǔ)層。儲(chǔ)集空間主要為粒間孔，約占總孔隙92%，其次為溶蝕孔，約占總孔隙6%.孔-喉組合以中小孔細(xì)喉型—小孔特細(xì)喉型為主，具有較強(qiáng)非均質(zhì)性。

2）儲(chǔ)層的滲透率由喉道半徑大小及分布控制，喉道越大的儲(chǔ)層其滲透率越高，顯示占據(jù)較小空間的大喉道對(duì)儲(chǔ)層滲透率具有較大的貢獻(xiàn)值。

3）應(yīng)用聚類—灰色關(guān)聯(lián)法不僅能夠解決儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中參數(shù)選擇問(wèn)題，而且可以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層定量評(píng)價(jià)。依據(jù)其所建立的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可將長(zhǎng)2儲(chǔ)層分為4類，其中Ⅰ類、Ⅱ類是最有利的儲(chǔ)層。

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