鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)山1段致密砂巖儲層特征及影響因素

葉 超，潘乃豪，李 強(qiáng)，李富強(qiáng)

(長慶油田分公司 隴東天然氣項目部，甘肅 慶城 745100)

隴東地區(qū)位于鄂爾多斯盆地西南部(地理位置如圖1)，天然氣勘探評價始于2013年，開發(fā)時間較晚，目前處于評價階段。經(jīng)過近7年的勘探評價，隴東地區(qū)天然氣產(chǎn)層主要為山1、盒8、馬家溝。慶城縣境內(nèi)主要發(fā)育山1段砂體，儲層埋藏深度大，層系單一，砂體垂向厚度較薄，受曲流河沉積環(huán)境控制，砂體橫向展布范圍較小，儲層物性較差。由于開發(fā)時間較短，針對儲層系統(tǒng)性研究資料較少，儲層致密性原因有待確定，含氣有利區(qū)面積尚不明確，鉆井工藝及儲層改造主要借鑒蘇里格氣田相關(guān)技術(shù)參數(shù)，實施效果較差，嚴(yán)重制約著隴東地區(qū)天然氣開發(fā)進(jìn)度。鑒于此，筆者對山1段儲層特征進(jìn)行深入研究，分析巖石學(xué)特征、物性特征及儲層影響因素，以期對儲層改造及天然氣生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

1 巖石學(xué)特征

依據(jù)薄片鑒定及巖心觀察，隴東地區(qū)山1段致密砂巖巖性主要以石英砂巖、巖屑石英砂巖為主(圖2)。巖屑成分以火成巖和變質(zhì)巖為主，總體含量為5%～20%，平均含量15.3%。其中火成巖屑含量為0～3%，主要為噴發(fā)巖、隱晶巖及花崗巖等；變質(zhì)巖屑主要有石英巖、片巖、片麻巖及千枚巖等；沉積巖屑多見粉砂巖及泥巖巖屑。

圖1 研究區(qū)地理位置

填隙物組分以水云母、硅質(zhì)、高嶺石為主，方解石、鐵方解石和鐵白云石次之，綠泥石含量最少。由于儲層的非均質(zhì)性影響，不同區(qū)域含量變化較大。研究區(qū)砂巖普遍含有雜基，主要為高嶺石、水云母和凝灰質(zhì)，其中水云母含量最高，約為8.5%，高嶺石含量次之，約為1.1%，凝灰質(zhì)含量最少約為0.4%。硅質(zhì)膠結(jié)物在山1段普遍存在，平均含量為4.5%，其形態(tài)和產(chǎn)狀以孔隙式充填和環(huán)邊加大為主。

第一層，“遠(yuǎn)以神行”，“而神無候”，神是沒有節(jié)奏的，難以把握的，是自由的。它可以是彈琴者自由的想象，可以是對世界的認(rèn)識，也可以是對自我的宣泄。

砂巖粒度以中砂巖為主，分選中等，磨圓度差，以次棱為主，接觸方式為線狀和近鑲嵌狀。砂巖的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度均不高，說明碎屑顆粒經(jīng)過一定距離的搬運，未經(jīng)受充分的改造，為近源沉積。

圖2 山1段巖石類型三角投點圖

2 物性特征

儲層的孔隙結(jié)構(gòu)特征主要為孔隙和喉道特征。喉道控制孔隙的儲集性和滲透性，其形狀和大小主要受巖石碎屑顆粒的接觸關(guān)系、形態(tài)大小、膠結(jié)類型的影響，對儲集性能起著重要的影響作用[2-5]。山1段儲層埋藏深度大、地層壓力高、壓實作用強(qiáng)烈，受以上因素影響，喉道類型主要以片狀、束狀為主。對40余塊巖樣進(jìn)行壓汞試驗分析，排驅(qū)壓力分布在0.34～3.73 MPa之間，平均值為1.51 MPa；中值壓力分布在1.09～10.59 MPa之間，平均為4.55 MPa；中值喉道半徑分布在0.02～0.91 μm之間，平均為0.20 μm，反映出排驅(qū)壓力低、孔喉連通性較好、喉道半徑較小的特點。壓汞曲線平臺特征較為明顯，整體上孔喉分選較好，屬于典型的低滲、低孔毛管壓力曲線(圖5)。

分析：譯者在翻譯中給原來的原語信息增加了動名詞”felling”這個詞語，有其道理。本則寓言講述的是某人在鄰居的慫恿下把自家干枯的梧桐樹砍掉，之后才發(fā)現(xiàn)鄰居是想要把梧桐樹當(dāng)柴火用的故事。故事的主要內(nèi)容不是描述一棵樹，而是通過一棵樹如何被砍掉而展露陰險的人心。所以，譯者加入詞匯”Felling”以描繪故事的動態(tài)過程來充實語境，既完整地保留了原語的內(nèi)容和思想又能讓譯語讀者感到生動的故事氣息。

圖3 山1段儲層孔隙度-滲透率相關(guān)性圖

3 孔隙類型和結(jié)構(gòu)特征

3.1 孔隙類型

次生孔隙：由于山1段砂巖埋藏深度大，歷經(jīng)多期沉積，儲層的壓溶作用、膠結(jié)作用和壓實作用較為強(qiáng)烈，造成碎屑巖顆粒互相擠壓和溶蝕，原生孔隙破壞嚴(yán)重，次生孔隙種類增多、所占比例增大。早期主要是由于成巖過程中的石英次生加大及和方解石對原生孔隙的填充與膠結(jié)，使得原生孔隙空間嚴(yán)重縮小。在成巖作用中后期，由于沉積環(huán)境改變，地層壓力的增大及溫度的升高，造成部分巖屑發(fā)生蝕變，形成粒內(nèi)溶孔及粒間溶孔等次生孔隙。次生孔隙的形成，彌補(bǔ)了由于原生孔隙被破壞后損失的孔隙空間，大大改善了儲集性能。

2007—2017年世界紙漿出口額排名前5位的國家除2008年芬蘭位居第5外始終被加拿大、美國、巴西、瑞典和智利占據(jù)，2007年依次為加拿大、美國、巴西、瑞典和智利，2017年為加拿大、巴西、美國、智利和瑞典。加拿大始終占據(jù)第1位，但世界占比基本呈穩(wěn)定下降態(tài)勢，從2007年的25%下降至2017年的18%;美國和巴西交替占據(jù)第2或第3位置，且多數(shù)年份世界占比差距不大;瑞典和智利則輪流居第4或第5位，同樣世界占比差距較小。

原生孔隙：巖石在沉積過程中形成的孔隙，由于機(jī)械壓實作用和礦物膠結(jié)作用，孔隙逐漸縮小。山1段儲層埋藏深，平均埋藏深度在4300 m，壓實作用強(qiáng)烈，原生孔隙主要為殘余原生粒間孔，即經(jīng)過機(jī)械壓實作用和自生礦物充填后所剩余的孔隙，所占比例少。

ZT1井，4388 m，巖屑溶孔 QT1井，4262.3 m，晶間孔 ZT1井，4387 m，溶孔

圖4山1段巖石孔隙類型

根據(jù)鑄體薄片、巖石薄片和掃描電鏡觀察分析，研究區(qū)內(nèi)山1段砂巖裂縫不發(fā)育，儲集空間主要為孔隙，包含原生孔隙和次生孔隙。原生孔隙主要為晶間孔和粒間孔，次生孔隙主要為粒間溶孔和巖屑溶孔，晶間孔(圖4)在每口井中均發(fā)育，但所占比例大多數(shù)小于1%；在部分井中粒間孔所占比例較高；巖屑溶孔均為0.5或1%。

3.2 孔隙結(jié)構(gòu)特征

滲透率與孔隙度是油氣運移通道和儲存場所，其大小直接影響著儲層的儲集性能[1]。巖心資料及測井解釋成果分析顯示，山1段孔隙度分布范圍在0.02～12.14%，平均5.6%；滲透率分布范圍在0.004～2.367 mD，平均0.213 mD?？紫抖却笥?%的樣品約占12%，滲透率小于0.3 mD的樣品占75%；而蘇里格氣田山1段砂體平均孔隙度為8.1%，平均滲透率為0.31 mD，與蘇里格氣田相比，隴東地區(qū)山1段砂巖物性更差，巖性更為致密，表現(xiàn)出“特低孔、特低滲”的特征，是典型的致密砂巖儲層，因此在儲層改造過程中應(yīng)適當(dāng)增大壓裂砂用量，使儲層改造充分，增加裂縫長度。分析表明，研究區(qū)儲層滲透率隨孔隙度增大而增大，二者之間呈現(xiàn)出一定正相關(guān)性，成指數(shù)關(guān)系，可作為確定儲層物性下限的重要依據(jù)(如圖3)。

圖5 山1段儲層壓汞曲線

4 儲層影響因素

a.機(jī)械壓實作用：研究區(qū)儲層埋藏深度大，壓實作用強(qiáng)烈，使大部分原生孔隙遭到破壞，是造成儲層致密、孔隙度及滲透率低的主要原因。由于強(qiáng)烈的壓實作用，碎屑顆粒之間以線接觸為主，部分碎屑顆粒呈現(xiàn)點-線接觸。碎屑顆粒中，石英抗壓能力最強(qiáng)，巖屑抗壓能力最弱。與烏審旗、神木、靖邊等地區(qū)相比，研究區(qū)砂巖中石英含量相對最低、巖屑含量相對較高、儲層埋藏深度最大，因此，受壓實作用破壞程度最高，儲層最為致密。

4.1 物源影響因素

研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地西南部，南緣剝蝕古陸形成于早古生代的加里東運動。根據(jù)巖石薄片資料統(tǒng)計，鄂爾多斯盆地山西組巖性以石英砂巖為主。在南、北物源的影響區(qū)域內(nèi)，母巖的組成具有明顯的分帶性，礦物組分特征也明顯不同：北部定邊—惠安堡一帶，石英含量為80%～95%，長石總體含量較低，為0～2%，巖屑含量為5%～20%，其中火成巖屑含量為0～3%，變質(zhì)巖屑含量為0.7%～11%，主要有石英巖、片巖、片麻巖及千枚巖等，沉積巖屑含量為0～2.5%，以粉砂巖、泥巖巖屑多見；南部慶陽—西峰一帶，石英含量為73%～97.8%，長石含量為0～3%，平均值為2.7%，巖屑含量為0～10%，其中火成巖屑含量低，多為0～2.7%，變質(zhì)巖巖屑含量為1%～6%，沉積巖巖屑含量為0。鄂爾多斯盆地受到來自于西部、東部、西南部和東南部多個方向沉積物的供給。研究區(qū)輕礦物組成中石英含量較高，自二道溝到研究區(qū)石英含量逐漸增多，長石發(fā)育較少，與研究區(qū)東北方向巖石輕礦物特征對比石英含量略少。因此，以石英含量變化分析，研究區(qū)沉積物來源于盆地西南部方向。

由于石英含量對儲層物性影響較大，砂巖儲層隨著石英含量越高物性物性越好，反之則越差。根據(jù)不同區(qū)域巖屑礦物成分統(tǒng)計(表1)，盆地北部蘇里格地區(qū)以巖屑石英砂巖為主，其次為巖屑砂巖，石英含量最高，達(dá)到82.9%，儲層物性最好；盆地西南部隴東地區(qū)石英含量較低，儲層物性也略差于蘇里格地區(qū)。

表1 鄂爾多斯盆地不同區(qū)域礦物特征及含量對比

4.2 成巖作用影響

成巖作用是影響儲層儲集性能的最重要因素，包括破壞性成巖作用和建設(shè)性成巖作用。研究區(qū)山1段砂體平均埋藏深度4300 m，是鄂爾多斯盆地天然氣埋藏最深的儲層，平均原始地層壓力達(dá)到40 MPa。因此，研究區(qū)影響儲層儲集性能的破壞性成巖作用主要為機(jī)械壓實作用和膠結(jié)作用，建設(shè)性成巖作用主要為后期的溶蝕作用。

4.2.1 破壞性成巖作用

目前除了金融類和綜合類院校開設(shè)國際貿(mào)易專業(yè)，很多農(nóng)林院校、理工類院校、師范院校以及外語院校等都開設(shè)了國際貿(mào)易專業(yè)，因此學(xué)生就業(yè)競爭激烈。除了銀行、傳統(tǒng)外貿(mào)企業(yè)等就業(yè)領(lǐng)域，跨境電商無疑是國際貿(mào)易專業(yè)學(xué)生就業(yè)的又一重要領(lǐng)域。因為雖然跨境電子商務(wù)兼具國際貿(mào)易和電子商務(wù)的特點，但其核心是國際貿(mào)易，實際上是國際貿(mào)易隨著時代的發(fā)展和科技水平的提高，在與電子商務(wù)進(jìn)行結(jié)合之后出現(xiàn)了新特征而已。招聘跨境電商人員時，企業(yè)更傾向于選擇國際貿(mào)易專業(yè)的人才。

儲層形成的影響因素主要受母巖性質(zhì)、成巖作用及沉積相環(huán)境綜合作用，而母巖性質(zhì)取決于物源。在不同階段的成巖作用對儲層儲集性能的影響因素各有差別，沉積相環(huán)境對巖石顆粒大小及含量具有重要影響作用，進(jìn)而影響了儲層儲集性能[6-8]。

b.膠結(jié)作用：主要指在成巖過程中，由于孔隙水的沉淀而形成的一些粘土礦物及碳酸鹽對碎屑顆粒所起的膠結(jié)作用，是破壞原生粒間孔隙、使原生粒間孔孔隙縮小、造成儲層致密的重要因素之一。隴東地區(qū)山1段儲層大多數(shù)硅質(zhì)膠結(jié)物以圍繞碎屑石英邊緣生長的方式存在，逐漸加大和增厚最終充填堵塞一部分粒間孔隙，偶爾可見自形錐狀石英晶體充填堵塞一部分原生或次生粒間孔隙。碳酸鹽膠結(jié)物主要包括方解石、白云石、鐵方解石、鐵白云石及菱鐵礦，多以粒間膠結(jié)物、交代物或次生孔隙內(nèi)充填物的形式出現(xiàn)，占據(jù)了孔隙的位置，縮小或堵塞喉道，降低了巖石的孔隙度和滲透率，使儲層物性變差，隨著碳酸鹽膠結(jié)物含量的增加，孔隙度呈減小的趨勢。研究表明，石英次生加大和碳酸鹽巖膠結(jié)是山1段儲層更加致密的原因之一。

以往的課題研究的對象都以專業(yè)教師為主，而本課題將對專業(yè)教師與學(xué)生的關(guān)系、專業(yè)教師與思想政治教育工作者的關(guān)系以及思想政治教育工作者和學(xué)生的關(guān)系進(jìn)行分析研究，帶動師生關(guān)系的全方位構(gòu)建，建立彼此間聯(lián)系，讓師生關(guān)系最優(yōu)化，德育效果最優(yōu)化。這就可以建立一項“三方”互評制度，學(xué)生評專業(yè)老師、學(xué)生評輔導(dǎo)員、輔導(dǎo)員評專業(yè)老師、專業(yè)老師評輔導(dǎo)員的互評制度，通過互評機(jī)制帶動專業(yè)教師與思想政治教育工作者的共同協(xié)作，這樣更有利于構(gòu)建良好的 “三點關(guān)系”。

4.2.2 建設(shè)性成巖作用

建設(shè)性成巖作用主要是指對儲層孔隙發(fā)育有貢獻(xiàn)的成巖作用，如溶蝕作用、交代蝕變等成巖作用，形成的次生孔隙改善了儲層儲集性能。晚期溶蝕作用主要是烴源巖中有機(jī)質(zhì)在熱演化過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸，使孔隙介質(zhì)呈現(xiàn)弱酸性環(huán)境，使碳酸鹽及硅酸鹽等與酸呈弱反應(yīng)的碎屑顆粒發(fā)生溶蝕，形成長石溶孔、巖屑溶孔、高嶺石晶間孔等次生孔隙。根據(jù)研究區(qū)64塊鑄體薄片觀察分析，溶蝕孔主要為泥質(zhì)雜基溶蝕而成次生粒間溶孔和微孔(圖6)。

Q13-65井鑄體薄片(粒間孔)

Q12-73井鑄體薄片(溶孔)

Q10-63井鑄體薄片(晶間孔)

4.3 沉積環(huán)境影響

沉積環(huán)境對儲層物性的影響主要表現(xiàn)在沉積微相的物性差異，不同沉積微相的沉積環(huán)境不同，巖屑成分及顆粒大小也有很大差異，造成儲層物性的不同。研究區(qū)山1段砂體為曲流河相沉積環(huán)境，橫向連片性差，平面上河道較窄，砂體發(fā)育規(guī)模小。在沉積環(huán)境控制下，水動力較強(qiáng)的邊灘及主河道砂體儲集性能較好，石英含量高，砂巖顆粒較粗，顆粒分選性好，孔隙度及滲透率相對較高；而在河道邊緣地帶，水動力減弱，沉積物顆粒變小，分選性變差，孔隙度及滲透率也相應(yīng)變小，儲集性能變差。研究表明，砂巖的粒徑大小對儲層物性的影響與沉積環(huán)境對儲層物性的影響具有較好的一致性，即砂巖粒度的大小與儲層物性存在明顯的正相關(guān)性，砂巖粒度越細(xì)，往往雜基含量越高，孔隙度和滲透率具有隨粒徑減小和雜基含量增高而迅速降低的變化特點。研究山1段砂體雜基含量較高，形成了低孔、特低滲儲層特征，砂體厚度整體較薄。

5 結(jié)論

(1)隴東地區(qū)山1段儲層巖石類型主要為石英砂巖、巖屑石英砂巖。巖石顆粒成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度均不高?？紫妒巧?段儲層的主要儲集空間，受成巖作用影響，原生孔隙含量較低，孔隙類型主要以次生孔隙中的粒間溶孔為主。喉道類型主要以片狀、束狀為主，平均喉道半徑分布為0.20 μm，表現(xiàn)為排驅(qū)壓力低、孔喉連通性較好、喉道半徑較小的特點，整體上孔喉分選較好。

社會信用體系涉及社會生活的各個方面，是所有個人、企業(yè)或政府的信用狀況的總和，社會信用體系框架如圖1所示（社會信用體系包含但不限于所列部分）。產(chǎn)品質(zhì)量信用和企業(yè)質(zhì)量信用既有區(qū)別，又有密切聯(lián)系，兩者均為社會信用體系建設(shè)不可或缺的部分[5-6]。

(2)山1段儲層物性相對較差，孔隙度和滲透率分布區(qū)間均較大，平均值均較低，整體表現(xiàn)為低孔低滲特征，個別井點孔隙度、滲透率發(fā)育高值，可能發(fā)育裂縫。隨孔隙度值增大儲層的滲透性變好，滲透率與孔隙度之間呈現(xiàn)出正相關(guān)性。

(3)山1段儲層形成主要受沉積物來源、成巖作用及沉積相環(huán)境控制。影響儲層儲集性能的成巖作用以壓實作用、膠結(jié)作用、溶蝕作用為主，在垂向上機(jī)械壓實作用是造成儲層低孔、低滲的最主要原因，碳酸鹽巖膠結(jié)及石英次生加大作用使儲層更加致密，成巖作用后期的溶蝕作用是影響儲層儲集性能的重要因素，形成的次生溶孔使儲層致密性具有一定改善作用，提高了儲層的儲集性能。平面上沉積物的來源決定了母巖的性質(zhì)和成分，沉積相環(huán)境對巖石顆粒大小具有重要影響，進(jìn)一步影響儲層儲集空間性能。