鄂爾多斯盆地頁(yè)巖儲(chǔ)層孔喉連續(xù)譜分布特征
--以新安邊油田安83區(qū)塊長(zhǎng)7為例

＊楊博 李超 卜廣平 張靜 師巍鋒 師永民

（1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第六采油廠 陜西 710200 2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司長(zhǎng)慶實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司 陜西 710200 3.華巍博大（北京）科技有限公司 北京 100083 4.北京大學(xué) 北京 100871）

頁(yè)巖油是以吸附或游離狀態(tài)賦存于夾在或緊鄰優(yōu)質(zhì)生油層系的致密碎屑巖儲(chǔ)層中，未經(jīng)大規(guī)模長(zhǎng)距離運(yùn)移而形成的石油聚集。其主要特點(diǎn)是源儲(chǔ)緊鄰共生（或儲(chǔ)層被烴源巖包裹）、大面積接觸、連續(xù)或準(zhǔn)連續(xù)分布于中生界湖盆中部或斜坡部位、無明顯含油邊界、儲(chǔ)層改造前一般無自然工業(yè)產(chǎn)量，頁(yè)巖油的開發(fā)方式多采用水平井大規(guī)模壓裂技術(shù)，屬非常規(guī)油氣[1-5]。鄂爾多斯盆地新安邊油田延長(zhǎng)組長(zhǎng)72油藏從沉積、儲(chǔ)層、油藏分布與聚集特征以及生產(chǎn)特征等方面均屬于典型頁(yè)巖油儲(chǔ)層范疇[7-12]。

頁(yè)巖油儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)受沉積結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及礦物巖石組分、成巖演化等多種因素的影響。滕建彬等人通過對(duì)濟(jì)陽(yáng)坳陷頁(yè)巖油儲(chǔ)層物質(zhì)影響因素研究認(rèn)為，紋層狀發(fā)育狀況、碳酸鹽含量和有機(jī)質(zhì)熱演化程度與泥頁(yè)巖儲(chǔ)層物性成正相關(guān)[6]。說明除了泥質(zhì)和砂質(zhì)含量外，沉積構(gòu)造和碳酸鹽含量及有機(jī)質(zhì)對(duì)甜點(diǎn)的形成具有一定的控制作用。

金旭等人通過準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組、鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)73亞段、渤海灣盆地滄東凹陷古近系孔店組孔二段、松遼盆地長(zhǎng)嶺凹陷白堊系青山口組青一段等四大盆地陸相頁(yè)巖油可動(dòng)用性微觀綜合評(píng)價(jià)認(rèn)為，中高成熟度頁(yè)巖油頁(yè)巖油納米尺度儲(chǔ)集空間有效性、含油性、原油可動(dòng)性、儲(chǔ)集層可改造性更為復(fù)雜，傳統(tǒng)的儲(chǔ)集層分析手段不適用于頁(yè)巖油[14]。

基于此，本文在不同巖性儲(chǔ)層大量壓汞實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，編制從10nm～10000nm不同存儲(chǔ)空間占比連續(xù)分布曲線，并與同步鑄體薄片、掃描電鏡樣品分析結(jié)合，探討主要分布區(qū)間對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)集空間成因類型，根據(jù)孔喉連續(xù)譜曲線分布形態(tài)進(jìn)行儲(chǔ)層成因歸類，劃分出殘余粒間孔、粒內(nèi)溶孔和粘土礦物晶間孔三種主要類型。這一認(rèn)識(shí)對(duì)有效動(dòng)用目標(biāo)和開發(fā)方式的優(yōu)選具有一定的指導(dǎo)意義。

1.長(zhǎng)7頁(yè)巖油地質(zhì)特征

(1)儲(chǔ)層地質(zhì)概況

研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡帶北部物源體系，陜西省定邊境內(nèi)（見圖1）。研究目的層為三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)7頁(yè)巖油儲(chǔ)層。區(qū)域沉積背景為一大型淡水內(nèi)陸湖泊深湖-半深湖相淺湖過渡的部位（圖1），長(zhǎng)7沉積期氣候溫濕，植物生長(zhǎng)茂盛，盆地經(jīng)歷了湖盆擴(kuò)張-收縮的漫長(zhǎng)過程，形成了一套自生自儲(chǔ)油巖體系，盆地沉積中心分布略呈環(huán)帶狀。晚三疊系延長(zhǎng)期沉積演化過程中，存在西北、東北、西南三大物源，沉積了巨厚的半深湖-深湖暗色泥巖，構(gòu)成該區(qū)的油源基礎(chǔ)，其后隨著基底的抬升，深湖相范圍縮小，沉積了一套三角洲前緣、扇三角洲前緣、深湖濁流和砂質(zhì)碎屑流沉積等。其中長(zhǎng)7期為湖盆的最大擴(kuò)張期，湖盆水體顏色明顯加深，發(fā)育深灰色、灰黑色泥巖及油頁(yè)巖，形成豐富的油源，是中生界重要的烴源巖分布區(qū)。致密油儲(chǔ)層雖然物性較差，但靠近油源，有優(yōu)先捕獲油氣的優(yōu)勢(shì)，具有有利成藏條件。

圖1 研究區(qū)位置圖

(2)儲(chǔ)層物性特征

據(jù)巖心資料分析（表1），新安邊油田延長(zhǎng)組長(zhǎng)72儲(chǔ)層孔隙度分布范圍3.55%～17.12%，主要分布在5.0%～11.0%，平均值7.9%，中值7.4%；滲透率分布范圍0.006mD～0.99mD，主要分布在0.04mD～0.18mD，平均值0.12mD，中值0.10mD，絕大部分樣品滲透率小于0.3mD，屬于致密砂巖儲(chǔ)層，儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)。與特低滲、超低滲儲(chǔ)層相比，致密油儲(chǔ)層物性更差，巖性更加致密。

表1 新安邊油田延長(zhǎng)組長(zhǎng)72儲(chǔ)層物性統(tǒng)計(jì)表

(3)儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)常規(guī)壓汞資料統(tǒng)計(jì)分析，新安邊油田延長(zhǎng)組長(zhǎng)72儲(chǔ)層具有排驅(qū)壓力較高（1.1976MPa～5.277MPa，平均為2.16MPa）、孔喉分選較好、中值壓力較高（3.799MPa～32.905MPa，平均為8.33MPa）、中值半徑較?。?.0224μm～0.1935μm，平均為0.09μm）的特點(diǎn)，平均最大進(jìn)汞飽和度78.04%，退汞效率為28.9%，屬小孔-微喉型孔隙組合結(jié)構(gòu)（圖2）。常規(guī)壓汞資料顯示，長(zhǎng)7致密油儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)較差，主要表現(xiàn)在儲(chǔ)層排驅(qū)壓力、中值壓力較高、喉道中值半徑較小、退汞效率低，但孔喉分選較好（圖2）。

圖2 新安邊油田延長(zhǎng)組長(zhǎng)72典型毛管壓力曲線

根據(jù)壓汞測(cè)試數(shù)據(jù)，將研究區(qū)不同類型儲(chǔ)層19塊樣品孔喉分布疊加在一起編制安83區(qū)塊長(zhǎng)7頁(yè)巖油儲(chǔ)層孔喉連續(xù)譜分布曲線（圖3）?？梢钥闯觯旅軆?chǔ)層孔喉主要分布于25nm～250nm范圍（圖3）。

圖3 安83井長(zhǎng)72層各種類型儲(chǔ)層孔喉連續(xù)譜分布曲線

納米CT掃描構(gòu)建了微米孔隙及納米喉道三維空間分布（圖4），從中可以看出長(zhǎng)7頁(yè)巖油三維儲(chǔ)集空間由多個(gè)獨(dú)立連通孔喉體積構(gòu)成了復(fù)雜孔喉網(wǎng)絡(luò)，孔隙整體上連通性差（圖4）。這一點(diǎn)也可以通過大量的掃描電鏡觀察得以證實(shí)（圖5），不但殘余粒間孔隙和粒內(nèi)溶蝕孔發(fā)育差，而且顆粒周緣被大量的粘土礦物充填，喉道不發(fā)育，孔喉之間連通性非常差。

圖4 胡196井長(zhǎng)7頁(yè)巖油儲(chǔ)層孔喉連通體積圖

圖5 安67井長(zhǎng)7頁(yè)巖油儲(chǔ)層掃描電鏡下孔喉連通關(guān)系

2.頁(yè)巖油儲(chǔ)層孔喉連續(xù)譜分布特征

(1)殘余粒間孔連續(xù)譜分布特征

殘余粒間孔在鑄體薄片鏡下特征（圖6a）（藍(lán)色有色劑）表現(xiàn)出孔隙大小基本一致，發(fā)育程度低，連通性差。殘余粒間在連續(xù)譜分布曲線上與鏡下觀察基本一致，孔徑分布比較集中，主要分布在150nm～800nm之間（圖6b），大于1000nm儲(chǔ)集空間很少。小于150nm的小空間占比也非常小。

圖6 殘余粒間孔分布特征

(2)粒內(nèi)溶蝕孔連續(xù)譜分布特征

粒內(nèi)溶蝕孔主要包括長(zhǎng)石和濁沸石內(nèi)溶蝕孔，從鑄體薄片鏡下觀察，保留了長(zhǎng)石顆粒的基本面貌（圖7a中藍(lán)色部分），溶蝕相對(duì)比較均勻，因此孔隙大小也相對(duì)集中。這一點(diǎn)也可以從粒內(nèi)溶蝕孔連續(xù)譜分布曲線得到驗(yàn)證，6塊樣品孔喉連續(xù)譜分布曲線表明（圖7b），該類儲(chǔ)層孔喉主要分布在150nm～600nm之間，大于800nm的儲(chǔ)集空間不發(fā)育，這類儲(chǔ)集空間主要是粒內(nèi)溶蝕孔。從圖7可以看出，該類孔隙類型大小相對(duì)集中。

圖7 粒內(nèi)溶蝕孔分布特征

(3)粘土礦物晶間孔連續(xù)譜分布特征

研究區(qū)長(zhǎng)7有頁(yè)巖儲(chǔ)層自生粘土礦物含量一般在15%～25%，主要為高嶺石、綠泥石和伊利石，這些自結(jié)晶的細(xì)小礦物之間形成了眾多的晶間孔，分布在骨架礦物之間，在鑄體薄片鏡下表現(xiàn)出暗紅色特征（圖8a）。通過壓汞資料編制的孔喉連續(xù)譜分布曲線可以看出，粘土礦物晶間孔一般在600nm以下，分布區(qū)間廣，集中性差（圖8b）。此類孔隙存儲(chǔ)空間小，比表面較大，吸附作用強(qiáng)，原油一般處于束縛狀態(tài)。

圖8 粘土礦物晶間孔分布特征

3.結(jié)論

（1）根據(jù)壓汞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)編制了研究區(qū)長(zhǎng)7頁(yè)巖油孔喉連續(xù)譜分布曲線，比傳統(tǒng)的壓汞曲線更形象直觀地展現(xiàn)了不同儲(chǔ)集空間大小的分布特征。這一認(rèn)識(shí)對(duì)有效動(dòng)用目標(biāo)和開發(fā)方式的優(yōu)選具有一定的指導(dǎo)意義。

（2）將鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7頁(yè)巖油儲(chǔ)層孔喉連續(xù)分布曲線劃分為三類，并與同步鑄體薄片、掃描電鏡樣品分析結(jié)合，探討主要分布區(qū)間對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)集空間成因類型，劃分出殘余粒間孔、粒內(nèi)溶孔和粘土礦物晶間孔三種主要類型。

（3）孔喉連續(xù)譜分布曲線特征與儲(chǔ)集空間成因分類結(jié)合是頁(yè)巖油儲(chǔ)層分類的有效方法，所劃分出的三種類型對(duì)有效動(dòng)用目標(biāo)和開發(fā)方式的優(yōu)選具有一定的指導(dǎo)意義。