志丹油田海子塌區(qū)長6 儲(chǔ)層特征研究

何 斌，馬 浪，宋 健

（陜西延長石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司研究院，陜西西安 710069）

志丹油田處于鄂爾多斯盆地一級構(gòu)造單元陜北斜坡的中西部，現(xiàn)今構(gòu)造為一平緩西傾單斜，延長組長6 油層組為志丹油田主力含油層段，以三角洲前緣沉積為主，油藏的主要類型為巖性油藏及構(gòu)造-巖性油藏[1-3]。隨著志丹油田進(jìn)入勘探開發(fā)后期，亟待開展油田各油區(qū)儲(chǔ)層特征的研究工作。本次研究選取海子塌油區(qū)為研究對象，主要通過利用鑄體薄片、掃描電鏡等實(shí)物資料，結(jié)合砂巖樣品物性化驗(yàn)、圖像孔隙分析毛管壓力曲線等數(shù)據(jù)，對長6 油層組儲(chǔ)層開展巖石學(xué)特征、物性特征、孔隙結(jié)構(gòu)特征等方面進(jìn)行研究，并分析了儲(chǔ)層成巖作用，為后期的高效開發(fā)提供重要依據(jù)。

1 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

1.1 巖性特征

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)83 個(gè)樣品的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示，長6 油層組的砂巖組分中，長石含量43.11%、石英含量29.84%、黑云母含量4.33%、巖屑含量10.67%、填隙物含量11.65%；采用三角形分類法判別表明，長6 油層組砂巖主要為長石砂巖（見圖1）。砂巖填隙物組成中雜基平均含量6.67%，主要為水云母和綠泥石；膠結(jié)物平均含量為4.47%。主要有鐵方解石、鐵白云石和硅質(zhì)，分別占3.29%、0.4%和0.78%（見圖2）。儲(chǔ)層巖石長石含量較高，可見具有成分成熟度低的特點(diǎn)。

圖1 長6 油層組砂巖分類三角圖

圖2 砂巖顆粒及填隙物組成百分含量直方圖

1.2 結(jié)構(gòu)特征

通過砂巖粒度分析及薄片鑒定可見砂巖主體為細(xì)砂巖，研究區(qū)長6 油層組儲(chǔ)層粗砂含量為0%、中砂含量占0.64%、細(xì)砂含量占86.18%、粉砂含量占12.32%、黏土含量占1.08%。顆粒結(jié)構(gòu)特征分選中等－好，磨圓度為次棱－次圓狀，支撐方式以顆粒支撐為主；顆粒之間點(diǎn)－線接觸，膠結(jié)類型以薄膜－孔隙式、孔隙式和薄膜式為主，具有結(jié)構(gòu)成熟度較高的特征（見圖3a，圖3b）。

圖3 研究區(qū)長6 儲(chǔ)層鏡下結(jié)構(gòu)特征

1.3 物性特征

通過對研究區(qū)長6 油層組16 口井188 塊樣品進(jìn)行化驗(yàn)資料分析統(tǒng)計(jì)，長6 儲(chǔ)層孔隙度最大值為14.7%，最小值為4.1%，平均值為8.6%，孔隙度集中分布在6%～12%，占樣品總數(shù)的88.3%（見圖4）；滲透率（水平滲透率）最大值為2.74 mD，最小值為0.12 mD，平均值為0.28 mD；滲透率主要集中在0.1～0.5 mD 區(qū)間段，占樣品總數(shù)的83.9%（見圖5）。數(shù)據(jù)表明，研究區(qū)長6 儲(chǔ)層主體屬于低孔隙度、特低滲透率儲(chǔ)層。

圖4 長6 油層砂巖孔隙度頻率分布直方圖

圖5 長6 油層砂巖滲透率頻率分布直方圖

孔隙度與滲透率呈較好的線性相關(guān)關(guān)系，表現(xiàn)為滲透率隨孔隙度的增加而增大，表明儲(chǔ)層屬于孔隙型儲(chǔ)層（見圖6）。

圖6 長6 油層組砂巖孔隙度-滲透率交會(huì)圖

2 儲(chǔ)層孔隙特征

2.1 孔隙類型

根據(jù)巖石掃描電鏡的觀察分析，長6 油層組以原生孔隙為主，次生孔隙為輔，同時(shí)存在少量裂隙孔的特征?？紫额愋椭饕惺Ｓ嗔ｉg孔隙、溶蝕粒間孔隙、粒內(nèi)溶孔、裂隙孔。其中剩余粒間孔最發(fā)育（見圖7a），占總面孔率44.2%～57.2%。其次是溶蝕粒間孔隙、溶蝕粒內(nèi)孔隙、自生礦物晶間微孔形成的次生孔隙，占總面孔率29.7%～39.4%。溶蝕粒間孔隙溶解組分主要為長石與方解石，此外有云母、巖屑、綠泥石等，其中長石溶蝕粒內(nèi)孔隙區(qū)內(nèi)較發(fā)育（見圖7b）。可見溶蝕粒內(nèi)孔隙與溶蝕粒間孔隙連通，形成較好的儲(chǔ)集空間，其中部分與剩余粒間孔相連，加強(qiáng)了喉道連通性[4]。自生礦物晶間微孔隙主要為自生伊利石或伊/蒙混層礦物的晶間微孔隙，孔喉半徑很小。

圖7 研究區(qū)長6 孔隙結(jié)構(gòu)類型

2.2 孔喉結(jié)構(gòu)特征

通過對研究區(qū)樣品砂巖圖像孔隙分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，長6 砂巖孔隙直徑平均為50 μm 左右，主頻分布20～70 μm，占總樣品數(shù)的81.7%，表現(xiàn)為中-小孔隙；孔喉直徑分布平均0.155 μm 左右，主頻在0.1～0.2 μm，占到87%，屬于微喉道（見表1）。參考前人分類標(biāo)準(zhǔn)[5，6]，研究區(qū)儲(chǔ)層以小孔隙－微喉道類型儲(chǔ)層為主，其次為小孔隙－微細(xì)喉道類型儲(chǔ)層。

表1 研究區(qū)長6 油層組砂巖孔喉結(jié)構(gòu)特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

研究區(qū)砂巖樣品孔滲毛管壓力數(shù)據(jù)（見表2）分析中，儲(chǔ)層排驅(qū)壓力均值為5.538 MPa、中值壓力均值為18.229 MPa、孔喉中值半徑均值為0.059 μm、最大汞飽和度均值為59.5%、退汞效率均值為28.9%，表明儲(chǔ)層總體上具有排驅(qū)壓力低、分選較差、孔喉連通性差，孔隙結(jié)構(gòu)非均質(zhì)性差的特點(diǎn)。

表2 研究區(qū)長6 油層組巖心壓汞曲線特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

3 儲(chǔ)層成巖作用影響

3.1 壓實(shí)作用

研究區(qū)長6 油層組埋深在1 320～1 780 m 深度范圍內(nèi)，受到上覆巖層的壓力，造成顆粒間接觸關(guān)系變緊，物性變差。通過分析研究區(qū)巖石薄片、鑄體薄片資料發(fā)現(xiàn)：在機(jī)械壓實(shí)作用下，儲(chǔ)層表現(xiàn)為顆粒的定向緊密排列，顆粒之間呈現(xiàn)點(diǎn)-線接觸，顆粒間喉道半徑縮小；同時(shí)，在化學(xué)壓實(shí)作用下，表現(xiàn)為石英次生加大、方解石等成巖礦物和黏土礦物的形成，造成了顆粒間的線狀接觸。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，顆粒間點(diǎn)接觸占到27.6%，點(diǎn)-線接觸占到53.7%，線接觸為18.7%，屬于中等壓實(shí)，總體上在機(jī)械壓實(shí)和化學(xué)壓實(shí)的共同作用下，使儲(chǔ)層孔隙減小和滲透率變差。

3.2 膠結(jié)作用

研究區(qū)長6 儲(chǔ)層中膠結(jié)作用十分普遍，膠結(jié)作用以方解石膠結(jié)為主，其次為泥質(zhì)膠結(jié)，而硅質(zhì)膠結(jié)較少。通過薄片鏡下觀察可以看到強(qiáng)烈的鐵方解石膠結(jié)現(xiàn)象，呈點(diǎn)狀、連晶狀膠結(jié)顆粒，方解石膠結(jié)作用使巖石致密，使物性變差。同時(shí)也存在著次生石英充填剩余粒間孔隙現(xiàn)象（見圖8（a）），以及伊利石、伊蒙混層、綠泥石等自生黏土礦物充填孔隙（見圖8（b）、圖8（c）、圖8（d））。黏土礦物膠結(jié)物很大程度上降低了砂巖物性，特別對滲透率降低影響更大。

圖8 研究區(qū)長6 油層組膠結(jié)類型顯微照片

通過統(tǒng)計(jì)分析表明，研究區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖含量與孔隙度、滲透率存在明顯的負(fù)相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)碳酸鹽巖含量小于10%時(shí)，滲透率平均值為0.12 mD；當(dāng)碳酸鹽巖含量大于10%時(shí)，滲透率下降大于50%，平均值僅為0.048 mD（見圖9）。因此，碳酸鹽膠結(jié)是研究區(qū)孔隙度、滲透率變差的最主要原因之一，碳酸鹽含量越高，膠結(jié)作用越強(qiáng)，物性越差[7]。

圖9 長6 油層組滲透率與碳酸鹽含量關(guān)系圖

3.3 溶蝕作用

研究區(qū)長6 油層組砂巖溶蝕作用比較強(qiáng)烈，對儲(chǔ)層物性改善有一定的建設(shè)性作用。常見的溶蝕作用有粒間溶蝕作用，即對泥質(zhì)巖屑、雜基以及自生黏土的溶蝕，這種溶蝕作用有利于擴(kuò)大粒間孔隙[8，9]；對長石顆粒的溶蝕作用，形成粒內(nèi)溶孔（見圖7b），溶?？咨僖?。成巖后期的溶蝕作用產(chǎn)生了大量次生孔隙，才使砂巖的孔隙度、滲透率得到一定的恢復(fù)。

4 結(jié)論

（1）研究區(qū)長6 油層組儲(chǔ)層主要巖石類型為灰色長石細(xì)砂巖，雜基以水云母為主，膠結(jié)物主要是鐵方解石，具有低成分成熟度、高結(jié)構(gòu)成熟度的特點(diǎn)。

（2）巖石孔隙以剩余粒間孔隙最為發(fā)育，其次是溶蝕孔隙?？紫督Y(jié)構(gòu)以小細(xì)孔隙－微喉道類型為主，物性較差，儲(chǔ)集空間以孔隙為主，屬于低孔隙度、特低滲透率儲(chǔ)層的孔隙型儲(chǔ)層。

（3）研究區(qū)儲(chǔ)層的成巖作用主要有壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、溶蝕作用。壓實(shí)作用程度中等，膠結(jié)作用以方解石膠結(jié)為主造成了儲(chǔ)層致密，降低儲(chǔ)層物性，而溶蝕作用對巖石顆粒的溶蝕產(chǎn)生的粒間孔隙、粒內(nèi)孔隙改善了儲(chǔ)層物性。