鄂爾多斯盆地周家灣地區(qū)延長組長8油層組儲層特征研究

閆旭光，弓虎軍，袁凱濤

(西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系/大陸動力學(xué)國家重點實驗室，陜西西安710069)

鄂爾多斯盆地周家灣地區(qū)地理上位于陜西省吳起縣境內(nèi)，大地構(gòu)造位置處于鄂爾多斯盆地一級構(gòu)造單元－伊陜斜坡的中部，西臨天環(huán)拗陷。上三疊統(tǒng)延長組鄂爾多斯盆地在持續(xù)拗陷及穩(wěn)定沉降的過程中沉積了一套河流－湖泊相陸源碎屑巖［1］。研究區(qū)延長組沉積類型以三角洲－湖泊沉積體系為主，主要發(fā)育三角洲前緣的沉積，研究區(qū)長8油層組屬三角洲前緣沉積環(huán)境，有利儲集砂體主要為水下分流河道沉積，砂體厚度較大，但儲層砂體物性較差，屬于低孔－特低滲儲層，因此充分認(rèn)識本區(qū)的儲集特征對于進(jìn)一步開發(fā)本地區(qū)的油氣資源具有重要的現(xiàn)實意義。本文通過對研究區(qū)長8油層組巖石學(xué)特征、物性特征及儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征等進(jìn)行系統(tǒng)分析，總結(jié)研究區(qū)長8儲層的特征，為研究區(qū)及類似油層的深入勘探和開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 儲層巖石學(xué)特征

周家灣地區(qū)延長組長8儲層砂巖以長石砂巖及巖屑長石砂巖為主(圖1)。長8油層組石英含量22.35% ～32.93%之間，均值 27.38% ，長石含量 14.98% ～55.49%，均值 35.00%，巖屑含量18.90% ～48.82%，均值37.62%。顆粒分選中等 － 好，圓度為次棱。膠結(jié)類型以孔隙型、孔隙－薄膜型、孔隙－加大型為主。填隙物成分主要為綠泥石、方解石、鐵方解石等，平均含量為17.63%(表1)。

圖1 長8砂巖分類三角圖

表1 周家灣地區(qū)儲層礦物成分及填隙物含量統(tǒng)計表

2 儲層物性特征

通過對研究區(qū)長8油層組砂巖樣品物性參數(shù)統(tǒng)計分析，結(jié)果表明:長8油層組孔隙度分布范圍在3.2% ～17.0%之間，平均孔隙度為8.4%，滲透率分布范圍在0.15 ×10－3μm2～ 6.19 ×10－3μm2之間，平均滲透率為 0.49 ×10－3μm2。孔隙度分布直方圖(圖2)表明孔隙度值基本呈單峰型分布，主峰值在6% ～12%之間。滲透率分布直方圖(圖3)表明滲透率的頻率分布呈單峰型，主峰位于0.15 ×10－3μm2～0.50 ×10－3μm2之間。長 8儲層屬特低孔隙度，特低滲透率儲層。

圖2 長8儲層孔隙度直方圖

圖3 長8儲層滲透率直方圖

3 儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征

3.1 孔隙類型

根據(jù)鑄體薄片和掃描電鏡觀察分析，研究區(qū)延長組長8砂巖儲集層的孔隙類型主要有原生孔隙，和次生孔隙兩大類，其中原生孔隙主要包括粒間孔隙(圖4)、基質(zhì)內(nèi)微孔隙、礦物解理縫等，次生孔隙則包括粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、晶間孔隙及殘余粒間孔(圖5)等。

圖4 發(fā)育的粒間孔(周長7 井，2157.66 ～2157.80)

圖5 次生粒內(nèi)溶孔(周長22 井，2147.56 ～2147.68m)

通過分析可知研究區(qū)長8儲層原生孔隙以殘余原生粒間孔、長石溶孔為主。長8儲層平均粒間孔為1.17%，平均長石溶孔為0.83%，平均巖屑溶孔為0.10%，平均晶間孔0.53%，平均面孔率為2.63%。

3.2 孔隙結(jié)構(gòu)特征

通過對研究區(qū)8口樣井的壓汞資料分析，長8油層組排驅(qū)壓力為0.82 ～6.02 Mpa，均值為 4.71 MPa，中值壓力為 3.57 ～38.49 Mpa，均值為 4.95 Mpa，中值半徑 0.16 μm，屬細(xì)、微細(xì)喉道，喉道分選系數(shù)0.847 9，均值系數(shù)13.79，變異系數(shù)0.06，孔隙結(jié)構(gòu)屬小孔微細(xì)喉型。研究區(qū)長8油層組排驅(qū)壓力等參數(shù)表明:長8儲層中大孔隙喉道較少、孔喉分選性較差、儲層儲集性較差，不利于流體運(yùn)移聚集［2－4］。

4 儲層分類與評價

本文根據(jù)儲層宏觀的特征(主要為孔隙度和滲透率)、微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征(排驅(qū)壓力、孔隙喉道均值等)以及儲層的沉積相帶及儲層砂巖的成巖作用等特征，綜合考慮前人對鄂爾多斯盆地延長組砂巖儲層分類評價的研究，在此我們將采用延長油田儲層分類評價標(biāo)準(zhǔn)表(表2)對研究區(qū)儲層進(jìn)行分類評價。

通過對研究區(qū)儲層孔隙類型、孔喉結(jié)構(gòu)及儲層物性的分析，參照儲層分類評價標(biāo)準(zhǔn)表［5］可知，研究區(qū)延長組主要勘探目的層長8儲層主要為Ⅲ類既有Ⅲa類又有Ⅲb類儲層，長8三角洲前緣分流河道砂體以Ⅲb類儲層為主。Ⅲ類儲層一般為有效儲層;Ⅳ儲層大部分為非有效儲層，若有裂縫帶發(fā)育，也可形成有效儲層。

5 儲層物性影響因素分析

控制儲層發(fā)育的主要因素是沉積因素、成巖作用和構(gòu)造運(yùn)動的改造。它們對儲層的控制是相互聯(lián)系的，但作用又各不相同。

5.1 沉積相帶對儲層物性的影響

沉積作用是控制儲層的地質(zhì)基礎(chǔ)［6］，不同的沉積微相形成不同的砂體類型。周家灣地區(qū)延長組主要沉積相帶是辮狀河三角洲前緣和湖泊相沉積。研究區(qū)延長組長8發(fā)育有辮狀河三角洲沉積體系中沉積物性較好的相帶－水下分流河道及席狀砂壩，分流河道、席狀砂壩的主體部位砂體厚，物性條件好，向兩側(cè)地區(qū)物性變差。此外，沉積作用對儲層砂巖的孔滲性也有影響。砂巖原始的孔滲性主要受巖石的粒度、分選、磨圓、排列方式及其含量等結(jié)構(gòu)因素控制，其它條件一致的情況下，顆粒分選程度越好，抗壓性愈強(qiáng)，孔隙度越高。

表2 鄂爾多斯盆地中生界碎屑巖儲集層分類評價標(biāo)準(zhǔn)表［5］

5.2 成巖作用對儲層物性的影響

成巖作用是影響儲集層物性的主要因素之一。成巖作用與成巖相對孔隙空間的大小及分布狀況有很大的影響，一方面壓實、膠結(jié)等作用使巖石的粒間孔大大降低，另一方面溶蝕、破裂等成巖作用又一定程度上改善了儲層的物性。研究區(qū)延長組長8油層組儲集巖，不僅成巖作用類型復(fù)雜，而且在埋藏成巖過程中還受到多種成巖作用的影響。這些因素同時也影響著儲集巖原生孔隙的或保存或破壞及次生孔隙的發(fā)育。研究區(qū)存在的成巖作用主要有壓實作用、膠結(jié)作用及溶解作用等。

1)研究區(qū)長8主要發(fā)育機(jī)械壓實作用。壓實作用的強(qiáng)度與埋藏深度呈指數(shù)關(guān)系，隨著埋藏深度的增大，壓實作用越強(qiáng)，顆粒間的接觸方式發(fā)生改變，顆粒由點接觸向線接觸、面接觸及凸凹接觸轉(zhuǎn)變，巖石逐漸致密化，孔隙損失嚴(yán)重。研究區(qū)長8儲層壓實作用主要表現(xiàn)為:(1)塑性顆粒變形:云母、泥質(zhì)巖屑等柔性顆粒受壓彎曲;(2)脆性顆粒破碎:石英、長石等脆性顆粒受壓破裂。因此，壓實作用是造成研究區(qū)砂巖原生孔隙大量喪失的主要原因。

2)膠結(jié)作用是研究區(qū)另一個重要的成巖作用。膠結(jié)物含量增加會封堵顆粒間的孔隙，導(dǎo)致巖石孔隙度降低。研究區(qū)膠結(jié)物主要由碳酸鹽礦物(方解石和鐵方解石)構(gòu)成。方解石和鐵方解石充填于孔隙中，造成大量孔隙堵塞，將大大降低儲層孔隙度和滲透性。

此外，自生粘土礦物常占據(jù)有效孔隙空間降低儲集層的物性。研究區(qū)儲集巖中的自生粘土礦物綠泥石常呈薄膜狀附著在成巖礦物碎屑周圍，或成片狀晶體生長進(jìn)入孔隙空間并封閉孔隙，造成儲層孔隙度降低。但是，當(dāng)綠泥石薄膜沿孔隙壁發(fā)育時，則能穩(wěn)定巖石骨架顆粒的位置，提高巖石骨架顆粒的抗壓能力，從而使各類孔隙不再因壓實作用而顯著減少。

3)溶解作用改善研究區(qū)的儲滲條件。在延長組沉積時，長7油層組是主要的生油巖，油氣生成過程中，當(dāng)進(jìn)入生烴門限之后，隨著油氣的形成、運(yùn)移，大量的有機(jī)酸排出，并進(jìn)入鄰近的砂巖儲層中，溶蝕鄰近儲層砂巖中的碎屑顆粒。鑄體薄片分析統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)長8油層組中的溶蝕現(xiàn)象發(fā)育，究其原因，有機(jī)酸溶解作用造成了研究區(qū)長8儲層的溶蝕，并產(chǎn)生一定量的次生溶蝕孔隙，包括粒間溶蝕孔(圖6)及碎屑顆粒粒內(nèi)溶孔、長石溶孔、碳酸鹽巖晶間孔、巖屑孔隙(圖7)、膠結(jié)物溶蝕孔隙等。因此，溶蝕作用對研究區(qū)長8儲層的儲集性能起到建設(shè)性作用，為改善儲層有一定的貢獻(xiàn)。

圖6 粒間溶蝕孔(周長 7 井，2 157.66 －2 157.80 m)

圖7 巖屑溶孔(周長10 井，2 116.06 －2 116.22 m)

6 結(jié)語

(1)鄂爾多斯盆地周家灣地區(qū)延長組主產(chǎn)油層長8油層組為三角洲前緣水下分流河道沉積，巖石類型主要為長石砂巖及巖屑長石砂巖為主。孔隙類型主要有原生粒間孔、次生粒間孔、粒間孔、基質(zhì)內(nèi)微孔隙、礦物解理縫、粒內(nèi)溶孔及長石溶孔等?？紫斗诌x及連通較差，主要為?。?xì)孔、細(xì)－微細(xì)孔喉型。周家灣地區(qū)長8儲層屬于低孔－特低滲儲層。

(2)對本區(qū)研究表明，沉積作用、成巖作用是制約儲層物性的主要因素。壓實和膠結(jié)作用是導(dǎo)致儲性物性變差的最主要原因;而溶解作用對改善砂巖儲層的儲集性能起到了建設(shè)性的作用。周家灣地區(qū)長6、長8發(fā)育水下分流河道及河口壩砂體，為主力產(chǎn)層。

［1］陳全紅，李文厚等.鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長組深湖沉積與油氣聚集意義［J］.中國科學(xué) D 輯，2007，37(增刊):40－48.

［2］應(yīng)鳳祥，羅平.中國含油氣盆地碎屑巖儲集層成巖作用與成巖數(shù)值模擬［M］.北京:石油工業(yè)出版社，2004.

［3］常興浩，王廷賓等.大牛地氣田下石盒子組儲層特征［J］.天然氣工業(yè)，2004，24(11):19 －21.

［4］陳小梅.鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)徑地區(qū)延長組長6、長8油層組儲層特征研究［J］.石油地質(zhì)與工程，2007，21(6):29 －32.

［5］趙靖舟，吳少波等.論低滲透儲層的分類與評價標(biāo)準(zhǔn)－以鄂爾多斯盆地為例［J］.巖性油氣藏，2007，19(3):28－31

［6］吳勝和，熊琦華.油氣儲層地質(zhì)學(xué)［M］.北京:石油工業(yè)出版社，1998