鄂爾多斯盆地合水地區(qū)長81儲層特征與評價

油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長江大學(xué))長江大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430100 (中石油長慶油田分公司第二采油廠，甘肅 慶城 745100) 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長江大學(xué)) 長江大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430100

鄂爾多斯盆地是一個穩(wěn)定沉降、多旋回的克拉通盆地，構(gòu)造背景簡單，地層傾角一般不足1°[1，2]。受印支運(yùn)動影響，盆地內(nèi)發(fā)育典型的陸源碎屑巖沉積體系，長8油層組沉積期處于湖盆進(jìn)一步拗陷和擴(kuò)張的過程中，以發(fā)育湖泊和三角洲沉積為主[3，4]。

圖1 合水地區(qū)長81儲層砂巖分類三角圖

長8油層組油氣資源豐富，其上部的長81油層近年來逐漸成為鄂爾多斯盆地的主力產(chǎn)層之一[5～8]，加深長81儲層宏觀特征和微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，對提高勘探和開發(fā)效率具有重要意義。

合水地區(qū)位于鄂爾多斯盆地西南部，在長81油層沉積時期為盆地沉積的中心[9]，物源主要來自西南和南部，沉積物粒度較細(xì)，以形成三角洲前緣亞相為主，水下分流河道砂體是主要的儲集體，大致沿西南向東北方向呈片狀或條帶狀推進(jìn)，區(qū)內(nèi)地層厚度約30～50m[10～12]。

1 儲層巖石學(xué)特征

研究區(qū)長81儲層的巖石類型主要以巖屑長石砂巖為主，長石巖屑砂巖和長石砂巖次之(見圖1)；砂巖以極細(xì)-細(xì)粒結(jié)構(gòu)為主，粒徑主要分布在0.1～0.25mm。顆粒分選中等，磨圓中等，主要呈次棱角狀。顆粒間以點(diǎn)-線接觸為主，基本見不到凹凸接觸和縫合線接觸，孔隙式膠結(jié)占大部分，總體呈現(xiàn)中等壓實(shí)強(qiáng)度。

通過薄片觀察，長81儲層砂巖碎屑成分中，石英、長石、巖屑的體積分?jǐn)?shù)大致相同，分別為29.3%、30.7%和25.7%；填隙物種類繁多，主要以黏土和碳酸鹽為主，自生黏土膠結(jié)物中水云母和綠泥石為主要成分，碳酸鹽膠結(jié)物主要為鐵方解石，鐵白云石次之。

2 儲層物性特征

對研究區(qū)長81儲層的砂巖樣品進(jìn)行常規(guī)物性測試結(jié)果表明，孔隙度為3.32%～13.92%，集中分布于6%～8%，其中大于10%的樣品只分布于西部局部地區(qū)；滲透率為0.01～2.87mD，集中分布于0.3～0.5mD，其中大于0.5mD的樣品主要分布于板橋、合水一帶。結(jié)合石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[13]判斷，長81儲層屬于低孔-特低孔、特低滲-超低滲儲層，孔隙度與滲透率之間呈指數(shù)型相關(guān)，孔隙度越好，滲透率也呈現(xiàn)出逐漸變好的趨勢(見圖2)。

圖2 合水地區(qū)長81儲層孔隙度-滲透率相關(guān)關(guān)系圖

3 儲層微觀孔隙特征

圖3 合水地區(qū)長81儲層微觀孔隙類型圖

3.1 儲集空間類型

掃描電鏡分析結(jié)果表明，研究區(qū)長81儲層的孔隙主要有粒間孔、長石溶孔、巖屑溶孔、粒間溶孔、晶間孔、微裂隙等幾種類型，其中以粒間孔(見圖3(a))和長石溶孔(見圖3(b))為主要的儲集空間，面孔率較低。由于綠泥石膜較發(fā)育(見圖3(c))，有效地保護(hù)了粒間孔[14]，從而形成了以粒間孔為主的有利的孔隙組合類型，而較差孔隙常伴隨著自生鐵方解石和鐵白云石等碳酸鹽膠結(jié)物的充填(見圖3(d))。

3.2 孔隙結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)壓汞測試得到的曲線形態(tài)和相關(guān)參數(shù)特征，將儲層孔隙結(jié)構(gòu)細(xì)分為3類。

1)Ⅰ類主要為粒間孔類，其孔隙結(jié)構(gòu)較粗，壓汞試驗(yàn)時所需的排驅(qū)壓力和中值壓力均較小，具有明顯的平臺段，分選良好，進(jìn)汞飽和度最大可達(dá)到95%以上，退汞效率較高(見圖4(a))，是研究區(qū)滲流能力最好的一類孔隙類型。

2)Ⅱ類主要為粒間孔-溶孔類，以長石溶孔最為常見。該類孔隙直徑較大，但膠結(jié)和充填作用明顯，連通能力相對減弱，平臺段縮短，排驅(qū)壓力和中值壓力增大，最大進(jìn)汞飽和度顯著降低，僅為75%左右，滲流能力大大降低(見圖4(b))，在研究區(qū)廣泛發(fā)育，是最主要的儲集類型。

3)Ⅲ類主要為晶間孔和微孔類，多發(fā)育于黏土礦物之中，排驅(qū)壓力和中值壓力高，分選差，最大進(jìn)汞飽和度最大只有50%左右，試驗(yàn)中有大量殘余汞未能退出(見圖4(c))，連通能力和滲流能力均較弱。

圖4 合水地區(qū)長81儲層壓汞曲線特征及分類圖

4 非均質(zhì)性特征

4.1 層內(nèi)非均質(zhì)性

4.2 層間非均質(zhì)性

4.3 平面非均質(zhì)性

研究區(qū)長81儲層平面上砂體大致呈南西-北東向展布，基本平行于物源方向，河道交錯縱橫，滲透率在平面上變化交大，呈現(xiàn)出較強(qiáng)的平面非均質(zhì)性[15]，順物源方向總體上呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，砂體厚度大的區(qū)域滲透性總體較好，反之，砂體厚度薄的地方滲透性較差。

5 儲層分類與評價

5.1 儲層分類標(biāo)準(zhǔn)

參考前人研究成果及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[16～18]，結(jié)合區(qū)內(nèi)儲層實(shí)際情況，選取砂層厚度、沉積微相、孔隙度、滲透率、孔隙組合、含油飽和度、變異系數(shù)等參數(shù)作為區(qū)分儲層類別的評價標(biāo)準(zhǔn)，將研究區(qū)長81儲層分為3類，即Ⅰ類優(yōu)質(zhì)儲層、Ⅱ類較好儲層和Ⅲ類一般儲層(見表1)。

表1 合水地區(qū)長81儲層綜合分類標(biāo)準(zhǔn)

圖5 合水地區(qū)長81儲層綜合評價圖

5.2 儲層綜合評價

根據(jù)分類評價標(biāo)準(zhǔn)，研究區(qū)長81儲層主要為Ⅱ類，Ⅲ類次之，Ⅰ類只在局部地區(qū)發(fā)育(見圖5)。

Ⅰ類儲層發(fā)育于水下分流河道中心的局部地區(qū)，呈土豆?fàn)罘植?，砂體厚度大(>15m)，儲集空間為粒間孔，物性最好，孔隙度大于12%，滲透率大于0.5mD，含油飽和度一般在60%以上，非均質(zhì)性相對較弱，滲流能力突出。

Ⅱ類儲層多位于水下分流河道的主水道，是研究區(qū)最主要的儲集類型，呈條帶狀和片狀展布，砂體厚度一般為10～15m，儲層中粒間孔和溶孔同時存在，溶孔主要為長石溶孔和巖屑溶孔，具有一定的孔隙直徑。隨著孔隙中碳酸鹽膠和黏土膠結(jié)物含量增加，物性變差，孔隙度在10%～12%，滲透率為0.3～0.5mD，含油飽和度一般為50%～60%，非均質(zhì)性中等，整體表現(xiàn)出較好的儲集能力和滲流特征。

Ⅲ類儲層主要位于水下分流河道側(cè)翼和邊部，多呈條帶狀展布，砂體厚度一般小于10m，儲集空間主要為粒間溶孔和微孔，還存在少量的晶間孔，泥質(zhì)和物性夾層相較于Ⅰ類和Ⅱ類儲層有明顯增加，孔隙度損失嚴(yán)重，一般為8%～10%，滲透率低至0.1～0.3mD，含油飽和度為40%～50%，非均質(zhì)性強(qiáng)，滲流特性和儲集性能都較差。

6 結(jié)論

1)合水地區(qū)長81儲層巖石類型主要為巖屑長石砂巖，其次為長石巖屑砂巖和長石砂巖，粒度為極細(xì)-細(xì)粒，顆粒間點(diǎn)-線接觸為主，分選磨圓中等，遭受中等程度壓實(shí)，常見黏土和碳酸鹽礦物膠結(jié)，屬典型的低孔-特低孔、特低滲-超低滲儲層。

2)合水地區(qū)長81儲層以粒間孔和長石溶孔為主要的儲集空間，面孔率低，共發(fā)育3種孔隙結(jié)構(gòu)類型，Ⅱ類孔隙結(jié)構(gòu)是最主要的類型。

3)合水地區(qū)長81儲層非均質(zhì)性較強(qiáng)。層內(nèi)滲透率特征以復(fù)合韻律為主，夾層發(fā)育頻繁；小層間廣泛發(fā)育隔層，分層系數(shù)較大；平面上砂體復(fù)雜交錯，砂體厚度與滲透率呈正相關(guān)關(guān)系。

4)合水地區(qū)長81油層共發(fā)育3類儲層，其中Ⅱ類儲層發(fā)育最廣，砂體厚度一般為10～15m，物性相對較差，非均質(zhì)性適中，具較好的儲集能力和滲流特征。