安塞油田王窯地區(qū)長儲層物性研究

王 芳，張春生，肖夢華，李 莉，趙恩璋

（1.長江大學油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室；2.中國石化河南油田研究院）

0 引言

鄂爾多斯盆地伊陜斜坡為微向西傾斜的單斜構(gòu)造，斜坡上構(gòu)造活動很微弱，地層產(chǎn)狀平緩，地層傾角小于1°，平均坡降8～10 m/km，三疊系發(fā)育大致由東向西傾沒的低幅鼻隆構(gòu)造［1］。安塞油田位于王窯鼻隆之上，油層平均厚度12.0 m，平均孔隙度13.7%，平均滲透率2.29 mD，原始地層壓力9.1 MPa，壓力系數(shù) 0.7～0.8，屬低滲、低壓、低產(chǎn)且地面條件又極差的邊際油田［1］。

1 儲層特征

1.1 儲層巖石學特征

根據(jù)大量巖心鑄體薄片分析，安塞油田王窯地區(qū)儲層巖石類型單一，主要為中—細粒長石砂巖，石英含量18.19%～24.2%，平均21.52%；長石含量43.5%～56.4%，平均49.96%；碎屑組分以斜長石和石英為主。長儲層砂巖中雜基含量較低，一般為3%～10%；膠結(jié)物主要為黏土礦物、碳酸鹽、次生石英和長石等，其中濁沸石是長儲層最具特色的膠結(jié)物。

1.2 儲層孔隙類型

研究區(qū)儲集層孔隙類型有原生粒間孔隙（殘余粒間孔隙）、溶蝕粒間孔隙、溶蝕粒內(nèi)孔隙、微孔隙和微裂隙等，其中溶蝕粒間孔隙、殘余粒間孔隙和溶蝕粒內(nèi)孔隙是最主要的孔隙類型［2］。

1.2.1 原生粒間孔隙

原生粒間孔隙（殘余粒間孔隙）是指綠泥石呈薄膜狀包繞碎屑顆粒后剩余的粒間孔隙。區(qū)內(nèi)原生粒間孔隙主要分布在富綠泥石的砂巖中，面孔率一般小于1%，最大為3.1%，平均為0.59%，占總孔隙體積的12.1%?？紫抖喑使铝?，連通性差，大部分被濁沸石、方解石、綠泥石和石英充填（圖版Ⅰ-1）。

1.2.2 溶蝕粒間孔隙

溶蝕粒間孔隙是研究區(qū)最主要的孔隙類型，主要有濁沸石溶蝕、長石溶孔和巖屑溶孔。溶蝕粒間孔隙面孔率最大可達7%，平均為3.05%，占總孔隙體積的73.31%。其中，濁沸石溶孔面孔率最高可達6%，平均為2.21%，長石溶孔也較為發(fā)育，約占溶蝕粒間孔隙的1/4左右（圖版Ⅰ-2）。

1.2.3 溶蝕粒內(nèi)孔隙

溶蝕粒內(nèi)孔隙是顆粒和晶體內(nèi)部被部分或全部溶蝕而形成的次生孔隙，包括顆?；颈煌耆芪g而形成的鑄?？?。區(qū)內(nèi)最常見的是長石溶蝕形成的粒內(nèi)孔隙。粒內(nèi)溶蝕孔隙面孔率一般為0～2%，最高為2.8%，平均為0.51%，占總孔隙體積的10.74%。

1.2.4 微孔隙

微孔隙主要指自生膠結(jié)物中存在的晶間孔隙。此類孔隙雖然細小，然而一旦與其它類型孔隙相連通，則會產(chǎn)生積極的作用。區(qū)內(nèi)有黏土雜基類微孔隙（圖版Ⅰ-3）。

1.2.5 微裂隙

微裂隙在研究區(qū)較常見，對儲層的物性有改善的作用［3］。根據(jù)對研究區(qū)及鄰區(qū)長儲層的研究發(fā)現(xiàn)，砂巖儲層內(nèi)部發(fā)育有大量小規(guī)模的裂隙（圖版Ⅰ-4）。

1.3 儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征

儲層的孔隙結(jié)構(gòu)一般通過排驅(qū)壓力、飽和度中值毛管壓力、孔喉均值、孔喉分選系數(shù)、退汞效率等一系列特征參數(shù)來表征（表1）。通過對長儲層多塊典型樣品進行壓汞分析可知：大部分樣品中值壓力在1.24～5.8 MPa，表明長儲層儲集巖巖性致密，儲層滲流能力非常弱；孔喉分選性變化較大，在0.1～3.1，說明相對好的儲層分選系數(shù)大，而相對差的儲層分選系數(shù)?。豢缀砭递^小，孔喉半徑一般為0.05～1.52 μm，屬中—低孔細喉型儲層。

表1 王窯地區(qū)長儲層部分取心樣品壓汞數(shù)據(jù)Table 1 Mercury penetration data of parts of the core samples of Changreservoir in Wangyao area

表1 王窯地區(qū)長儲層部分取心樣品壓汞數(shù)據(jù)Table 1 Mercury penetration data of parts of the core samples of Changreservoir in Wangyao area

井號 深度/m 孔喉半徑均值/μm 孔喉分選系數(shù)/μm 排驅(qū)壓力/MPa 中值壓力/MPa 退汞效率/% 均質(zhì)系數(shù)W10-18 1 252.10 0.35 2.25 0.71 3.63 30.89 0.08 W10-15 1 272.00 0.41 2.18 0.51 2.71 34.11 0.10 W10-14 1 291.05 0.42 2.63 0.51 3.42 27.00 0.10 W12-19 1 258.80 0.67 0.53 0.28 3.75 31.28 0.18 W12-20 1 227.29 0.73 2.47 0.31 1.52 26.95 0.17 W13-17 1 278.85 0.78 0.63 0.24 3.41 33.30 0.18 W8-22 1 302.75 0.75 2.25 0.31 1.75 25.99 0.16 W7-18 1 192.48 0.78 2.81 0.31 2.06 22.80 0.19 W22-11 1 303.11 0.19 0.13 1.08 5.84 24.79 0.18 W21-8 1 308.44 0.98 0.75 0.21 2.45 30.91 0.18 W21-15 1 293.81 0.63 3.27 0.48 2.56 36.84 0.45 W21-18 1 234.49 1.01 5.64 0.34 0.84 27.36 0.45 W20-21 1 276.29 1.02 5.76 0.34 1.54 27.48 0.45 W20-18 1 332.10 0.25 1.02 1.33 7.52 29.88 0.69 W14-27 1 277.00 2.10 2.95 0.08 1.29 21.59 0.66 W15-24 1 311.45 0.09 0.23 4.35 11.32 18.30 0.85 W19-9 1 321.30 0.14 0.34 2.45 12.56 39.60 1.08

圖1 王窯地區(qū)長儲層壓汞及平均壓汞毛管壓力曲線圖Fig.1 The curves of mercury penetration and average mercury penetration of Changreservoir in Wangyao area

1.4 儲層物性特征

圖2 王窯地區(qū)長儲層孔隙度（左）、滲透率（右）頻率及累計頻率直方圖Fig.2 Porosity frequency （left） and permeability frequency （right） and their cumulative frequency of Changreservoir in Wangyao area

2 儲層物性影響因素

王窯地區(qū)構(gòu)造簡單，其儲層物性主要受沉積因素和成巖作用的影響［1］。

2.1 沉積因素

沉積因素包括沉積環(huán)境和沉積作用。砂巖儲層的沉積環(huán)境控制著儲集巖砂體的宏觀分布形態(tài)、微觀結(jié)構(gòu)以及層理構(gòu)造上的非均質(zhì)性，進而控制著儲層物性的非均質(zhì)性，并對后期成巖作用有一定的影響。

2.1.1 對儲層宏觀分布的控制

王窯地區(qū)儲集層主要為水下分流河道砂體，其次為河口砂壩砂體。不同的沉積微相具有不同的層理構(gòu)造。在砂體較發(fā)育的水下分流河道、河口壩沉積中發(fā)育各種交錯層理、塊狀層理、粒序遞變層理、變形層理和透鏡狀層理，而河道側(cè)翼微相沉積以水平層理發(fā)育最多，其次是波狀層理、變形層理及沙紋層理［5］。

2.1.2 對砂巖粒徑分布的控制

不同級別的沉積相控制著不同級別的砂體分布，王窯地區(qū)主要是沉積微相控制細砂巖、粉砂巖的平面分布狀況。王窯地區(qū)長611儲層砂巖以細砂巖、極細—粗粉砂巖為主，粒度相對較細，粒徑主要在0.1～0.35 mm，泥質(zhì)含量較高，主要發(fā)育三角洲前緣水下分流河道、河口砂壩砂體［6］。

2.1.3 對砂體孔隙度、滲透率的控制

王窯地區(qū)長611期處于陸相淺水三角洲的沉積環(huán)境下，形成的水下分流河道、河口壩、前緣席狀砂、決口扇和分流間灣微相在層理構(gòu)造、夾層分布、層理紋層等方面均有差異，表現(xiàn)出了孔隙度和滲透率的不均一性。

2.2 成巖作用

王窯地區(qū)延長組砂巖儲層主要發(fā)育機械壓實作用，后期有一定化學壓實作用，壓實作用強度與深度間呈指數(shù)關(guān)系。

2.2.1 膠結(jié)作用

研究區(qū)長611儲層膠結(jié)過程中形成的各種礦物和自生黏土礦物充填孔隙，堵塞孔喉，使儲層物性變差。膠結(jié)作用和壓實作用［7］是導致儲層物性變差的最主要的原因。但是綠泥石黏土襯邊發(fā)育的砂體保存有較多的原生孔隙，有利于后期酸性水進入并溶蝕濁沸石及長石、巖屑顆粒，從而有利于形成次生孔隙（圖版Ⅱ-1）。

2.2.2 溶蝕作用

王窯地區(qū)溶蝕作用是形成次生孔隙的主要原因。長611儲層砂巖溶蝕形成的各種類型的溶蝕孔隙是研究區(qū)主要的孔隙類型。溶蝕作用形成的大量次生孔隙提供了油氣儲存的空間［8］，從而對儲層物性的改善起到了重要作用。據(jù)鑄體薄片分析，王窯地區(qū)砂巖儲層溶蝕作用主要發(fā)生在濁沸石膠結(jié)物和長石、巖屑顆粒表面及內(nèi)部。研究區(qū)長儲層含有大量濁沸石膠結(jié)物，而濁沸石容易發(fā)生溶蝕作用形成次生溶孔（圖版Ⅱ-2）。

總之，成巖作用的改造使儲層在縱向上和平面上的非均質(zhì)程度增強，表現(xiàn)為：壓實作用和碳酸鹽、黏土礦物的膠結(jié)作用是降低儲層孔隙度、滲透率的主要因素；溶蝕作用易產(chǎn)生溶蝕孔隙，使儲層的物性得到改善。低滲透儲層中的裂縫主要起滲流通道的作用。在一些厚層砂巖的水下分流河道砂體中，鈣質(zhì)夾層和鈣質(zhì)條帶發(fā)育，致使儲層的物性變差，甚至使巖石變得致密，成為非儲層；在泥質(zhì)含量較高的砂巖中，機械壓實作用又使得砂巖顆粒排列具有定向性，從而增強了儲層水平方向與垂直方向上的差異［9］。

3 結(jié)論

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