鄂爾多斯盆地旬宜區(qū)塊長3 段儲(chǔ)層特征研究

楊藝

（中國石化華北油氣分公司，河南 鄭州450006）

旬宜區(qū)塊位于鄂爾多斯盆地南部伊陜斜坡與渭北隆起結(jié)合部位，地跨甘肅省正寧縣和陜西省旬邑、宜君、黃陵等縣，區(qū)塊面積2028.9km2，中生界石油遠(yuǎn)景資源量40825.3 萬噸。近年來，在長3 油層組石油勘探不斷獲得突破的形勢下，旬宜地區(qū)延長組進(jìn)入勘探視域并取得重大突破[1]。筆者結(jié)合前人研究成果[2-4]，從儲(chǔ)層巖石學(xué)特征入手，利用巖石薄片、鑄體薄片和壓汞等資料，對長3 段儲(chǔ)層特征及影響因素進(jìn)行分析，從而為該區(qū)延長組油氣勘探開發(fā)提供依據(jù)。

1 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

根據(jù)巖心觀察與薄片鑒定，旬宜地區(qū)延長組長3 儲(chǔ)集層總體以細(xì)粒為主，碎屑顆粒中細(xì)砂、極細(xì)砂占85～96%，碎屑粒度一般0.065～0.25mm，最大0.25mm，磨圓度為次棱角狀，分選性中等。巖石類型以巖屑長石砂巖為主，其次為長石巖屑砂巖，石英含量34～55%，均值為44.4%；長石含量23～43%，均值為32.0%；巖屑含量13～36%，均值為23.5%。巖屑主要為泥巖、砂巖、千枚巖、細(xì)晶巖以及少量的云母等，巖石成分成熟度、結(jié)構(gòu)成熟度都較低。巖石膠結(jié)類型以孔隙式膠結(jié)為主，膠結(jié)物含量5～25%，以碳酸鹽礦物為主，其次為硅質(zhì)、泥質(zhì)等，碳酸鹽膠結(jié)物分布不均勻。

2 儲(chǔ)層物性特征

對長3 油層組307 個(gè)砂巖樣品的物性參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明：研究區(qū)長3 油層組為低孔、超低滲儲(chǔ)層；砂巖孔隙度的平均值11.50%，分布范圍為2.59～18.99%，主要的分布區(qū)間為8～16%，大于8%的占82.74%；滲透率平均值0.829×10-3μm2，分布范圍是0.0452～30.4×10-3μm2，主要分布范圍是0.1～0.8×10-3μm2，大于0.1×10-3μm2占91.53%，其中4.6%樣品存在裂縫，滲透率大于3×10-3μm2，極大地改善了儲(chǔ)層的滲透性能。儲(chǔ)層孔隙度和滲透率呈指數(shù)正相關(guān)關(guān)系，但由于儲(chǔ)層巖石的巖屑含量高，加之成巖作用與裂縫的影響導(dǎo)致微觀孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相同孔隙度的儲(chǔ)層，其滲透率存在較大差異（圖1)。

3 儲(chǔ)層孔隙類型與結(jié)構(gòu)特征

3.1 孔隙類型

圖1 旬宜區(qū)塊長3 段砂巖孔隙度- 滲透率關(guān)系圖

巖石鑄體薄片和掃描電鏡分析顯示，旬宜區(qū)塊長3 段孔隙類型以原生粒間孔、粒間溶孔和長石溶孔為主，其次為巖屑溶孔，少量發(fā)育晶間孔和微裂縫。原生粒間孔鏡下觀察多呈三角形和不規(guī)則多邊形，孔徑從0.01～0.25mm 不等，從統(tǒng)計(jì)的面孔率來看，粒間孔的面孔率為0-8%，粒間多有綠泥石膜，或石英、長石的加大邊，加大后的剩余粒間孔孔徑較小，連通性變差。粒間溶孔是研究區(qū)長3 段最主要的孔隙類型，為原生粒間孔發(fā)生溶解而被改造擴(kuò)大形成的溶蝕型次生孔隙，形態(tài)多呈不規(guī)則狀，具有“港灣狀”邊緣，此類孔隙直徑一般為0.03～0.50mm，孔隙分布均勻，連通性好。長石和巖屑粒內(nèi)溶孔鏡下往往沿長石解理、雙晶面及巖屑中不穩(wěn)定組分發(fā)生強(qiáng)烈溶蝕，溶孔直徑可達(dá)0.50mm，其特點(diǎn)為孔隙大小不等，形態(tài)不規(guī)則，邊緣為鋸齒狀或港灣狀，孔隙多在顆粒內(nèi)部，且數(shù)量比較多，往往呈蜂窩狀或串珠狀，常見粒內(nèi)溶孔與粒間溶孔連通，且伴生分布，但分布不均勻。高嶺石晶間孔比較分散、孤立，在總孔隙中不占重要地位；而裂縫多發(fā)育于致密砂巖中。

3.2 孔隙結(jié)構(gòu)特征

據(jù)15 口井69 個(gè)樣品壓汞測試參數(shù)的統(tǒng)計(jì)，長3 段儲(chǔ)層具有排驅(qū)壓力較高、中值壓力高、孔喉中值半徑較小的特點(diǎn)。表明儲(chǔ)層各種粒間孔隙較發(fā)育，但孔隙之間的連通性仍然較差，孔喉關(guān)系以中、小孔～細(xì)喉組合為主，微孔- 微喉型組合次之。按孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)和曲線形態(tài)特征，可將樣品的毛細(xì)管壓力曲線劃分為4 類（圖2）。

I 型為最好儲(chǔ)層，孔隙度大于12%，滲透率大于0.6×10-3μm2，毛管壓力曲線呈平臺(tái)型，孔隙類型組合以大孔- 中細(xì)喉型為主，分選好，排驅(qū)壓力較低。Ⅱ類孔隙結(jié)構(gòu)的孔隙度主要集中在10～12%，滲透率主要集中0.3～0.6×10-3μm2，具有相對高的孔隙度和滲透率，分選較好，粗歪度，排驅(qū)壓力低，對應(yīng)的喉道半徑較大，以中孔- 細(xì)喉型為主。Ⅲ類孔隙結(jié)構(gòu)的孔隙度主要集中在8～10%，滲透率主要集中0.1～0.3×10-3μm2，具有相對中等的孔隙度和滲透率，分選一般，略粗歪度型，排驅(qū)壓力和中值壓力較高，以中孔- 細(xì)喉、微喉型為主。Ⅳ類孔隙結(jié)構(gòu)的孔隙度小于8%，滲透率小于0.1×10-3μm2，以小孔- 微喉型為主，毛管壓力曲線呈向右凸的緩坡狀。此類孔隙結(jié)構(gòu)的孔喉分選較差，排驅(qū)壓力和中值壓力均很高。

圖2 旬邑- 宜君區(qū)塊長3 段毛管壓力曲線

圖3 旬宜區(qū)塊長3 段儲(chǔ)層成巖作用類型

4 儲(chǔ)層物性影響因素分析

4.1 沉積作用對儲(chǔ)層物性的影響

沉積相帶是控制儲(chǔ)層展布及物性的重要因素[3]。根據(jù)不同沉積微相物性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表明：物性最好的是三角洲前緣水下分流河道砂體，其次為河口壩砂體，分流間灣決口扇砂體最差。分流河道砂體孔隙度3.89～18.99%，平均14.3%，大于12%的樣品數(shù)達(dá)42%；滲透率0.01～7.69×10-3μm2，平均0.68×10-3μm2，大于1×10-3μm2的樣品數(shù)占15.3%。河口砂壩砂體孔隙度3.5～16.5%，平均10.5%，大于12%的樣品數(shù)達(dá)31.9%；滲透率0.009～3.3×10-3μm2，平均0.44×10-3μm2，大于1×10-3μm2的樣品數(shù)占8.3%。分流間灣決口扇砂體孔隙度2.59～13.5%，平均6.9%，大于12%的樣品數(shù)14.5%；滲透率0.01～3.9×10-3μm2，平均0.28×10-3μm2，大于1×10-3μm2的樣品數(shù)占4%。

4.2 成巖作用對儲(chǔ)層物性的影響

研究區(qū)砂巖的儲(chǔ)層物性變化主要受成巖作用控制，不同的成巖作用對孔隙的發(fā)育影響程度不同[4]。壓實(shí)作用：長3 段儲(chǔ)層巖屑含量較高，使其塑性巖屑變形強(qiáng)烈（圖3（a）），顆粒以點(diǎn)－線接觸為主，顆粒間接觸較緊，從而降低儲(chǔ)層孔隙度和滲透率。膠結(jié)作用：研究區(qū)碳酸鹽巖膠結(jié)物特別發(fā)育（圖3（b）），平均含量9%左右，這種碳酸鹽巖膠結(jié)物對儲(chǔ)層的影響較大，很大程度上降低了儲(chǔ)層的孔隙度，導(dǎo)致儲(chǔ)層致密。溶蝕作用：主要表現(xiàn)在各種易溶的砂巖組份發(fā)生部分溶解，甚至全部溶解，并形成多種類型的次生孔隙，總體來說在長3 段儲(chǔ)層中主要是長石顆粒的溶蝕（圖3（c））。結(jié)合孔隙演化史，對儲(chǔ)層不同成巖階段的孔隙的生成和損失進(jìn)行定量評價(jià)。長3 期未固結(jié)砂巖原始孔隙度約為34.79%，壓實(shí)作用使孔隙度減小平均為5.67%，膠結(jié)作用損失孔隙度平均為21%，溶蝕作用增加孔隙度平均為7.27%，現(xiàn)有孔隙度為12.85%。

5 結(jié)論

5.1 鄂爾多斯盆地旬宜地區(qū)研究區(qū)延長組長3 段巖石類型以巖屑長石砂巖為主，孔隙類型主要為原生粒間孔、粒間溶孔和長石溶孔，孔隙結(jié)構(gòu)具有以中、小孔～細(xì)喉組合為主的特點(diǎn)，總體上儲(chǔ)層屬于低孔、特低滲儲(chǔ)層。

5.2 沉積作用對儲(chǔ)層的物性起著宏觀控制作用，旬宜地區(qū)長3 段三角洲前緣水下分流河道砂體物性最好，并受其分布范圍所控制。

5.3 成巖作用對長3 段儲(chǔ)層物性起著決定性作用。原生孔隙在經(jīng)歷了壓實(shí)作用、膠結(jié)作用等破壞性作用后，儲(chǔ)層物性整體變差；溶蝕作用是形成儲(chǔ)層最關(guān)鍵成巖作用。