胡蕓冰，屈紅軍，董陽陽，上官靜雯

(西北大學大陸動力學國家重點實驗室/西北大學地質(zhì)學系，陜西西安 710069)

鄂爾多斯盆地坪橋地區(qū)長6儲層特征及評價.

胡蕓冰，屈紅軍，董陽陽，上官靜雯

(西北大學大陸動力學國家重點實驗室/西北大學地質(zhì)學系，陜西西安 710069)

本文運用鑄體薄片鑒定、掃描電鏡、X-衍射及高壓壓汞等測試方法，系統(tǒng)研究了鄂爾多斯盆地坪橋地區(qū)延長組長6油層組砂巖儲層的巖石學特征、孔隙結(jié)構(gòu)特征、物性特征，并對儲層進行了分類評價。研究結(jié)果表明，坪橋地區(qū)長6儲層巖性以淺灰色細粒長石砂巖為主，膠結(jié)物主要包括濁沸石、方解石、自生石英等自生礦物及伊利石、綠泥石等黏土礦物；孔隙類型以溶蝕粒間孔及原生粒間孔為主，孔隙度分布在4.0%～15.5%之間，滲透率分布范圍為0.05～7.92mD；長6儲層排驅(qū)壓力較高，中值壓力變化大，自然滲流能力弱，需進行壓裂改造。根據(jù)儲層物性、儲集空間宏觀特征、微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征、毛管壓力曲線特征及儲層厚度、巖性等參數(shù)，結(jié)合前人研究對研究區(qū)長6儲層進行了分類，結(jié)果顯示長6儲層主體為Ⅲa類儲層，屬于特低滲-超低滲儲層。

鄂爾多斯盆地；坪橋；長6；儲層特征；儲層評價

鄂爾多斯盆地油氣分布十分廣泛[1-4]，其中三疊系延長組形成多套重要的含油層系，具有分布范圍大、含油厚度大、含油層位多、儲層物性差等特點[5-9]。坪橋地區(qū)是鄂爾多斯盆地安塞油田的主產(chǎn)區(qū)之一，主產(chǎn)層是延長組長2、長6油層組，前人從沉積相、儲層、油藏特征等方面對長6油層組進行了一定的研究，取得了豐富的認識[10-19]。但隨著勘探開發(fā)的不斷加深，需要了解高勘探開發(fā)程度下特低滲儲層的變化情況，因此對該區(qū)儲層特征進行精細研究和評價勢在必行。本次研究綜合利用鑄體薄片、壓汞分析、X-衍射全巖和黏土礦物分析、掃描電鏡測試等技術(shù)手段，對鄂爾多斯盆地坪橋地區(qū)長6儲層的巖石學特征、物性特征、儲層微觀孔喉特征及儲層類型等進行綜合評價，以為下一步勘探開發(fā)提供指導。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

鄂爾多斯盆地位于華北地臺的西部，面積約37×104km2，是中國第二大沉積盆地[20]。該盆地由6個一級構(gòu)造單元組成：東西緣分別是逆沖帶、撓褶帶，南部和北部為隆起區(qū)，中部為寬緩的斜坡，西部為南北展布的向斜帶，總體上顯示為東翼寬緩、西翼陡窄的不對稱矩形盆地[21]。研究區(qū)位于安塞縣坪橋鎮(zhèn)西，構(gòu)造上位于陜北斜坡中部(圖1)，面積約182 km2，區(qū)內(nèi)主要產(chǎn)油層位包長4+5、長6油層組，埋深1000～1600 m。研究區(qū)總體表現(xiàn)為一向西傾斜的平緩單斜，構(gòu)造簡單，地層相對平緩，傾角較小，坡降平均為7～10 m/km。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置圖Fig.1 Tectonic location of the study area

2 儲層巖石學特征

2.1 儲層結(jié)構(gòu)特征

研究區(qū)長6油層組屬于三角洲相沉積，儲層以淺灰色細粒長石砂巖為主。粒度分析得出，儲層中砂含量平均為4.48%；細砂含量平均為91.04%；粗粉砂含量最小，平均為1.49%；細粉砂含量平均為2.99%。儲層砂巖屬于細砂巖，顆粒分選較好，一般呈線狀接觸，膠結(jié)類型以孔隙式膠結(jié)為主，其次為鑲嵌式膠結(jié)。

2.2 骨架顆粒特征

研究區(qū)長6儲層巖石類型以長石砂巖為主(圖2)。石英含量為15.0%～27.0%，平均為20.2%，以單晶石英為主，部分可見波狀消光；長石(以斜長石為主，少量微斜長石)含量為34.0%～62.0%，平均為51.2%；巖屑含量為2.0%～11.0%，平均為6.7%，以變質(zhì)巖巖屑和火山巖巖屑為主，少量沉積巖巖屑，其他碎屑物主要為黑云母。儲層總體上表現(xiàn)出高長石，低石英、巖屑的特點。

2.3 填隙物特征

研究區(qū)長6儲層填隙物含量為6%～20%，部分樣品可達25%。膠結(jié)物主要包括濁沸石、方解石、自生石英等自生礦物及伊利石、綠泥石等黏土礦物，含有少量硅質(zhì)膠結(jié)物(圖3)。

2.3.1 濁沸石膠結(jié)

研究區(qū)可見大量濁沸石，多為嵌晶式膠結(jié)，在掃描電鏡下可觀察到濁沸石多以膠結(jié)物形式充填于砂巖中，且常見溶蝕現(xiàn)象(圖4a、4b)。

2.3.2 自生黏土礦物膠結(jié)

綠泥石：綠泥石在坪橋地區(qū)長6儲層中含量平均為3.25%，主要包括早期孔隙襯墊綠泥石、晚期孔隙充填綠泥石兩種形態(tài)和產(chǎn)狀(圖4c)。綠泥石薄膜發(fā)育，對原生粒間孔保護作用變大，使儲層孔隙度變大。

伊利石：研究區(qū)伊利石發(fā)育較少，平均含量為1.67%，常呈針刺狀或毛發(fā)狀充填于孔隙中或披蓋在顆粒表面(圖4d)。自生伊利石的大量沉淀及易破碎性使儲層孔隙性能變差。

2.3.3 碳酸鹽膠結(jié)物

坪橋地區(qū)碳酸鹽膠結(jié)物以鐵方解石為主，多呈連晶狀，少量微晶狀或晶粒狀(圖4e)。長6儲層中方解石含量平均為2.26%，最高可達10%。其一方面堵塞孔隙，使物性變差；另一方面可抵抗壓實作用，有利于原生粒間孔的保存。

圖2 研究區(qū)長6砂巖成分三角圖Fig.2 Triangular diagram for sandstone components of Chang 6 reservoirs in the study area

圖3 長6儲層膠結(jié)物組分分布圖Fig.3 Component distribution of cement in Chang 6 reservoirs

圖4 研究區(qū)長6儲層主要膠結(jié)物類型Fig.4 Main cement types of Chang 6 reservoirs in the study areaa.濁沸石膠結(jié)，坪270井，1421.4 m；b.濁沸石膠結(jié)物，坪130-1井,133，2.5 m；c.綠泥石膠結(jié)物，坪221井，1363.2 m； d.伊利石膠結(jié)物，坪128-1井，1316.5 m；e.方解石連晶膠結(jié)，坪290井，1453.7 m；f.硅質(zhì)膠結(jié)，坪164-5井，1175.63 m

2.3.4 硅質(zhì)膠結(jié)

硅質(zhì)膠結(jié)物在坪橋地區(qū)分布較多，平均含量為1.9%。主要表現(xiàn)為石英次生加大和石英自形晶體充填于原生粒間孔兩種形式(圖4f)。

3 儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征

3.1 儲層孔隙類型

坪橋地區(qū)長6油層組平均面孔率為2.98%，孔隙類型主要包括溶蝕粒間孔(濁沸石溶孔)、原生粒間孔、溶蝕粒內(nèi)孔、微裂隙、微孔隙。

(1)原生粒間孔(殘余粒間孔)：面孔率一般小于1%，最高達6%，平均為0.92%，占孔隙體積的31%。主要發(fā)育在河道邊部砂體中(圖5a)。

(2)溶蝕粒內(nèi)孔：是一種次生孔隙，研究區(qū)常見的是長石溶蝕形成粒內(nèi)孔(圖5b、5c)。溶蝕粒內(nèi)孔主要見于長63小層，面孔率平均為0.44%，占孔隙體積的18%。

(3)溶蝕粒間孔：主要為濁沸石溶蝕形成(圖5d)，坪橋地區(qū)濁沸石溶蝕粒間孔面孔率可達4%，平均為1.25%，占孔隙體積的45%。

(4)微孔隙：研究區(qū)常見的微孔隙為晶間孔，包括伊利石/蒙皂石混合共生狀態(tài)下的一種礦物晶間孔與綠泥石晶間孔。此類孔隙在研究區(qū)內(nèi)發(fā)育較少，約占1%。

(5)微裂隙：微裂隙在研究區(qū)較常見，其發(fā)育可形成良好的儲集空間，使儲層物性變好。野外巖心觀察及薄片、掃描電鏡下均可觀察到微裂隙發(fā)育(圖5e、5f)，面孔率平均為0.15%，占孔隙體積的5%。

圖5 研究區(qū)長6儲層常見孔隙類型圖Fig.5 Common pore types of Chang 6 reservoirs in the study areaa.原生粒間孔，坪221井，1363.2 m；b.長石溶蝕粒內(nèi)孔，坪270井，1421.4 m；c.長石溶蝕粒內(nèi)孔，坪130-1井，1332.5 m； d.濁沸石溶蝕粒間孔，坪141井，1207.4 m；e.微裂隙，坪270井，1421.4 m；f.微裂隙，坪285井，1472.3 m

3.2 儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征

對研究區(qū)長6油層組71塊樣品進行壓汞測試分析得出，研究區(qū)長6儲層排驅(qū)壓力為0.09～10.82 MPa，平均為1.24 MPa，排驅(qū)壓力所對應的最大連通孔喉半徑分布范圍為0.17～10.43 μm，平均為1.57 μm；中值壓力為0.67～19.12 MPa，平均為6.06 MPa；孔喉均值半徑最小為0.04 μm，最大為1.8 μm，平均為0.59 μm；退汞效率較高，區(qū)間為22%～34%，平均為31.8%。毛管壓力曲線均表現(xiàn)出排驅(qū)壓力中等，歪度相對略細，孔隙喉道分選性較差，連通性比較差的特點(圖6)。

3.3 孔喉特征與物性的關(guān)系

研究區(qū)長6儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征與孔隙度和滲透率之間存在一定的相關(guān)關(guān)系。

(1)長6儲層排驅(qū)壓力較高，最小為0.09 MPa，最大為10.82 MPa，平均為1.24 MPa，排驅(qū)壓力與孔隙度和滲透率呈負相關(guān)關(guān)系，其與滲透率的相關(guān)性要好于其與孔隙度的相關(guān)性(圖7)。

(2)長6儲層中值壓力變化大，大部分樣品在0.67～19.12 MPa之間，平均為6.06 MPa，個別達到30.72 MPa，表明長6儲層致密，自然滲流能力弱，需壓裂改造。中值壓力與孔隙度和滲透率也呈負相關(guān)關(guān)系(圖8)。

圖6 研究區(qū)長6儲層壓汞及平均壓汞曲線圖Fig.6 Mercury injection and average mercury injection curves of Chang 6 reservoirs in the study area

圖7 長6儲層孔隙度和滲透率與排驅(qū)壓力關(guān)系圖Fig.7 Relationship among the porosity, permeability and driving pressure in Chang 6 reservoirs

圖8 長6儲層孔隙度和滲透率與中值壓力關(guān)系圖Fig.8 Relationship among the porosity, permeability and median pressure in Chang 6 reservoirs

4 儲層物性特征

研究區(qū)長6儲層分析孔隙度分布在4.0%～15.5%范圍內(nèi)，平均為10.5%，峰值在10%～14%之間；滲透率值分布范圍為0.05～7.92 mD，平均值為0.78 mD，峰值區(qū)間為0.2～0.6 mD，其中0.2～0.3 mD占16.2%，0.3～0.4 mD占15.9%，0.4～0.5 mD占13.2%(圖9)。長6儲層孔隙度和滲透率呈一定正相關(guān)性，總體來看屬于低孔特低滲、低孔超低滲儲層。

圖9 研究區(qū)長6儲層孔隙度、滲透率直方圖及累計頻率圖Fig.9 The histogram for porosity and permeability as well as the cumulative frequency of Chang 6 reservoirs in the study area

5 儲層分類及評價

結(jié)合研究區(qū)長6儲層物性、儲集空間宏觀特征、微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征、毛管壓力曲線特征及儲層厚度、巖性等參數(shù)(表1)，根據(jù)鄂爾多斯盆地低滲透砂巖儲層分類評價標準(表2)[22]，對研究區(qū)儲層進行分類評價。研究區(qū)長6儲層以Ⅲa類最多，占38.3%，其他依次為Ⅱa、Ⅱb、Ⅲb、Ⅳ4類，分別占16.85%、24.86%、11.54%、8.45%，屬于特低滲-超低滲儲層。

表1 研究區(qū)長6儲層儲集性能參數(shù)表

表2 鄂爾多斯盆地三疊系低滲透砂巖儲層分類評價標準[22]

6 結(jié)論

(1)研究區(qū)長6油層組屬于三角洲相沉積，巖性以淺灰色細粒長石砂巖為主，膠結(jié)物主要包括濁沸石、方解石、自生石英等自生礦物及伊利石、綠泥石等黏土礦物，孔隙類型包括原生粒間孔、溶蝕粒間孔、溶蝕粒內(nèi)孔、微孔隙和微裂隙，儲層孔隙喉道分選性、連通性較差。

(2)研究區(qū)長6儲層類型包括Ⅱa、Ⅱb、Ⅲa、Ⅲb、Ⅳ共5類，分別占16.85%、24.86%、38.3%、11.54%、8.45%。其中Ⅱa、Ⅱb兩類儲層物性相對較好，平面上分布于水下分流河道主河道上；Ⅲa、Ⅲb儲層物性較差，一般為大型水下分流河道邊緣沉積或小型主河道沉積；Ⅳ類儲層物性最差，為水下分流河道間沉積。長6儲層以Ⅲa類儲層居多，總體上屬于特低滲-超低滲儲層。

[1] 賈承造,鄭民,張永峰,等.中國非常規(guī)油氣資源與勘探開發(fā)前景[J].石油勘探與開發(fā),2012a,39(2):129-136.

[2] 姚涇利,鄧秀芹,趙彥德,等.鄂爾多斯盆地延長組致密油特征[J].石油勘探與開發(fā),2013,40(2):150-158.

[3] 趙靖舟,付金華,姚涇利,等.鄂爾多斯盆地準連續(xù)性致密砂巖大氣田成藏模式[J].石油學報(增刊),2012,33(1):37-52.

[4] 田在藝,張慶春.中國含油氣沉積盆地論[M].北京:石油工業(yè)出版社,1996.

[5] 鄒才能,朱如凱,吳松濤,等.常規(guī)與非常規(guī)油氣聚集類型、特征、機理及展望——以中國致密油和致密氣為例[J].石油學報,2012b,33(2):173-187.

[6] 石彬,陳芳萍,王艷,等.鄂爾多斯盆地延長組下組合儲層評價與有效開發(fā)技術(shù)策略[J].非常規(guī)油氣,2016,3(3):80-86.

[7] 張福禮.鄂爾多斯原型盆地與大中型油氣田勘探方向[A].油氣盆地研究新進展(第一輯)[C].北京:石油工業(yè)出版社,2002.

[8] 何自新.鄂爾多斯盆地演化與油氣[M].北京:石油工業(yè)出版社,2003.

[9] 楊俊杰.鄂爾多斯盆地構(gòu)造演化與油氣分布規(guī)律[M].北京:石油工業(yè)出版社,2002.

[10] 楊華,付金華,喻建.陜北地區(qū)大型三角洲油藏富集規(guī)律及勘探技術(shù)應用[J].石油學報,2003,24(3):6-10.

[11] 武富禮,李文厚,李玉宏,等.鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長組三角洲沉積及演化[J].古地理學報,2004,6(3):307-315.

[12] 陶紅勝,劉紹光.鄂爾多斯盆地中部吳倉堡地區(qū)長6-1低阻油層成因分析[J].非常規(guī)油氣,2014,1(2):7-12.

[13] 趙靖舟,武富禮,閆世可，等.陜北斜坡東部三疊系油氣富集規(guī)律研究[J].石油學報,2006,27(5):24-34.

[14] 高利文,王琳琳,高立軍.鄂爾多斯盆地富黃地區(qū)長6低阻油層影響因素分析[J].非常規(guī)油氣,2016,3(1):35-40.

[15] 趙虹,黨犇,李文厚,等.安塞地區(qū)延長組沉積微相研究[J].天然氣地球科學,2004,15(5):492-497.

[16] 黨犇,趙虹,李文厚,等.安塞油田延長組長6油層組沉積微相特征[J].天然氣地球科學,2004,15(6):597-600.

[17] 冷丹鳳.安塞油田王窯坪橋地區(qū)長6沉積微相研究及有利區(qū)預測[D].西安:西安石油大學,2010.

[18] 胡春花.鄂爾多斯盆地安塞賀莊油區(qū)延長組長6油層組儲層非均質(zhì)性及油藏特征[D].西安:西北大學,2009.

[19] 劉鵬.安塞坪橋北部延長組下組合沉積儲層特征及其控油性研究[D].西安:西安石油大學,2012.

[20] 楊華,付金華,何海清,等.鄂爾多斯華慶地區(qū)低滲透巖性大油區(qū)形成與分布[J].石油勘探與開發(fā),2012,39(6):641-648.

[21] 李鳳杰,王多云,徐旭輝.鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)三疊系延長組儲層特征及影響因素分析[J].石油實驗地質(zhì),2005,27(4):365-370.

[22] 趙靖舟,吳少波,武富禮.論低滲透儲層的分類與評價標準——以鄂爾多斯盆地為例[J].巖性油氣藏,2007,19(3):28-31,53.

Characteristics and Evaluation for Chang 6 Reservoir in Pinqiao Area in Ordos Basin

Hu Yunbing, Qu Hongjun, Dong Yangyang， Shangguan Jingwen

(StateKeyLaboratoryofContinentalDynamics/DepartmentofGeology，NorthwestUniversity，Xi＇an，Shaanxi710069，China)

By using the method of cast thin sheet identification, scanning electron microscope, X-diffraction and high pressure mercury injection, etc., this article studied the characteristics of rock, pore structure and physical property of Yanchang Chang 6 sandstone reservoir at Pingqiao area in Ordos Basin, and conducted the classification and evaluation for the reservoir. Research results show that the lithology in Chang 6 reservoir in Pingqiao area is mainly dominated by light gray fine feldspar sandstone, filled with the authigenic minerals as laumontite, calcite, and clay minerals as illite , chlorite, etc. The pore types mainly consist of dissolved intergranular pores and primary intergranular pores；Porosity distribution is between 4% to 15.5%, and permeability distribution range is between 0.05mD to 7.92mD. Due to the Chang 6 reservoir is featured with higher flooding pressure, big change in median pressure, weak natural seepage ability, it needs to be fractured or reformed. Based on the reservoir characteristics as physical property, macro space, micro pore structure, capillary curve, reservoir thickness, lithology, etc., the Chang 6 reservoir has been classified combined with previous studies in the area. The results show that the main body of Chang 6 reservoir belonging to Ⅲa classification belongs to the ultra-low permeability reservoir.

Ordos Basin; Pingqiao; Chang 6; reservoir characteristics; reservoir evaluation

國家自然科學基金重大項目(編號41390451)及延長油田股份有限公司科技項目“杏子川采油廠坪橋油區(qū)油藏地質(zhì)研究”聯(lián)合資助。

胡蕓冰(1988—)，男，碩士研究生，研究方向為儲層沉積學。郵箱：huyunbing1988@163.com.

TE122

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