劉廣林 肖正錄 李 勇 王 攀 丁振剛 何清波

(1. 長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院， 低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室， 西安 710018；2. 西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院， 成都 610500)

鄂爾多斯盆地為我國重要的含油氣盆地之一，其中油氣資源豐富，且含油層系多、含油面積大。延長組是鄂爾多斯盆地中生界最重要的產(chǎn)油層，長73發(fā)育的厚層優(yōu)質(zhì)烴源巖為延長組各層系提供了強(qiáng)勁的油源支撐[1-2]。長8段為延長組重要的含油層組之一，與上覆的長7烴源巖構(gòu)成特殊的倒灌近源成藏模式。研究表明，隴東地區(qū)長8段儲層有較好的勘探開發(fā)前景，處于其西北部的姬源地區(qū)和西南部的西峰地區(qū)已經(jīng)先后發(fā)現(xiàn)大油田并投入量產(chǎn)[3-4]。但在湖盆中心地帶的華池、城壕和合水等地區(qū)的勘探開發(fā)過程中，卻遇到了較為復(fù)雜的成藏問題，各區(qū)塊都出現(xiàn)了油水差異性富集的現(xiàn)象[4-5]。我們從儲層微觀特征出發(fā)，研究了華池地區(qū)長81儲層含油性差異的控制因素，希望能對相關(guān)區(qū)塊的勘探開發(fā)工作有所幫助。

1 研究區(qū)概況

鄂爾多斯盆地處于我國中部偏北地區(qū)，構(gòu)造形態(tài)總體為一東翼寬緩、西翼陡窄的不對稱矩形盆地。盆地邊緣斷裂褶皺帶較發(fā)育，被西緣的天環(huán)凹陷、南側(cè)的渭北隆起、東部的晉西繞褶帶和北邊的伊盟隆起所限定[6-9]。盆地沉積有自古生代以來的多套沉積體系，蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源。其中，上三疊統(tǒng)延長組是一套在內(nèi)陸湖泊三角洲沉積體系上發(fā)育的重要油氣儲集層，也是研究區(qū)的主要含油層系。盆地內(nèi)部構(gòu)造簡單，地層平緩，很少見幅度較大、圈閉較好的背斜構(gòu)造，多發(fā)育巖性油氣藏[6,10-12]。華池地區(qū)處于鄂爾多斯盆地的沉積中心地帶，主要發(fā)育三角洲和湖泊2種沉積相[13-15]。華池地區(qū)長8油層組以三角洲前緣亞相為主，重要的儲集體為三角洲前緣水下分流河道微相，屬于低孔低滲儲層[16-18]。該區(qū)位于烴源巖發(fā)育的中心地帶，具有良好的生儲蓋組合，有利于油的聚集成藏[12,19]。

2 研究區(qū)的儲層特征

2.1 儲層的巖石學(xué)特征

通過分析華池地區(qū)長81儲層巖石陸源碎屑成分，發(fā)現(xiàn)其儲層砂巖主要為巖屑長石砂巖和長石巖屑砂巖(見圖1)。其中，石英占33.35%，長石占39.12%，巖屑占24.36%。巖屑主要為變質(zhì)巖巖屑和火山巖巖屑，沉積巖巖屑很少，分別占10.08%、16.28%和0.41%。填隙物總量占12.94%，主要包括高嶺石、水云母、綠泥石、網(wǎng)狀黏土、方解石、白云石、鐵方解石和少量硅質(zhì)、長石質(zhì)物質(zhì)。

圖1 長81砂巖成分三角圖

統(tǒng)計研究區(qū)砂巖樣品的薄片鑒定粒度，發(fā)現(xiàn)華池地區(qū)長81儲層的絕大多數(shù)巖石樣品，碎屑顆粒粒徑都在細(xì)砂級范圍內(nèi)，占比為82.29%；達(dá)到中砂級別的，僅占12.47%。分選性以中、好為主，中等、好-中和好的樣品分別占44.87%、0.64%和47.44%，差分選樣品較少。磨圓度以次棱角狀為主，占統(tǒng)計巖石樣品的86.53%。

2.2 儲層的孔隙結(jié)構(gòu)特征

儲集空間的發(fā)育程度及配置關(guān)系，決定著儲層的儲集能力及滲流能力。鏡下薄片鑒定表明，華池地區(qū)長81儲層砂巖孔隙的類型，主要包括粒間孔、長石溶孔、巖屑溶孔、晶間孔等，見少量微裂隙。其中，作為主要原油儲集空間的粒間孔和長石溶孔，分別占2.01%和0.64%，巖石的面孔率為2.78%。

巖石壓汞測定是目前用來描述和揭示儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征的主要技術(shù)手段。統(tǒng)計分析華池地區(qū)毛管壓力數(shù)據(jù)資料后發(fā)現(xiàn)，長81儲層排替壓力主要集中在大于1.5 MPa的范圍內(nèi)，且中值半徑主要分布在0.1～0.2 μm范圍內(nèi)(見圖2)。長81儲層具有排驅(qū)壓力高、汞飽和體積小、中值半徑小、退汞效率低、孔喉結(jié)構(gòu)差的特點(diǎn)，儲層較為致密。

圖2 長81儲層排替壓力和中值半徑頻率分布

儲層物性特征研究，對儲量計算、劃分流動單元及把握剩余油分布規(guī)律有著重要的意義。對華池地區(qū)105塊砂巖樣品做了物性分析。長81儲層孔滲直方圖(見圖3)整體表現(xiàn)為正態(tài)分布，儲層孔隙度主要分布在9%～12%的范圍內(nèi)，滲透率分布主要為(0.3～1.0)×10-3μm2，表現(xiàn)為低孔低滲儲層。

圖3 長81儲層孔隙度和滲透率直方圖

3 儲層特征的影響因素

3.1 砂體結(jié)構(gòu)

華池地區(qū)的砂體物性存在較大的差異。根據(jù)儲層構(gòu)型的概念及八級界面劃分方案[20-23]，我們將河道砂體劃分為塊狀砂體和含紋層砂體2個一級構(gòu)型單元，對比其物性，發(fā)現(xiàn)塊狀砂體的物性遠(yuǎn)好于含紋層砂體。從測井、巖心和單偏光配套資料(見圖4)可以看出：塊狀砂體為細(xì)砂巖，孔隙式膠結(jié)，顆粒較大，分選磨圓較好；而含紋層砂體為粉砂巖或粉細(xì)砂巖，包含泥質(zhì)團(tuán)塊，發(fā)育斜層理和砂紋交錯層理等，基底式膠結(jié)，顆粒粒度較小，分選磨圓都較差。分別統(tǒng)計塊狀砂體和含紋層砂體的物性數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)塊狀砂體孔隙度多集中于8%～11%，滲透率集中于(0.3～0.6)×10-3μm2；而含紋層砂體孔隙度多處于8%以下，其滲透率則多處于0.3×10-3μm2以下。塊狀砂體的孔隙度、滲透率明顯好于含紋層砂體。

圖4 華池地區(qū)P112井長81砂體結(jié)構(gòu)對比

儲層砂巖是油氣的承載體。華池地區(qū)儲層經(jīng)歷了一定的壓實(shí)作用，部分砂巖顆粒發(fā)生塑性變形，顆粒定向排列，呈點(diǎn)、線、凹凸接觸，部分剛性顆粒發(fā)生破裂(見圖5a、b)。儲層中的膠結(jié)作用比較強(qiáng)烈，常見石英和長石自生加大及碳酸鹽膠結(jié)(見圖5c)；常見的交代作用主要有碳酸鹽交代碎屑顆粒、黏土礦物交代碎屑顆粒以及不同成分的碳酸鹽礦物之間的相互交代。在方解石膠結(jié)物比較發(fā)育的地區(qū)，在偏光鏡下通常會看到方解石交代石英、長石以及巖屑顆粒，碎屑顆粒邊緣呈現(xiàn)崎嶇凹凸?fàn)睿L石顆粒內(nèi)部有方解石或者鐵方解石呈現(xiàn)條帶狀或零星點(diǎn)狀分布(見圖5d)。砂巖儲層經(jīng)受不同程度的溶解作用改造，形成多種類型的次生孔隙，對改善砂巖儲層的儲集性能起到了積極作用。成巖作用后期，長石和巖屑等碎屑受到不同程度的溶解作用，形成多種類型的次生孔隙(見圖5e、f)。其中，壓實(shí)作用與膠結(jié)作用是典型的破壞性成巖作用，對儲層致密化具有重要的控制作用，而交代作用和溶解作用有利于改善儲層物性。

3.3 填隙物含量

華池地區(qū)長81砂巖中，綠泥石含量與孔隙度呈現(xiàn)出明顯的正相關(guān)性，但鐵方解石含量以及水云母含量與孔隙度呈現(xiàn)出明顯的負(fù)相關(guān)性(見圖6a、b、c)，即綠泥石含量愈高、鐵方解石含量愈低、水云母含量愈低，孔隙度愈高。由此可知，在長81儲層，鐵方解石和水云母含量是造成儲層孔滲降低的一個重要因素，儲層鐵方解石含量和水云母含量越低、綠泥石含量越高，則其物性相對越好。碳酸鹽巖和硅質(zhì)膠結(jié)作用對儲層孔隙具有一定的破壞作用，它使得孔隙減少，而綠泥石早期膠結(jié)對原生孔隙的保存較為有利。水云母等黏土礦物對儲層孔隙具有破壞作用。從填隙物含量與滲透率的關(guān)系來看，長81砂巖中填隙物含量與滲透率呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)性，填隙物含量愈高，則滲透率愈低(見圖6d)。

圖5 華池地區(qū)長81儲層鑄體薄片

圖6 長81儲層填隙物含量與孔隙度及滲透率的關(guān)系

4 儲集層的物性與含油性的關(guān)系

統(tǒng)計分析了研究區(qū)內(nèi)38口油井、水井、干井的105塊砂巖樣品的物性(孔隙度及滲透率)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，油層的儲集物性最好，水層的儲集物性居中，而干層的儲集物性最差，儲層物性與儲層含油性具有明顯的正相關(guān)性。油水干層的物性相差明顯，說明長81段儲層物性對原油充注具有明顯的控制作用。在低孔低滲儲層中，局部發(fā)育的物性相對較好的儲層有利于原油的充注和成藏，而物性較差的砂體則充當(dāng)了相對蓋層的作用。

5 結(jié) 論

(1) 華池地區(qū)長81儲層，巖石陸源碎屑成分主要為巖屑長石砂巖和長石巖屑砂巖，巖屑主要為變質(zhì)巖巖屑和火山巖巖屑，沉積巖巖屑很少；填隙物主要包括高嶺石、水云母、綠泥石、網(wǎng)狀黏土、方解石、白云石、鐵方解石和少量硅質(zhì)、長石質(zhì)物質(zhì)；碎屑顆粒粒徑都在細(xì)砂級范圍內(nèi)，分選性以中、好為主，磨圓度以次棱角狀為主。

(2) 華池地區(qū)長81儲層，砂巖孔隙類型主要包括粒間孔、長石溶孔、巖屑溶孔、晶間孔等，見少量微裂隙，巖石的面孔率為2.78%。該儲層具有排驅(qū)壓力高、汞飽和體積小、中值半徑小、退汞效率低、孔喉結(jié)構(gòu)差的特點(diǎn)。儲層孔隙度主要分布在9%～12%的范圍內(nèi)，滲透率分布主要為(0.3～1.0)×10-3μm2。儲層較為致密，為低孔低滲儲層。

(3) 華池地區(qū)長81儲層，砂體的結(jié)構(gòu)、成巖作用和填隙物含量對儲層物性的影響巨大，其中塊狀砂體的物性遠(yuǎn)好于含紋層砂體。壓實(shí)作用與膠結(jié)作用對儲層致密化具有重要的控制作用，而交代作用和溶解作用有利于改善儲層物性。綠泥石含量愈高、鐵方解石含量愈低、水云母含量愈低，則孔隙度愈高；填隙物含量愈高，則滲透率愈低。

(4) 華池地區(qū)長81儲層，其儲層物性對原油充注和聚集具有明顯的控制作用，儲層物性與儲層含油性具有明顯的正相關(guān)性。該儲層為低孔低滲儲層，只有局部發(fā)育的物性相對較好的儲層有利于原油的充注和成藏，而物性較差的砂體充當(dāng)了相對蓋層的作用。