HSS油田H1油層組儲(chǔ)層特征研究

李新虎 劉 東 郭 媛

（1.西安科技大學(xué)地質(zhì)與環(huán)境學(xué)院，陜西西安710054；2西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西西安710069）

HSS油田H1油層組儲(chǔ)層特征研究

李新虎1，2劉 東1郭 媛1

（1.西安科技大學(xué)地質(zhì)與環(huán)境學(xué)院，陜西西安710054；2西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西西安710069）

HSS油田為低滲透砂巖油藏，H1油層組屬于二疊系平地泉組上部，主要為三角洲前緣沉積。在野外剖面、鉆井巖心詳細(xì)觀察的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)巖石薄片鑒定、掃描電鏡和物性等資料的綜合分析，對(duì)巖石學(xué)特征和儲(chǔ)層物性特征及其儲(chǔ)層非均質(zhì)性進(jìn)行了詳細(xì)研究。結(jié)果表明：H1油層組主要為淺灰色細(xì)砂巖，其次為少量的中砂巖和粉砂巖；儲(chǔ)層物性較差，為中孔、低滲儲(chǔ)層；成巖作用與黏土礦物對(duì)儲(chǔ)集層物性具有重要的影響。根據(jù)巖心分析資料、測(cè)井資料，結(jié)合沉積微相研究，通過(guò)計(jì)算滲透率級(jí)差（JK）、滲透率變異系數(shù)（VK）和滲透率突進(jìn)系數(shù)（TK）得到儲(chǔ)層表現(xiàn)出強(qiáng)非均質(zhì)性。沉積環(huán)境、粒度、填隙物和沉積相控制了儲(chǔ)層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征和儲(chǔ)層非均質(zhì)性，進(jìn)而影響油藏的發(fā)育和分布。

儲(chǔ)層特征；物性；沉積體系；孔隙結(jié)構(gòu)；非均質(zhì)性

HSS油田位于準(zhǔn)噶爾盆地東部隆起的西北部，中央坳陷的東北部，克拉美麗山西部的南側(cè)，主要發(fā)育低滲透砂巖油藏。在開發(fā)過(guò)程中表現(xiàn)出油田開發(fā)初期產(chǎn)能不到位、水淹水竄嚴(yán)重、產(chǎn)量遞減大的特點(diǎn)。因此，對(duì)于HSS油田來(lái)講，認(rèn)識(shí)儲(chǔ)層特征對(duì)提高油藏注水采油效果，制定油藏合理的綜合治理措施，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，提高最終采收率等具有重要的現(xiàn)實(shí)意義［1-7］。

H1油層組屬于二疊系平地泉組上部，主要為三角洲前緣沉積，局部地區(qū)為前三角洲沉積。其含油層系為一套灰白色、灰色的細(xì)砂巖、粉砂巖同灰色、深灰色泥巖、白云質(zhì)泥巖的互層［8-10］。實(shí)踐證明，H1油層組儲(chǔ)層展布非均質(zhì)性強(qiáng)，油層潛在資源變化大，平面分布規(guī)律復(fù)雜。

1 巖石學(xué)特征

根據(jù)取心井巖心分析及H1油層組砂巖成分分類分析，H1油層組儲(chǔ)層巖性主要為淺灰色細(xì)砂巖，其次為少量的中砂巖和粉砂巖。砂巖主要以巖屑為主，約占砂巖總量的60%～75%，其次為石英、長(zhǎng)石，約占20%～35%，砂巖中還含有少量的膠結(jié)物和重礦物。

從砂巖的粒級(jí)組成來(lái)看，H1油層組的儲(chǔ)層砂巖以細(xì)粒巖屑為主，砂巖分選性中—好，磨圓度次棱角狀、次棱角狀—次圓狀，顆粒支撐，粒徑主要分布在0.1～0.5 mm，膠結(jié)類型主要為孔隙式、接觸式-孔隙式，成分主要為菱鐵礦、方解石、方沸石等。充填物15%左右，雜基較少。

2 儲(chǔ)層物性特征

2.1 物性分布特征

根據(jù)H1油層組2口取心井常規(guī)物性資料，H1油層組孔隙度為4%～20%；滲透率分布在（0.003～400）× 10-3μm2，儲(chǔ)層孔滲相關(guān)性較好（見圖1）。

圖1 滲透率-孔隙度關(guān)系

從H1油層組儲(chǔ)層孔隙度和滲透率分布直方圖（見圖2）可以看出，該區(qū)孔隙度平均值為12.2%，滲透率平均值為4.6×10-3μm2，說(shuō)明儲(chǔ)層總體屬于中孔、低滲。

2.2 成巖作用對(duì)儲(chǔ)層物性的影響

1）壓實(shí)作用：碎屑顆粒重新排列，并使顆粒發(fā)生變形，使得儲(chǔ)層孔隙度降低，物性變差。

2）壓溶作用：隨著沉積物埋深的增加，壓力、溫度的升高，壓實(shí)作用逐漸被壓溶作用所代替，其結(jié)果使原生粒間孔隙進(jìn)一步減小，同時(shí)也使喉道半徑大大縮小，降低了儲(chǔ)層的滲透能力。

3）膠結(jié)作用：HSS研究區(qū)主要的膠結(jié)物為高嶺石、伊蒙混石、伊利石、綠泥石。因?yàn)檫@些黏土礦物的增加，而使儲(chǔ)層孔隙度降低，喉道堵塞，儲(chǔ)層物性變差。

2.3 黏土礦物對(duì)儲(chǔ)層物性的影響

由于黏土礦物的膨脹性質(zhì)和具有較強(qiáng)的陽(yáng)離子交換性，油氣儲(chǔ)層的損害大多與黏土礦物有關(guān)。

采用X-射線衍射方法，對(duì)HSS研究區(qū)取心井儲(chǔ)層進(jìn)行分析，研究結(jié)果表明，黏土礦物以伊蒙混層為主，相對(duì)體積分?jǐn)?shù)大于55%，其次為高嶺石、綠泥石、伊利石。

圖2 孔隙度-滲透率頻率直方圖

3 儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究

3.1 微觀非均質(zhì)性

3.1.1 孔隙類型

根據(jù)取心井H1518井9塊薄片鑒定樣品資料統(tǒng)計(jì)分析，研究區(qū)總體上以粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔和方沸石晶間溶孔為主，共占孔隙類型的93.11%。其次含有少量的粒間孔、菱鐵礦晶間溶孔、方解石溶孔等。

3.1.2 孔隙類型特征

根據(jù)研究區(qū)2口井的孔隙類型特征分析，H1518井為灰色、灰褐色細(xì)砂巖，孔隙發(fā)育較好，孔隙連通性較好，孔隙類型組合為方沸石粒間溶孔+粒內(nèi)溶孔+粒間溶孔；H18井主要為細(xì)—中砂巖，孔隙發(fā)育較差，孔隙網(wǎng)絡(luò)呈零星點(diǎn)狀，孔隙類型組合為粒內(nèi)孔隙+粒間沸石溶孔。

3.1.3 孔隙空間特征

根據(jù)研究區(qū)2口取心井16塊薄片鑒定樣品資料：該區(qū)孔徑一般分布在15～105 μm，平均37.31 μm，總體屬于細(xì)孔型。

3.2 宏觀非均質(zhì)性

3.2.1 層內(nèi)非均質(zhì)性

3.2.1.1 非均質(zhì)性參數(shù)特征

層內(nèi)非均質(zhì)性主要通過(guò)巖心分析資料，測(cè)井資料，結(jié)合沉積微相研究來(lái)實(shí)現(xiàn)，采用滲透率級(jí)差（JK）、滲透率變異系數(shù)（VK）和滲透率突進(jìn)系數(shù)（TK）來(lái)表征。HSS油田儲(chǔ)層非均質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 HSS油田H1儲(chǔ)層非均質(zhì)綜合標(biāo)準(zhǔn)

非均質(zhì)性的分析結(jié)果表明 （見表2），H1油層組中7個(gè)小層的滲透率突進(jìn)系數(shù)和變異系數(shù)非均質(zhì)性比較均衡，而級(jí)差分布不是很均勻，在H11-1、H11-2、H12-3表現(xiàn)出較強(qiáng)的級(jí)差。因此，HSS油田H1油層組儲(chǔ)集砂體總體表現(xiàn)為中—強(qiáng)非均質(zhì)性。

表2 HSS油田H1儲(chǔ)層組滲透率非均質(zhì)性參數(shù)

建立滲透率級(jí)差、滲透率突進(jìn)系數(shù)與滲透率變異系數(shù)關(guān)系圖版（見圖3），可以看出其相關(guān)性較好，說(shuō)明非均質(zhì)性研究結(jié)果是可信的。

3.2.1.2 滲透率韻律變化

根據(jù)對(duì)研究區(qū)取心井的物性數(shù)據(jù)分析，可以看出本區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層單砂體內(nèi)部滲透率變化復(fù)雜，有正韻律型、反韻律型，以及由正、反韻律疊加組成的復(fù)合韻律型3種，以復(fù)合韻律型最為普遍。

1）正韻律型：表現(xiàn)為高孔、高滲段分布于砂體底部，向上滲透率逐漸減小，可細(xì)分為簡(jiǎn)單正韻律型及疊加正韻律型2種。簡(jiǎn)單正韻律又可劃分為完全正韻律及不完全正韻律，完全正韻律表現(xiàn)為粒度的漸變，是主要的正韻律類型；不完全正韻律粒度往往出現(xiàn)突變現(xiàn)象。疊加型正韻律內(nèi)部往往由2個(gè)或3個(gè)以上單一正韻律段疊加，中間為泥質(zhì)或物性?shī)A層分隔，層內(nèi)沖刷面發(fā)育。這種韻律的砂體主要為分流河道沉積成因。

圖3 H12-2滲透率級(jí)差和突進(jìn)系數(shù)與滲透率變異系數(shù)關(guān)系

2）反韻律型：表現(xiàn)為滲透率向上逐漸增大，高孔、高滲段分布于砂體頂部，一般多為河口壩及遠(yuǎn)砂壩沉積成因。

3）復(fù)合韻律型：砂體厚度大，韻律性復(fù)雜多變，由次級(jí)韻律無(wú)序復(fù)合或由單砂體在垂向上高、低滲透率段或正韻律與反韻律層交替分布。

研究區(qū)可見2種復(fù)合韻律，一是反—正韻律相，表現(xiàn)為砂體下部滲透率向上逐漸增大，為反韻律型，一般多為河口砂壩沉積成因，而上部則表現(xiàn)為滲透率向上減小，屬正韻律相分流河道沉積。另一類由次級(jí)韻律無(wú)序復(fù)合而成，是多期垂向疊加的分流河道砂體重要的韻律形式，層間沖刷發(fā)育，新月型及透鏡狀泥質(zhì)夾層及鈣質(zhì)結(jié)核多見。

3.2.2 平面非均質(zhì)性

以巖心分析資料為基礎(chǔ)，利用測(cè)井解釋分別編制了HSS油田H1油層組7個(gè)小層的砂體厚度、有效厚度、孔隙度、滲透率、含油飽和度的平面分布等值線圖。

1）從砂地比等值線圖來(lái)看，砂體厚度主要受沉積相控制，砂體厚度的平面分布呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律性，總體呈西北—東北方向展布。

2）從有效厚度等值線圖來(lái)看，H11-1、H12-1、H13-2零散分布，有效厚度較小；H11-2連片性增強(qiáng)，H12-2連片分布，有效厚度較大；H12-3北部連片性較好，南部有零散分布；H13-1北部連片性較好，中部和南部有零散分布。

3）從有效孔隙度、滲透率和含油飽和度的平面分布等值線圖來(lái)看，H1儲(chǔ)層的孔滲飽分布與砂體的分布具有一定的吻合程度，相對(duì)高孔、高滲帶一般平行于古水流的方向分布。砂體厚度大的區(qū)域物性相對(duì)較好，油層較厚；物性相對(duì)較差的區(qū)域，油層相對(duì)不發(fā)育，表明儲(chǔ)層主要物性的分布受沉積相帶的展布影響。

4 結(jié)論

1）HSS油田H1油層組儲(chǔ)層巖性主要為淺灰色細(xì)砂巖，其次為少量的中砂巖和粉砂巖。儲(chǔ)層砂巖以巖屑為主，其次為石英、長(zhǎng)石。

2）孔隙度范圍為4%～20%；滲透率分布在（0.003～400）×10-3μm2，孔滲相關(guān)性較好。該區(qū)儲(chǔ)層總體上屬于中孔、特低滲儲(chǔ)層。壓實(shí)、壓溶及膠結(jié)作用對(duì)物性均有不同程度的影響。黏土礦物以伊蒙混層為主，相對(duì)體積百分?jǐn)?shù)大于55%，其次為高嶺石、綠泥石、伊利石。

3）根據(jù)取心井和測(cè)井資料分析，HSS油田H1油層組儲(chǔ)層表現(xiàn)出強(qiáng)非均質(zhì)性。

［1］王仁沖，徐懷民，邵雨，等.準(zhǔn)噶爾盆地陸東地區(qū)石炭系火山巖儲(chǔ)層特征［J］.石油學(xué)報(bào)，2008，29（3）：350-355. Wang Renchong，Xu Huaimin，Shao Yu，et al.Reservoir characteristics of Carboniferous volcanic rocks in Ludong Area of Junggar Basin［J］. Acta Petrolei Sinica，2008，29（3）：350-355.

［2］李建萍.火燒山油田地質(zhì)及開采特征［D］.成都：西南石油學(xué)院，2006：8-20. Li Jianping.Characteristics of geology and exploitation of Huoshaoshan Oilfield［D］.Chengdu：Southwest Petroleum University，2006：8-20.

［3］劉文波.準(zhǔn)東火燒山油田火南、火八油藏精細(xì)描述［D］.北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2009：20-28. Liu Wenbo.Fine reservoirdescription ofHuonan/Huo 8 in Huoshaoshan Oilfield of Zhundong［D］.Beijing：China University of Geosciences，2009：20-28.

［4］蔡軍.火燒山油田開發(fā)效果分析及綜合治理方案研究［D］.成都：西南石油學(xué)院，2006：8-22. Cai Jun.The development effect analysis and the comprehensive program of public order plan research in Huoshaoshan Oilfield［D］. Chengdu：Southwest Petroleum University，2006：8-22.

［5］王旭，鄧禮正，張娟，等.富古地區(qū)下古生界儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征分析［J］.斷塊油氣田，2010，17（1）：49-51. Wang Xu，Deng Lizheng，Zhang Juan，et al.Characteristics of pore structure of Lower Paleozoic reservoir in Fugu Area［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2010，17（1）：49-51.

［6］徐勝林，陳洪德，林良彪，等.川東南地區(qū)飛仙關(guān)組碳酸鹽巖儲(chǔ)層特征［J］.斷塊油氣田，2010，17（1）：19-23. Xu Shenglin，Chen Hongde，Lin Liangbiao，et al.Characteristics of carbonate rock reservoir of Feixianguan Formation in southeastern Sichuan Basin［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2010，17（1）：19-23.

［7］伊振林，吳勝和，岳大力，等.克拉瑪依油田沖積扇巖石相特征及儲(chǔ)層質(zhì)量分析［J］.斷塊油氣田，2010，17（3）：266-269. Yi Zhenlin，Wu Shenghe，Yue Dali，et al.Lithofacies characteristics and quality analysis of alluvial fan reservoir in Karamay Oilfield［J］. Fault-Block Oil&Gas Field，2010，17（3）：266-269.

［8］蔣建立.火燒山油田裂縫性低滲透油藏調(diào)剖技術(shù)研究［D］.北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2007：12-17. Jiang Jianli.The crack low seepage oil deposit accent to split the engineering research in Huoshaoshan Oilfield［D］.Beijing：China University of Geosciences，2007：12-17.

［9］張祥忠，熊琦華，蔡毅.應(yīng)用多級(jí)序貫指示模擬方法模擬火燒山油田巖相［J］.石油勘探與開發(fā)，2003，30（6）：80-82. Zhang Xiangzhong，Xiong Qihua，Cai Yi.Application of multi-binary sequential indicator algorithm to simulate lithofacies in Huoshaoshan Oilfield［J］.Petroleum Exploration and Development，2003，30（6）：80-82.

［10］于群，王業(yè)飛，焦翠，等.新疆火燒山油田化學(xué)驅(qū)油配方研究［J］.斷塊油氣田，2009，16（6）：104-106. Yu Qun，Wang Yefei，Jiao Cui，et al.Study on chemical flooding formulas for Huoshaoshan Oilfield in Xinjiang［J］.Fault-Block Oil& Gas Field，2009，16（6）：104-106.

Reservoir characteristics of H1oil measures in HSS Oilfield

Li Xinhu1，2Liu Dong1Guo Yuan1
(1.School of Geology and Environment,Xi'an University of Science and Technology,Xi'an 710054,China;2.Department of Geology, Northwest University,Xi'an 710069,China)

HSS Oilfield is a low permeability sandstone reservoir.H1oil measures in the top of Pingdiquan Formation of Permian are mainly delta front sediments.Based on the observation of outcrops and cores,through the integrated investigation such as rock thin section microscopic identification,scanning electron microscope and reservior property,the characteristics of lithology and physical properties and reservoir heterogeneity are studied in detail.The results show that H1oil measures are dominated by light grey fine sandstone,then the medium sandstone and the siltstone.The reservoir physical properties are poor,that is to say,the studied area is a tight reservoir with middle porosity and low permeability.Diagenesis and clay mineral are the main factors which influence the reservoir property.The reservoir displays a strong heterogeneity according to the analysis of core data,logging data and sedimentary microfacies and through computing the differences,variation coefficient and mutation coefficient of permeability.The internal strutural characteristics and reservoir heterogeneity are controlled by sedimentary environment,grain size,interstitial material and sedimentary facies,and then the development and distribution of reservoir are affected.

reservoir characteristics;physical property;sedimentary system;pore structure;heterogeneity

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“低滲、超低滲油田高效增產(chǎn)改造和提高采收率技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化示范”（2007BA17B02）；陜西省自然科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目“煤層氣儲(chǔ)層參數(shù)的測(cè)井非線性解釋模型及響應(yīng)特征研究”（SJ08D06）

TE122.2+3

：A

1005-8907（2011）02-150-04

2010-06-23；改回日期：2011-01-20。

李新虎，男，1967年生，副教授，博士，現(xiàn)西北大學(xué)博士后在站，主要從事地球物理資料處理、解釋及地質(zhì)應(yīng)用方面的教學(xué)和科研工作。電話：（029）85583188，E-mail：xinhul@xust.edu.cn，xinhul@yahoo. com.cn。

（編輯王淑玉）

李新虎，劉東，郭媛.HSS油田H1油層組儲(chǔ)層特征研究［J］.斷塊油氣田，2011，18（2）：150-153. Li Xinhu，Liu Dong，Guo Yuan.Reservoir characteristics of H1 oil measures in HSS Oilfield［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2011，18（2）：150-153.