環(huán)江地區(qū)長7致密油四性關(guān)系與儲(chǔ)層特征分析

郭鋼，王琨，郭亞麗，王玲芳（.中國石油長慶油田分公司油氣工藝研究院，陜西西安　7005；.中國石油長慶油田分公司第八采油廠，陜西靖邊　78500；.中國石油長慶油田分公司第二采油廠，甘肅慶陽　74500）

環(huán)江地區(qū)長7致密油四性關(guān)系與儲(chǔ)層特征分析

郭鋼1，王琨2，郭亞麗3，王玲芳3
（1.中國石油長慶油田分公司油氣工藝研究院，陜西西安710025；2.中國石油長慶油田分公司第八采油廠，陜西靖邊718500；3.中國石油長慶油田分公司第二采油廠，甘肅慶陽745100）

通過對(duì)環(huán)江長7致密油儲(chǔ)層的巖芯取樣、鑄體薄片、掃描電鏡分析，研究環(huán)江地區(qū)長7致密油儲(chǔ)層特征。結(jié)果表明：研究區(qū)致密儲(chǔ)層長7巖石主要為灰色、灰褐色極細(xì)-細(xì)粒巖屑質(zhì)長石砂巖。砂巖填隙物含量平均為14.80％，主要以自生粘土礦物和碳酸鹽為主，還有少量的硅質(zhì)和其他礦物。其中自生粘土礦物以高嶺石（1.76％）、伊利石（3.56％）、綠泥石（1.98％）為主，而碳酸鹽礦物以鐵方解石（3.76％）和鐵白云石為主（1.22％）。環(huán)江地區(qū)長7致密油儲(chǔ)層孔隙半徑分布范圍寬，儲(chǔ)層中沒有大孔，中孔、小孔、微孔及納米孔孔隙類型均發(fā)育，以小孔隙為主，且孔隙類型、主要孔隙類型和孔隙半徑分布范圍受儲(chǔ)層致密程度的控制作用明顯；研究區(qū)孔隙類型主要為剩余粒間孔、長石溶孔和晶間孔，由于儲(chǔ)層與大規(guī)模發(fā)育的優(yōu)質(zhì)烴源巖緊密接觸，受溶蝕作用明顯，其長石溶孔是研究區(qū)最主要的孔隙類型，此外，由于孔喉細(xì)小，儲(chǔ)層致密，儲(chǔ)層填隙物中伊利石、高嶺石中的晶間孔也是一個(gè)重要的油氣儲(chǔ)集場所。對(duì)環(huán)江非常規(guī)油氣資源的勘探與開發(fā)具有一定的啟示意義。

環(huán)江油田；長7油層；致密油；孔隙特征；鑄體薄片

鄂爾多斯盆地?fù)碛胸S富的致密油資源，勘探開發(fā)前景廣闊，主要致密油產(chǎn)層為延長組長6、長7砂巖，滲透率小于1×10-3μm2的儲(chǔ)量占52.56％。

環(huán)江地區(qū)處于盆地西南邊陲，滲透率一般小于0.3×10-3μm2，是鄂爾多斯盆地中典型長7致密油砂巖儲(chǔ)層，作為典型的致密油層，長7儲(chǔ)層的研究較為薄弱。本文旨在通過對(duì)環(huán)江地區(qū)典型油藏儲(chǔ)層特征的分析，為該類油藏的資源評(píng)價(jià)研究，勘探開發(fā)提供指導(dǎo)意義。

1　地質(zhì)概況

環(huán)江地區(qū)位于鄂爾多斯盆地中西部，構(gòu)造位置位于伊陜斜坡二級(jí)構(gòu)造單元內(nèi)，構(gòu)造平緩，以巖性圈閉為主。轄區(qū)面積14 615 km2。地層發(fā)育特征與鄂爾多斯盆地其它地區(qū)延長組相似。長7油層組沉積期為湖盆發(fā)展的全盛時(shí)期，屬淺湖-深湖相沉積環(huán)境，巖性以灰黑色泥頁巖、油頁巖為主（俗稱“張家灘頁巖”），是本區(qū)主要生油巖系。

2　四性關(guān)系與測井解釋

儲(chǔ)層的“四性”關(guān)系是指儲(chǔ)層的巖性、物性、含油性與電性之間的關(guān)系，通過四性關(guān)系研究，解決如下問題：（1）定性地劃分儲(chǔ)層有效厚度、隔層及兩者之間的過渡巖層；（2）建立滲透率、孔隙度、含油飽和度圖版；（3）綜合判斷產(chǎn)油、產(chǎn)氣、產(chǎn)水層。

2.1儲(chǔ)層巖性特征

研究區(qū)長7儲(chǔ)層巖性主要以灰色、灰褐色極細(xì)-細(xì)粒巖屑質(zhì)長石砂巖為主，主要粒徑為0.06 mm～0.42 mm，平均為0.16 mm。分選性整體為中，碎屑顆粒多為次棱角狀。膠結(jié)類型多樣，以孔隙型膠結(jié)為主。

2.2儲(chǔ)層物性特征

通過長7儲(chǔ)層化驗(yàn)資料分析統(tǒng)計(jì)，主要孔隙度分布范圍在5％～8％，平均值7.42％，主要滲透率分布范圍在0～0.4×10-3μm2，平均值0.18×10-3μm2。

2.3含油性基本特征

取芯資料顯示，含油巖性主要為細(xì)砂巖，其次還有少部分的細(xì)粉砂巖，含油級(jí)別主要為含油性好、中等、差，泥質(zhì)粉砂巖和鈣質(zhì)砂巖不含油。

2.4儲(chǔ)層基本電性特征

測井系列為數(shù)控測井系列，測井曲線包括自然電位、自然伽瑪、井徑、聲波時(shí)差、4米電阻和2.5米電阻、微電位、微梯度、中感應(yīng)、深感應(yīng)、八側(cè)向、密度和補(bǔ)償中子等曲線。鉆井液為水基聚合物泥漿，儲(chǔ)層自然電位負(fù)異常，自然伽馬低值-中值，隨著泥質(zhì)含量增加，自然電位幅度減小，自然伽瑪值升高；隨著鈣質(zhì)含量增加，聲波時(shí)差降低，電阻率升高（見圖1）。

2.5儲(chǔ)層四性關(guān)系

通過對(duì)儲(chǔ)層四性關(guān)系地研究（見圖2），孔隙度測井資料（聲波時(shí)差、補(bǔ)償中子、補(bǔ)償密度）與儲(chǔ)層物性（孔隙度、滲透率）之間有很好的相關(guān)性，一般采用聲波時(shí)差曲線與儲(chǔ)層分析孔隙度建立經(jīng)驗(yàn)公式，這主要考慮開發(fā)井只測聲波而不測密度和中子。另外由于在研究區(qū)長7儲(chǔ)層，自然伽馬曲線在一定程度上反映了儲(chǔ)層的泥質(zhì)含量，所以采用了自然伽馬曲線對(duì)孔隙度值和滲透率值進(jìn)行泥質(zhì)校正，并取得較好的效果。

環(huán)江地區(qū)長7儲(chǔ)層油層主要特點(diǎn)表現(xiàn)為：是油層厚度大，油層比較穩(wěn)定，變化小，油層易于識(shí)別。含油飽和度較低，儲(chǔ)層的物性與電性有極好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，儲(chǔ)層的電性能較好地反映儲(chǔ)層的性質(zhì)。

圖1　環(huán)江地區(qū)長7儲(chǔ)層孔隙度、滲透率直方圖

圖2 池X井長7儲(chǔ)層四性關(guān)系圖

由于該地區(qū)長7儲(chǔ)層自然伽馬曲線能有效地劃分巖性，并能準(zhǔn)確地確定儲(chǔ)層的泥質(zhì)含量，所以在劃分巖性時(shí)，主要采用自然伽馬曲線，自然電位曲線則做參考曲線。2.6孔隙度、滲透率下限確定

根據(jù)對(duì)該研究區(qū)的孔隙度、滲透率分析數(shù)據(jù)，可以用經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法確定孔隙度、滲透率下限值。

對(duì)于研究區(qū)的致密砂巖油來說，主要通過不同物性巖性中的試油結(jié)果來推斷其物性下限。根據(jù)研究區(qū)統(tǒng)計(jì)的試油結(jié)果，將目的層段試油結(jié)果分為干層、水層和油層。并統(tǒng)計(jì)了不同類型試油結(jié)果的孔隙度和滲透率的分布（見圖3，圖4）。

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，干層孔隙度分布在4％～8％，滲透率分布在0.006 mD～0.3 mD，油水同層孔隙度分布在5％～10％，滲透率分布在0.02×10-3μm2～1×10-3μm2，油層孔隙度呈多峰狀，分布在3％～10％，滲透率呈單峰狀，分布在0.01×10-3μm2～1×10-3μm2。由于研究區(qū)干層的統(tǒng)計(jì)樣本數(shù)量較少，其統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)研究區(qū)含油性下限幫助有限。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：儲(chǔ)層物性越好其含油性趨好的幾率也越大，說明物性對(duì)于儲(chǔ)層的含油氣性有明顯的控制作用；含油性并不完全取決于儲(chǔ)層自身的孔隙度；孔隙度小3％，沒有明顯的油氣顯示，通過孔滲交匯圖，孔隙度等于3％時(shí)，滲透率為0.01×10-3μm2，當(dāng)滲透率小于0.01×10-3μm2，則也沒有明顯的含油氣特征。因此，確定研究區(qū)長7致密砂巖油孔隙度、滲透率下限分別為3％和0.01×10-3μm2（見圖5）。

圖3　環(huán)江地區(qū)長7不同試油結(jié)果孔隙度分布直方圖

3　儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

利用鑄體薄片、掃描電鏡等資料和手段，對(duì)長7油層組的巖石學(xué)特征進(jìn)行分析。

3.1巖石碎屑成分

通過分析，研究區(qū)長7石英含量28.15％，長石含量35.71％，巖屑含量19.32％，各個(gè)小層碎屑成分相似，長71石英含量高，長72巖石含量高，長73巖屑和填隙物含量高。

表1　環(huán)江地區(qū)長7巖屑和填隙物成分統(tǒng)計(jì)表

3.2填隙物組分特征

通過鑄體薄片統(tǒng)計(jì)、掃描電鏡分析，研究區(qū)長7砂巖填隙物含量平均為15.15％，填隙物種類多樣，主要以自生粘土礦物和碳酸鹽為主，還有少量的硅質(zhì)和其他礦物。其中自生粘土礦物以高嶺石（1.89％）、伊利石（3.83％）、綠泥石（2.00％）為主，而碳酸鹽礦物以鐵方解石（3.66％）和鐵白云石為主（1.18％）。

表2　環(huán)江地區(qū)長7儲(chǔ)層填隙物成分統(tǒng)計(jì)表

123478高嶺石　伊利石　綠泥石鐵方解石鐵白云石　硅質(zhì)　其他填隙物種類含量百分比5 （％）6 ????長71 ??長72 ??長73 ??長7? ?876543210含量百分比/％高嶺石 伊利石 綠泥石鐵方解石鐵白云石 硅質(zhì)　其他填隙物種類長71 長72 長73 長7

從圖7可以看出，研究區(qū)長7砂巖三個(gè)小層整體填隙物類別差別不大，含量分布基本相同，差異主要體現(xiàn)在伊利石、綠泥石和鐵方解石上。伊利石長73含量最高，為7.27％；綠泥石長72含量最高，為3.33％；鐵方解石長73含量最高，為5.28％。

4　孔隙類型及分布規(guī)律

通過鑄體薄片、掃描電鏡等分析，研究區(qū)長7砂巖的孔隙類型主要有粒間孔、長石溶孔、巖屑溶孔，還有少量的晶間孔和微裂縫等，平均面孔率為2.12％。其中長石溶孔是本區(qū)長7最主要的孔隙類型，含量為0.96％，其次為粒間孔，含量為0.89％，研究區(qū)長7巖屑溶孔含量為0.06％。

圖6　長7砂巖成分柱狀圖

圖4　環(huán)江地區(qū)長7不同試油結(jié)果滲透率分布直方圖

圖5　環(huán)江地區(qū)長7儲(chǔ)層孔隙度、滲透率交匯圖

圖8　環(huán)江地區(qū)長7儲(chǔ)層鏡下微觀孔隙結(jié)構(gòu)

粒間孔：形態(tài)多為三角形和不規(guī)則多邊形（見圖9），因本區(qū)壓實(shí)作用強(qiáng)烈，含量相比于其他層位較低。

長石溶孔：由長石顆粒的邊緣或者內(nèi)心溶蝕、溶解形成的溶孔，孔隙形態(tài)極不規(guī)則，呈港灣狀。長7烴源巖發(fā)育，在生排烴過程中形成大量的酸性流體，酸性流體侵入巖石孔隙中，因此溶蝕作用強(qiáng)烈，導(dǎo)致研究區(qū)長石溶孔發(fā)育。

巖屑溶孔：硅質(zhì)巖屑等顆粒被溶解形成的巖屑，因研究區(qū)溶蝕作用發(fā)育，也是研究區(qū)一種重要的孔隙類型。

其他孔隙：包括晶間孔、微裂縫等，雖然含量較低，但對(duì)提高儲(chǔ)層孔隙度和滲透率也起到一定的作用。

各小層孔隙類型差異不大，長71和長72面孔較高，長73面孔率較低，差異主要體現(xiàn)在粒間孔和長石溶孔上，長72粒間孔和長石溶孔含量最高，長71巖屑溶孔含量最高。

圖10　池A，2 267.4 m，長71剩余粒間孔

5　孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)油氣聚集的影響

作為典型的致密砂巖油藏，通過上面的分析可以看出，其孔喉致密，受壓實(shí)作用影響強(qiáng)烈，其剩余粒間孔含量低，但受生烴排烴作用明顯，溶蝕孔隙含量高，這些溶蝕孔隙連通性好，可以成為油氣聚集的有利通道和場所。另一方面，溶蝕孔隙中也存在著自生粘土礦物高嶺石、伊利石等，這些粘土礦物中存在大量的納米級(jí)孔隙，吸附著油氣，也是油氣富集的一個(gè)重要場所。

6　結(jié)論

（1）環(huán)江地區(qū)長7致密油儲(chǔ)層具有孔隙度高、滲透率低的特征，儲(chǔ)層孔隙孔徑分布范圍寬、孔隙類型復(fù)雜，儲(chǔ)層以小孔隙為主。

圖11　耿B，2 404.65 m，長71長石溶孔及鑄?？?/p>

圖9　環(huán)江地區(qū)長7砂巖孔隙類型柱狀圖

圖12

（2）研究區(qū)致密儲(chǔ)層長7巖石主要為灰色、灰褐色極細(xì)-細(xì)粒巖屑質(zhì)長石砂巖。砂巖填隙物含量平均為15.3％，主要以自生粘土礦物和碳酸鹽為主，還有少量的硅質(zhì)和其他礦物。

（3）研究區(qū)孔隙類型主要為剩余粒間孔、長石溶孔和晶間孔，由于儲(chǔ)層與大規(guī)模發(fā)育的優(yōu)質(zhì)烴源巖緊密接觸，受溶蝕作用明顯，其長石溶孔是研究區(qū)最主要的孔隙類型。此外，由于孔喉細(xì)小，儲(chǔ)層致密，儲(chǔ)層填隙物中伊利石、高嶺石中微小孔隙的也是一個(gè)重要的油氣儲(chǔ)集場所。

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10.3969/j.issn.1673-5285.2015.01.024

TE122.22

A

1673-5285（2015）01-0092-05

2014-10-22

郭鋼，男（1986-），碩士，畢業(yè)于西安石油大學(xué)，主要從事油氣田領(lǐng)域的科研與應(yīng)用工作，郵箱：guog_cq@petrochina. com.cn。