低滲透儲(chǔ)層不同成巖相可動(dòng)流體賦存特征及其影響因素分析——以鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)長(zhǎng)6段儲(chǔ)層為例

任 穎，孫 衛(wèi)，明紅霞，張 茜，霍 磊，曹 雷，陳 斌

(西北大學(xué) 大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安 710069)

低滲透儲(chǔ)層不同成巖相可動(dòng)流體賦存特征及其影響因素分析
——以鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)長(zhǎng)6段儲(chǔ)層為例

任 穎，孫 衛(wèi)，明紅霞，張 茜，霍 磊，曹 雷，陳 斌

(西北大學(xué) 大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安 710069)

利用高壓壓汞、恒速壓汞、核磁共振、掃描電鏡、X射線衍射等資料，對(duì)姬塬地區(qū)長(zhǎng)6段不同成巖相儲(chǔ)層開展可動(dòng)流體賦存特征及其影響因素分析。結(jié)果表明：(1)研究區(qū)三類有效成巖相儲(chǔ)層，綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相、長(zhǎng)石溶蝕相及高嶺石膠結(jié)相，微觀孔喉差異明顯，主要體現(xiàn)在喉道上；(2)從T2譜分析可知，綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相孔喉半徑均勻，連通性好，可動(dòng)流體飽和度最高，長(zhǎng)石溶蝕相次之，可動(dòng)流體飽和度中等，高嶺石膠結(jié)相孔隙類型單一且小，可動(dòng)流體飽和度最低；(3)孔喉半徑、主流喉道半徑、孔喉半徑比及有效孔喉體積是引起不同成巖相儲(chǔ)層可動(dòng)流體賦存特征差異的主控因素，滲透率的大小是影響其飽和度大小的重要因素之一，高嶺石和伊利石含量的增多對(duì)其可動(dòng)流體賦存具有破壞作用。

姬塬地區(qū)；長(zhǎng)6儲(chǔ)層；成巖相；可動(dòng)流體；微觀孔隙結(jié)構(gòu)；喉道

0 引 言

可動(dòng)流體飽和度參數(shù)是評(píng)價(jià)儲(chǔ)層品質(zhì)和計(jì)算油氣儲(chǔ)量的重要參數(shù)，其在表征微觀孔隙結(jié)構(gòu)及流體在孔隙中賦存特征方面具有重要的價(jià)值[1-3]。成巖相是現(xiàn)今儲(chǔ)層特征的直接反映，是儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)差異的成因性標(biāo)志，成巖相研究更能進(jìn)一步明確不同微觀孔隙結(jié)構(gòu)中可動(dòng)流體賦存特征[4-7]。

圖1 姬塬油田區(qū)域位置圖Fig.1 Location of Jiyuan Oilfield

姬塬油田主要在陜西省定邊縣和寧夏鹽池縣境內(nèi)，位于天環(huán)坳陷東岸、伊陜斜坡西部(圖1)，發(fā)育有三角洲前緣水下分流河道和分流間灣[8-12]。研究區(qū)長(zhǎng)6段為主力產(chǎn)油層，孔隙度主要集中在8%～14%，滲透率在0.2×10-3～0.8×10-3μm2，是典型的低孔低滲巖性油氣藏，開發(fā)難度大。前人在不同成巖相微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征、可動(dòng)流體賦存特征及其影響因素等方面分別開展了探討性的研究，發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)的可動(dòng)流體飽和度具有鮮明的個(gè)性特征，目前，從成巖相的角度分析研究可動(dòng)流體賦存特征及其影響因素甚少。本文應(yīng)用鑄體薄片、高壓壓汞、恒速壓汞、核磁共振等實(shí)驗(yàn)手段，分析了不同成巖相儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)及可動(dòng)流體賦存特征，探討了不同成巖相對(duì)可動(dòng)流體賦存影響的差異性，找出影響其差異的主控因素。

1 成巖相類型及其特征

依照石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(SY/T5368-2000、SY/T5983-94-1995、SY/T5477-2003)，通過(guò)大量的鑄體薄片和掃描電鏡照片研究微觀成巖特征，姬塬地區(qū)主要可以劃分4種成巖相，綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相儲(chǔ)集性能及滲流能力最好，其次為長(zhǎng)石溶蝕相儲(chǔ)層，高嶺石膠結(jié)相較差，碳酸鹽膠結(jié)相最差，各成巖相特征及分布見圖2和表1。

1.1 綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相

主要發(fā)育在沙崾峴—張家山區(qū)域，分布在北西物源區(qū)的三角洲前緣水下分流河道部位(圖2)，巖石密度集中在2.18～2.33 g/cm3。巖石類型以長(zhǎng)石砂巖、巖屑長(zhǎng)石砂巖為主，填隙物以高嶺石和綠泥石為主，孔隙式膠結(jié)(39.13%)，殘余粒間孔(2.86%)發(fā)育，平均孔隙度為11.45%，平均滲透率為0.74×10-3μm2。

圖2 姬塬地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層成巖相分布圖Fig.2 Distribution of diagenetic facies in Chang 6 reservoir in Jiyuan Area

此類相的排驅(qū)壓力和微觀均值系數(shù)是4類成巖相儲(chǔ)層中最小的(表2)，分別為0.575 MPa和0.522，相對(duì)分選系數(shù)最大，為0.271，表明汞最先進(jìn)入該類成巖相儲(chǔ)層，孔喉分布最集中，是研究區(qū)儲(chǔ)集性能最好的成巖相類型，聚集豐富的油氣。

從恒速壓汞實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)表以及喉道半徑、孔隙半徑、孔喉半徑比分布頻率圖(表2、圖3—5)可以看出，該類成巖相儲(chǔ)層喉道半徑分布范圍最寬，為0.3～1.6 μm，峰值為1.0 μm，主流喉道半徑集中在0.5～1.2 μm，對(duì)滲透率貢獻(xiàn)可達(dá)98.2%(圖6)，平均值為0.963 μm；孔隙半徑分布范圍為80～180 μm，峰值在110 μm左右；孔喉半徑比最小，分布范圍為80～320，平均值為191.9。

表1 姬塬地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層成巖相參數(shù)特征表

Table 1 Characteristic parameters of different diagenetic facies of oil-bearing sandstone of Chang 6 reservoir in Jiyuan Area

成巖相主要物源沉積微相巖性碎屑成分/%填隙物含量/%膠結(jié)類型/%孔隙類型溶蝕量/%壓實(shí)強(qiáng)度/%孔隙度/%滲透率/10-3μm2長(zhǎng)石溶蝕相NW+NEⅠFSQ：3053F：4011A：140B：272C：031D：172E：252①②③④39138702174870a：006b：010c：107d：090124631057067綠泥石膜膠結(jié)-殘余粒間孔相 NWⅠFSRFSQ：3043F：3859A：078B：305C：036D：074E：350①②③④⑤1786392910711071714a：014b：010c：092d：286102591145074高嶺石膠 結(jié)相 NW+NEⅡⅠFSQ：2658F：4399A：064B：118C：182D：335E：399①②③④230846167701539a：003b：007c：072d：179080611027063碳酸鹽膠 結(jié)相 NWⅡFSQ：2598F：4050A：041B：865C：038D：115E：328①②③400040002000a：009b：007c：031d：08704054997055

注：NW.北西物源；NE.北東物源；Ⅰ.水下分流河道；Ⅱ.分流間灣；FS.長(zhǎng)石砂巖；FRS.巖屑長(zhǎng)石砂巖；F.長(zhǎng)石；Q.石英；A.硅質(zhì)；B.鐵方解石；C.綠泥石膜；D.伊利石；E.高嶺石；①接觸；②孔隙-薄膜；③加大-孔隙；④薄膜-孔隙；⑤孔隙；a.晶間孔；b.巖屑溶孔；c.長(zhǎng)石溶孔；d.粒間孔。

表2 姬塬地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層不同成巖相恒速壓汞微觀孔喉結(jié)構(gòu)參數(shù)特征統(tǒng)計(jì)表

注：Ⅰ.綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相；Ⅱ.長(zhǎng)石溶蝕相；Ⅲ高嶺石膠結(jié)相。

1.2 長(zhǎng)石溶蝕相

主要發(fā)育在史家灣—馮地坑—馬家山西南區(qū)域，北西、北東兩大物源區(qū)均有分布(圖2)，屬于水下分流河道沉積微相，巖石密度集中在2.20～2.37 g/cm3。巖性主要為長(zhǎng)石砂巖，高嶺石、伊利石和鐵方解石是研究區(qū)內(nèi)主要的填隙物。該類成巖相中儲(chǔ)集空間以大量長(zhǎng)石溶蝕所產(chǎn)生的次生溶孔為主，總?cè)芪g量達(dá)1.24%，平均孔隙度為10.57%，平均滲透率為0.67×10-3μm2，其物性僅次于綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相。

圖3 不同成巖相儲(chǔ)層喉道半徑分布特點(diǎn)Fig.3 Distribution characteristic of throat radius in different diagenetic facies reservoirs

圖4 不同成巖相儲(chǔ)層孔隙半徑分布特點(diǎn)Fig.4 Distribution characteristic of pore radius in different diagenetic facies reservoirs

長(zhǎng)石溶蝕相排驅(qū)壓力、微觀均值系數(shù)及相對(duì)分選系數(shù)大小中等，分別為0.921 MPa、0.554、0.142。與綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相儲(chǔ)層相比較，喉道半徑窄(圖3)，分布在0.2～1.1 μm，峰值為0.6 μm，主流喉道集中在0.4～0.8 μm，平均值為0.572 μm(表2)，相比于綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相，僅有47.5%的喉道集中在0.5～1.2 μm，對(duì)滲透率起貢獻(xiàn)作用(圖6)；孔隙半徑分布范圍與綠泥石膜—?dú)堄嗔ｉg孔相相同(圖4)，孔喉半徑比較前者更大(圖5)，分布范圍為120～420，平均值為278.1。

圖5 不同成巖相儲(chǔ)層孔喉半徑比分布特點(diǎn)Fig.5 Distribution characteristic of pore throat radius ratio in different diagenetic facies reservoirs

圖6 不同成巖相儲(chǔ)層滲透率貢獻(xiàn)分布特點(diǎn)Fig.6 Distribution characteristic of permeability devotion in different diagenetic facies reservoirs

1.3 高嶺石膠結(jié)相

主要發(fā)育在史家灣—姬塬—張家山西北區(qū)域，分布在北西、北東兩個(gè)方向物源的共同作用區(qū)(圖2)，發(fā)育在水下分流河道和分流間灣微相中，巖石密度集中在2.20～2.37 g/cm3。該類成巖相最大的特點(diǎn)是高嶺石含量高，達(dá)3.99%，充填于孔隙中，孔隙式膠結(jié)(46.16%)?？紫渡?，長(zhǎng)石溶孔為主，在孔隙度降低的同時(shí)，滲透率也大大降低，研究區(qū)平均孔隙度為10.27%，平均滲透率為0.63×10-3μm2，屬于研究區(qū)中較差的成巖相類型。

高嶺石膠結(jié)相儲(chǔ)層較前兩者喉道半徑分布范圍最窄(圖3)，分布在0.3～0.5 μm，峰值為0.4 μm，是滲透率的主要喉道貢獻(xiàn)分布區(qū)間，平均值為0.334 μm；孔隙半徑分布特征與前兩者基本相同(圖4)，孔喉半徑比與前兩者相比較，是三者中最大的(圖5)，分布范圍在130～500，平均值為369.5。

1.4 碳酸鹽膠結(jié)相

主要發(fā)育在西梁—新莊—馬家山東南區(qū)域，北西物源區(qū)，屬于分流間灣微相，巖石密度集中在2.26～2.42 g/cm3。該類成巖相最大的特點(diǎn)是碳酸鹽含量高，且主要為鐵方解石，達(dá)8.65%，充填于孔隙中，晚期碳酸鹽膠結(jié)物充填于孔隙之中，堵塞孔隙，使儲(chǔ)層孔隙度和滲透率大大降低，以孔隙式膠結(jié)(40%)和薄膜—孔隙式膠結(jié)(40%)為主，平均孔隙度為9.97%，平均滲透率為0.55×10-3μm2。該類成巖相儲(chǔ)層物性最差，可視為無(wú)效儲(chǔ)層。

2 不同成巖相可動(dòng)流體賦存特征

核磁共振實(shí)驗(yàn)可以測(cè)量可動(dòng)流體賦存狀態(tài)，弛豫時(shí)間是表觀其特征的重要物理量，不僅受巖石物性影響，同時(shí)受流體特征影響[13]。不同巖石孔喉的弛豫時(shí)間不同，表現(xiàn)為不同的T2譜峰形態(tài)特征，從而可判斷孔喉特點(diǎn)。當(dāng)巖心飽和水后，孔隙內(nèi)的水一部分處于束縛不可動(dòng)狀態(tài)，另一部分處于自由可動(dòng)狀態(tài)，小半徑孔隙T2弛豫時(shí)間短，為束縛流體，反之，大孔隙半徑T2弛豫時(shí)間長(zhǎng)，為可動(dòng)流體[13-14]。當(dāng)孔隙半徑減小到一定程度時(shí)，孔隙中的流體不能流動(dòng)，而此時(shí)孔隙半徑大小所對(duì)應(yīng)的弛豫時(shí)間稱為截止值，大于此截止值的為可動(dòng)流體，小于此截止值的為束縛流體，從而確定儲(chǔ)層含油飽和度的上限[14]。

本次實(shí)驗(yàn)選取三類有效成巖相的巖心樣品進(jìn)行化驗(yàn)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3。實(shí)驗(yàn)中束縛流體與可動(dòng)流體的T2弛豫時(shí)間界限值為13.895 ms(由大量砂巖巖心離心實(shí)驗(yàn)測(cè)定得到)。由不同成巖相的巖樣T2弛豫時(shí)間分布圖(圖7和圖8)可以看出，既存在單峰又存在雙峰(圖7)，單峰為高嶺石膠結(jié)相，峰值位于截止值左側(cè)，說(shuō)明此類成巖相儲(chǔ)層孔隙類型單一且較小，雙峰主要有兩種分布形態(tài)：綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相的左低右高形峰和長(zhǎng)石溶蝕相的左高右低形峰，說(shuō)明此兩類成巖相儲(chǔ)層孔隙大小分布均存在大孔和小孔的現(xiàn)象。

表3 姬塬地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層不同成巖相核磁共振可動(dòng)流體飽和度相關(guān)參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

Table 3 Parameters about movable fluid saturation of different diagenetic facies in Chang 6 reservoir, Jiyuan Area

成巖相 水測(cè)孔隙度/%氣測(cè)滲透率/10-3μm2可動(dòng)流體飽和度/%可動(dòng)流體孔隙度/%束縛水飽和度/%Ⅰ1180055563307473670Ⅱ1275029240125115988Ⅲ1691021621953717805

注：Ⅰ.綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相；Ⅱ.長(zhǎng)石溶蝕相；Ⅲ.高嶺石膠結(jié)相。

圖7 不同成巖相核磁共振T2譜頻率分布圖Fig7 The frequency distribution of NMR T2 spectra of water-saturated state

圖8 不同成巖相核磁共振T2譜累計(jì)分布圖Fig.8 The accumulated distribution of NMR T2 spectra of water-saturated state

根據(jù)表中核磁共振可動(dòng)流體飽和度相關(guān)參數(shù)統(tǒng)計(jì)(表3)，綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相儲(chǔ)層可動(dòng)流體飽和度和可動(dòng)流體孔隙度值最高，分別為63.30%和7.47%，束縛水體積占孔隙總體積的百分含量最低，為36.70%。其次是長(zhǎng)石溶蝕相，可動(dòng)流體飽和度為40.12%、可動(dòng)流體孔隙度為5.11%以及束縛水飽和度為59.88%。高嶺石膠結(jié)相儲(chǔ)層可動(dòng)流體飽和度和可動(dòng)流體孔隙度值最低，分別為31.74%和3.07%，束縛水飽和度最高，為68.26%。由T2譜圖7中可以看出，綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相大孔喉相對(duì)較多，小孔喉較少，而長(zhǎng)石溶蝕相相反，小孔喉相對(duì)較多，大孔喉較少，而高嶺石膠結(jié)相孔喉單一且小孔喉多，由此可以看出，不同成巖相孔喉差異決定了賦存在孔喉中的可動(dòng)流體含量的相對(duì)多少。

3 影響可動(dòng)流體賦存的微觀地質(zhì)因素

圖9 核磁共振可動(dòng)流體飽和度與物性的相關(guān)關(guān)系Fig.9 Relation between movable fluid parameter and physical properties

不同成巖相儲(chǔ)層可動(dòng)流體飽和度具明顯差異，導(dǎo)致這種差異的影響因素較多，如儲(chǔ)層物性，孔喉特征、黏土礦物存在形式及充填孔喉程度以及沉積相、油層分布、構(gòu)造位置都會(huì)對(duì)可動(dòng)流體飽和度造成不同程度的影響[2]。本文將主要從微觀角度探討不同成巖相可動(dòng)流體賦存特征影響因素。

3.1 儲(chǔ)層物性

由圖9中可知，可動(dòng)流體飽和度與孔隙度呈很差的負(fù)相關(guān)性，但與滲透率表現(xiàn)出很好的正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為0.045、0.887。同時(shí)發(fā)現(xiàn)具有較好孔隙度的儲(chǔ)層，其可動(dòng)流體飽和度并不高，而對(duì)于滲透率來(lái)說(shuō)，儲(chǔ)層滲透性越好，可動(dòng)流體飽和度越高。3類成巖相儲(chǔ)層中，綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相儲(chǔ)層滲透性最好，其可動(dòng)流體飽和度最高，長(zhǎng)石溶蝕相次之，高嶺石膠結(jié)相儲(chǔ)層滲透性最差，其可動(dòng)流體飽和度是三者中最低的。因此，滲透率是低滲透儲(chǔ)層不同成巖相可動(dòng)流體飽和度重要影響因素之一。

3.2 微觀孔喉結(jié)構(gòu)特征

滲透率是不同成巖相儲(chǔ)層可動(dòng)流體飽和度重要影響因素之一，而其又是儲(chǔ)層喉道大小、形態(tài)、連通性等的綜合反映。研究認(rèn)為[16-18]，鄂爾多斯盆地低滲透儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征及微觀非均質(zhì)性的差異是引起不同類型儲(chǔ)層可動(dòng)流體飽和度變化的主控因素。本文利用恒速壓汞的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與核磁共振實(shí)驗(yàn)測(cè)得的可動(dòng)流體飽和度進(jìn)行相關(guān)性分析，最終找出影響可動(dòng)流體賦存特征的主控因素。

3.2.1 不同成巖相儲(chǔ)層孔隙、喉道半徑大小的影響

結(jié)合孔隙、喉道半徑加權(quán)平均值與可動(dòng)流體飽和度相關(guān)性圖可以看出(圖10和圖11)，儲(chǔ)層孔隙半徑加權(quán)平均值與可動(dòng)流體飽和度呈較弱的正線性相關(guān)(相關(guān)系數(shù)為0.593 7)，而喉道半徑加權(quán)平均值與可動(dòng)流體飽和度呈較強(qiáng)的正線性相關(guān)(相關(guān)系數(shù)為0.704 6)，說(shuō)明不同成巖相儲(chǔ)層其孔隙半徑差異小，對(duì)可動(dòng)流體飽和度影響不明顯，而起主要影響因素的是喉道半徑大小，喉道半徑越大，且大喉道數(shù)量越多，可動(dòng)流體飽和度越高，反之，可動(dòng)流體飽和度越低。

不同成巖相儲(chǔ)層的喉道半徑有所差異，優(yōu)勢(shì)成巖相(綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相)儲(chǔ)層以粒間孔為主，面孔率為4.71%，孔喉半徑大，且發(fā)育程度高，流體容易流動(dòng)，可動(dòng)流體飽和度高；較好成巖相(長(zhǎng)石溶蝕相)儲(chǔ)層以次生溶蝕孔為主，面孔率為2.31%，孔喉半徑中等，可動(dòng)流體飽和度較高；差的成巖相(高嶺石膠結(jié)相)儲(chǔ)層高嶺石含量高且充填孔隙，堵塞喉道，面孔率為1.42%，流體在孔喉中難以流動(dòng)，成為束縛流體，造成可動(dòng)流體飽和度低。

圖10 可動(dòng)流體飽和度與孔隙半徑加權(quán)平均值關(guān)系Fig.10 Relation between movable fluid parameter and the average of pore radius

圖11 可動(dòng)流體飽和度與喉道半徑加權(quán)平均值關(guān)系Fig.11 Relation between movable fluid parameter and the average of throat radius

3.2.2 不同成巖相儲(chǔ)層主流喉道分布的影響

前面分析可知，不同成巖相儲(chǔ)層喉道半徑分布不同，優(yōu)勢(shì)成巖相儲(chǔ)層(綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相)喉道半徑分布范圍廣，主流喉道能夠形成連通的孔喉網(wǎng)絡(luò)，對(duì)滲透率貢獻(xiàn)大，可動(dòng)流體飽和度高，反之，差的成巖相儲(chǔ)層(高嶺石膠結(jié)相)喉道半徑分布范圍窄，不連通，賦存流體難以流動(dòng)，可動(dòng)流體飽和度低(圖3和圖6)。

3.2.3 不同成巖相儲(chǔ)層有效孔喉體積的影響

圖12 可動(dòng)流體飽和度與總孔隙進(jìn)汞飽和度關(guān)系Fig.12 Relation between movable fluid parameter and the mercury saturation of pore

圖13 可動(dòng)流體飽和度與總喉道進(jìn)汞飽和度關(guān)系Fig.13 Relation between movable fluid parameter and the mercury saturation of throat

有效孔喉體積是有效孔隙、喉道半徑與單位體積孔隙個(gè)數(shù)、喉道個(gè)數(shù)的函數(shù)[3]。樣品的孔隙、喉道半徑越大，孔隙、喉道數(shù)越多，孔隙、喉道體積越大。喉道發(fā)育程度越高，流體越容易流動(dòng)[19-20]。利用孔隙、喉道進(jìn)汞飽和度可以從一定程度上定量反映孔隙、喉道的體積大小。不同成巖相儲(chǔ)層孔隙進(jìn)汞飽和度與可動(dòng)流體飽和度呈線性相關(guān)，且相關(guān)性很好(相關(guān)系數(shù)R2為0.817 8)(圖12)，而喉道進(jìn)汞飽和度與可動(dòng)流體飽和度的線性相關(guān)性一般(相關(guān)系數(shù)為R2為0.302)(圖13)，說(shuō)明不同成巖相儲(chǔ)層有效孔喉體積對(duì)可動(dòng)流體賦存影響明顯。在喉道進(jìn)汞飽和度相差不大的情況下(介于20%～30%之間)，不同成巖相儲(chǔ)層可動(dòng)流體飽和度差異非常明顯，表明可動(dòng)流體主要位于孔隙和大喉道中，有效孔喉體積越大，孔喉配位數(shù)越大，連通孔隙的喉道數(shù)越多，可動(dòng)流體飽和度越高。

高嶺石膠結(jié)相儲(chǔ)層砂巖孔隙類型單一，只有微孔和部分溶孔，孔喉不連通，孔喉進(jìn)汞飽和度低，有效孔喉體積小，使得絕大部分流體處于微孔和喉道中，成為束縛流體。而綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相儲(chǔ)層喉道半徑大，孔喉連通性好，孔喉進(jìn)汞飽和度高，有效孔喉體積大，可動(dòng)流體含量高。

3.2.4 不同成巖相儲(chǔ)層孔喉半徑比的影響

圖14 可動(dòng)流體飽和度與孔喉半徑比加權(quán)平均值關(guān)系Fig.14 Relation between movable fluid parameter and the average of pore throat radius ratio

圖15 姬塬地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層不同成巖相典型黏土礦物特征Fig.15 Typical characteristics of clay mineral in different diagenetic facies in Jiyuan areaa.H3井,2 349.4 m,綠泥石膜包裹巖石顆粒,SEM；b.H192井,2 269.05 m,長(zhǎng)石顆粒被溶蝕,SEM；c.H133井,2 338.09 m,高嶺石充填孔隙,SEM；Qzt.石英；Chl.綠泥石；K.高嶺石；P.顆粒；Fs-d.長(zhǎng)石溶蝕

孔喉半徑比可以反映不同成巖相儲(chǔ)層的孔隙和喉道相對(duì)空間的大小，從而體現(xiàn)出不同儲(chǔ)層內(nèi)的非均質(zhì)性[3，13]。由圖14中可以看出，不同成巖相儲(chǔ)層的孔喉半徑比與可動(dòng)流體飽和度呈較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)性(相關(guān)系數(shù)R2為0.752 5)，說(shuō)明隨著孔喉半徑比的逐漸增大，可動(dòng)流體飽和度依次降低。不同成巖相儲(chǔ)層孔喉半徑比差異明顯，優(yōu)勢(shì)成巖相儲(chǔ)層孔喉半徑比小，孔喉結(jié)構(gòu)均勻，非均質(zhì)性弱，流體容易流動(dòng)，可動(dòng)流體飽和度高，而差的成巖相儲(chǔ)層孔喉半徑比大，孔喉大小分布不均，非均質(zhì)性強(qiáng)，較大孔隙被較小喉道包圍，流體容易被束縛在孔喉中，可動(dòng)流體飽和度低。

前述已知綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相孔喉半徑比最小(圖5)，說(shuō)明其孔隙和喉道相對(duì)較均勻，孔喉結(jié)構(gòu)均勻，連通孔隙的喉道數(shù)量多，流體的滲流通道多，孔喉內(nèi)部流體就極易發(fā)生流動(dòng)，可動(dòng)流體飽和度高，束縛水飽和度低。反之，對(duì)于高嶺石膠結(jié)相儲(chǔ)層孔喉半徑比最大，大孔隙極易被小喉道所控制，造成比表面積增大，同時(shí)賈敏效應(yīng)的存在，使孔隙中的流體被束縛的可能性更大，可動(dòng)流體含量減少。

3.3 黏土礦物

鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層黏土礦物分布較廣，主要為伊利石、綠泥石、高嶺石、伊/蒙混層[3]。由表4中不同成巖相黏土礦物X-衍射分析可以看出，3類成巖相儲(chǔ)層隨著黏土礦物絕對(duì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的增加，可動(dòng)流體飽和度依次減小，說(shuō)明黏土礦物質(zhì)量百分?jǐn)?shù)對(duì)可動(dòng)流體飽和度影響明顯。

3類成巖相儲(chǔ)層對(duì)比分析，綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相儲(chǔ)層綠泥石含量最高，為48.51%，綠泥石膜以包殼狀和襯邊形式包裹于顆粒表面，呈細(xì)小和鱗片狀(圖15)，盡管綠泥石膜包裹在顆粒表面，但其仍保留了較大的殘余粒間孔隙，同時(shí)其伊利石含量少，僅5.01%，孔喉連通性好，可動(dòng)流體飽和度高。長(zhǎng)石溶蝕相儲(chǔ)層長(zhǎng)石沿節(jié)理縫大量溶蝕，形成次生溶蝕孔隙，成為流體的有效儲(chǔ)集空間，使可動(dòng)流體飽和度增加，但較綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相儲(chǔ)層其高嶺石含量高，容易堵塞細(xì)小孔隙和喉道，孔喉連通性較差，可動(dòng)流體飽和度較低。高嶺石膠結(jié)相儲(chǔ)層發(fā)育大量高嶺石，容易充填于孔隙中(圖15)，使孔隙大大減小，同時(shí)此成巖相儲(chǔ)層伊利石含量也是3類成巖相儲(chǔ)層中最高的，伊利石呈搭橋狀、毛發(fā)狀，堵塞喉道，嚴(yán)重破壞孔喉連通性，束縛流體大大增加，對(duì)可動(dòng)流體飽和度影響最大。

表4 研究區(qū)不同成巖相X-衍射分析表

Table 4 Analysis of different facies X-ray diffraction in study area

成巖相黏土絕對(duì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)/%黏土類型及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)/%伊利石綠泥石高嶺石伊/蒙混層S/(I/S)可動(dòng)流體飽和度/%Ⅰ29950148513697951<106030Ⅱ6551109269145481652<104012Ⅲ10012292147851321098<102195

注：Ⅰ.綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相；Ⅱ.長(zhǎng)石溶蝕相；Ⅲ.高嶺石膠結(jié)相。

4 結(jié) 論

(1)綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相、長(zhǎng)石溶蝕相、高嶺石膠結(jié)相、碳酸鹽膠結(jié)相是姬塬地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層的4種主要成巖相類型。從恒速壓汞實(shí)驗(yàn)及核磁共振實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：不同成巖相儲(chǔ)層微觀孔喉特征存在明顯差異，主要體現(xiàn)在喉道上。

(2)研究區(qū)不同成巖相儲(chǔ)層可動(dòng)流體飽和度存在差異。主要表現(xiàn)為：綠泥石膜膠結(jié)—?dú)堄嗔ｉg孔相孔喉半徑均勻，連通性好，可動(dòng)流體飽和度最高，長(zhǎng)石溶蝕相次之，可動(dòng)流體飽和度中等，高嶺石膠結(jié)相孔隙類型單一且小，可動(dòng)流體飽和度最低。

(3)對(duì)于低滲透不同成巖相儲(chǔ)層，滲透率是影響其可動(dòng)流體飽和度大小的重要因素之一。微觀孔喉特征是其主控因素，而孔喉半徑、主流喉道半徑、有效孔喉體積和孔喉半徑比參數(shù)的差異是導(dǎo)致微觀孔隙結(jié)構(gòu)內(nèi)部差異的決定性因素。黏土礦物質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的增加尤其是高嶺石和伊利石對(duì)可動(dòng)流體賦存具有破壞作用。

(4)利用恒速壓汞和核磁共振實(shí)驗(yàn)參數(shù)相關(guān)性分析，可定量評(píng)價(jià)不同成巖相儲(chǔ)層微觀孔喉半徑、主流喉道半徑、孔喉半徑比、有效孔喉體積對(duì)可動(dòng)流體飽和度的影響程度。

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Characteristics of Movable Fluids in Different Diagenetic Facies and the Influencing Factors of Low-permeability Reservoir:Taking Chang 6 Jiyuan Oilfield as An Example

REN Ying, SUN Wei, MING Hongxia, ZHANG Xi, HUO Lei, CAO Lei, CHEN Bin

(State Key Laboratory of Continental Dynamics, Department of Geology,Northwest University,Xi’an,Shaanxi 710069,China)

The distribution characteristics and factors of reservoir movable fluid saturation in different diagenetic facies of Chang 6 in Jiyuan oilfield are analyzed by using high pressure mercury injection, constant mercury injection and nuclear magnetic resonance. Results show that: (1) there are three significant types of diagenetic facies in research area, including the chlorite cementation-residual intergranular pore facies, feldspar corrosion facies and kaolinite cementation facies, whose microscopic pore-throat structure have remarkable difference, especially in throat. (2) Analyzed from T2spectrum that the pore-throat of cementation-residual intergranular pore facies reservoir is well-distributed, good connectivity, and percent of movable fluid saturation is high. The pore-throat of feldspar corrosion facies reservoir is poorer than cementation-residual intergranular pore facies reservoir, and the percent of movable fluid saturation is middle. The pore-throat of kaolinite cementation facies reservoir is simplification and small, and the percent of movable fluid saturation is the lowest of all. (3) The main controlling factors of movable fluid saturation in different diagenetic are pore-throat radius, mainstream throat radius, pore-throat radius ratio, significant pore-throat volume, and permeability is one of important factors influencing movable fluid saturation. Another adverse factor is the increase content of kaolinite and illite.

Jiyuan oilfield; Chang 6 reservoir; diagenetic facies; movable fluid; microscopic pore-throat structure; throat

2015-12-03；改回日期：2016-04-28；責(zé)任編輯：孫義梅。

國(guó)家科技重大專項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”(2011ZX05044)；陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程項(xiàng)目(2015KTCL01-09)；陜西省教育廳專項(xiàng)科研計(jì)劃項(xiàng)目(15JK1063)。

任 穎，女，碩士研究生，1991年出生，礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，主要從事油氣藏地質(zhì)與開發(fā)研究工作。Email:renyingivy@163.com。

TE122.2

A

1000-8527(2016)05-1124-10