吳起油田白豹地區(qū)托16 井區(qū)長(zhǎng)91 油層儲(chǔ)層特征及主控因素研究

云電江 劉 小 劉 偉 聞星宇 舒幸寧

延長(zhǎng)油田股份有限公司 陜西延安 716099

吳起油田白豹地區(qū)位于鄂爾多斯盆地最寬廣的伊陜斜坡中段，沉積構(gòu)造穩(wěn)定，地層發(fā)育平緩。研究區(qū)長(zhǎng)91亞油組為三角洲沉積的三角洲前緣亞相，發(fā)育水下分流河道、分流間灣、水下天然堤、河口壩四個(gè)沉積微相。研究區(qū)的東部和北部砂體較厚，向西部和西南部逐漸變薄，直至尖滅。構(gòu)造整體為東高西低的寬緩斜坡，內(nèi)部發(fā)育3 個(gè)低幅度鼻狀隆起微構(gòu)造。

1 儲(chǔ)層特征

1.1 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

通過對(duì)研究區(qū)巖心觀察與巖石薄片鑒定，從巖石成分來看，其石英含量最高，介于25%～65%，平均為44%；長(zhǎng)石含量次之，介于10%～42%，平均29%；巖屑含量最低，介于1%～10%，平均6%。從巖屑含量來看，變質(zhì)巖巖屑含量最高，可達(dá)巖石礦物的3%；沉積巖巖屑含量次之，占2%；火成巖巖屑含量最低，占1%。填隙物類型較多，粘土、綠泥石、火山塵、方解石和白云石的含量分別為5.06%、0.34%、1.16%、4.72%和0.51%，此外還含有少量的泥鐵質(zhì)、鐵方解石、硅質(zhì)、黃鐵礦。根據(jù)我國(guó)碎屑巖巖石薄片行業(yè)鑒定標(biāo)準(zhǔn)，長(zhǎng)91 儲(chǔ)層為長(zhǎng)石砂巖，含少量長(zhǎng)石石英砂巖。粒徑主要分布在0.07～0.35mm，最大粒徑0.83mm。粒級(jí)主要為細(xì)砂巖，占比80.7%；其次是中砂巖，占比17.3；粉砂占1.9%，粗砂占0.1%。所有巖石樣品均為中等以上分選，磨圓度為次棱角或次棱角- 次圓。均為顆粒支撐類型，巖石顆粒接觸方式為線接觸或者點(diǎn)-線接觸關(guān)系。膠結(jié)類型絕大多數(shù)為孔隙型，占比97%，還有極少量的為孔隙- 接觸型，膠結(jié)程度為中等- 好，結(jié)合儲(chǔ)層巖石礦物特征，孔隙中膠結(jié)物主要為方解石。

1.2 孔隙類型

研究區(qū)托16 井區(qū)巖性較致密，孔隙發(fā)育較差，面孔率為3.59%?？紫吨饕獮榱ｉg孔，其次是溶蝕孔隙，發(fā)育少量微裂縫。其中，溶蝕孔隙主要為粒間溶孔和巖屑溶孔，有少量長(zhǎng)石溶孔、粒內(nèi)溶孔和高嶺石晶間孔。可見綠泥石、高嶺石、次生石英顆粒充填孔隙。

（1）粒間孔：研究區(qū)長(zhǎng)91儲(chǔ)層最主要的孔隙類型這粒間孔，占比達(dá)到總孔隙的65%，占總礦物體積的2.34%。且多為殘余粒間孔，是長(zhǎng)91儲(chǔ)層最重要的儲(chǔ)集空間。原生孔隙往往與粒內(nèi)溶孔共同存在，可見次生石英顆粒、綠泥石和高嶺石充填孔隙。

（2）溶孔孔隙：研究區(qū)發(fā)育的溶蝕孔隙有粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、巖屑溶孔和長(zhǎng)石溶孔，分別占0.51%、0.11%、0.33%和0.16%。溶蝕孔是除粒間溶孔之外，重要的儲(chǔ)集空間。

（3）微裂縫和晶間孔：研究區(qū)儲(chǔ)層發(fā)育一定的微裂縫，巖心及薄片均有發(fā)現(xiàn)，裂縫占巖石體積的0.13%。此類微裂縫是由于碎屑顆粒受到上覆地層壓力導(dǎo)致破裂形成的，可以對(duì)油氣形成有效的輸導(dǎo)。偶見高嶺石晶體發(fā)育的晶間孔，此類孔隙對(duì)總孔隙度的貢獻(xiàn)不大。

1.3 孔隙結(jié)構(gòu)

研究區(qū)托16 井長(zhǎng)91層48 個(gè)樣品的分析結(jié)果顯示，孔隙直徑主要分布在20～80μm 之間，平均孔隙直徑51.85μm。喉道寬度主要分布在5～10μm 之間，最大值52.02μm，最小值0.65μm，平均直徑6.87μm。

長(zhǎng)91亞油組的巖石壓汞毛管壓力曲線顯示為椅狀平臺(tái)樣式，原因主要是對(duì)滲透率貢獻(xiàn)的孔隙半徑值的大小不同，視為分選性好的反映。

研究區(qū)托16 井長(zhǎng)91亞油組2076.46～2082.76m 井段，三塊巖心壓汞資料統(tǒng)計(jì)顯示，其孔隙度為9.4%，滲透率0.24×10-3μm2，排驅(qū)壓力為1.19MPa，退汞效率28.77%，中值壓力為3.23MPa，中值半徑平均僅為0.24μm，喉道分選系數(shù)3.16，歪度13.26。依據(jù)陜北地區(qū)延長(zhǎng)組砂巖孔隙類型分類標(biāo)準(zhǔn)，可以判斷長(zhǎng)91儲(chǔ)層孔喉類型主要為小孔微細(xì)喉型，孔隙結(jié)構(gòu)較差。

2 儲(chǔ)層物性特征

研究區(qū)托16 井有長(zhǎng)91亞油層砂巖分析樣品共99塊，分析統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)孔隙度主要分布在5%～13%的范圍內(nèi)，且11%～13%的范圍內(nèi)最多?？紫抖茸钚?.53%，最大為12.95%，平均孔隙度為9.2%。從滲透率大小分布可以看到，滲透率呈明顯的正態(tài)分布，主要分布在（0.05～0.7×10-3）μm2之間，其中（0.1～0.3）×10-3μm2之間分布最多。最小為0.011×10-3μm2，最大為0.978×10-3μm2，平均滲透率為0.34×10-3μm2（圖1）。通過孔隙度與滲透率的相關(guān)關(guān)系圖（圖2）可以看出，滲透率與孔隙度有較好的正相關(guān)性，滲透率隨著孔隙度的增大而增大。依據(jù)趙澄林等（1998）對(duì)儲(chǔ)層劃分標(biāo)準(zhǔn)來看，長(zhǎng)91儲(chǔ)層屬于特低孔- 超低滲儲(chǔ)層。

圖1 研究區(qū)長(zhǎng)91 滲透率分布直方圖

圖2 研究區(qū)長(zhǎng)91 滲透率與孔隙度相關(guān)關(guān)系圖

3 儲(chǔ)層控制因素

3.1 沉積作用

研究區(qū)長(zhǎng)91亞油層組發(fā)育三角洲沉積三角洲前緣亞相。三角洲前緣水下分流河道通常是研究區(qū)中最為有利的沉積相帶，其巖性主要為細(xì)- 中砂巖，含少量粗砂巖，雜基含量較低，孔隙度、滲透率相對(duì)較高，碎屑顆粒分選性為中等。但磨圓較差，以次圓狀- 次棱角狀為主，儲(chǔ)層較為發(fā)育。除了主河道外的其他沉積微相，多為粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥巖，孔隙度、滲透率相對(duì)較低，儲(chǔ)層物性相對(duì)較差。從沉積相綜合柱狀圖來看，不同沉積微相砂體的物性、巖石組分和結(jié)構(gòu)上也存在較大差異。

3.2 成巖作用

3.2.1 破壞性成巖作用

（1）壓實(shí)作用：長(zhǎng)91油層組的剛性碎屑顆粒以線接觸為主，壓實(shí)程度中等。壓實(shí)作用造成的粒間孔隙體積損失量達(dá)到40%～75%，膠結(jié)作用造成的粒間孔隙損失量20%～50%，表明壓實(shí)作用是研究區(qū)儲(chǔ)層普遍低孔低滲的主要因素之一。

（2）膠結(jié)作用：除了綠泥石環(huán)邊膠結(jié)，研究區(qū)的其他膠結(jié)作用類型都對(duì)儲(chǔ)層起破壞作用。方解石膠結(jié)物充填于原生粒間孔隙，使砂體致密化；伊利石附著于碎屑顆粒表面或充填粘結(jié)粒間孔隙，對(duì)儲(chǔ)層滲透性帶來較大傷害。石英次生加大和長(zhǎng)石次生加大對(duì)儲(chǔ)層影響較小。碳酸鹽膠結(jié)物含量低于5%時(shí)；儲(chǔ)層物性沒有明顯變化，高于5%時(shí)，隨著含量的增加儲(chǔ)層物性降低。

（3）交代作用：方解石交代長(zhǎng)石及石英顆粒在研究區(qū)長(zhǎng)91中較為常見。方解石的交代作用常與晚期方解石的膠結(jié)作用同步進(jìn)行，因此交代作用仍然對(duì)儲(chǔ)層物性有一定傷害。

（4）充填作用：長(zhǎng)91油層組砂巖的自生石英多充填于原生粒間孔隙或次生溶孔中，占據(jù)了孔隙空間，破壞了儲(chǔ)層物性。高嶺石呈書頁(yè)狀充填于粒間孔隙和粒內(nèi)溶孔之中，數(shù)量不多，對(duì)孔隙度影響不大，但會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透率的急劇下降。因此，次生高嶺石的充填作用是導(dǎo)致研究區(qū)長(zhǎng)91砂巖超低滲透性的重要原因之一。

3.2.2 建設(shè)性成巖作用

對(duì)于研究區(qū)長(zhǎng)91油層組的建設(shè)性成巖作用的研究，主要從綠泥石環(huán)邊的膠結(jié)作用、破裂作用兩種成巖作用來分析對(duì)儲(chǔ)層的影響。

（1）綠泥石環(huán)邊膠結(jié)作用：長(zhǎng)91油層組砂巖中綠泥石環(huán)邊膠結(jié)作用較為常見，特別是在原生粒間孔隙較為發(fā)育的儲(chǔ)集砂巖中，一般會(huì)圍繞粒間孔隙周緣的顆粒表面生長(zhǎng)或附著于碎屑表面。早期綠泥石環(huán)邊膠結(jié)作用對(duì)于提高骨架砂巖抗壓實(shí)性能、抑制其他成巖作用的進(jìn)行、保存原生粒間孔隙具有極其重要的意義。

（2）破裂作用：長(zhǎng)91油層組砂巖中有兩種破裂作用，一種是成巖早期的壓實(shí)- 破裂作用，常形成規(guī)模較小的成巖壓裂縫，或者在顯微鏡下表現(xiàn)為長(zhǎng)石、石英等剛性碎屑顆粒的破碎；一種是破裂作用，即成巖中晚期的構(gòu)造-破裂作用，長(zhǎng)91油層組砂巖中發(fā)育的裂縫大多屬于此種類型。微裂縫對(duì)儲(chǔ)層孔隙起到輸導(dǎo)作用，有利于提高儲(chǔ)層滲透率。

3.3 構(gòu)造作用

長(zhǎng)91油層頂面構(gòu)造整體表現(xiàn)為“東高、西低”的寬緩斜坡狀構(gòu)造特征，與伊陜斜坡整體構(gòu)造一致。地層整體呈南北走向，地層坡度相對(duì)平緩，最大的構(gòu)造幅度差為20m±，只存在三個(gè)北東南西方向的小型低幅度鼻狀微構(gòu)造。根據(jù)構(gòu)造分析，儲(chǔ)層無明顯特征變化。因此，研究認(rèn)為研究區(qū)儲(chǔ)層特征與構(gòu)造關(guān)系不大。

4 結(jié)論

（1）巖石類型主要為長(zhǎng)石砂巖，含少量長(zhǎng)石石英砂巖。填隙物類型較多，主要成分是粘土、方解石、火山塵，三者含量占填隙物總量的91.16%；其次為綠泥石、白云石等，含少量的泥鐵質(zhì)、鐵方解石、硅質(zhì)、黃鐵礦。長(zhǎng)91主要為細(xì)砂巖，其次是中砂巖，分選好。

（2）巖性較致密，孔隙發(fā)育較差，面孔率為3.59%。孔隙類型主要為粒間孔，其次是溶蝕孔隙，發(fā)育少量微裂縫。可見綠泥石、高嶺石、次生石英顆粒充填孔隙。殘余粒間孔是長(zhǎng)91儲(chǔ)層最重要的儲(chǔ)集空間，裂縫對(duì)油氣形成有效的輸導(dǎo)。

（3）儲(chǔ)層為特低孔- 超低滲儲(chǔ)層，平均孔隙度為9.2%，平均滲透率為0.34mD。滲透率與孔隙度有較好的正相關(guān)性，滲透率隨著孔隙度的增大而增大。

（4）儲(chǔ)層物性主要受沉積相和成巖作用控制，沉積相從根本上控制了砂體在時(shí)空上的分布，決定了砂體初始孔、滲大小，是儲(chǔ)層發(fā)育的決定性因素，而成巖作用是改變儲(chǔ)層物性的關(guān)鍵因素。不同微相成因的砂巖儲(chǔ)集性能有很大差異，是儲(chǔ)層發(fā)育的根本因素。水下分流河道微相的砂體較發(fā)育，為長(zhǎng)91的主要儲(chǔ)層。方解石、伊利石的膠結(jié)作用對(duì)儲(chǔ)層起破壞作用，方解石交代長(zhǎng)石及石英顆粒對(duì)儲(chǔ)層物性具有一定傷害；自生石英充填作用、高嶺石的充填作用不僅占據(jù)一定的儲(chǔ)集空間，而且對(duì)儲(chǔ)層物性造成一定的破壞；次生高嶺石的充填作用是導(dǎo)致研究區(qū)長(zhǎng)91砂巖超低滲透性的重要原因之一；綠泥石環(huán)邊膠結(jié)作用有利于原生粒間孔隙的保存；長(zhǎng)91砂巖中發(fā)育的裂縫對(duì)儲(chǔ)層孔隙起到輸導(dǎo)作用，有利于提高儲(chǔ)層滲透率。