張?zhí)礤\, 李 斌, 張金良

(1.延安大學(xué)能源學(xué)院, 陜西 延安 716000; 2.延長(zhǎng)油田股份有限公司杏子川采油廠, 陜西 延安 716000)

0 引 言

安塞油田主要位于陜西省安塞縣、志丹縣、子長(zhǎng)縣及延安市的寶塔區(qū)境內(nèi)，王界油區(qū)是安塞油田的重要區(qū)塊之一，本區(qū)塊合理有效的開(kāi)發(fā)對(duì)安塞油田的增儲(chǔ)上產(chǎn)有著重要的指導(dǎo)意義.長(zhǎng)8油層組又是研究區(qū)的主要含油層位，其巖石學(xué)特征、成巖作用及儲(chǔ)層物性的影響因素是本套儲(chǔ)層研究的基礎(chǔ).

1 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

1.1 組分特征

通過(guò)對(duì)巖心常規(guī)薄片、鑄體薄片、陰極發(fā)光和掃描電鏡資料的觀察和分析，研究了目的儲(chǔ)層的巖石學(xué)特征.研究區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層以細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖為主(圖1)，含少量中-細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖；長(zhǎng)石含量平均為47.26%，石英含量平均為21.14%，巖屑含量平均為10.28%，巖屑主要由巖漿巖、變質(zhì)巖巖屑組成；膠結(jié)物含量較高，平均為18.37%，一般為10%～30%，主要以濁沸石、綠泥石、方解石及石英為主，其中濁沸石為主要的膠結(jié)物，變化范圍較大，平均含量為7.81%，個(gè)別樣品含量高達(dá)18%；粘土礦物以綠泥石為主，其相對(duì)含量為60%，其次為伊利石和伊蒙混層，其相對(duì)含量為40%；雜基含量相對(duì)較低，平均為0.09%(圖2).

1.2 結(jié)構(gòu)特征

通過(guò)對(duì)長(zhǎng)8儲(chǔ)層碎屑顆粒粒度的分析統(tǒng)計(jì)，研究區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層粒徑平均為0.15 mm，分布范圍0.09～0.20 mm，C值0.29，M值0.16，σ值為0.50.粒度概率曲線以?xún)啥问綖橹鳎S組分含量占85%～95%，跳躍總體斜率為50°左右，分選中等-好，懸浮總體含量少(<10%).顆粒磨圓程度一般，圓度以次棱角狀為主，顆粒間以薄膜、孔隙、接觸復(fù)合膠結(jié)為主，局部呈基底式膠結(jié)，顆粒以線接觸為主，局部有點(diǎn)接觸和凹凸接觸，顆粒支撐.

圖1 安塞油田王界油區(qū)長(zhǎng)8砂巖分類(lèi)圖 圖2 安塞油田王界油區(qū)砂巖組分圖

2 孔隙結(jié)構(gòu)特征

2.1 孔隙類(lèi)型

借助鑄體薄片的觀察與鑒定、圖像分析、陰極發(fā)光分析、電鏡掃描等研究手段的分析與統(tǒng)計(jì)并結(jié)合鄰區(qū)的研究成果，可將研究區(qū)儲(chǔ)層孔隙類(lèi)型劃分為原生孔隙、次生孔隙和微裂隙3大類(lèi)(圖3、圖4).

圖3 安塞油田王界油區(qū)孔隙類(lèi)型

圖4 長(zhǎng)8儲(chǔ)集空間類(lèi)型分布圖

(1)原生孔隙包括殘余粒間孔隙和填隙物內(nèi)微孔隙.殘余粒間孔隙在研究區(qū)儲(chǔ)層中占主導(dǎo)地位，其未被充填的粒間孔多呈三角形或多邊形，孔隙邊緣整齊平直，薄膜式膠結(jié)的綠泥石充填物抑制了長(zhǎng)石等巖屑的次生，加大保護(hù)了原生孔隙的有效儲(chǔ)集空間[1]；填隙物內(nèi)微孔隙在研究區(qū)經(jīng)過(guò)壓實(shí)作用的改造已部分消失，含量甚微，僅有極少部分分布于泥質(zhì)含量較高的粉細(xì)砂巖中，其孔隙個(gè)體小分布不均勻且連通性差(圖3a).

(2)次生孔隙主要以溶蝕型次生孔隙為主.主要為溶蝕粒間孔隙，是研究區(qū)延長(zhǎng)組儲(chǔ)集層的一種主要孔隙類(lèi)型，溶解組分主要為長(zhǎng)石、濁沸石、方解石，被溶蝕的顆粒邊緣極不規(guī)則，此類(lèi)孔隙連通性較好[2]；溶蝕粒內(nèi)孔隙，多見(jiàn)于長(zhǎng)石、云母和部分巖屑內(nèi)，其常與溶蝕粒間孔隙伴生分布，且互相連通，但分布很不均勻(圖3b)；鑄?？紫叮芯繀^(qū)砂巖中的鑄?？紫遁^少，主要為長(zhǎng)石鑄?？紫?

(3)微裂隙.主要為顆粒間縫隙和云母碎屑、長(zhǎng)石碎屑的解理縫，其對(duì)粒間孔隙與粒內(nèi)孔隙的連通起了重要作用；另一種是砂巖在外力作用下發(fā)生破裂而形成的裂縫，屬次生孔隙類(lèi)[3]，其研究區(qū)儲(chǔ)層較發(fā)育，分布具有很強(qiáng)的不均一性，是長(zhǎng)8油層的主要儲(chǔ)集空間類(lèi)型(圖3c).

表1 薄片孔隙特征參數(shù)表

2.2 孔喉大小與分布特征

本區(qū)鑄體薄片孔隙特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明(表1)，長(zhǎng)8油層總面孔率平均為5.05%，平均孔隙直徑45.48μm，最小值22.60μm，最大值93.73μm.其孔隙類(lèi)型主要有溶蝕粒內(nèi)孔，占總面孔率的35.6%，次為裂隙孔和沸石溶孔，分別占總面孔率的22%和20%，殘余粒間孔約為17.5%，此外還有少量的鑄?？祝紫督M合主要是殘余粒間孔-裂隙孔-溶孔復(fù)合孔型.

表2 安塞油田王界油區(qū)延長(zhǎng)組孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)表

圖5 多峰分散型孔喉特征圖(星2井)

長(zhǎng)8油層排驅(qū)壓力分布在0.11～12.556 MPa 之間，平均為2.04 MPa，對(duì)應(yīng)的最大連通孔喉半徑為0.53～2.26μm，平均為1.05μm，飽和度中值壓力分布在0.06～6.63 MPa之間，平均為1.62 MPa，中值半徑為0.05～0.37μm，平均為0.20μm，平均孔喉半徑分布在0.02～0.13μm之間，平均為0.33μm,分選系數(shù)分布在0.01～1之間，平均為0.27，相對(duì)分選系數(shù)分布在0.9～1.27之間，平均為1.09，孔喉歪度大于零，分布范圍為1.5～2.46，平均為1.85(表2).

孔喉分布極不均勻，沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì)孔喉范圍(圖5)，其中最常見(jiàn)的為一高一低的兩個(gè)寬緩的峰態(tài)，兩個(gè)峰態(tài)分布區(qū)間因各個(gè)樣品孔隙結(jié)構(gòu)及物性差異而游走不定，反映了兩期成巖后生作用形成的次生孔隙的分布狀態(tài).物性一般為中等—較好.

3 儲(chǔ)層物性成因分析

3.1 沉積相對(duì)儲(chǔ)層物性的控制作用

研究區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層位于三角洲沉積相帶的三角洲前緣亞相帶，屬于長(zhǎng)流程淺水臺(tái)地型曲流河三角洲，主要儲(chǔ)集體為三角洲前緣水下分流河道砂體[4].河道砂體主要沿東北-西南方向展布，受河道砂體的展布控制作用長(zhǎng)8油層組主要發(fā)育灰色細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖，砂體具有正粒序結(jié)構(gòu)，下部以細(xì)砂巖為主，向上變細(xì)為粉砂巖、泥質(zhì)砂巖及泥巖，砂體發(fā)育板狀和槽狀交錯(cuò)層理、平行層理、塊狀層理，導(dǎo)致儲(chǔ)集層物性也隨著河道展布、粒度結(jié)構(gòu)序列和層理類(lèi)型的變化而不同[5]，位于河道中部?jī)?chǔ)層物性較好，向兩側(cè)物性變差.

3.2 成巖作用對(duì)儲(chǔ)層物性的控制作用

3.2.1 壓實(shí)膠結(jié)降低孔隙

機(jī)械壓實(shí)導(dǎo)致碎屑顆粒轉(zhuǎn)動(dòng)，顆粒間呈穩(wěn)定性緊密的線接觸，使得原始粒間孔損失[6]；隨著上覆壓力的增大，壓實(shí)作用逐漸過(guò)渡為以化學(xué)作用為主的壓溶作用，壓溶作用是破壞粒間孔隙的最主要因素之一，表現(xiàn)為顆粒間由線狀接觸過(guò)渡為凹凸接觸，使儲(chǔ)層孔隙度進(jìn)一步減小(圖6a).

長(zhǎng)8砂巖儲(chǔ)層中含有很多方解石等碳酸鹽膠結(jié)物，而發(fā)育的碳酸鹽連晶膠結(jié)區(qū)塊往往含油性很差.碳酸鹽連晶膠結(jié)結(jié)果導(dǎo)致儲(chǔ)層的有效空間大量消失，形成致密型孔隙組合關(guān)系[7](圖6b).

圖6 安塞油田王界油區(qū)成巖作用特征a.壓實(shí)壓溶致使顆粒間凹凸鑲嵌接觸(星29，1 280 m);b.方解石交代長(zhǎng)石 (星32,1 590.72 m);c.(坪240,1 331.07 m,致密交接);d.蜂窩狀濁沸石溶蝕孔(星29，1 290.3 m);e.泥質(zhì)膠結(jié)綠泥石薄膜(坪128-1,1 515.9 m); f.裂縫云母層間縫(坪128-1,1 512.63 m)

長(zhǎng)8砂巖以細(xì)粒砂巖為主，其填隙物雜基含量較低，一般在1%左右.此類(lèi)砂巖在埋藏成巖過(guò)程中發(fā)生強(qiáng)烈壓實(shí)，原生粒間孔隙基本消失殆盡，其結(jié)果造成該類(lèi)砂巖以泥質(zhì)雜基內(nèi)微孔隙為主[8]，孔隙個(gè)體小，連通性很差，形成致密型孔隙組合關(guān)系(圖6c).此類(lèi)成巖相在砂巖中分布較少，其含油性很差.

3.2.2 濁沸石的溶蝕和綠泥石的膠結(jié)改善儲(chǔ)層物性

由碳酸鹽含量與孔隙度和滲透率的關(guān)系圖(圖7、圖8)也可以看出，當(dāng)碳酸鹽含量大于5%時(shí)，碳酸鹽含量越高，物性越差，成巖后期的溶蝕作用產(chǎn)生了很多次生孔隙，才使砂巖的孔隙度、滲透率得到一定的恢復(fù).

圖7 碳酸鹽含量與孔隙度相關(guān)圖 圖8 碳酸鹽含量與滲透率相關(guān)圖

首先長(zhǎng)8儲(chǔ)層中含有濁沸石溶蝕孔隙，它是在碎屑沉積物沉積時(shí)形成的.此類(lèi)砂巖儲(chǔ)層在埋藏成巖過(guò)程中，先期膠結(jié)的濁沸石發(fā)生了強(qiáng)烈的溶蝕作用,其結(jié)果導(dǎo)致儲(chǔ)層的有效空間得到極大改善，形成濁沸石溶蝕孔隙網(wǎng)絡(luò)，成為油氣主要儲(chǔ)集空間(圖6d)；其次儲(chǔ)層中普遍發(fā)育高含量的自生綠泥石膠結(jié)物，多在成巖早期呈綠泥石膜保護(hù)碎屑顆粒，阻礙了碎屑顆粒與孔隙水的接觸，使原生粒間孔大部分得以保留，形成殘余孔隙型組合關(guān)系[9]，并且均一性相對(duì)較好，是油氣的主要儲(chǔ)集空間(圖6e).

3.3 裂縫對(duì)儲(chǔ)層物性的影響

裂縫對(duì)儲(chǔ)層物性的影響主要表現(xiàn)在對(duì)滲透率的影響上，對(duì)孔隙度一般影響不大，根據(jù)本區(qū)及鄰區(qū)巖芯及鏡下薄片觀測(cè)(圖6f)，裂縫及微裂縫雖然僅占砂巖總孔隙的2%～5%，但分布較廣泛，對(duì)滲透率具有較大影響，巖芯測(cè)試凡具有垂向微裂縫的樣品，滲透率較相鄰層位高200%～300%.區(qū)域資料研究證實(shí)，長(zhǎng)8油層近于北東東-南西西向的微裂縫較普遍，微裂縫的存在改變了儲(chǔ)層滲透能力，使油井可能高產(chǎn).

4 結(jié) 論

儲(chǔ)層儲(chǔ)集類(lèi)型以殘余粒間孔為主，次為沸石溶孔和長(zhǎng)石溶孔，其余為粒內(nèi)孔和裂隙孔以及少量的鑄?？?，孔隙組合主要是溶孔-粒間孔型，孔喉分布極不均勻；影響本區(qū)砂巖儲(chǔ)層物性的因素為沉積相、成巖作用、裂縫改造，其中沉積相及成巖作用是主要因素.

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