孫海峰

（西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安710065）

孫 峰

（中石化中原油田分公司采油一廠地質(zhì)研究所，河南 濮陽457001）

鄂爾多斯盆地是一個(gè)穩(wěn)定沉降、坳陷遷移、扭動(dòng)明顯的多旋回克拉通盆地，蘊(yùn)含著豐富的油氣資源［1］。趙老溝地區(qū)是鄂爾多斯盆地吳起地區(qū)重要的石油富集區(qū)之一，位于陜北斜坡中西部，吳起縣廟溝鄉(xiāng)、新寨鄉(xiāng)境內(nèi)。區(qū)內(nèi)地表為典型的黃土高原丘陵溝壑地貌，地形以塬梁峁為主，在三疊紀(jì)湖盆的形成演化階段，在東北部發(fā)育的曲流河三角洲沉積體系的控制下，砂體的橫向展布以及儲(chǔ)層物性嚴(yán)格控制著氣藏的分布［2］。長(zhǎng)6－長(zhǎng)4＋5油層組時(shí)期，湖盆進(jìn)入萎縮階段，三角洲前緣廣泛發(fā)育，也是區(qū)內(nèi)儲(chǔ)層形成的主要時(shí)期，巖性由淺灰綠色細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖與灰黑色、深灰色泥巖、頁巖互層組成［3－5］。該區(qū)的長(zhǎng)4＋5油層組、長(zhǎng)61油層為主力開采層，油藏主要受沉積作用控制，為巖性油藏，構(gòu)造對(duì)油藏形成的控制作用較小，但局部鼻狀隆起對(duì)油氣的相對(duì)富集也起到了積極作用。

1 儲(chǔ)集層巖石學(xué)特征

根據(jù)巖心觀察和薄片鑒定，依據(jù)中國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 《巖石薄片鑒定》［6］，趙老溝油田長(zhǎng)6、長(zhǎng)4＋5儲(chǔ)層以中細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖、巖屑長(zhǎng)石砂巖為主，另有少量長(zhǎng)石巖屑砂巖。長(zhǎng)4＋5、長(zhǎng)61砂巖儲(chǔ)層中碎屑總量約為82.29%～85.82%，平均84.58%，以石英含量較低，長(zhǎng)石含量高，巖屑含量中等為特點(diǎn)，其中長(zhǎng)石含量39.99%～44.36%，石英含量25.4%～28.11%，巖屑含量約為15.61%～17.72%，巖屑含量以火成巖巖屑和變質(zhì)巖巖屑為主，填隙物的總含量13.59%～17.59%。砂巖以粒度細(xì)、分選好、雜基少、顆粒支撐為特征。砂巖儲(chǔ)層以細(xì)粒砂巖為主，平均粒徑值為0.183mm。砂巖顆粒磨圓度以次棱角狀為主，磨圓度中等，雜基含量少，分選較好，以顆粒支撐為主，顆粒間接觸關(guān)系以點(diǎn)－線和線為主，依據(jù)壓實(shí)強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［7］，總體上表明壓實(shí)作用程度中等。砂巖的分選性普遍較好，在大量的樣品中分選為好的占59.5%，分選為中的占31.4%。

2 儲(chǔ)層物性

物性特征是決定儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的關(guān)鍵，物性的直觀特征是孔隙度和滲透率的大小。趙老溝地區(qū)長(zhǎng)4＋5油層組、長(zhǎng)61油層大量的物性資料統(tǒng)計(jì)，孔隙度、滲透率具有明顯的正相關(guān)，反映了三角洲前緣砂巖儲(chǔ)層屬孔隙性儲(chǔ)層。常規(guī)物性分析資料按數(shù)值區(qū)間統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)4＋5油層組、長(zhǎng)61油層孔隙度在6%～12%之間的數(shù)量明顯占優(yōu)勢(shì)。滲透率小于0.3×10－3μm2的樣品最多，占63.6%～78.3%，反映出儲(chǔ)集層致密的特點(diǎn)，但在致密儲(chǔ)集層中一般夾有大于0.3×10－3μm2的樣品約占21.7%～36.4%，是相對(duì)較好的儲(chǔ)集層。根據(jù)孔隙度、滲透率分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［8］，長(zhǎng)4＋5油層組、長(zhǎng)61油層為一套中孔－低滲到低孔－低滲的儲(chǔ)層。

3 孔隙類型

趙老溝油田長(zhǎng)61油層粒間孔較發(fā)育，長(zhǎng)4＋51油層組溶蝕孔占優(yōu)勢(shì)，面孔率依次由長(zhǎng)4＋52油層組、長(zhǎng)61油層到長(zhǎng)4＋51油層組降低。長(zhǎng)4＋5、長(zhǎng)61儲(chǔ)層原生孔以殘余原生粒間孔為主，占60%～70%，溶蝕孔次之占20%～25%，晶間孔和微裂縫較少，分別占5%～10%和1%左右。

1）粒間孔隙 趙老溝油田由于存在較強(qiáng)的成巖作用，粒間孔隙往往受到改造，成為孔隙減小的殘余原生粒間孔。這種孔隙在該區(qū)油層組的儲(chǔ)層中占主導(dǎo)的地位，未被充填的粒間孔多呈三角形或多邊形，孔隙邊緣整齊平整，在趙老溝油田這種孔隙對(duì)孔隙度的貢獻(xiàn)較大。在趙老溝油田的各個(gè)目的層段粒間孔都較發(fā)育 （見圖1）。該區(qū)粒間孔隙分布不均，具有強(qiáng)烈的非均質(zhì)性，孔隙直徑一般為0.03～0.2 mm，面孔率在3%左右，最高達(dá)8.0%。該類孔隙連通性較好，為趙老溝油田烴類富集的主要孔隙類型之一。

2）粒內(nèi)溶蝕孔隙 粒內(nèi)溶蝕孔隙主要發(fā)生在易被溶蝕的長(zhǎng)石、巖屑和云母碎屑等礦物中，顆粒和晶體內(nèi)部被部分或全部溶蝕而形成。溶蝕型次生孔隙對(duì)改善砂巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能起到積極作用［9］，長(zhǎng)石溶蝕形成的粒內(nèi)孔隙在該區(qū)最常見 （見圖2），另外在火山巖、部分變質(zhì)巖以及碳酸鹽巖巖屑中也有分布，面孔率一般為0.3%～2.5%，最高3%～4%，孔徑一般在0.01～0.2 mm之間。

圖2 長(zhǎng)4＋5、長(zhǎng)6儲(chǔ)層發(fā)育的溶蝕孔隙

圖1 長(zhǎng)4＋5、長(zhǎng)6儲(chǔ)層發(fā)育的粒間孔隙

3）填隙物內(nèi)微孔隙 雜基微孔隙在分選比較差的雜基含量較高的砂巖中常見，也是趙老溝油田最普遍的孔隙類型之一。長(zhǎng)4＋5、長(zhǎng)61儲(chǔ)層中占總面孔率的10%～15%，孔徑一般＜0.01～0.02 mm。該類孔隙雖然細(xì)小，但由于分布廣泛，數(shù)量可觀，所以一旦能與其他類型的孔隙相連通，對(duì)改善儲(chǔ)集性能會(huì)產(chǎn)生積極的作用；自生膠結(jié)物中存在晶間孔隙的常有高嶺石 （見圖3）、綠泥石和伊／蒙混層等礦物的晶間孔隙。

4）微裂隙 主要有2種類型：一種是顆粒間縫隙和云母碎屑、長(zhǎng)石碎屑的解理縫，這些微縫寬度一般小于3μm，有些被瀝青質(zhì)充填，由于它們形成較早，分布普遍，因此對(duì)于粒間孔隙與粒內(nèi)孔隙的連通起了重要作用；另一種是壓實(shí)微裂縫，含量在0.2%左右，寬度一般在0.001～0.002 mm，該類裂縫主要見于溶蝕孔隙發(fā)育階段，表現(xiàn)為碎屑顆粒長(zhǎng)石、石英等出現(xiàn)的裂紋和微縫，以及貫通巖石，切穿顆粒的長(zhǎng)裂縫 （見圖4）。這些裂縫和裂紋多數(shù)被瀝青和黃鐵礦充填，說明它們出現(xiàn)早于油氣的運(yùn)移或趨于同期。

4 孔隙結(jié)構(gòu)特征

長(zhǎng)4＋5儲(chǔ)層平均油層排驅(qū)壓力為0.7598 MPa，中值壓力4.1745 MPa，最大孔喉半徑1.1309μm，中值半徑0.1817μm，屬細(xì)、微細(xì)喉道，最大進(jìn)汞飽和度90.07%，退汞效率為30.61%，喉道分選較好，分選系數(shù)2.28，平均孔徑41.67μm，屬小孔微細(xì)喉型孔隙結(jié)構(gòu)［10］。長(zhǎng)61儲(chǔ)層平均油層排驅(qū)壓力為0.3737 MPa，中值壓力4.1646 MPa，最大孔喉半徑2.4390μm，中值半徑0.2825μm，屬細(xì)、微細(xì)喉道，最大進(jìn)汞飽和度84.99%，退汞效率為34.67%，喉道分選較長(zhǎng)4＋5儲(chǔ)層差，分選系數(shù)2.89，平均孔徑43.80μm，屬小孔微細(xì)喉型孔隙結(jié)構(gòu)［10］。

圖3 旗勝36－134井發(fā)育的高嶺石晶間孔隙

圖4 旗勝36－38井的成巖微裂縫

長(zhǎng)4＋5儲(chǔ)層孔喉半徑以微細(xì)喉道為主，其次為微喉和細(xì)喉，微細(xì)喉道對(duì)滲透率的貢獻(xiàn)占50.1%，微喉道占27.47%，細(xì)喉道占15.4%。長(zhǎng)61儲(chǔ)層孔喉半徑對(duì)滲透率貢獻(xiàn)微喉道占35.7%，微細(xì)喉道占27.3%，細(xì)喉道占20.1%，中細(xì)喉道占10.6%，反映了長(zhǎng)61儲(chǔ)層中在局部地區(qū)夾有相對(duì)高滲層，是油田開發(fā)值得重視的目標(biāo)層之一。趙老溝油田砂巖儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)具有如下特征：①長(zhǎng)4＋5、長(zhǎng)6儲(chǔ)層孔隙喉道偏細(xì)，以小孔隙微喉道型為主。②分選系數(shù)與滲透率呈正相關(guān)性，分選系數(shù)從長(zhǎng)4＋52、長(zhǎng)4＋51、長(zhǎng)61儲(chǔ)層增大，喉道分選變差，孔隙結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。在孔喉分選較差和中等的樣品中，壓汞曲線呈一弧形凸起，這是由于成巖過程中形成的溶蝕孔改善了儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能。③中值壓力變化大，反映出趙老溝油田各層層內(nèi)非均質(zhì)性較強(qiáng)。④退汞效率普遍較低。從非潤(rùn)濕相的驅(qū)替原理來分析，長(zhǎng)4＋5油層組比長(zhǎng)61油層的采出效率低，原因是孔喉半徑較小，孔喉的連通性差。

5 沉積作用對(duì)儲(chǔ)層的影響

1）沉積相特點(diǎn) 趙老溝油田長(zhǎng)4＋5、長(zhǎng)6油層組發(fā)育2大亞相和7種沉積微相，主要發(fā)育水下分流河道、分流間灣、水下天然堤和河口砂壩4大三角洲前緣亞相的微相。水下分流河道微相，縱向上多個(gè)正韻律疊加組成，下部發(fā)育高角度交錯(cuò)層理或塊狀層理，上部發(fā)育小型交錯(cuò)層理、波狀層理及水平層理。砂巖的成分成熟度中等，而結(jié)構(gòu)成熟度較高。水下分流河道砂體的電測(cè)曲線呈鐘形、箱形或者復(fù)合形態(tài)。河口砂壩剖面上組成由細(xì)－粗－細(xì)的完整旋回，測(cè)井曲線幅度低于其上部的水下分流河道，以漏斗形為主。分流間灣巖性為深灰色泥巖和泥質(zhì)粉砂巖薄互層組成，以水平和沙紋狀層理的沉積構(gòu)造為主，次為波狀層理。測(cè)井曲線表現(xiàn)為自然電位、自然伽馬、電阻率曲線呈平直，井徑具擴(kuò)徑現(xiàn)象。水下天然堤巖性以粉砂巖或粉－細(xì)砂巖為主，常與泥巖組成薄互層。發(fā)育小型波紋層理，水平層理為主。在自然電位曲線上，位于鐘形曲線頂部。

2）沉積環(huán)境對(duì)物性的影響 沉積環(huán)境是影響儲(chǔ)層孔隙發(fā)育的地質(zhì)基礎(chǔ)。研究表明，趙老溝地區(qū)長(zhǎng)4＋5、長(zhǎng)6油層組發(fā)育三角洲前緣及前三角洲亞相沉積，主要發(fā)育水下分流河道、分流間灣、水下天然堤和河口砂壩4大三角洲前緣亞相的微相。由于水動(dòng)力較強(qiáng)，砂巖顆粒的大小分選較好，中等的成分成熟度，較高的結(jié)構(gòu)成熟度，所以砂巖的孔隙度較高和滲透性較好，即水下分流河道砂體的物性最好，河道側(cè)向遷移演化的過程中，在平面上砂體分布廣泛，規(guī)模較大，連通性好，縱向上多期水下分流河道依次切割、超覆、疊加在一起，砂層厚度較大，成為油氣運(yùn)移的主要通道和儲(chǔ)集的主要場(chǎng)所。

6 結(jié) 論

1）趙老溝油田長(zhǎng)4＋5、長(zhǎng)6儲(chǔ)集層以中細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖、巖屑長(zhǎng)石砂巖為主，孔隙受沉積作用和成巖作用的控制，在橫向和縱向上變化較大，有效孔隙度發(fā)育較差，為一套中孔－低滲到低孔－低滲的儲(chǔ)層。

2）長(zhǎng)4＋5、長(zhǎng)6砂巖儲(chǔ)層以小孔隙微喉道型為主，孔喉的連通性差，但在成巖過程中，形成的溶蝕孔改善了儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能。

3）長(zhǎng)4＋5、長(zhǎng)6儲(chǔ)層受到沉積作用的影響，水下分流河道的砂體的物性較好，厚度較大，平面分布廣泛，連通性好，為油氣的運(yùn)移和儲(chǔ)集提供了良好的條件。

［1］楊俊杰 .鄂爾多斯盆地構(gòu)造演化與油氣分布規(guī)律 ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2002：130－181.

［2］李會(huì)軍，張文才，朱雷 .蘇里格氣田優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層控制因素 ［J］.天然氣工業(yè)，2007，27（12）：16－18.

［3］長(zhǎng)慶油田石油地質(zhì)志編寫組 .中國(guó)石油地質(zhì)志 （卷十二）：長(zhǎng)慶油田 ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1992.

［4］黨犇，趙虹，李文厚，等 .鄂爾多斯盆地陜北地區(qū)上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組不同級(jí)次層序界面的識(shí)別 ［J］.中國(guó)地質(zhì)，2007，34（3）：414－421.

［5］龐雯，郭德運(yùn)，趙靖舟，等 .陜北甘谷驛油田東區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)6油層沉積相特征 ［J］.西安石油大學(xué)學(xué)報(bào) （自然科學(xué)版），2004，19 （5）：25－27.

［6］SY／T5477－2003，碎屑巖成巖階段劃分規(guī)范 ［S］.

［7］李道品，羅迪強(qiáng)，劉雨芬，等 .低滲透砂巖油田開發(fā) ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1997.

［8］SY／T6285－1997，油氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方法 ［S］.

［9］徐波，孫衛(wèi) .姬源油田長(zhǎng)4＋5砂巖儲(chǔ)層孔隙類型與成巖作用 ［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào) （地球科學(xué)版），2008，38（6）：953－958.

［10］宋國(guó)初，李克勤，凌升階 .陜甘寧盆地大油田形成與分布 ［A］.張文昭 .中國(guó)陸相大油田 ［C］.北京：石油工業(yè)出版社，1997：254－288.