楊豫川，李鳳杰，代廷勇，李俊武，楊承錦

鄂爾多斯盆地胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組儲(chǔ)層特征研究

楊豫川，李鳳杰，代廷勇，李俊武，楊承錦

（成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，成都610059）

對(duì)胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組的巖心、測(cè)井、鑄體薄片、掃描電鏡、物性和壓汞等資料的分析表明：該區(qū)巖石類型主要為巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石砂巖；孔隙類型主要為粒間孔和長(zhǎng)石溶孔；儲(chǔ)層孔隙度為10.86%，滲透率為0.56 mD，為低孔、特低滲、致密—近致密儲(chǔ)層。該區(qū)成巖作用主要包括壓實(shí)作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用，其中綠泥石膜對(duì)原生粒間孔的保存以及溶蝕作用對(duì)儲(chǔ)層的孔滲性均具有建設(shè)性作用。以儲(chǔ)層特征參數(shù)和孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組儲(chǔ)層進(jìn)行了分類評(píng)價(jià)，并將其分為4類，其中Ⅱ類和Ⅲ類儲(chǔ)層是該區(qū)主要的儲(chǔ)集層類型。

儲(chǔ)層特征；儲(chǔ)層評(píng)價(jià)；長(zhǎng)4+5油層組；鄂爾多斯盆地

0 引言

鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組長(zhǎng)4+5油層組是長(zhǎng)慶油田近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的超低滲油藏，具有良好的油氣開(kāi)發(fā)潛力。位于鄂爾多斯盆地西部的胡尖山地區(qū)（長(zhǎng)4+5油層組）是主要的勘探區(qū)（圖1）。研究表明：該區(qū)長(zhǎng)4+5油層組屬三角洲沉積體系［1-4］，其儲(chǔ)層孔滲性差，為低孔、特低滲、致密—近致密儲(chǔ)層；儲(chǔ)層的微觀結(jié)構(gòu)與滲流特征以及致密和超低滲等是影響該區(qū)油層產(chǎn)能的重要因素［5］。胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組儲(chǔ)層物性差異較大，開(kāi)展該區(qū)儲(chǔ)層特征研究，尤其是分析長(zhǎng)4+5油層組試油高產(chǎn)井儲(chǔ)層砂巖的巖石學(xué)特征、成巖作用類型、孔隙類型和物性特征，可深化對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成機(jī)理和分布規(guī)律的認(rèn)識(shí)，以期尋找有利的勘探方向。

圖1 鄂爾多斯盆地胡尖山地區(qū)相對(duì)位置圖Fig.1 Location of Hujianshan area,Ordos Basin

鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組時(shí)期為大型坳陷湖泊發(fā)育期，接受陸相河流-三角洲-湖泊沉積。根據(jù)巖性、電性特征及含油性，將延長(zhǎng)組自上而下劃分為長(zhǎng)1～長(zhǎng)10共10個(gè)油層組。其中，長(zhǎng)10～長(zhǎng)7油層組為湖盆擴(kuò)張期，長(zhǎng)6～長(zhǎng)1油層組為湖盆收縮期。長(zhǎng)4+5油層組沉積時(shí)期是繼長(zhǎng)7油層組沉積之后的又一次較大規(guī)模的湖侵期，依據(jù)沉積旋回和巖性組合又可細(xì)分為長(zhǎng)4+51和長(zhǎng)4+52共2個(gè)油層段。該區(qū)主要發(fā)育三角洲前緣亞相，水下分流河道砂體是主要的儲(chǔ)集砂體［1-4］。

1 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

對(duì)鄂爾多斯盆地胡尖山地區(qū)344塊鑄體薄片的觀察統(tǒng)計(jì)，認(rèn)為該區(qū)長(zhǎng)4+5油層組儲(chǔ)層以灰色和灰白色極細(xì)—細(xì)粒、細(xì)粒、細(xì)—中粒長(zhǎng)石砂巖和巖屑長(zhǎng)石砂巖為主（圖2），少量長(zhǎng)石巖屑砂巖。碎屑組分平均為8.77%，其中石英體積分?jǐn)?shù)為25.67%～ 60.00%，平均為38.44%；長(zhǎng)石體積分?jǐn)?shù)為21.28%～61.50%，平均為40.42%；巖屑體積分?jǐn)?shù)為10.5%～37.5%，平均為21.14%，巖屑中云母體積分?jǐn)?shù)平均為7.5%，個(gè)別可達(dá)19.8%，其次為變質(zhì)巖巖屑和巖漿巖巖屑，含少量沉積巖巖屑。儲(chǔ)層填隙物體積分?jǐn)?shù)為6.80%～14.23%，其中綠泥石十分常見(jiàn)，包括自生綠泥石和以雜基形式出現(xiàn)的綠泥石，占巖石體積的4%～12%，平均為5%，其他黏土礦物包括伊利石和碳酸鹽膠結(jié)物，分別占3.20%和5.08%。砂巖分選性為中等—好，碎屑顆粒多呈次棱角狀，少量呈次圓狀，顆粒支撐，膠結(jié)類型多樣，主要為孔隙式膠結(jié)。

圖2 胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組砂巖分類圖Fig.2 Rock component of Chang 4+5 oil reservoir set in Hujianshan area

2 巖相古地理及其演化

根據(jù)巖心觀察，胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組沉積構(gòu)造以各種層理及生物成因構(gòu)造為主，見(jiàn)塊狀層理、交錯(cuò)層理、平行層理、沙紋層理、水平層理以及變形構(gòu)造和生物垂直鉆孔。

根據(jù)沉積環(huán)境、巖石相類型、典型單井相綜合分析及其相標(biāo)志，認(rèn)為胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組為三角洲前緣亞相沉積，發(fā)育水下分流河道、河口壩和水下分流間灣微相（圖3）。其中以水下分流河道微相沉積為主。砂體雖然厚度大，連片性好，但單砂層厚度小，橫向遷移變化快，縱向上巖性致密，泥巖夾層多，連通程度低，物性差，非均質(zhì)性強(qiáng)。

長(zhǎng)4+52油層段沉積時(shí)期，水下分流河道發(fā)育，分流間灣僅出現(xiàn)在東南和西南部2個(gè)區(qū)塊，范圍較小，砂體厚度較薄，連片性較差；長(zhǎng)4+51油層段沉積時(shí)期，湖平面相對(duì)下降，水下分流河道發(fā)育，基本繼承了長(zhǎng)4+52時(shí)期的沉積特征，但砂體厚度較大，連片性強(qiáng)。

圖3 胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組三角洲前緣亞相巖、電性特征圖（安75井）Fig.3 Characteristics of rock-electricity in front delta of Chang 4+5 oil reservoir set in Hujianshan area

3 儲(chǔ)集特征

3.1儲(chǔ)集空間類型

鄂爾多斯盆地胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組儲(chǔ)集空間類型可劃分為原生粒間孔、次生孔和裂縫。次生孔包括溶蝕孔、鑄模孔和晶間孔等。其中原生粒間孔、粒內(nèi)溶蝕孔和晶間孔是主要的儲(chǔ)集空間類型。依據(jù)研究區(qū)223口井445個(gè)樣品的化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)，認(rèn)為含油層段的砂巖鈣質(zhì)膠結(jié)物較少，而不含油層段的砂巖鈣質(zhì)膠結(jié)物較多，可以推斷，石油侵位主要發(fā)生在長(zhǎng)石大量溶蝕后，以及碳酸鹽膠結(jié)物大量溶蝕之前。

3.1.1 原生粒間孔

胡尖山地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)4+5油層組砂巖中原生粒間孔所占的比例為4.5%～7.3%，最高可達(dá)10.2%。綠泥石膜對(duì)原生粒間孔的保存具有積極作用。該區(qū)主要發(fā)育原生粒間孔（圖版Ⅰ-1、圖版Ⅰ-2），包含沒(méi)有受到綠泥石膜保護(hù)的原生粒間孔（圖版Ⅰ-3）。

3.1.2 次生孔

胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組儲(chǔ)層中粒間溶孔大多數(shù)是由粒間長(zhǎng)石（圖版Ⅰ-4）和黏土溶蝕（圖版Ⅰ-5）而成，粒內(nèi)溶孔主要由長(zhǎng)石溶蝕而成，并以長(zhǎng)石粒內(nèi)蜂窩狀溶蝕孔隙（圖版Ⅰ-6）為主。晶間孔多為雜基高嶺石化或自生高嶺石（圖版Ⅰ-7）和綠泥石晶體間形成的孔隙，孔徑較小，對(duì)儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能貢獻(xiàn)不大。

3.1.3 裂縫

在胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組的各井儲(chǔ)集砂巖中均發(fā)育有不同程度的微裂縫，裂縫主要發(fā)育在長(zhǎng)石巖屑及巖屑長(zhǎng)石砂巖中，長(zhǎng)石顆粒被擠壓破碎，形成破裂縫（圖版Ⅰ-8）。破裂縫可將粒間孔和鑄?？走B通，提高儲(chǔ)層的孔、滲性。

3.2儲(chǔ)層物性特征

根據(jù)胡尖山地區(qū)125口井近2 800個(gè)樣品的巖心物性資料統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)4+5油層組孔隙度和滲透率的分布區(qū)間如表1所列。

表1 胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組儲(chǔ)層物性統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistics of porosity and permeability of Chang 4+5 oil reservoir set in Hujianshan area

從表1可以看出：胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組孔隙度主要為5%～17%，平均為10.9%，其中孔隙度分布在10%～15%的樣品最多，占樣品總數(shù)的55.4%；滲透率的變化范圍較大，平均為0.56 mD，滲透率小于0.1 mD的樣品占27.6%，大于1.5 mD的樣品占15.7%，滲透率為0.1～1.0 mD的樣品最多，占樣品總數(shù)的52.3%?？傮w評(píng)價(jià)認(rèn)為研究區(qū)長(zhǎng)4+5油層組儲(chǔ)層屬于低孔、特低滲、致密—近致密儲(chǔ)層。

4 成巖作用及其對(duì)儲(chǔ)層物性的影響

胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組儲(chǔ)層中的成巖作用主要有壓實(shí)作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用等。

4.1壓實(shí)作用

壓實(shí)作用是在沉積物沉積后，由于上覆沉積物不斷加厚，在重荷壓力下所發(fā)生的成巖作用。通過(guò)壓實(shí)作用，沉積物發(fā)生脫水，孔隙度降低，體積縮小，密度增大，松軟的沉積物變成固結(jié)的巖石。壓實(shí)作用在胡尖山地區(qū)普遍出現(xiàn)，是研究區(qū)砂巖儲(chǔ)層最主要的破壞性成巖作用。但是胡尖山地區(qū)壓實(shí)作用強(qiáng)度總體較低，具體表現(xiàn)為原始沉積顆粒由松散狀變?yōu)橹旅軤睿紫犊臻g縮小，顆粒長(zhǎng)軸定向、半定向排列（圖版Ⅱ-1），云母受擠壓彎曲（圖版Ⅱ-2）。

4.2膠結(jié)作用

膠結(jié)作用是在成巖過(guò)程中從孔隙溶液中沉淀出的礦物質(zhì)，將松散的沉積物固結(jié)起來(lái)的作用。對(duì)儲(chǔ)層而言，它是僅次于壓實(shí)作用的破壞性成巖作用，其中碳酸鹽膠結(jié)作用對(duì)儲(chǔ)層的負(fù)面影響最大，其次為黏土質(zhì)膠結(jié)。胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組儲(chǔ)層膠結(jié)物的平均體積分?jǐn)?shù)為11.87%，對(duì)儲(chǔ)層的物性影響較大。

根據(jù)薄片染色和掃描電鏡觀察，胡尖山地區(qū)碳酸鹽膠結(jié)物主要包括方解石、鐵方解石和鐵白云石。其中，方解石和鐵方解石含量最高（圖版Ⅱ-3），在各段儲(chǔ)層中均有發(fā)育，鐵白云石（圖版Ⅱ-4）含量相對(duì)較少。碳酸鹽膠結(jié)物多呈粒間膠結(jié)、交代或孔隙內(nèi)填充形式出現(xiàn)，整體上分布不均勻，局部膠結(jié)強(qiáng)烈，降低了儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能。

胡尖山地區(qū)黏土質(zhì)膠結(jié)包括綠泥石膠結(jié)（圖版Ⅰ-1、圖版Ⅰ-2）、高嶺石膠結(jié)（圖Ⅰ-7、圖版Ⅱ-5）以及伊利石膠結(jié)（圖版Ⅰ-4、圖版Ⅱ-6），其中以綠泥石膠結(jié)為主。綠泥石膠結(jié)對(duì)儲(chǔ)層具有建設(shè)性作用，其主要形成于較早期的成巖階段。雖然葉片狀綠泥石占據(jù)了一定的孔隙空間，然而更多的環(huán)邊狀綠泥石包圍碎屑顆粒，形成綠泥石膜（圖版Ⅰ-1、圖版Ⅰ-2），在一定程度上，具有抗壓實(shí)能力，并且削弱了壓實(shí)作用對(duì)儲(chǔ)層的破壞程度［6-9］，從而使原生粒間孔隙得以保存（圖版Ⅱ-2）。此外，這種環(huán)邊狀的綠泥石還可通過(guò)分隔碎屑石英與孔隙流體之間的相互作用，限制自生石英的生長(zhǎng)，對(duì)孔隙產(chǎn)生保護(hù)作用，從而增加儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能［10-13］。

硅質(zhì)膠結(jié)主要以石英次生加大（圖版Ⅱ-7）和自形石英晶體（圖版Ⅱ-8）的形式產(chǎn)出在碎屑石英顆粒表面、粒間孔壁和粒內(nèi)溶孔中，對(duì)儲(chǔ)層具有破壞性作用，使砂巖的孔隙度和滲透率降低。

4.3溶蝕作用

溶蝕作用是胡尖山地區(qū)儲(chǔ)層中最具建設(shè)性的成巖作用之一，它能形成大量的次生孔隙，且以長(zhǎng)石顆粒溶蝕為主（圖版Ⅱ-8）。研究區(qū)長(zhǎng)4+5油層組砂巖中含有大量長(zhǎng)石碎屑（圖版Ⅱ-7），高含量的長(zhǎng)石為長(zhǎng)石溶孔的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。該區(qū)儲(chǔ)層砂巖主要沉積于水下分流河道中，在早成巖階段晚期至中、晚成巖階段埋藏成巖過(guò)程的封閉體系中，酸性介質(zhì)對(duì)長(zhǎng)石等鋁硅酸鹽具有強(qiáng)烈的溶蝕作用，從而形成了大量的次生溶蝕孔隙。溶蝕作用的強(qiáng)度與巖石粒間孔隙發(fā)育程度、可溶組分長(zhǎng)石含量的多少及酸性流體來(lái)源的豐富程度有關(guān)。

5 儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)

5.1孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)

通過(guò)分析胡尖山地區(qū)63口井125個(gè)樣品的壓汞數(shù)據(jù)，認(rèn)為該區(qū)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)總體較差：排驅(qū)壓力為0.17～5.12 MPa，平均為1.15 MPa，表明排驅(qū)壓力較高；最大連通孔隙喉道半徑為0.05～0.59 μm，平均為0.25 μm，表明儲(chǔ)層孔喉半徑總體較?。恢兄祲毫?.25～23.62 MPa，平均為5.58 MPa，表明孔喉中值半徑較??；最大進(jìn)汞量為53.55%～92.56%，平均為80.86%，表明束縛水含量較高；退汞效率為13.94%～45.60%，平均為28.85%，表明退汞效率較低；分選系數(shù)為0.898～2.861，平均為1.939，主要集中在1～2。

5.2儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)

儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)以沉積相和砂體厚度為基礎(chǔ)，結(jié)合儲(chǔ)層特征和孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)，將胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組儲(chǔ)層劃分為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ共4種類型（表2），其中，Ⅱ類和Ⅲ類儲(chǔ)層是該區(qū)主要的儲(chǔ)集層類型（圖4）。

表2 胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)Table 2 Reservoir classification evaluation of Chang 4+5 oil reservoir set in Hujianshan area

續(xù)表2

圖4 胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)圖Fig.4 Comprehensive evaluation of Chang 4+5 oil reservoir set in Hujianshan area

Ⅰ類儲(chǔ)層分布面積較小，約55 km2，以胡121井區(qū)為典型代表，主要分布在研究區(qū)中部及中南部的分流河道中央；Ⅱ類儲(chǔ)層全區(qū)大面積發(fā)育，主要分布在分流河道和河口壩砂體上，呈南北向展布，包括新213井等13個(gè)生產(chǎn)井區(qū)；Ⅲ類儲(chǔ)層主要分布在分流河道邊部和儲(chǔ)層物性較差的區(qū)域；Ⅳ類儲(chǔ)層分布面積局限，主要位于分流間灣區(qū)域。

6 結(jié)論

（1）胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組主要發(fā)育三角洲前緣亞相，并以水下分流河道砂體為主要儲(chǔ)層類型，砂體由巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石砂巖組成，儲(chǔ)集空間類型以原生粒間孔和長(zhǎng)石溶孔為主。

（2）胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組儲(chǔ)層砂體中的成巖作用主要包括壓實(shí)作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用，其中綠泥石膜對(duì)原生粒間孔的保存和溶蝕作用對(duì)儲(chǔ)層的孔滲性均具有建設(shè)性成巖作用。

（3）胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組儲(chǔ)層砂體孔隙度為10.86%，滲透率為0.56 mD，為低孔、特低滲、致密—近致密儲(chǔ)層。

（4）以沉積相和砂體厚度為基礎(chǔ)，結(jié)合儲(chǔ)層特征參數(shù)和孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)，將胡尖山地區(qū)長(zhǎng)4+5油層組儲(chǔ)層劃分為4類，其中Ⅱ和Ⅲ類儲(chǔ)層是該區(qū)主要的儲(chǔ)集層類型。

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圖版Ⅰ

圖版Ⅱ

（本文編輯：楊琦）

Reservoir characteristics of Chang 4+5 oil reservoir set in Hujianshan area,Ordos Basin

YANG Yuchuan，LI Fengjie，DAI Tingyong，LI Junwu，YANG Chengjin
（Institute of Sedimentary Geology，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China）

Based on the analysis ofcores,logging,thin sections,scanningelectronic microscope,physical properties and mercuryinjection,this paper discussed the characteristics ofsedimentaryfacies,petrologic features,pore types,physical properties,diagenesis and effects on reservoir.The result shows that the Chang4+5 oil reservoir set in Hujianshan area is mainlymade up ofdebris-feldspar sandstone and feldspar sandstone,and the main pore types are primaryintergranular pore and feldspar dissolved pores.The porosityofthe reservoir is 10.86%,and the permeabilityis 0.56 mD.The reservoir belongs tolowporosity,ultra-lowpermeabilityreservoir and tight reservoir.The diageneses contain compaction,cementation and dissolution,and the protection from chlorite membrane to primary intergranular pores and dissolution are very constructive tothe reservoir.Reservoir ofChang4+5 oil reservoir set in Hujianshan area can be divided intofour types, and typeⅡand typeⅢare the main reservoirs.

reservoircharacteristics；reservoirevaluation；Chang4+5oilreservoirset；OrdosBasin

P618.130.21

A

1673-8926（2014）02-0032-06

2013-10-22；

2013-12-20

國(guó)家“十二五”重大科技專項(xiàng)“鄂爾多斯盆地重點(diǎn)探區(qū)碎屑巖沉積體系、儲(chǔ)層特征與主控因素”（編號(hào)：2011ZX05002-001-001）資助

楊豫川（1989-），男，成都理工大學(xué)在讀碩士研究生，研究方向?yàn)槌练e巖石學(xué)與巖相古地理。地址：（610059）四川省成都市成華區(qū)二仙橋東三路1號(hào)成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院。E-mail：billyyc132@vip.qq.com。