秦 京

(西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安710069)

靖邊油田喬家洼油區(qū)區(qū)域構(gòu)造位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡中部，陜北斜坡是鄂爾多斯盆地中一級(jí)構(gòu)造單元，南北長(zhǎng)約400 km，東西寬約280 km，該斜坡為微向西傾斜的單斜構(gòu)造，地層傾角0.5°～1.0°。在晚侏羅世燕山Ⅰ期運(yùn)動(dòng)的影響下，東升西降形成了東(北)高西(南)低的構(gòu)造格局，在大的構(gòu)造背景控制下，因巖性差異壓實(shí)作用和古地形突起披覆構(gòu)造作用，延長(zhǎng)、延安組地層中形成了一系列具有明顯繼承性發(fā)育的小隆起帶，小隆起帶上局部突起與巖性的有機(jī)結(jié)合形成構(gòu)造一巖性圈閉。本區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)6時(shí)期沉積環(huán)境屬于三角洲平原亞相，發(fā)育有分流河道微相、泛濫平原、天然堤微相，物源來(lái)自北偏東方向，同時(shí)具有較好的生儲(chǔ)蓋和圈運(yùn)保條件，長(zhǎng)6段油層為本地區(qū)的主要含油層［1］。因此，開(kāi)展研究區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)6油層組儲(chǔ)層特征及其物性影響因素的研究，對(duì)于靖邊油田今后進(jìn)一步的勘探開(kāi)發(fā)具有重要意義。

1 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

根據(jù)巖心觀察、薄片鑒定及粒度分析，研究區(qū)長(zhǎng)6油層組巖性為一套灰色細(xì)、中粒長(zhǎng)石砂巖。巖石粒度普遍較細(xì)，以細(xì)——砂巖為主主要粒徑區(qū)間0.25～0.50 mm。儲(chǔ)層中碎屑成分主要為石英、長(zhǎng)石及少量巖屑、膠結(jié)物等，長(zhǎng)石主要為鉀長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石，并含有少量微斜長(zhǎng)石，其中長(zhǎng)石的高嶺土化和絹云母化現(xiàn)象比較常見(jiàn)。石英含量約占30%～60%，平均含量為37%;長(zhǎng)石含量占20% ～70%，平均含量為40%;巖屑約占2%～10%，平均含量為8%。巖屑包括火成巖、沉積巖及變質(zhì)巖巖屑，主要為泥質(zhì)巖屑和方解石(見(jiàn)圖1)。內(nèi)部膠結(jié)物主要為方解石、硅質(zhì)，主要呈孔隙式、孔隙式－薄膜式、薄膜式膠結(jié)。壓實(shí)作用顯著，顆粒主要接觸方式為點(diǎn)－線接觸，并以線接觸為主。膠結(jié)物主要為粘土礦物，類型多樣，主要為綠泥石膠結(jié)，可見(jiàn)伊利石、伊蒙混層和蒙脫石。

圖1 研究區(qū)儲(chǔ)層砂巖類型

2 儲(chǔ)層物性及孔隙結(jié)構(gòu)特征

2.1 儲(chǔ)層物性特征

砂巖儲(chǔ)層的孔隙度和滲透率是反映儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能和滲濾條件的最基本參數(shù).根據(jù)研究區(qū)的物性資料表明，研究區(qū)長(zhǎng)62儲(chǔ)層具有典型的低孔低滲特點(diǎn)。長(zhǎng)62段儲(chǔ)層孔隙度主要分布范圍在6.0% ～13.0%之間，峰值為 9.0% ～10.0%;滲透率分布范圍主要在0.05 ×10－3～ 2.8×10－3μm2之間，平均值為0.75×10－3μm2。儲(chǔ)層孔隙度和滲透率分布范圍變化都很大，說(shuō)明儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜。從孔隙分布直方圖可以看出，滲透率的分布具有“單峰”特征，峰值位于0.3×10－3～0.4 ×10－3μm2范圍內(nèi)(見(jiàn)圖 2，圖 3)。

2.2 儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征

2.2.1 孔隙結(jié)構(gòu)類型

對(duì)研究區(qū)儲(chǔ)層巖石鑄體薄片觀察發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)內(nèi)細(xì)砂巖內(nèi)孔隙發(fā)育，主要孔隙類型為粒間孔、殘余粒間孔、粒內(nèi)孔、粒內(nèi)溶蝕孔、溶蝕裂隙、晶間孔等，巖石孔隙發(fā)育，分布均勻，連通性尚好，以粒間孔為主，其次為長(zhǎng)石解理縫和溶(溶溶解長(zhǎng)石)。溶蝕作用明顯，成巖作用強(qiáng)烈(見(jiàn)圖4)。

圖2 長(zhǎng)62段孔隙度分布直方圖

圖3 長(zhǎng)62段滲透率分布直方圖

圖4 喬家洼地區(qū)內(nèi)砂巖主要孔隙類型

1)粒間孔.這類孔隙呈三角形，四邊形及多邊形，大小介于 0.02～0.25 mm。

2)殘余粒間孔。壓實(shí)作用使原生粒間孔隙體積直接縮小，膠結(jié)作用使得原生粒間孔隙被不同程度地充填一些成巖礦物而造成粒間孔隙縮小，孔隙連通性變差，研究區(qū)中充填物常為一些陸源雜基和自生粘土礦物，充填的結(jié)果常常使孔隙呈縫狀殘留［2］。

3)長(zhǎng)石內(nèi)溶蝕作用明顯，且溶蝕多沿解理縫發(fā)育，大小介于 0.01～0.05 mm。

4)粒內(nèi)溶蝕孔主要發(fā)育于長(zhǎng)石和巖屑內(nèi)，發(fā)育為巖屑溶孔和長(zhǎng)石溶孔。

5)裂隙。對(duì)研究區(qū)巖心觀察過(guò)程中，研究區(qū)主要以長(zhǎng)6油層組最為發(fā)育。裂縫分為順層縫、斜交縫和高角度近垂直縫，其中以斜交縫和高角度縫為主，裂縫面多平直，具剪切性質(zhì)。鏡下觀察砂巖中裂縫類型主要為一些顆粒微裂縫，一般終止于顆粒邊緣，不穿過(guò)膠結(jié)物。砂巖形成后產(chǎn)生的微裂縫具有一定的間隔，裂縫相互間是孤立的，但可以溝通顆粒周圍基質(zhì)的聯(lián)系;粉砂巖中可以見(jiàn)到充填的微裂縫，延伸可短可長(zhǎng)，有時(shí)呈雁行狀排列，組成微裂縫帶。微裂縫構(gòu)成的儲(chǔ)集空間很小，對(duì)孔隙度的影響不大，但正是由于微裂縫的存在，連通了孤立狀存在的孔隙，形成了砂巖的滲濾通道，提高了巖石的滲透率。

2.2.2 儲(chǔ)層孔隙喉道特征

根據(jù)鑄體薄片和壓汞資料提取的特征參數(shù)可以定量表征儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征。壓汞法是目前研究巖石孔隙結(jié)構(gòu)特征常用的方法，幾個(gè)重要的特征參數(shù)包括:(1)反映孔喉大小的參數(shù):排驅(qū)壓力(MPa)、中值壓力(MPa)、中值半徑(μm)、最大孔喉半徑(μm)、孔喉半徑平均值(μm);(2)表征孔喉分選特征的參數(shù):分選系數(shù)、變異系數(shù)、均質(zhì)系數(shù);(3)反映孔喉連通性及控制流體運(yùn)動(dòng)特征的參數(shù):最大進(jìn)汞飽和度(%)、退汞效率(%)。根據(jù)長(zhǎng)6毛細(xì)管壓力測(cè)定的參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，砂巖的孔隙結(jié)構(gòu)具有如下特征:

1)從孔喉大小來(lái)看，研究區(qū)長(zhǎng)6段儲(chǔ)層砂巖具有排驅(qū)壓力低、中值壓力低、中值半徑小等特點(diǎn)。排驅(qū)壓力在0.12～4.09 MPa之間，平均為0.902 MPa，中值壓力變化范圍雖稍大，但大多數(shù)處在小于5 MPa的范圍內(nèi)分布，表明巖石孔喉分布較均勻。中值半徑分布范圍在0.02～0.54 μm之間，平均為0.278 μm，中值半徑基本都處于大于 0.1μm 的范圍，說(shuō)明巖石發(fā)育部分較少小孔喉，同時(shí)也發(fā)育中等孔喉，反映出研究區(qū)孔喉半徑普遍較小的特點(diǎn)。

2)從孔喉分選特征來(lái)看，長(zhǎng)6段儲(chǔ)層孔喉分選系數(shù)分布在 0.98～4.21之間，平均為 1.62，變異系數(shù)分布在 0.07 ～0.29之間，平均為0.162反映出孔喉分選較好，孔隙喉道分布均勻的特征。

3)從孔喉連通性來(lái)看，最大進(jìn)汞飽和度分布范圍較大，在25.93% ～93.55%之間均有分布，平均為 74.06%，退汞效率一般在23.96% ～45.97%之間，平均為31.46%，長(zhǎng) 6段儲(chǔ)層孔喉連通性好特點(diǎn)。

2.2.3 孔隙結(jié)構(gòu)特征和評(píng)價(jià)

根據(jù)孔隙結(jié)構(gòu)特征和壓汞資料統(tǒng)計(jì)，靖邊油田喬家洼地區(qū)長(zhǎng)6段儲(chǔ)層可以分為4類，其中Ⅰ類儲(chǔ)層、Ⅱ類儲(chǔ)層是研究區(qū)的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，Ⅲ類儲(chǔ)層是研究區(qū)的中等儲(chǔ)層，Ⅳ類儲(chǔ)層為非儲(chǔ)層(見(jiàn)圖5)。

圖5 不同類型儲(chǔ)層的毛細(xì)管壓力曲線特征

1)Ⅰ類儲(chǔ)層。壓汞曲線為平臺(tái)型，孔喉連通性好，粗歪度，排驅(qū)壓力小，小于0.34 MPa，退汞效率高 ，孔喉分選系數(shù)一般處于2.3～3之間?？紫督M合類型主要為粒內(nèi)孔+粒間孔型。儲(chǔ)集物性好，孔隙度大于13%，滲透率一般大于1×10－3μm2，是研究區(qū)最好的孔隙結(jié)構(gòu)類型。

2)Ⅱ類儲(chǔ)層。壓汞曲線為具一定斜率的平臺(tái)型，孔喉分選較好，排驅(qū)壓力為0.34～0.7 MPa，中值半徑平均在 0.1～0.5 μm之間，孔隙組合類型為粒內(nèi)溶蝕孔+粒間孔型。物性較好，孔隙度為 11% ～13%，滲透率為(0.5～1)×10－3μm2，是研究區(qū)主要的孔隙結(jié)構(gòu)類型。

3)Ⅲ類儲(chǔ)層。壓汞曲線平臺(tái)斜率大，孔喉連通性較好，排驅(qū)壓力一般在0.7～4 MPa之間，孔隙組合類型主要為微孔—粒間孔。儲(chǔ)集物性中等，孔隙度為7% ～11%，滲透率為(0.1 ～0.5)×10－3μm2。該類型儲(chǔ)集物性中等，在研究區(qū)普遍發(fā)育。

4)Ⅳ類儲(chǔ)層。壓汞曲線表現(xiàn)為陡坡形，排驅(qū)壓力大，一般大于4 MPa，退汞效率低，中值半徑小，孔隙組合類型以微孔、微孔—晶間孔為主，儲(chǔ)集物性差，基本無(wú)儲(chǔ)集能力。孔隙度一般小于7%，滲透率小于0.1×10－3μm2，為研究區(qū)差的孔隙結(jié)構(gòu)類型。

3 影響孔隙結(jié)構(gòu)的主要因素

在綜合分析研究區(qū)地質(zhì)背景、沉積微相、成巖作用及孔隙結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，認(rèn)為研究區(qū)砂巖的孔隙結(jié)構(gòu)主要受砂巖的沉積特征和成巖作用2方面因素的控制。

3.1 沉積環(huán)境或沉積相的影響

儲(chǔ)集層的平面展布主要受沉積環(huán)境即沉積相帶的控制。不同環(huán)境中形成不同成因、不同規(guī)模和不同形態(tài)的儲(chǔ)層砂體，且不同成因的砂體在成分、粒度、磨圓、分選性、雜基含量等方面都存在較大差異，在儲(chǔ)層物性方面區(qū)別也較大，從而表現(xiàn)出不同沉積相帶對(duì)儲(chǔ)集層物性的重要控制作用。研究區(qū)長(zhǎng)6期表現(xiàn)為三角洲平原亞相沉積，分流河道砂體為其骨架砂體，構(gòu)成區(qū)內(nèi)延長(zhǎng)組物性相對(duì)較好的儲(chǔ)集層。砂體平面上具有較好的繼承性，砂體的延伸受沉積相展布控制，呈北東—南西相［3］。

3.2 成巖作用

成巖作用對(duì)砂巖的孔隙性和滲透性有很大的影響，儲(chǔ)集性好壞在縱向上受成巖作用的影響，成巖作用對(duì)儲(chǔ)集性能的影響較為復(fù)雜，對(duì)儲(chǔ)層孔隙既有破壞作用，又有建設(shè)性作用，直接影響著儲(chǔ)集層的孔隙演化。強(qiáng)烈的機(jī)械壓實(shí)、壓溶作用是孔隙結(jié)構(gòu)變差的主要因素之一［4］。沉積物被埋藏后，隨著壓實(shí)、壓溶作用的增強(qiáng)，顆粒間由點(diǎn)接觸變成點(diǎn)－線接觸和線接觸，大大降低了孔隙度。膠結(jié)作用是物性變差的又一個(gè)主要因素，濁沸石、綠泥石、碳酸鹽等膠結(jié)對(duì)儲(chǔ)層物性影響更嚴(yán)重，隨著膠結(jié)物含量的增高，孔滲值下降。且后期的溶解作用又改善了儲(chǔ)層的孔隙度［5－6］。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)喬家洼地區(qū)長(zhǎng)6段儲(chǔ)層孔隙度和滲透率都較小，為典型的低孔低滲儲(chǔ)層;孔隙類型主要為粒內(nèi)孔和粒間孔，孔隙組合類型主要以粒內(nèi)孔+粒間型、溶孔+粒間孔型為主。

(2)研究區(qū)長(zhǎng)6段儲(chǔ)層孔喉半徑普遍較小;孔喉分選較好，孔隙喉道分布均勻;孔喉連通性，這也是儲(chǔ)層非均質(zhì)性弱的主要原因。

(3)根據(jù)儲(chǔ)層物性和孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)將研究區(qū)儲(chǔ)層分為4種類型，以Ⅱ類儲(chǔ)層和Ⅲ類儲(chǔ)層為主，屬中等儲(chǔ)層。

(4)研究區(qū)儲(chǔ)集砂巖的孔隙結(jié)構(gòu)特征主要是由沉積作用和成巖作用2個(gè)因素控制，沉積作用奠定了砂巖的物質(zhì)組分基礎(chǔ)和初始結(jié)構(gòu)特征，并影響早期成巖環(huán)境;而成巖作用改造最終塑造了研究區(qū)砂巖低孔、低滲的整體特征。

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