胡愛平，劉　燕，康　銳，劉曉鵬

(1.中國石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西 西安 710018；2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室，陜西 西安 710018)

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鄂爾多斯盆地蘇里格地區(qū)盒8段致密砂巖儲層特征研究

胡愛平1，2，劉燕1，2，康銳1，2，劉曉鵬1，2

(1.中國石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西 西安 710018；2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室，陜西 西安 710018)

盒8段為蘇里格氣田主力產(chǎn)氣層之一，搞清儲層特征對勘探開發(fā)有著重要指導意義。通過薄片鑒定、恒速壓汞、核磁共振等多種實驗手段對蘇里格致密砂巖儲層巖石學特征、孔隙類型、物性特征和主流喉道半徑進行研究。研究結(jié)果表明:(1)研究區(qū)盒8儲層巖石骨架顆粒組成主要為石英，次為巖屑，僅局部分布少量長石。成分成熟度一般較高，結(jié)構(gòu)成熟度中等，以中粒砂巖和粗粒砂巖為主，填隙物有伊利石、伊蒙混層、高嶺石及綠泥石、鐵方解石、硅質(zhì)和凝灰質(zhì)；(2)主力儲層儲集空間以次生溶孔為主，原生粒間孔次之，裂縫極少；(3)儲層孔隙度基本小于12%、滲透率基本小于1.0 mD，并且在覆壓條件下，儲層滲透率小于0.1 mD的樣品占92%，屬于典型的致密砂巖氣儲層；(4)主流喉道半徑主體介于1～2 um。

蘇里格地區(qū)；致密砂巖；盒8段；儲層特征

蘇里格地區(qū)位于鄂爾多斯盆地西北部，橫跨伊陜斜坡、伊盟隆起和天環(huán)坳陷三大構(gòu)造單元，上古生界發(fā)育多套含氣層系[1-8]。其中，儲集砂體最為發(fā)育的層段為二疊系下石盒子組盒8段，該段儲集砂體在盆地內(nèi)表現(xiàn)為“廣覆式大面積分布”的特征，儲層的成巖改造作用強烈，機械壓實作用及強烈的膠結(jié)作用使得原生孔隙大大減少，形成了致密砂巖儲層[9-12]。因此，本文首次應(yīng)用恒速壓汞、核磁共振等微觀孔喉結(jié)構(gòu)表征技術(shù)與常規(guī)分析試驗手段相結(jié)合對蘇里格地區(qū)盒8段致密砂巖儲層進行綜合研究，從而對致密砂巖的儲集能力做出相對準確的評價，為致密砂巖氣的勘探開發(fā)提供科學地質(zhì)依據(jù)。

1　巖石學特征

通過蘇里格氣區(qū)92口探井1128塊薄片資料的統(tǒng)計，研究區(qū)盒8儲層巖石骨架顆粒組成主要為石英，次為巖屑，僅局部分布少量長石。其中石英碎屑以單晶石英為主，多來自于巖漿巖，少數(shù)具波狀消光的石英來自于變質(zhì)巖區(qū)，個別有壓裂破碎，多晶石英量少，主要包括石英巖和燧石；巖屑組分以變質(zhì)巖巖屑為主，其次為火成巖巖屑，少量的沉積巖巖屑；長石量少或無，長石以高嶺石交代假象存在，蝕變成高嶺石(見圖1a)。其中砂巖的石英含量為80%～95%，巖屑含量為7%～20%，長石含量平均不足0.5%，石英含量呈南北向條帶狀分布，由西往東石英含量具有逐漸減少的趨勢(見表1)。成分成熟度一般較高，結(jié)構(gòu)成熟度中等。砂巖的粒級較粗，以中粒砂巖和粗粒砂巖為主，尚有含礫粗砂巖及細砂巖。填隙物有伊利石、伊蒙混層、高嶺石及綠泥石、鐵方解石、硅質(zhì)及凝灰質(zhì)，并有少量黃鐵礦、菱鐵礦(見圖1b)。

a.長石高嶺石化，S354，3 754.05 m；

b.蝕變凝灰質(zhì)部分溶蝕形成溶孔，S59，2 636.8 m

2　孔隙類型

沉積物繼沉積之后在各種物理、化學、生物及地質(zhì)條件下所經(jīng)歷的一系列的成巖作用，使巖石組構(gòu)發(fā)生變化，進而影響巖石的孔隙類型、孔隙結(jié)構(gòu)、孔隙數(shù)量、滲透性能，造成儲層的多樣化及非均質(zhì)性特征。影響儲集性質(zhì)最重要的成巖作用是壓實作用、膠結(jié)作用和溶蝕溶解作用。

表1　蘇里格地區(qū)盒8段儲層碎屑組成統(tǒng)計表

研究表明，蘇里格地區(qū)上古生界主要儲集層段經(jīng)歷的成巖作用類型主要有壓實作用、膠結(jié)/交代作用、重結(jié)晶作用和溶蝕溶解作用等。主力儲層儲集空間以孔隙為主，裂縫只占儲集空間的極少部分，在孔隙構(gòu)成中次生溶孔占主要地位，原生粒間孔在孔隙構(gòu)成中處于次要位置，總面孔率大約2.8%。次生孔隙主要為巖屑溶孔、雜基溶孔、長石溶孔、粒間溶孔及晶間孔。石炭-二疊紀，盆地北部火山活動頻繁，沉積物中火山物質(zhì)發(fā)育，占巖石組份的10%左右，次生溶孔主要以火山物質(zhì)溶蝕孔為主，占到70%以上。溶蝕作用主要形成火山碎屑顆粒粒內(nèi)溶孔、長石晶?？?、石英粒間溶孔和高嶺石晶間孔等次生孔隙。巖石中偶見少量成巖收縮縫和構(gòu)造微裂縫(見圖2)，這些微裂縫有助于溝通巖石孔隙。致密砂巖儲層喉道半徑分布在0.01～1.6 μm之間，主要為片狀、彎片狀、管束狀的中細喉道(見圖3)。

a.凝灰質(zhì)收縮縫，s47，3 589.61 m

b.構(gòu)造-成巖微裂隙，s9，3 353.14 m，×32.5

a.片狀喉道，s2，2 627.86 m，×1890(SEM)

b.管束狀喉道，s271，3 262.01 m，×442(SEM)

3　物性特征

蘇里格地區(qū)上古生界主要儲集層砂巖經(jīng)歷了漫長的成巖后生作用, 儲集巖中原生孔隙大部分遭受破壞, 取而代之的是殘余粒間孔、各種可溶性礦物的次生溶孔以及高嶺石晶間孔, 構(gòu)成了低孔滲砂巖儲集體系。巖石骨架顆粒呈點狀、凹凸狀接觸，方解石、硅質(zhì)膠結(jié)作用比較普遍，導致儲層物性總體比較致密。盒8段近12 000余塊砂巖巖心分析物性數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果顯示80%以上的儲層孔隙度小于12%、滲透率小于1.0 mD，并且在覆壓條件下，儲層滲透率小于0.1 mD的樣品占92%(圖4)，屬于典型的致密砂巖氣儲層。

圖4　蘇里格氣田致密砂巖儲層覆壓滲透率分布圖

4　主流喉道半徑

一般而言，巖石顆粒包圍著的較大空間稱為孔隙，而僅僅在兩個顆粒連通的相對狹小部分稱為喉道?？紫妒橇黧w儲存于巖石中的基本儲集空間，而喉道是控制流體在巖石流的重要通道。顯然，喉道的大小和分布以及它們的幾何形狀是影響儲集巖滲流特征主要因素。

目前，研究儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征最常用的手段是借助毛管壓力曲線，常規(guī)壓汞技術(shù)是目前獲取微觀孔隙結(jié)構(gòu)定量參數(shù)的重要手段，其給出的是進汞壓力(對應(yīng)喉道半徑)與進汞飽和度(對應(yīng)喉道或孔隙體積)的關(guān)系，不能將喉道和孔隙區(qū)分開，而恒速壓汞技術(shù)以非常低的進汞速度(通常為0.000 05 ml/min)將汞注入巖石孔隙體積內(nèi)，可近似保持準靜態(tài)進汞過程，從而克服了常規(guī)壓汞技術(shù)進汞速度過快導致毛細管壓力變大的情況，并且能直接測量喉道和孔隙的分布，分別給出喉道和孔隙的毛細管壓力曲線，以及喉道半徑、孔隙半徑和孔喉半徑比等反映孔隙、喉道特征的參數(shù)。

本次研究中在蘇里格上古生界盒8段選送了13塊樣品進行恒速壓汞分析(分析數(shù)據(jù)見表2，圖5)，統(tǒng)計表明研究區(qū)盒8段主流喉道半徑主體介于1至1.5 um。

圖5　蘇里格地區(qū)盒8段儲層主流喉道半徑分布直方圖

井號孔隙度(%)氣測滲透(mD)平均喉道半徑(um)中值半徑(um)主流喉道半徑(um)s3157.20.321.530.411.15s1610.60.630.951.07t6100.660.810.30.68s1209.50.961.341.051.05s31512.91.161.530.411.15s1611.71.231.440.471.08s10010.61.741.350.531.15s6115.15.652.720.222.1s6148.953.590.432.9s6920.220.17.141.055.8

5　結(jié)語

1)研究區(qū)盒8段致密砂巖儲層巖石骨架顆粒組成主要為石英，次為巖屑，僅局部分布少量長石。成分成熟度一般較高，結(jié)構(gòu)成熟度中等，以中粒砂巖和粗粒砂巖為主，填隙物有伊利石、伊蒙混層、高嶺石及綠泥石、鐵方解石、硅質(zhì)和凝灰質(zhì)；研究區(qū)盒8段致密砂巖儲集空間以次生溶孔為主，原生粒間孔次之，裂縫極少；

2)研究區(qū)盒8段致密砂巖儲層孔隙度基本小于12%、滲透率基本小于1.0 mD，并且在覆壓條件下，儲層滲透率小于0.1 mD的樣品占92%，其主流喉道半徑主體介于1～1.5 um，屬于典型的致密砂巖氣儲層。

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2016-03-14

國家重大科技專項“鄂爾多斯盆地天然氣富集規(guī)律、目標評價與勘探關(guān)鍵技術(shù)”(2011ZX05007-004)

胡愛平(1982-)，男，陜西西安人，工程師，主要從事天然氣勘探、生產(chǎn)及科研方面的工作。

TE122.2+3

A

1004-1184(2016)04-0211-03