王若谷，廖友運(yùn)，尚　婷，王　妍

(1.陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院，陜西 西安 710069；2.中國(guó)煤炭地質(zhì)總局航測(cè)遙感局，陜西 西安 710054；3.西安石油大學(xué) 石油工程學(xué)院，陜西 西安710065)

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蘇里格氣田東二區(qū)山西組砂巖儲(chǔ)層特征及主控因素分析*

王若谷1，廖友運(yùn)2，尚婷1，王妍3

(1.陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院，陜西 西安 710069；2.中國(guó)煤炭地質(zhì)總局航測(cè)遙感局，陜西 西安 710054；3.西安石油大學(xué) 石油工程學(xué)院，陜西 西安710065)

儲(chǔ)層特征；控制因素；山西組；蘇里格氣田東二區(qū)

2.AerophotogramrntryandRemoteSensingofChinaCoal，Xi’an710054,China；

3.CollegeofPetroleumEngineering，Xi’anShiyouUniversity，Xi’an710065,China)

0　引　言

1　區(qū)域地質(zhì)背景

蘇里格氣田東二區(qū)行政區(qū)域隸屬內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市烏審旗和陜西省榆林市榆陽(yáng)區(qū)境內(nèi)，區(qū)域構(gòu)造橫跨鄂爾多斯盆地伊陜斜坡北部和伊盟隆起南部(圖1)。早二疊晚期，受海西構(gòu)造活動(dòng)的影響，鄂爾多斯盆地由海相、海陸交互相逐漸向陸相轉(zhuǎn)變，陸地面積擴(kuò)大，物源充沛[5-6]。區(qū)內(nèi)山西組地層厚度約80 m，自下而上可分為山2和山12段，兩段厚度相當(dāng)，各約35～45 m，并可進(jìn)一步根據(jù)沉積旋回將這兩段各自劃分出3個(gè)小層。由于靠近北部物源區(qū)，蘇里格氣田東二區(qū)晚古生代山西期發(fā)育一套在沖積平原背景下的曲流河相沉積，砂體呈細(xì)窄條帶狀南北向展布，邊灘砂體反復(fù)疊置，可作為良好的儲(chǔ)集空間。沉積早期古氣候溫暖濕潤(rùn)，河道間河漫沼澤發(fā)育，山2段煤層層數(shù)多，累積厚度大；晚期古氣候開始由溫暖濕潤(rùn)向季節(jié)性干旱過渡，山1段不再發(fā)育區(qū)域性的厚煤層，僅見較薄的煤線。山西組氣田儲(chǔ)集層條件復(fù)雜，河道砂體雖大面積連片分布，但多非有效砂巖，氣層呈薄層多段產(chǎn)出，儲(chǔ)層有效厚度薄，分布范圍局限。

圖1　蘇里格氣田東二區(qū)區(qū)域位置圖Fig.1　Location map of the East Ⅱ block of Sulige Gas Field

2　儲(chǔ)集層特征

2.1巖石學(xué)特征

據(jù)393個(gè)砂巖樣品的薄片鑒定資料分析，按成分-成因分類標(biāo)準(zhǔn)[7-8]，區(qū)內(nèi)山西組總體以巖屑砂巖(45.55%)、巖屑石英砂巖(35.67%)和少量的石英砂巖(19.08%)為主。砂巖儲(chǔ)層的碎屑成分中石英含量最高，平均體積分?jǐn)?shù)77.51%；其次為巖屑，體積分?jǐn)?shù)變化范圍大，分布于1.21%～61.73%，平均22.33%；長(zhǎng)石含量很少，體積分?jǐn)?shù)多不足1.00%.

表1　蘇里格氣田東二區(qū)山西組砂巖碎屑顆粒成分含量統(tǒng)計(jì)

圖2　蘇里格氣田東二區(qū)山西組砂巖類型圖Fig.2　Classification of Shanxi sandstone in the East Ⅱ block of Sulige Gas Field

2.2孔隙類型及特征

根據(jù)鑄體薄片、掃描電鏡資料，蘇里格氣田東二區(qū)山西組面孔率多不大于4%，孔隙類型包括殘余粒間孔、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔及晶間孔，裂縫孔隙較少發(fā)育。粒內(nèi)溶孔主要為巖屑溶孔，長(zhǎng)石溶孔僅部分井點(diǎn)可見。常見孔隙組合類型以晶間孔-溶孔組合為主(圖3(a)，3(b))。不同類型孔隙組成的儲(chǔ)集空間，物性差別很大。殘余粒間孔粒徑較大(圖3(c))，直徑可達(dá)30～100 μm，對(duì)滲透率貢獻(xiàn)大，多發(fā)育于石英含量較高、雜基含量低的石英砂巖中。粒間溶孔是沿顆粒邊緣發(fā)生溶蝕作用，若顆粒本身及周緣填隙物均被溶蝕，形成的孔隙直徑可大于200 μm，若與殘余粒間孔相連通(圖3(d))，可作為良好的儲(chǔ)集空間。粒內(nèi)溶孔多為孔徑較小巖屑中的易溶礦物選擇性溶蝕形成的篩狀溶孔(圖3(e))，孔徑小，對(duì)滲透率貢獻(xiàn)差[9-11]。晶間孔發(fā)育于高嶺石及部分伊利石晶體間，孔徑小，多不大于5 μm，喉道細(xì)窄，即使與溶孔等較大孔隙相連，也不易形成有利的儲(chǔ)集空間。

2.3孔喉結(jié)構(gòu)特征

創(chuàng)新科技管理體制機(jī)制。協(xié)助相關(guān)司局繼續(xù)指導(dǎo)做好科研機(jī)構(gòu)的分類改革，加強(qiáng)非營(yíng)利性科研機(jī)構(gòu)建設(shè)，協(xié)調(diào)有關(guān)部門，努力解決轉(zhuǎn)企改制科研機(jī)構(gòu)的遺留問題。健全完善人才培養(yǎng)、選拔和任用機(jī)制，造就一批具有世界前沿水平的科技領(lǐng)軍人才和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。繼續(xù)加強(qiáng)水利科技管理機(jī)構(gòu)自身建設(shè)。

核磁共振巖心分析實(shí)驗(yàn)可獲得弛豫時(shí)間(T2)這一重要的物理量，T2譜代表了巖石內(nèi)孔隙半徑的分布情況。當(dāng)孔喉半徑小到一定程度時(shí)，其中的流體將被毛管力或粘滯力所束縛而無(wú)法流動(dòng)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的T2值稱為T2截止值[12-14]。

圖3　蘇里格氣田東二山西組砂巖儲(chǔ)層孔隙類型及其組合顯微照片F(xiàn)ig 3　 Pore types micrograph of Shanxi reservoir in the East Ⅱ block of Sulige Gas Field (a)晶間孔-粒間溶孔組合(Z51-1井，2 975.61 m，單×100)　(b)晶間孔-巖屑溶孔組合，巖屑顆粒完全被溶蝕(Z51-2井，2 972.32 m，單×100)　(c)殘余粒間孔(Z24井，3 001.29 m，單×40)　(d)粒間孔-粒間溶孔組合(S77井，3 012.73 m，單×100)　(e)燧石顆粒粒內(nèi)溶孔(Z51-3井，2 960.35 m，單×100)　(f)高嶺石晶間孔(Z9井，3 016.68 m，單×40)

2.4儲(chǔ)層物性特征

圖4　蘇里格氣田東二區(qū)山西組飽和水狀態(tài)下 典型核磁共振T2譜Fig.4　Distribution of NMR T2 spectra in the water-saturated state of the Shanxi formation in the East Ⅱ block of Sulige Gas Field段　(b)山西組(除段)

圖5　蘇里格氣田東二區(qū)山西組砂巖 孔隙度與滲透率關(guān)系圖Fig.5　Relationship between porosity and permeability of the Shanxi formation in the East Ⅱ block of Sulige Gas Field (a)山西組(除段)段

3　儲(chǔ)層控制因素

3.1物源及母巖性質(zhì)

物源對(duì)儲(chǔ)層物性的影響突出表現(xiàn)在以下2點(diǎn)：①物源影響沉積體系的空間展布格局，從而進(jìn)一步控制了高滲儲(chǔ)層的展布范圍。鄂爾多斯盆地蘇里格氣田晚古生代物源來(lái)自于北部的陰山古陸，受控于物源方向，研究區(qū)山西組砂體呈近南北向交織狀展布，河道分流、匯合作用頻繁。②源區(qū)母巖的性質(zhì)決定了砂巖的類型及其成分成熟度，導(dǎo)致其孔喉結(jié)構(gòu)各不相同，從而進(jìn)一步控制了儲(chǔ)層物性[15-16]。盆地北緣陰山古陸母巖類型為太古界花崗巖及花崗片麻巖，在山西組沉積早期，氣候溫暖濕潤(rùn)，風(fēng)化作用強(qiáng)烈，不穩(wěn)定的長(zhǎng)石和巖屑物質(zhì)被改造貽盡，形成了區(qū)內(nèi)以石英砂巖為主，殘余粒間孔較發(fā)育的儲(chǔ)層特征，物性好；隨著氣候逐漸向季節(jié)性干旱過渡，不穩(wěn)定的巖屑組分亦被保留下來(lái)，造成山西組晚期多以巖屑砂巖、巖屑石英砂巖為主，晶間孔-巖屑溶孔較發(fā)育的儲(chǔ)層特征，儲(chǔ)層物性明顯與山西組早期存在顯著差異。因此，山西組儲(chǔ)層中發(fā)育殘余粒間孔的石英砂巖是相對(duì)優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)集巖石類型。

3.2沉積微相

表2　蘇里格氣田東二區(qū)段不同沉積微相砂體儲(chǔ)層物性特征

3.3成巖作用

3.3.1壓實(shí)、壓溶作用

3.3.2膠結(jié)作用

研究區(qū)視膠結(jié)率分布范圍24.0%～99.1%，平均42.5%，膠結(jié)率變化范圍大，絕大多數(shù)處于較強(qiáng)或強(qiáng)膠結(jié)狀態(tài)。常見的膠結(jié)作用包括粘土礦物膠結(jié)、硅質(zhì)膠結(jié)和碳酸鹽膠結(jié)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，區(qū)內(nèi)粘土礦物含量較高(7.6%～12.79%)，多以高嶺石和伊利石為主，大量的高嶺石和伊利石以書頁(yè)狀或毛發(fā)狀充填孔隙或降低孔喉連通性，破壞儲(chǔ)層物性；部分析出型高嶺石結(jié)晶粗大，其間的晶間孔可作為一定的儲(chǔ)集空間。其中碳酸鹽膠結(jié)物以方解石、鐵方解石為主。硅質(zhì)和碳酸鹽膠結(jié)物各類膠結(jié)物多占據(jù)孔隙甚至交代、膠結(jié)礦物顆粒，破壞儲(chǔ)層物性。

3.3.3溶解作用

4　結(jié)　論

4)儲(chǔ)層發(fā)育主控因素分析表明，物源和沉積環(huán)境共同決定了儲(chǔ)層的展布格局及砂巖骨架成分；壓實(shí)作用、粘土礦物、碳酸鹽和大量的硅質(zhì)膠結(jié)是造成該區(qū)低孔、特低滲的主要原因，溶解作用是改善砂巖孔隙的重要因素。相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層多出現(xiàn)在石英含量高的粗粒邊灘砂體中。

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Controlling factors and characteristics of sandstone reservoir of Shanxi Formation in the East Ⅱ Block of Sulige Gas Field

WANG Ruo-gu1，LIAO You-yun2，SHANG Ting1，WANG Yan3

(1.ResearchInstituteofYanchangPetroleum(Group)Co.,Ltd.，Xi’an710069,China；

reservoir characteristics；controlling factor；Shanxi Formation；the East Ⅱ block of Sulige Gas Field

10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2016.0315

1672-9315(2016)03-0385-08

2016-01-25責(zé)任編輯：李克永

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查計(jì)劃項(xiàng)目“鄂爾多斯盆地多種能源綜合調(diào)查評(píng)價(jià)”(12120114009201)

王若谷(1985-)，女，陜西渭南人，博士，工程師，E-mail:wrg_8922@163.com

TE 122.2+21

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