白云云 ，孫衛(wèi) ，任大忠 ，3

（1.西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安 710069；2.榆林學(xué)院能源工程學(xué)院，陜西 榆林 719000；3.西安石油大學(xué)，陜西 西安 710065）

由于致密砂巖具有物性差、喉道細(xì)、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜及孔喉非均質(zhì)性較強(qiáng)等特點(diǎn)，目前已經(jīng)成為制約鄂爾多斯盆地挖潛增產(chǎn)的主要瓶頸之一，如何對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行精細(xì)評(píng)價(jià)和描述成為迫在眉睫的問(wèn)題［1-2］?？蓜?dòng)流體飽和度作為評(píng)價(jià)儲(chǔ)層品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，能夠有效地描述巖石多孔介質(zhì)內(nèi)流體滲流時(shí)可流動(dòng)孔隙空間的相對(duì)大小，定量評(píng)價(jià)和分析可動(dòng)流體賦存分布特征及主控因素，對(duì)具有開(kāi)采價(jià)值可動(dòng)資源量的精確評(píng)估有重要意義［3-5］。本文以鄂爾多斯盆地馬嶺油田北三區(qū)延10致密砂巖儲(chǔ)層為研究對(duì)象，通過(guò)鑄體薄片、恒速壓汞、核磁共振實(shí)驗(yàn)等方法對(duì)可動(dòng)流體飽和度進(jìn)行研究，并總結(jié)出影響可動(dòng)流體飽和度的主控因素［6］。

1 研究區(qū)地質(zhì)特征

馬嶺油田地處甘肅慶陽(yáng)境內(nèi)，位于伊陜斜坡構(gòu)造單元西南部向西傾斜的平緩鼻狀隆起上。北三區(qū)位于該區(qū)域環(huán)縣木缽鄉(xiāng)境內(nèi)，屬于古河谷西部的木缽河間殘丘古地貌單元，北與姬塬南坡的樊家川油田隔河相望，南鄰演武古高地北坡系。油藏類型為巖性-構(gòu)造復(fù)合油藏，主要含油層位是侏羅系延安組的延9及延10小層，油藏深度1 520～1 770 m。儲(chǔ)層原始地層壓力13.48 MPa，有效孔隙度15.00%，飽和壓力2.90～8.93 MPa，有效滲透率為 20.20×10-3μm2，平均含油飽和度62.00%，綜合評(píng)價(jià)為小型中產(chǎn)、淺層低豐度的油田。

1．1 巖石特征

研究區(qū)延10儲(chǔ)層巖石成分以長(zhǎng)石石英砂巖為主，巖屑長(zhǎng)石砂巖次之，成分組成見(jiàn)圖1，顆粒主要為中粒，分選好、磨圓差；碎屑成分中石英體積分?jǐn)?shù)為74.1%，巖屑和長(zhǎng)石體積分?jǐn)?shù)平均值分別為9.6%和8.1%；膠結(jié)物主要有伊利石（體積分?jǐn)?shù)2%）、高嶺石（體積分?jǐn)?shù)1.5%）、鐵方解石（體積分?jǐn)?shù)1.5%）、鐵白云石（體積分?jǐn)?shù)0.1%），此外還有少量硅質(zhì)、水云母（見(jiàn)圖2a，2b），整體結(jié)構(gòu)成熟度不高?？紫额愋椭饕獮榱ｉg孔、長(zhǎng)石溶孔、巖屑溶孔，其次為晶間孔（見(jiàn)2c，2d）；喉道類型以片狀、點(diǎn)-片狀、點(diǎn)狀、彎片狀喉道為主，對(duì)流體在儲(chǔ)層中的流動(dòng)影響極大（見(jiàn)圖2e，2f）。

圖1 研究區(qū)砂巖三角分類

1．2 北三區(qū)可動(dòng)流體T2譜特征

由于核磁共振優(yōu)越的技術(shù)特點(diǎn)，在油田得到廣泛應(yīng)用。利用T2數(shù)據(jù)變化規(guī)律來(lái)識(shí)別孔喉分布和表征孔隙結(jié)構(gòu)，由于T2時(shí)間與孔喉大小形態(tài)、礦物成分和表面性質(zhì)、流體類型及黏度有關(guān)，因此可動(dòng)流體飽和度賦存特征就是上述各種因素的綜合作用［7-8］。

圖2 延10儲(chǔ)層巖石微觀特征

本測(cè)試采用廊坊分院自主研發(fā)的Magnet2000型分析儀，按照SY/T 6490—2007《巖樣核磁共振參數(shù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)量規(guī)范》對(duì)樣品進(jìn)行T2譜測(cè)試。通過(guò)對(duì)研究區(qū)已有數(shù)據(jù)和離心壓力實(shí)驗(yàn)的綜合分析，本次實(shí)驗(yàn)將束縛流體與可動(dòng)流體的T2弛豫時(shí)間界限值設(shè)置為13.895 ms，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析（見(jiàn)表1、圖3）。

由所測(cè)試樣品的T2譜頻率分布圖可以看出，木檢13-8、木檢13-10、木檢107樣品呈單峰型，曲線平滑，受成巖作用影響較??；木檢H5-3、木檢103、木檢15-10號(hào)樣品則呈雙峰型，曲線為臺(tái)階式，說(shuō)明受成巖作用影響明顯，體現(xiàn)在壓實(shí)作用和膠結(jié)作用上。6口井樣品平均可動(dòng)流體飽和度均值為83.93%，其中木檢13-10樣品最小為70.17%，木檢103樣品最大可達(dá)到90.30%，其值遠(yuǎn)大于束縛水飽和度。按照可動(dòng)流體飽和度高低作為儲(chǔ)層分類的標(biāo)準(zhǔn)，馬嶺北三區(qū)延10儲(chǔ)層段以Ⅰ類儲(chǔ)層為主，有很大的挖潛潛力，在后續(xù)的生產(chǎn)井布置中應(yīng)當(dāng)予以重視。

表1 延10儲(chǔ)層巖樣T2實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖3 延10儲(chǔ)層巖核磁共振T譜的頻率分布

2 可動(dòng)流體飽和度影響因素分析

研究表明，可動(dòng)流體的賦存狀態(tài)是儲(chǔ)層物性、巖石類型、孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)、黏土礦物等多種因素共同作用的結(jié)果，宏觀上涉及到區(qū)域地質(zhì)演化和巖石沉積成巖作用影響，微觀上則包括孔隙結(jié)構(gòu)差異變化、黏土礦物種類和膠結(jié)類型等［9］。

2.1 儲(chǔ)層物性

孔隙度和滲透率是表征儲(chǔ)層物性最重要的參數(shù)，可以直觀表征儲(chǔ)層的品質(zhì)。由表1和圖4分析表明，3號(hào)樣品有效孔隙度為14.28%，低于儲(chǔ)層平均有效孔隙度（15.00%），但可動(dòng)流體飽和度達(dá)到最大為90.30%，計(jì)算結(jié)果表明，兩者相關(guān)系數(shù)僅為0.146 9，相關(guān)性弱，關(guān)鍵在于孔喉的連通性和喉道大小。滲透率與可動(dòng)流體飽和度相關(guān)系數(shù)為0.108 0，同時(shí)也可以看出滲透率越高，可動(dòng)流體參數(shù)與滲透率的相關(guān)性越強(qiáng)，反之可動(dòng)流體參數(shù)衰減越快，當(dāng)滲透率為5.412×10-3μm2時(shí)，可動(dòng)流體飽和度僅為70.17%（見(jiàn)圖4a）。

圖4 可動(dòng)流體飽和度與孔喉特征參數(shù)的相關(guān)性

研究區(qū)延10段儲(chǔ)層粒間孔和長(zhǎng)石溶孔發(fā)育，儲(chǔ)層物性好，但非均質(zhì)性強(qiáng)。在注水開(kāi)發(fā)時(shí)容易沿優(yōu)勢(shì)通道水竄，使得波及區(qū)域不高，因而出現(xiàn)高滲透率和孔隙度、低可動(dòng)用飽和度的情況。

2.2 微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征

利用恒速壓汞、高壓壓汞、鑄體薄片、掃描電鏡和X衍射實(shí)驗(yàn)所測(cè)參數(shù)，對(duì)研究區(qū)巖心孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性描述和定量表征，并進(jìn)行可動(dòng)流體飽和度相關(guān)性分析。由圖4b可知，平均孔隙半徑與可動(dòng)流體飽和度相關(guān)系數(shù)為0.334 5，呈現(xiàn)出“高孔隙度、低可動(dòng)流體飽和度”特征，孔隙半徑對(duì)可動(dòng)流體飽和度影響??；由圖4b，4c可知，可動(dòng)流體飽和度與飽和度中值毛細(xì)管壓力、平均喉道半徑相關(guān)系數(shù)分別為0.870 7和0.938 4，相關(guān)性強(qiáng)，主流喉道半徑對(duì)可動(dòng)流體飽和度的影響較大。平均孔喉半徑比與可動(dòng)流體飽和度的相關(guān)系數(shù)為0.9118，是影響可動(dòng)流體飽和度賦存的主控因素。

研究區(qū)平均喉道半徑為5.45 μm，孔喉半徑比為134，喉道半徑大和孔喉比小的樣品具有更高的可動(dòng)流體飽和度，反之亦然［10］。

2.3 黏土礦物

黏土礦物大多是結(jié)晶層狀硅酸鹽，顆粒直徑1～5mm，一般小于2mm，在巖石成巖過(guò)程中主要起到膠結(jié)作用，其在微觀孔隙中的體積分?jǐn)?shù)、賦存狀態(tài)及類型嚴(yán)重影響孔喉的連通性，使儲(chǔ)層流體呈束縛狀態(tài)，對(duì)可動(dòng)流體飽和度影響最大。研究區(qū)儲(chǔ)層主要的黏土礦物為伊利石、高嶺石，少量的伊/蒙間層礦物，實(shí)驗(yàn)表明，黏土礦物與可動(dòng)流體飽和度二者呈負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)R2達(dá)-0.652。其中，木檢103井的成巖自生礦物由伊利石、碳酸鹽、少量沸石礦物組成，充填孔隙，容易被溶蝕形成大孔隙。木檢13-10井伊利石和自生高嶺石發(fā)育，在孔喉中呈架橋式生長(zhǎng)，嚴(yán)重降低了滲流空間，可動(dòng)流體飽和度較低。

3 結(jié)論

1）研究區(qū)延10儲(chǔ)層巖石成分以長(zhǎng)石石英砂巖為主，顆粒主要為中粒，分選好、磨圓度差、以孔隙-加大膠結(jié)為主，喉道類型以片狀、點(diǎn)-片狀、點(diǎn)狀喉道為主，膠結(jié)物主要有伊利石、高嶺石、鐵方解石和鐵白云石。該儲(chǔ)層屬于小型中產(chǎn)、淺層低豐度的油田。

2）研究區(qū)可動(dòng)流體飽和度為70.17%～90.30%，平均值為83.93%，以可動(dòng)流體飽和度高低作為儲(chǔ)層分類的標(biāo)準(zhǔn)，馬嶺北三區(qū)延10儲(chǔ)層段以Ⅰ類儲(chǔ)層為主。其中：3塊樣品T2曲線呈單峰型，受成巖作用影響較?。?條T2曲線呈雙峰型，曲線為臺(tái)階式，說(shuō)明受壓實(shí)作用和膠結(jié)作用明顯。

3）對(duì)于致密砂巖儲(chǔ)層，滲透率與可動(dòng)流體飽和度呈弱的正相關(guān)性，有效孔喉體積、主流喉道半徑和孔喉半徑比是導(dǎo)致儲(chǔ)層流體飽和度差異的決定性因素；黏土礦物體積分?jǐn)?shù)及賦存狀態(tài)、膠結(jié)類型對(duì)可動(dòng)流體飽和度的高低具有破壞作用。