張才智 唐 錳 強 微 蘇 明 周瑾瑤 劉 波 方 肖

(中國石油長慶油田分公司第一采油廠)

0 引 言

陜北安塞南勘探區(qū)屬于中生界內(nèi)陸湖泊相碎屑巖含油系統(tǒng)，主力開發(fā)層系為三疊系延長組長612油層，但隨著勘探開發(fā)的持續(xù)深入，測井、錄井等油氣顯示較好的井，試油及投產(chǎn)產(chǎn)能差異卻較大，中高產(chǎn)井高達38.25 t/d，低產(chǎn)井僅0.25 t/d，個別井不出油或純產(chǎn)水。復(fù)雜的油藏地質(zhì)特征導(dǎo)致探評井產(chǎn)能差異大，直接制約該勘探區(qū)的勘探與開發(fā)。前人對該勘探區(qū)沉積環(huán)境、成巖演化、儲集層特征做了大量的工作[1-6]，取得的成果卻較少。在對長612油藏地質(zhì)特征研究的基礎(chǔ)上，細化沉積微相、劃分成巖相帶及分析儲集層微觀特征，探討探評井產(chǎn)能差異的原因，為建產(chǎn)有利區(qū)篩選奠定基礎(chǔ)，指導(dǎo)探評井及產(chǎn)建井的開發(fā)部署。

1 油藏地質(zhì)特征

安塞南勘探區(qū)構(gòu)造位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡的中東部偏南處，主力開發(fā)層系為三疊系延長組長612油層，為曲流河三角洲前緣亞相沉積，可細分為水下分流河道、分流間灣、河口壩、水下天然堤、席狀砂五種微相類型。儲集層巖性以灰色、褐灰色中細粒長石砂巖、細粒巖屑長石砂巖為主，孔隙類型以殘余粒間孔隙為主，其次為長石溶蝕孔隙，巖屑溶孔、微裂隙較少，為低孔-特低滲儲集層。

安塞南勘探區(qū)長612油藏主要為巖性油藏，包括砂巖上傾尖滅巖性油藏和砂巖透鏡體巖性油藏，同時由于碳酸鹽膠結(jié)，可在局部形成物性封堵的非均質(zhì)性油藏[7]。長612油藏油水分異不明顯，多數(shù)探評井試油以純油或油水層為主，產(chǎn)能較高，但部分構(gòu)造高或主砂帶探評井試油產(chǎn)能較低或只產(chǎn)水。由于對上述探評井產(chǎn)能差異認識不清，導(dǎo)致安塞南勘探區(qū)35%以上勘探部署井試油為低產(chǎn)油層或者水層，落實探評井產(chǎn)能差異的因素是提高勘探部署成功率的關(guān)鍵。

2 探評井產(chǎn)能差異因素分析

產(chǎn)能影響因素主要分為地質(zhì)因素與工程因素[8-10]，由于安塞南勘探區(qū)探評井壓裂改造中，壓裂液性質(zhì)、壓裂參數(shù)、施工工藝等均相同或相近，試油產(chǎn)能差異的主要原因來自地質(zhì)因素方面[11]。

2.1 沉積微相對產(chǎn)能的控制作用

安塞南勘探區(qū)長612儲集層主要發(fā)育三角洲前緣水下分流河道微相，沉積厚度大，砂體發(fā)育，水下分流河道連片狀分布。結(jié)合水動力強弱、河道縱向疊置形式、測井曲線形態(tài)，進一步將水下分流河道細分為Ⅰ類水下分流河道、Ⅱ類水下分流河道。Ⅰ類水下分流河道為多期次河道縱向疊加，砂巖厚度大，顆粒粗，分選好，測井相多為厚狀箱形，各期次水動力強且持續(xù)，夾層不發(fā)育(圖1)；Ⅱ類水下分流河道為單期次河道或多期夾雜泥質(zhì)沉積河道，河道規(guī)模小，顆粒較細，分選較差，測井相多為鐘型或疊置鐘型，夾層較發(fā)育(圖2)。

圖1 Ⅰ類水下分流河道特征

圖2 Ⅱ類水下分流河道特征

安塞南勘探區(qū)長612儲集層水下分流河道由北東-南西展布，Ⅰ類水下分流河道主要發(fā)育在河道遷移疊置的地方，多位于片狀河道中心或較窄河道交匯處，Ⅱ類水下分流河道主要發(fā)育在較窄河道中或河道邊部位。通過長612儲集層不同類型產(chǎn)能井與沉積微相疊合圖看，中高產(chǎn)井多位于Ⅰ類水下分流河道，低產(chǎn)井與水層井多位于Ⅱ類水下分流河道、河道側(cè)緣，優(yōu)勢沉積微相對產(chǎn)能的控制作用明顯(圖3)。

圖3 長612儲集層不同類型產(chǎn)能井與沉積微相疊合圖

2.2 成巖相對產(chǎn)能的控制作用

成巖相是在沉積相研究的基礎(chǔ)上開展的，是巖石現(xiàn)今具有的成巖特征，主要包括碎屑成分、填隙物特征、孔隙結(jié)構(gòu)特征等[12]。成巖相的發(fā)育受到成巖環(huán)境、成巖作用類型、成巖礦物等因素的影響[13]。成巖相可以直接反映儲集層的儲集性能及油的富集能力[14]。安塞南勘探區(qū)根據(jù)成巖作用及特征將長612儲集層成巖相劃分為綠泥石薄膜膠結(jié)-粒間孔相、長石溶蝕相、濁沸石溶蝕相、壓實壓溶-微孔相、碳酸鹽膠結(jié)-致密相五種類型(圖4)。

通過掃描電鏡、薄片及黏土礦物分析等資料，結(jié)合儲集層沉積微相、巖性、物性等資料，綜合研究分析可知，不同類型成巖相在宏觀參數(shù)、微觀孔喉結(jié)構(gòu)等方面存在一定差異?？傮w上，綠泥石薄膜膠結(jié)-粒間孔相各項儲滲表征參數(shù)表現(xiàn)最優(yōu)，表現(xiàn)其次的是長石溶蝕相、濁沸石溶蝕相，表現(xiàn)較差的是壓實壓溶-微孔相、碳酸鹽膠結(jié)-致密相。不同類型成巖相宏觀參數(shù)特征(表1)顯示，綠泥石薄膜膠結(jié)-粒間孔相面孔率及物性表征最好，巖性為中-細砂巖，長石含量42.8%，石英含量23.5%，孔隙類型以粒間孔為主，面孔率為6.7%，主要分布于水下分流河道，儲集層孔隙度為11.7%，滲透率為0.37 mD。與壓實壓溶-微孔相、碳酸鹽膠結(jié)-致密相相比，后者巖性為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，孔隙類型以晶間孔、微孔隙為主，長石及石英含量基本無變化，面孔率、孔隙度、滲透率均低于綠泥石薄膜膠結(jié)-粒間孔相，面孔率低2.0%～2.6%，孔隙度低3.1%～4.6%，滲透率低0.14～0.18 mD，主要分布于水下分流河道側(cè)緣、分流間灣、水下分流河道砂頂部或底部。

不同類型成巖相微觀孔喉結(jié)構(gòu)特征(表2)顯示，綠泥石薄膜膠結(jié)-粒間孔相排驅(qū)壓力為0.18 MPa，孔喉半徑為1.32 μm，分選系數(shù)為2.78，歪度為0.245，峰態(tài)為0.988，均質(zhì)系數(shù)為0.227。五類成巖相類型對比，綠泥石薄膜膠結(jié)-粒間孔相孔喉結(jié)構(gòu)特征表征相對最優(yōu)，表現(xiàn)其次的是長石溶蝕相、濁沸石溶蝕相，表現(xiàn)較差的是壓實壓溶-微孔相、碳酸鹽膠結(jié)-致密相。影響較大的關(guān)鍵參數(shù)為孔喉半徑、排驅(qū)壓力及分選系數(shù)，歪度、峰態(tài)及均質(zhì)系數(shù)略有變化。與綠泥石薄膜膠結(jié)-粒間孔相相比，碳酸鹽膠結(jié)-致密相及壓實壓溶-微孔相孔喉半徑低1.24～1.30 μm，排驅(qū)壓力高3.68～8.08 MPa，分選系數(shù)低1.24～1.48，均質(zhì)系數(shù)低0.049～0.055，歪度低0.047～0.067，峰態(tài)低0.123～0.173。

圖4 安塞南勘探區(qū)長612儲集層成巖相類型

表1 安塞南勘探區(qū)長612儲集層不同類型成巖相宏觀參數(shù)特征

表2 安塞南勘探區(qū)長612儲集層不同類型成巖相微觀孔喉結(jié)構(gòu)特征

安塞南勘探區(qū)長612儲集層綠泥石薄膜膠結(jié)-粒間孔相分布于水下分流河道的主河道部位，長石溶蝕相、濁沸石溶蝕相分布于水下分流河道，壓實壓溶-微孔相分布于水下分流河道側(cè)緣與分流間灣，碳酸鹽膠結(jié)-致密相分布于水下分流河道致密處。通過長612儲集層不同類型產(chǎn)能井與成巖相疊合圖來看，中高產(chǎn)井多處于綠泥石薄膜膠結(jié)-粒間孔相帶，低產(chǎn)井與水層井多處于長石溶蝕相、濁沸石溶蝕相、壓實壓溶-微孔相、碳酸鹽膠結(jié)-致密相，優(yōu)勢成巖相對產(chǎn)能起一定的控制作用(圖5)。

圖5 長612儲集層不同類型產(chǎn)能井與成巖相疊合圖

2.3 儲集層微觀特征對產(chǎn)能的控制作用

根據(jù)安塞南勘探區(qū)長612儲集層不同類型產(chǎn)能井儲集層填隙物分布、孔隙類型分布直方圖(圖6，圖7)，中高產(chǎn)井綠泥石含量高于低產(chǎn)井、水層井，中高產(chǎn)井粒間孔含量高于低產(chǎn)井、水層井。

根據(jù)安塞南勘探區(qū)長612儲集層不同類型產(chǎn)能井孔喉結(jié)構(gòu)特征(表3)，中高產(chǎn)井孔喉半徑中值平均為0.456 μm，孔喉半徑均值平均為0.753 μm，分選系數(shù)平均為2.937，結(jié)構(gòu)系數(shù)平均為2.597，均質(zhì)系數(shù)平均為0.205，排驅(qū)壓力平均為0.248 MPa。水層井孔喉半徑中值平均為0.242 μm，孔喉半徑均值平均為0.317 μm，分選系數(shù)平均為2.376，結(jié)構(gòu)系數(shù)平均為1.529，均質(zhì)系數(shù)平均為0.225，排驅(qū)壓力平均為0.578 MPa。低產(chǎn)井孔喉半徑中值平均為0.040 μm，孔喉半徑均值平均為0.055 μm，分選系數(shù)平均為1.675，結(jié)構(gòu)系數(shù)平均為0.306，均質(zhì)系數(shù)平均為0.214，排驅(qū)壓力平均為2.736 MPa。總體上，中高產(chǎn)井孔喉結(jié)構(gòu)優(yōu)于低產(chǎn)井、水層井。

圖6 長612不同產(chǎn)能儲集層填隙物分布

圖7 長612不同產(chǎn)能儲集層孔隙類型分布

表3 安塞南探區(qū)長612不同類型產(chǎn)能井儲集層孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)

3 礦產(chǎn)實踐的應(yīng)用效果

安塞南勘探區(qū)長612儲集層為三角洲前緣亞相沉積，平面發(fā)育多支水下分流河道砂體。通過綜合分析油氣成藏及產(chǎn)能差異的多項影響因素，優(yōu)選出有利的含油區(qū)帶。2018年在安塞南勘探區(qū)優(yōu)選出Q 208井區(qū)9.2 km2有利區(qū)帶，實施產(chǎn)建井97口(圖8)，其中：位于主河道或疊置河道砂體、處于綠泥石薄膜膠結(jié)-粒間孔成巖相帶區(qū)域的油井投產(chǎn)單井產(chǎn)能較好，平均日產(chǎn)油2.25 t，含水52.3%；位于河道側(cè)翼或河道間灣砂體、處于壓實壓溶-微孔相、碳酸鹽膠結(jié)-致密相帶區(qū)域的油井投產(chǎn)單井產(chǎn)能較低，平均日產(chǎn)油0.65 t，含水68.3%。這表明，油井的單井產(chǎn)能差異與沉積微相、成巖相類型有較好的對應(yīng)關(guān)系，儲集層的宏觀及微觀特征受沉積相、成巖相控制，因而油藏產(chǎn)能差異與儲集層的微觀特征也有較好的對應(yīng)關(guān)系。分流河道或疊置河道沉積砂體厚度大，砂體分選好，成巖作用的差異導(dǎo)致縱橫向致密帶及其相對優(yōu)質(zhì)儲集層的形成，綠泥石薄膜減緩壓實，保存孔隙，儲集層物性好；而側(cè)翼及間灣則相反，主要沉積粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖，沉積砂體較薄且物性較差。因此，建議安塞南勘探區(qū)長612油藏產(chǎn)建井及探評井應(yīng)部署于Ⅰ類水下分流河道與綠泥石薄膜膠結(jié)-粒間孔相帶疊置區(qū)，以利于提高鉆井建產(chǎn)的成功率及生產(chǎn)效益。

圖8 長612儲集層建產(chǎn)效果與砂體疊合圖

4 結(jié)論與建議

(1)安塞南勘探區(qū)長612儲集層根據(jù)水動力強弱、河道縱向疊置形式、測井曲線形態(tài)，將水下分流河道細分為Ⅰ類水下分流河道、Ⅱ類水下分流河道。中高產(chǎn)井多位于Ⅰ類水下分流河道，低產(chǎn)井與水層井多位于Ⅱ類水下分流河道、河道側(cè)緣，有利沉積微相對產(chǎn)能的控制作用明顯。

(2)安塞南勘探區(qū)長612儲集層成巖相劃分為綠泥石薄膜膠結(jié)-粒間孔相、長石溶蝕相、濁沸石溶蝕相、壓實壓溶-微孔相、碳酸鹽膠結(jié)-致密相五種類型。中高產(chǎn)井多處于綠泥石薄膜膠結(jié)-粒間蝕相，低產(chǎn)井與水層井多處于長石溶蝕相、濁沸石溶蝕相、壓實壓溶-微孔相、碳酸鹽膠結(jié)-致密相，有利成巖相對產(chǎn)能起一定的控制作用。

(3)安塞南勘探區(qū)長612儲集層微觀特征中，中高產(chǎn)井綠泥石含量高于低產(chǎn)井、水層井，粒間孔含量高于低產(chǎn)井、水層井，孔喉結(jié)構(gòu)優(yōu)于低產(chǎn)井、水層井。