向連格,趙 虹,黨,荊國強(qiáng),葛海影,康曉燕,仵康林,王 萍

(1.長安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院,陜西 西安 710054;2.中國石油勘探開發(fā)研究院,北京100083)

靖邊油田延長組長 2油層組儲層特征及影響因素

向連格1,趙 虹1,黨1,荊國強(qiáng)1,葛海影1,康曉燕1,仵康林1,王 萍2

(1.長安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院,陜西 西安 710054;2.中國石油勘探開發(fā)研究院,北京100083)

通過大量巖心鑄體薄片、粘土礦物 X衍射、掃描電鏡及物性等資料分析,研究總結(jié)了靖邊油田長 2油層組的儲層特征及影響因素。得出結(jié)論：辮狀河、曲流河亞相沉積的長 2油層組儲集層具有成分成熟度低、結(jié)構(gòu)成熟度高的巖石學(xué)特點(diǎn)?？紫额愋蜑殚L石溶孔 -原生粒間孔組合;物性特點(diǎn)為中孔、中—高滲透型,部分地區(qū)為低滲透型;孔隙結(jié)構(gòu)為大孔—中孔細(xì)喉型。影響儲集性能的因素主要表現(xiàn)為兩方面：儲集性在平面上的分布主要受沉積相帶的控制;縱向上的分布主要受成巖作用的影響。

儲集層;巖石學(xué)特征;物性特征;沉積相;成巖作用;靖邊油田;內(nèi)蒙古鄂爾多斯

0 引言

靖邊油田位于鄂爾多斯盆地中部地帶,區(qū)內(nèi)以陸相中生代地層及第四系黃土最為發(fā)育且分布廣泛。主要勘探開發(fā)目的層系為中—下侏羅統(tǒng)延安組延 9和延 10油層組,上三疊統(tǒng)延長組長 2和長 6油層組。其中,長 2油層組主要為辮狀河和曲流河亞相沉積,河道砂壩、河漫灘及決口扇構(gòu)成其主要微相。區(qū)內(nèi)長 2砂體十分發(fā)育,構(gòu)成靖邊油田延長組的主要儲集層之一。油田開發(fā)動態(tài)資料表明,由于儲集條件不同,油田開發(fā)方案和開發(fā)效果存在明顯差異。因此,開展研究區(qū)延長組長 2油層組儲層特征及其影響因素的研究,對于靖邊油田今后進(jìn)一步的勘探開發(fā)具有重要意義。在豐富的巖心鑄體薄片資料、粘土礦物 X衍射、掃描電鏡、物性資料及壓汞資料等基礎(chǔ)上,探討了研究區(qū)長 2油層組儲集層的巖石學(xué)特征、孔滲特征、孔隙結(jié)構(gòu)特征,并分析了影響儲集性能的主要因素。

1 儲層巖石學(xué)特征

1.1 成分特征

根據(jù)大量巖心鑄體薄片資料分析,長 2油層組儲層主要為淺灰色—灰色中細(xì)粒長石砂巖 (圖 1),其礦物組分中長石含量 41.0%～61.6%,平均含量54.6%;石英含量 15.0%～40.0%,平均 31.9%;巖屑含量 7.5%～16.0%,平均 11.6%,巖屑以變質(zhì)巖巖屑和巖漿巖巖屑為主,偶見少量的沉積巖巖屑;云母碎屑 1.5%～3.0%,平均 2.3%,以黑云母為主。填隙物以綠泥石、碳酸鹽、長英質(zhì)和黃鐵礦為組合特征,含量平均約 7.9%。

圖1 長 2油層組砂巖分類三角圖

1.2 結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)巖心觀察和薄片鑒定,靖邊油田延長組長2儲層沉積結(jié)構(gòu)特征表現(xiàn)為：以中、中—細(xì)粒砂巖為主 (圖 2),主要粒徑 0.55mm、0.02mm～0.40mm,分選好,磨圓度為次棱狀,以薄膜—孔隙式膠結(jié)為主。

圖2 長 2油層組粒度分布直方圖

延長組長 4+5和長 6砂巖形成于河控湖泊三角洲體系中,而長 2砂巖主要形成于河流沉積體系,但延長組砂巖均在同一物源供給下,總體具有碎屑組分單一、粒度較細(xì)、分選好、沉積物結(jié)構(gòu)成熟度高以及礦物成熟度低的特征。

2 儲層物性特征

2.1 孔滲特征

根據(jù)大量巖心樣品測試成果分析,長 2砂巖孔隙度主要分布在 12%～18%之間 (圖 3),平均孔隙度為 16.5%。滲透率分布比較分散,最小值為0.046 ×10-3μm2,最大值為 218.17 ×10-3μm2(圖4),平均滲透率為 35.0×10-3μm2,主要為中孔、中—高滲透層儲集層為主,部分地區(qū)為低滲透層。從平面分布來看,研究區(qū)東部、南部物性較好,主要為白狼城和天賜灣一帶,西部和北部物性較差。

2.2 孔隙類型

根據(jù)鑄體薄片觀察統(tǒng)計(jì)分析,靖邊油田長 2油層組孔隙類型主要由粒間孔組成,次為長石溶孔,少量巖屑溶孔。粒間孔占總面孔率的 80%以上,孔徑可達(dá) 0.02mm～0.35mm。長石溶孔約占 10%,巖屑溶孔占 2%～5%(圖 5)。

從圖 5可見,原生粒間孔在長 2儲層中最為發(fā)育,為其主要孔隙類型,因此,長 2儲層孔隙為長石

圖3 長 2油層組孔隙度分布直方圖

圖4 長 2油層組滲透率分布直方圖

圖5 孔隙類型直方圖

溶孔—原生粒間孔組合。

2.3 孔隙結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)研究區(qū)長 2砂巖樣品的毛管壓力測定,通過毛細(xì)管壓力曲線特征 (圖 6)對長 2儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了分析研究,得出如下認(rèn)識。

①排驅(qū)壓力低,最大連通孔喉半徑相對較大,具中等儲集巖的排驅(qū)壓力特點(diǎn),排驅(qū)壓力一般小于0.28MPa,最大連通孔喉半徑大于 6.14μm,平均排驅(qū)壓力為 1.07MPa。

圖6 長 2油層組壓汞曲線特征

②中值壓力一般小于 2.3MPa,中值半徑大于1.5μm,平均中值壓力為 1.17MPa,平均中值半徑為 1.6μm。

③分選系數(shù)偏大,孔隙結(jié)構(gòu)較差,平均連通孔喉 2.16μm,孔喉分布為正歪度,平均分選系數(shù)為2.9,平均變異系數(shù)為 0.33。

④孔喉截距比變化大,體積比大,孔隙結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,平均退汞效率為 19.9%。

⑤長 2油層組儲集層主要為大孔—中孔細(xì)喉型孔隙結(jié)構(gòu)。

3 儲層物性影響因素分析

3.1 沉積環(huán)境或沉積相的影響

儲集層的平面展布主要受沉積環(huán)境,實(shí)質(zhì)上即沉積相帶的控制。不同環(huán)境中形成不同成因、不同規(guī)模的儲層砂體,且不同成因的砂體在成分、粒度、分選性、雜基含量、成巖演化特征、時空展布規(guī)律不同,因而儲層砂體孔滲特征不同。研究區(qū)延長組是潮濕環(huán)境下的一個完整的湖進(jìn) -湖退序列,長 2油層組地殼整體抬升,湖盆的收縮加劇,主要為河流相沉積,河道砂體為其骨架砂體,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。

3.2 成巖作用的影響

儲集性好壞在縱向上受成巖作用的影響,成巖作用對儲集性能的影響較為復(fù)雜,對儲層孔隙既有破壞作用,又有建設(shè)性作用,直接影響著儲集層的孔隙演化。根據(jù)研究區(qū)長 2油層組巖心及其鑄體薄片的觀察,結(jié)合掃描電鏡、X衍射粘土分析等資料,認(rèn)為研究區(qū)的成巖作用主要有機(jī)械壓實(shí)、壓溶作用、膠結(jié)作用和溶解作用等。

3.2.1 機(jī)械壓實(shí)、壓溶作用 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。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。同時,在壓實(shí)作用過程中還有粘土礦物的析出,主要為呈薄膜狀的綠泥石附著在顆粒表面,堵塞孔道,但這有利于孔隙的保存,并為后期溶蝕型次生孔隙的形成提供了有效的通道和空間。

3.2.2 膠結(jié)作用 膠結(jié)作用是物性變差的又一個主要因素。隨著地層埋藏深度的增加,溫度、壓力的上升及孔隙水化學(xué)性質(zhì)的變化,使各種成巖自生礦物依次析出,進(jìn)而產(chǎn)生了膠結(jié)充填作用。

綠泥石是延長組儲層中普遍存在的自生膠結(jié)物,它是微堿性水介質(zhì)中析出的產(chǎn)物,通常與纖維狀伊利石相伴生。綠泥石析出較早,一般以薄膜式膠結(jié)最發(fā)育。堵塞孔隙,降低物性,另一方面,薄膜狀綠泥石增加砂巖骨架強(qiáng)度,保護(hù)了粒間孔,具有積極作用。另外,高嶺石膠結(jié)物主要出現(xiàn)于長 2油層組砂巖中,其形成主要有兩期：長石與粘土礦物蝕變而成,結(jié)晶較差,提供少量的晶間孔;另一種是在原生粒間孔中析出,結(jié)晶較好,堆積松散。

碳酸鹽巖膠結(jié)是使儲層物性變差、非均質(zhì)性增強(qiáng)的主要原因,對滲透率的控制尤其顯著。研究區(qū)砂巖中的碳酸鹽礦物是僅次于濁沸石的主要膠結(jié)物,其主要對研究區(qū)儲層物性起破壞作用。研究區(qū)延長組碳酸鹽膠結(jié)早期以星散狀方解石為主,晚期多為補(bǔ)丁狀零星分布的鐵方解石。在巖礦薄片中鐵方解石充填于方解石的溶孔中,或交代方解石,說明鐵方解石生成較晚。延長組儲層中碳酸鹽膠結(jié)具有多期性的特點(diǎn)。

3.2.3 溶解作用 溶解作用是次生孔隙形成的主要因素。成巖中晚期,碎屑巖中各種碎屑組分、膠結(jié)物和雜基在特定的成巖環(huán)境下都可發(fā)生溶解并生成次生孔隙。研究區(qū)內(nèi)長 2油層組溶解作用發(fā)育,被溶解的組分有：①碎屑顆粒溶解,如長石、云母及不穩(wěn)定巖屑等。②雜基粘土,如水云母、混層粘土和凝灰質(zhì)等。③自生膠結(jié)物,如濁沸石、方解石、鐵方解石、白云石和鐵白云石等。④交代礦物,如濁沸石、方解石和方沸石等。

4 結(jié) 語

①長 2油層組為靖邊油田延長組主要儲集層之一,其屬于辮狀河、曲流河亞相沉積,河道砂壩為其骨架砂體,構(gòu)成區(qū)內(nèi)良好的儲集層。

②長 2油層組儲層總體具有礦物成分成熟度低、沉積物結(jié)構(gòu)成熟度高的巖石學(xué)特點(diǎn)。

③長 2油層組儲層物性表現(xiàn)為中孔、中—高滲透型,部分地區(qū)為低滲透型,孔隙類型為長石溶孔 -原生粒間孔組合?？紫督Y(jié)構(gòu)為大孔—中孔細(xì)喉型。

④影響儲集性能的因素主要表現(xiàn)為兩方面,即儲集性好壞在平面上的分布主要受沉積相帶的控制,縱向上主要受成巖作用的影響。

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Reservoirs characteristics and influence factors of Yanchang For mation Chang 2 oil layer in Jingbian oilfield

XI ANG L ian-ge1,ZHAO Hong1,DANG Ben1,JING Guo-qiang1,GE Ha i-ying1,KANG Xiao-yan1,W U Kang-lin1,WANG Ping2

(1.College of Earth Sciences and ResourcesManagement,Chang'an University,Xi'an 710054,China;2.China Research Institute of Petroleum Exploration and Development,Beijing 100083)

The authors studied the characteristics and influential factorsof Chang 2 Formation reservoir in Jingbian oilfield through data of drilling cores,thin sectionsof the castings,X-ray diffraction of clay,scanning electronmicroscopy,aswell asphysicalproperty in the study area.Itwas concluded thatChang 2 reservoirwas characteristic of lowermineralmaturity and high structurematurity andwas of the porosity type composition of feldspar dissolution porosity and pr imal particle porosity and the physical properties represented that Chang 2 wasmiddle porous,medium-high permeable,and in some areas low per meable type.The structure of porositywas big-medium,fine pore throat structure,and the impact of reservoir properties of the main factors lay in the two aspects：the quality of reservoir distribution wasmainly affected in the plane by the control of sedimentary facies,and the vertical by the effects of diagenesis.

Reservoir;Petrologic characteristics;Physical property;Sedimentary facies;Diagenesis;Jingbian oilfield;Erdos,Inner Mongolia

P618.13

A

1674-3636(2010)02-0140-04

2009-08-24;

2009-09-02;編輯：陸李萍

向連格 (1984—),女,碩士研究生,從事沉積學(xué)與石油地質(zhì)學(xué)方向研究.

10.3969/j.issn.1674-3636.2010.02.140