張庭姣， 張庭學(xué)， 付國民

(1.長安大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054； 2. 陜西甘谷驛采油廠，陜西 延安 716005)

0 引 言

下寺灣油田地處陜西省延安市與甘泉縣交界處的下寺灣鎮(zhèn)境內(nèi).在構(gòu)造區(qū)帶上，該油田位于鄂爾多斯盆地東部陜北斜坡南部.柴窯井區(qū)位于下寺灣油田東南部，是下寺灣油田重要的區(qū)塊之一，長6段是該區(qū)主要的含油層段.本區(qū)塊合理有效的開發(fā)對下寺灣油田的增儲上產(chǎn)有著重要的指導(dǎo)意義.

1 儲層巖石學(xué)特征

1.1 組分特征

通過對巖心常規(guī)薄片、鑄體薄片、陰極發(fā)光和掃描電鏡等資料的觀察和分析，研究了目的儲層的巖石學(xué)特征.

柴窯區(qū)長6油層組儲層主要為一套淺灰色-灰綠色長石細砂巖(圖1)，其次為粉-細粒長石砂巖及中-細粒長石砂巖，碎屑顆粒約占84%，以長石為主，其次為石英、碎屑、云母和少量的重礦物.其中長石含量為40%～56%，平均47.1%，以鉀長石和酸性斜長石為主；石英含量19%～34%，平均23.6%；巖屑含量5%～9%，平均7.0%，以變質(zhì)巖巖屑為主；云母含量一般為0%～2%；重礦物含量0.3%～1.8%，成分主要有綠簾石、石榴石和榍石及少量的鋯石、電氣石；填隙物含量10%～30%，平均含量13.9%，組分以膠結(jié)物為主，成分主要有方解石(平均3.9%)、綠泥石(平均3.6%)、濁沸石(平均2.3%)，其次為水云母、硅質(zhì)、長石質(zhì)等，雜基含量極少.砂巖成分成熟度較低，大多數(shù)砂巖分選性、磨圓度中等-較好，以次棱角狀為主，呈顆粒支撐，點-線接觸為主，結(jié)構(gòu)成熟度較高.

圖1 下寺灣油田柴窯區(qū)長6油層組砂巖組分三角圖 圖2 水下分流河道粒度概率累積曲線(柴55井)Ⅰ-石英砂巖；Ⅱ-長石石英砂巖；Ⅲ-巖屑石英砂巖；Ⅳ-長石砂巖；Ⅴ-巖屑長石砂巖；Ⅵ-長石巖屑砂巖；Ⅶ-巖屑砂巖

1.2 結(jié)構(gòu)特征

由柴55井長6段的粒度概率累積曲線可知(如圖2)，曲線為兩段式，細截點3.25φ，跳躍體含量(中砂0.82%，細砂84.7%)85.22%，懸浮體含量為14.78%，曲線的斜率較高，反映了水動力相對較強，為水下分流河道沉積.細砂巖顆粒磨圓度一般，多為次棱角狀，分選好，少數(shù)分選中等.膠結(jié)類型以薄膜-孔隙式為主，還有部分的再生-孔隙式和壓嵌-孔隙式.主要為點-線接觸關(guān)系，有少量的點接觸和線接觸.

2 孔隙結(jié)構(gòu)特征

2.1 孔隙類型

根據(jù)柴窯區(qū)延長組儲層的巖石鑄體薄片、圖像孔隙、掃描電鏡和壓汞等資料分析，該區(qū)延長組儲層砂巖中主要發(fā)育以下幾種孔隙類型：

(1)原生孔隙：為機械壓實、長石及石英的次生加大和多種膠結(jié)作用充填后剩余的原生粒間孔，也稱為殘余粒間孔或剩余粒間孔.包括早期薄膜狀綠泥石、伊利石膠結(jié)之后的殘余粒間孔，石英、長石次生加大之后的殘余粒間孔，方解石、粘土礦物充填膠結(jié)之后的殘余粒間孔等，其中前者孔徑較大，可達60～100μm.殘余粒間孔是本區(qū)延長組儲層砂巖中最主要的一種孔隙類型(如圖3a).

(2)次生孔隙：主要為溶蝕作用產(chǎn)生的溶蝕孔隙，其次為自身礦物之間的晶間孔.次生孔隙對改善本區(qū)延長組儲層的物性起著非常重要的作用.次生孔隙包括溶蝕孔隙(又可分為粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、膠結(jié)物溶孔和雜基溶孔)、晶間孔和裂隙孔(如圖3b).

(3)微裂隙：主要為顆粒間縫隙和云母碎屑、長石碎屑的解理縫，其對粒間孔隙與粒內(nèi)孔隙的連通起了重要作用；另一種是砂巖在外力作用下發(fā)生破裂而形成的裂縫，屬次生孔隙類(如圖3c).

圖3 柴窯油區(qū)孔隙類型

2.2 孔喉大小與分布特征

柴窯區(qū)長6儲層粒度細，填隙物含量較高，成巖作用較強，但后期溶解作用相對較強，使其儲層孔隙度和滲透率有很大地改善，平均面孔率4.3%，平均孔徑51.5μm ，平均喉道半徑0.18μm，孔隙大小均一，分布均勻，連通性較好，屬于中孔微喉型.孔隙類型主要為粒間孔，次為長石、沸石和巖屑溶孔.

表1 下寺灣油田柴窯區(qū)長6油層組孔隙度、滲透率統(tǒng)計表

對柴窯區(qū)抽取的14口井進行巖石毛管壓力測定，結(jié)果顯示毛管壓力曲線總體特征表現(xiàn)為平緩段較明顯，基本在中部偏下，反映該區(qū)儲層孔喉分選性好.排驅(qū)壓力為0.1～8.6 MPa，平均為2.42 MPa，喉道半徑為0.02～0.72μm，平均為0.16μm，平均喉道分選系數(shù)2.70，為中等-好.中值壓力1.9～30.9 MPa , 平均為12 MPa.偏度均大于0，平均為1.74，屬正偏，表現(xiàn)為喉道偏粗(如圖4).

圖4 下寺灣油田柴窯柴44井區(qū)長6儲層典型毛管壓力曲線圖

3 儲層物性特征

根據(jù)柴窯區(qū)的巖心分析孔隙度、滲透率資料的統(tǒng)計結(jié)果趨勢表明，其總體呈現(xiàn)正態(tài)分布.儲層物性變化較大，長6孔隙度主頻范圍主要分布在4%～12%之間，孔隙度最小值為2.0%，最大值為15.8%，平均值為8.35%，中值為8.6%,下限以上的平均孔隙度為10.4%；長6滲透率主頻范圍較寬，主要分布范圍在0.01×10-3～1.5×10-3μm2之間，滲透率最小值為0.001×10-3μm2，最大值為3.8×10-3μm2，平均值為0.47×10-3μm2，中值為0.21×10-3μm2，下限以上平均滲透率為0.74×10-3μm2(如圖5).長6油層組儲層總體屬于特低孔、特低滲儲層.

(a) 長6砂巖儲層孔隙度分布直方圖 (b) 長6砂巖儲層滲透率分布直方圖圖5 柴窯油區(qū)長6砂巖儲層孔滲分布直方圖

4 儲層物性成因分析

4.1 沉積因素

沉積環(huán)境主要影響儲層砂巖的粒度、分選性、碎屑成分、泥質(zhì)雜基的含量，導(dǎo)致不同沉積微相儲層物性差異明顯[1].柴窯區(qū)延長組長6沉積期，湖盆開始收縮，下沉作用減緩，沉積補償大于沉降，為湖泊三角洲的主要建設(shè)期.該區(qū)處于富縣三角洲前緣相帶，水下分流河道及分流間灣沉積發(fā)育，河口壩沉積常因水下分流河道的截切或沖刷改造而保存不完整.河道砂體主要沿東北-西南方向展布，受河道砂體的展布控制作用，長6油層組主要發(fā)育灰色細粒長石砂巖，砂體具有正粒序結(jié)構(gòu)，下部以細砂巖為主，向上變細為粉砂巖、泥質(zhì)砂巖及泥巖.儲集層物性也隨著河道展布、粒度結(jié)構(gòu)序列和層理類型的變化而不同，位于河道中部儲層物性較好，向兩側(cè)物性變差.砂體主要發(fā)育板狀和槽狀交錯層理、平行層理、塊狀層理.

4.2 成巖作用

4.2.1 壓實作用

壓實作用是沉積物在上覆重力和靜水壓力作用下，使原來存在粒間的孔隙水排出，碎屑顆粒重新排列，沉積物密度變大，孔隙度減小，同時云母及其他軟組分擠入孔隙，使孔隙體積進一步減小，滲透率變差.長6油層組砂巖在埋藏成巖過程中經(jīng)歷了不同程度的壓實作用.在壓實作用早期綠泥石薄膜的析出和初步固結(jié)作用，有效的保護了儲層砂巖的原生孔隙，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(柳益群等,1996；Baker等, 2000；黃思靜、謝連文等，2004；呂正祥等，1999).隨著上覆沉積物的增加，壓力、溫度升高，壓溶作用發(fā)生，形成鑲嵌狀接觸關(guān)系，長石和石英加大邊形成，使原生孔隙度進一步減小，喉道半徑縮小，孔滲特性變差(如圖6a,b).

圖6 柴窯油區(qū)成巖作用特征

4.2.2 成巖自生礦物析出及其膠結(jié)作用

(1)粘土膠結(jié)作用.包括綠泥石、伊利石、伊-蒙混層、高嶺石的膠結(jié)作用，其中綠泥石的膠結(jié)作用最為普遍，占粘土膠結(jié)物總量的三分之二左右.自生綠泥石膠結(jié)物多在成巖早期呈綠泥石膜保護碎屑顆粒，阻礙了碎屑顆粒與孔隙水的接觸，使原生粒間孔大部分得以保留，形成殘余孔隙型組合關(guān)系.綠泥石膠結(jié)物除以孔隙襯邊和薄膜包殼狀產(chǎn)出外，部分呈孔隙充填狀產(chǎn)出，多數(shù)充填殘余粒間孔，部分充填溶蝕孔隙，表明這部分綠泥石形成時間較晚，發(fā)生在溶蝕作用之后(如圖6c).

(2)碳酸鹽膠結(jié)作用.碳酸鹽膠結(jié)作用在延長組儲層砂巖中較為發(fā)育，是影響柴窯區(qū)儲層物性的主要膠結(jié)物類型之一.砂巖薄片鑒定結(jié)果表明，90%以上的砂巖樣品中含有數(shù)量不等的碳酸鹽膠結(jié)物，成分主要為方解石、鐵方解石，偶見白云石膠結(jié).碳酸鹽膠結(jié)物主要呈大片的連晶分布，充填大部分甚至全部的粒間孔隙并交代長石、巖屑等碎屑顆粒及填隙物，使原生粒間孔幾乎喪失殆盡而成為致密隔擋層(圖如6d).

(3)濁沸石膠結(jié)作用.濁沸石多分布在粒度較粗、分選較好、雜基含量較低的部位，在砂巖中以膠結(jié)物或以交代長石、火山碎屑的形式產(chǎn)出，它們的析出使砂巖中的原生孔隙大部分被充填，在降低原始孔隙度方面起了主要作用.另一方面，濁沸石是一種不穩(wěn)定的礦物，在流體的物化條件發(fā)生變化時，特別是流體的性質(zhì)由堿性向酸性轉(zhuǎn)化時，可被不同程度地溶蝕，形成眾多次生溶蝕孔縫而改善儲層砂巖的孔滲性[2]，因此濁沸石的存在對柴窯區(qū)長6儲層物性的改善具有積極的一面(圖6e).

4.2.3 溶蝕作用

溶蝕作用是形成次生孔隙，改善柴窯區(qū)延長組儲層砂巖儲滲條件的主要成巖方式之一.溶蝕作用主要表現(xiàn)為碎屑顆粒(長石、巖屑、云母)的溶蝕和填隙物(濁沸石、方解石、粘土)的溶蝕(圖如6f).

4.2.4 破裂作用

在巖心觀察和薄片鑒定時，?？梢妿r石失穩(wěn)破裂形成的各種裂縫，包括構(gòu)造裂縫、層間張裂縫、壓裂縫等多種成巖類型.裂縫的產(chǎn)生規(guī)模不等，既有肉眼可明顯觀察的顯縫，也有顯微鏡下才能描述的微縫，以及在顯微鏡下都難以觀察的隱蔽縫或超微縫[3].裂縫的發(fā)育對改善儲層砂巖的孔滲性極為重要，亦是造成該區(qū)延長組儲層具較強非均質(zhì)性特征的重要因素(如圖7、8).

圖7 巖心裂縫照片 圖8 巖石微裂縫顯微薄片照片(柴43，726.10 m)

5 結(jié)論

延長組長6沉積期，柴窯區(qū)處于富縣三角洲前緣相帶，主要的砂體成因類型為水下分流河道和水下分流河道側(cè)緣等不同微相類型的砂體.本區(qū)儲層巖性主要為一套淺灰色-灰綠色長石細砂巖，其次為粉-細粒長石砂巖及中-細粒長石砂巖；儲集類型以殘余粒間孔為主，次為濁沸石、長石和巖屑溶孔，其余為晶間孔和裂隙孔；孔隙組合主要是溶孔-粒間孔型，孔喉大小均一，分布均勻，連通性較好，屬于中孔微喉型.影響本區(qū)砂巖儲層物性的因素為沉積相、成巖作用和裂縫改造，其中沉積相及成巖作用是主要因素.

參考文獻

[1] 梅志超,彭榮華,楊 華,等.陜北上三疊統(tǒng)延長組含油砂體的沉積環(huán)境[J].石油與天然氣地質(zhì),1988,9(3):261-266.

[2] 朱國華.陜北濁沸石次生孔隙砂體的形成與油氣關(guān)系[J].石油學(xué)報,1985,6(1):1-8.

[3] 曾聯(lián)播.低滲透砂巖油氣儲層裂縫及其滲流特征[J].地質(zhì)科學(xué), 2004, 39(1): 11-17.