李　成，鄭慶華，，張　三，柳益群，汪伶俐，梁曉偉

(1.中國(guó)石油 長(zhǎng)慶油田分公司 勘探開(kāi)發(fā)研究院/低滲透油氣田勘探開(kāi)發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，西安　710018；

2.西北大學(xué) 大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系, 西安　710069)

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鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)北地區(qū)長(zhǎng)4+5儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)研究

李成1，鄭慶華1，2，張三1，柳益群2，汪伶俐1，梁曉偉1

(1.中國(guó)石油 長(zhǎng)慶油田分公司 勘探開(kāi)發(fā)研究院/低滲透油氣田勘探開(kāi)發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，西安710018；

2.西北大學(xué) 大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系, 西安710069)

摘要：鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)北地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)4+5以成巖型低滲透儲(chǔ)層為主，常規(guī)方法較難評(píng)價(jià)該類(lèi)儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)品質(zhì)。利用鑄體薄片、掃描電鏡和物性分析等方法對(duì)影響儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征的因素進(jìn)行了定性分析，恒速壓汞方法對(duì)儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)進(jìn)行了定量表征。研究表明:鎮(zhèn)北地區(qū)長(zhǎng)4+5低滲透儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)與成巖作用密切相關(guān)，主要表現(xiàn)為機(jī)械壓實(shí)作用和碳酸鹽膠結(jié)作用越弱，長(zhǎng)石溶蝕作用越強(qiáng)烈，粒間孔和溶蝕孔越發(fā)育，孔喉連通性越好，滲透率越大；微觀孔隙結(jié)構(gòu)和滲透率受大于0.12 μm的喉道控制明顯，主要表現(xiàn)為平均喉道半徑越大，滲透率越大，孔喉半徑比越小，微觀孔隙結(jié)構(gòu)越好，儲(chǔ)層品質(zhì)因子越大，試油產(chǎn)液量越高，尤其當(dāng)平均喉道半徑小于1.60 μm時(shí)。喉道是影響低滲透儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)品質(zhì)的主要因素。

關(guān)鍵詞：恒速壓汞；儲(chǔ)層品質(zhì)因子；微觀孔隙結(jié)構(gòu)；低滲透儲(chǔ)層；延長(zhǎng)組；鎮(zhèn)北地區(qū)；鄂爾多斯盆地

鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)北地區(qū)長(zhǎng)4+5屬盆地西南部辮狀河三角洲沉積體系，發(fā)育巖性油藏，有利儲(chǔ)層主要位于辮狀河三角洲前緣亞相水下分流河道微相；巖性主要為灰褐色成分成熟度較高，結(jié)構(gòu)成熟度中等的含中粒的細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑砂巖和巖屑長(zhǎng)石砂巖；孔隙類(lèi)型主要以粒間孔和長(zhǎng)石溶孔為主，孔隙度為5.6%～18.9%，平均為12.1%，滲透率為(0.01～45.23)×10-3μm2，平均為1.52×10-3μm2，主要為成巖型中—低孔低滲透儲(chǔ)層[1-2]。

近年來(lái)，隨著該區(qū)長(zhǎng)4+5油藏規(guī)模的不斷落實(shí)和探明儲(chǔ)量提交的迫切需求，其沉積微相和儲(chǔ)層成巖作用研究已引起了人們的重視[3-4]，但儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)的研究尚未開(kāi)展，這嚴(yán)重影響了該區(qū)長(zhǎng)4+5的有效開(kāi)發(fā)。大量的油田開(kāi)發(fā)實(shí)踐和研究成果表明，儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)品質(zhì)的評(píng)價(jià)是低滲透儲(chǔ)層油田高效開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵因素。以往利用鑄體薄片、掃描電鏡、物性分析和高壓壓汞等常規(guī)方法對(duì)低滲儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)品質(zhì)的評(píng)價(jià)往往遇到困難或者收效甚微，但若結(jié)合恒速壓汞方法，往往能取得較好的效果。該方法是目前世界上定量表征低滲透儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)品質(zhì)最為先進(jìn)的方法之一[5-17]。

1儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)成因

本次研究采用的是中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院廊坊分院滲流所引進(jìn)的美國(guó)ASPE-730型恒速壓汞實(shí)驗(yàn)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)溫度為恒溫23 ℃。對(duì)鎮(zhèn)北地區(qū)長(zhǎng)4+5水下分流河道微相的11塊砂巖樣品進(jìn)行了恒速壓汞測(cè)試，樣品孔隙度介于8.5%～16.4%，平均為12.6%，滲透率介于(0.02～37.97)×10-3μm2，平均為4.21×10-3μm2。在鑄體薄片、掃描電鏡觀察及物性分析基礎(chǔ)上，選取其中3塊代表樣品(1~3號(hào))進(jìn)行微觀孔隙結(jié)構(gòu)和物性的成因分析。1，2，3號(hào)樣品的孔隙度分別為15.5%，16.4%，13.0%，滲透率分別為37.97×10-3，4.12×10-3，0.17×10-3μm2，分別代表中孔低滲透儲(chǔ)層、中孔特低滲透儲(chǔ)層、低孔超低滲透儲(chǔ)層[2](以下簡(jiǎn)稱(chēng)低滲透儲(chǔ)層)。

1號(hào)樣品巖性為粗—中粒巖屑長(zhǎng)石砂巖，最大粒徑0.60 mm，主要粒徑0.25～0.60 mm，顆粒主要為次棱角狀，分選好。柔性組分含量?jī)H2.0%。顆粒間以線—點(diǎn)狀接觸為主；填隙物含量?jī)H6.0%，石英次生加大邊較發(fā)育。粒間孔含量高達(dá)9.2%，常見(jiàn)長(zhǎng)石等顆粒基本溶蝕殆盡形成的大孔隙，溶蝕孔含量2.1%，以溶蝕孔、粒間孔為主，平均孔徑40 mm，面孔率11.3%。以片狀—縮頸狀喉道為主，孔喉連通性好(圖1a，b)。

2號(hào)樣品巖性為中粒長(zhǎng)石巖屑砂巖，最大粒徑0.50 mm，主要粒徑0.25～0.50 mm，顆粒主要為次棱角狀，分選好。柔性組分含量13.5%，常見(jiàn)噴發(fā)巖、千枚巖、泥巖等發(fā)生較強(qiáng)的塑性變形。顆粒間以點(diǎn)—線狀接觸為主。填隙物為9.0%，石英次生加大邊較發(fā)育，白云巖屑的鐵白云石加大邊較發(fā)育。粒間孔含量5.7%，溶蝕孔含量1.5%，以溶蝕孔、粒間孔為主，平均孔徑40 mm，面孔率7.2%。以縮頸狀—片狀喉道為主，孔喉連通性較好(圖1c，d)。

3號(hào)樣品巖性為中—細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖，最大粒徑0.30 mm，主要粒徑0.20～0.30 mm，顆粒主要為次棱角狀，分選好。柔性組分含量16.0%，千枚巖、噴發(fā)巖、泥巖等塑性變形強(qiáng)烈。顆粒間以凹凸—線狀接觸為主。填隙物含量13.0%，石英次生加大邊較發(fā)育，白云巖屑的鐵白云石加大邊普遍發(fā)育，基本充填殘余粒間孔。粒間孔含量?jī)H0.2%，溶蝕孔含量1.9%，平均孔徑20.0 mm，面孔率2.1%。以片狀、彎片狀喉道為主，孔喉連通性差(圖1e，f)。

圖1　鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)北地區(qū)長(zhǎng)4+5代表樣品鑄體薄片和掃描電鏡特征

綜上分析認(rèn)為，鎮(zhèn)北地區(qū)長(zhǎng)4+5低滲透儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)和物性受沉積作用和成巖作用影響明顯，屬較典型的成巖型低滲透儲(chǔ)層，表現(xiàn)為機(jī)械壓實(shí)作用和碳酸鹽膠結(jié)作用越弱，溶蝕作用越強(qiáng)，粒間孔和溶蝕孔越發(fā)育，孔喉連通性越好，滲透率越大。

2儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)定量表征

2.1孔隙半徑分布

樣品孔隙半徑頻率分布、累計(jì)頻率百分?jǐn)?shù)分布曲線形態(tài)的差異性和規(guī)律性不明顯(圖2a，b)。1，2，3號(hào)樣品的孔隙半徑范圍分別為60～320，90～320，10～270 μm，主要分布范圍分別為125～180，115～165，135～185 μm，峰值頻率分別為13.8%，14.5%，16.5%，平均孔隙半徑分別為156，145，164 μm，這說(shuō)明物性不同的儲(chǔ)層，孔隙半徑分布特征實(shí)際無(wú)顯著差異，而鑄體薄片定性觀察的孔隙半徑分布特征可能存在較大誤差(圖1)。

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看(圖2)，平均孔隙半徑與孔隙度(圖2c)、滲透率(圖2d)基本沒(méi)有相關(guān)性，表明孔隙不是控制低滲透儲(chǔ)層物性的主要因素。

2.2喉道半徑特征

鑄體薄片和掃描電鏡觀察表明，樣品以縮頸狀、彎片狀或片狀喉道為主，因此可用毛細(xì)管壓力的理論公式[公式(1)][18]，結(jié)合壓汞曲線計(jì)算這類(lèi)低滲透儲(chǔ)層喉道半徑下限。

毛細(xì)管壓力的理論公式：

(1)

式中：Pc為毛細(xì)管壓力，MPa；r為毛管半徑，μm；σ為界面張力，N/m；θ為靜態(tài)接觸角，(°)。實(shí)驗(yàn)中恒速壓汞法的最高進(jìn)汞壓力約為6.2 MPa，水銀的界面張力為485 N/m，靜態(tài)接觸角為140°，求得的最小喉道半徑約為0.12 μm。

樣品喉道半徑、喉道半徑對(duì)滲透率貢獻(xiàn)值頻率分布曲線形態(tài)和特征的差異性和規(guī)律性明顯(圖3a，b)。1,2,3號(hào)樣品喉道半徑分布范圍分別為0.12～10.90，0.12～4.00，0.12～0.90 μm，主要分布范圍分別為3.20～5.99，1.10～2.99，0.25～0.59 μm，峰值頻率分別為3.1%，3.6%，24.0%，平均喉道半徑分別為4.95，2.26，0.44 μm。對(duì)滲透率起貢獻(xiàn)的喉道半徑分布范圍分別為0.12～10.90，0.12～4.00，0.12～0.90 μm，主要分布范圍分別為4.45～7.05，2.15～3.52，0.39～0.77 μm，峰值頻率分別為3.1%，5.9%，20.2%，主流喉道半徑分別為5.98，2.95，0.59 μm。

上述情況表明，物性不同的低滲透儲(chǔ)層，喉道半徑分布特征實(shí)際差異顯著，與鑄體薄片定性觀察的喉道發(fā)育情況較一致，即滲透率越大，縮頸狀喉道越發(fā)育，孔喉連通性越好(圖1a)，喉道半徑分布范圍越寬，相對(duì)大喉道含量越多且對(duì)滲透率貢獻(xiàn)值越大，平均喉道半徑和主流喉道半徑越大且后者大于前者(圖3a，b)；反之滲透率越小，片狀、彎片狀喉道越發(fā)育，孔喉連通性越差(圖1e)，喉道半徑分布范圍越窄，相對(duì)大喉道含量越少且對(duì)滲透率貢獻(xiàn)值也越小，而相對(duì)小喉道含量越多且對(duì)滲透率貢獻(xiàn)值也越大，平均喉道半徑和主流喉道半徑越小且后者大于前者(圖3a，b)。

圖2　鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)北地區(qū)長(zhǎng)4+5樣品孔隙特征

圖3　鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)北地區(qū)長(zhǎng)4+5樣品喉道半徑特征

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看(圖3)，平均喉道半徑與孔隙度正相關(guān)性一般(相關(guān)系數(shù)0.62)(圖3c)，與滲透率正相關(guān)性很好(相關(guān)系數(shù)0.91)(圖3d)，表明半徑大于0.12 μm的喉道對(duì)低滲透儲(chǔ)層孔隙度具有一定的控制作用，對(duì)滲透率具有顯著的控制作用；同時(shí)平均喉道半徑越小，其與滲透率的散點(diǎn)圖越集中且相關(guān)性趨勢(shì)線越陡，表明喉道對(duì)滲透率的控制作用越強(qiáng)，滲透率相對(duì)喉道的變化越不明顯，尤其當(dāng)平均喉道半徑小于1.60 μm，滲透率小于2.00×10-3μm2時(shí)(圖3d)。平均喉道半徑與主流喉道半徑正相關(guān)性很好(相關(guān)系數(shù)0.99)，主流喉道半徑大于平均喉道半徑，說(shuō)明平均喉道半徑越大，相對(duì)大喉道對(duì)低滲透儲(chǔ)層滲透率貢獻(xiàn)值越大(圖3e)。

2.3孔喉半徑比分布

樣品孔喉半徑比頻率分布曲線形態(tài)和特征的差異性和規(guī)律性明顯(圖4a)。1，2，3號(hào)樣品孔喉半徑比分布范圍分別為10～200，25～500，150～1 350，主要分布范圍分別為26～59，55～145，325～750，峰值頻率分別為23.8%，26.0%，9.3%，平均孔喉半徑分別為43，103，525。這說(shuō)明物性不同的低滲透儲(chǔ)層，平均喉道半徑越大，孔喉半徑比越小且分布范圍越窄，但峰值頻率變化較大，平均孔喉半徑比越小(1號(hào)樣品)；平均喉道半徑越小，孔喉半徑比越大且分布范圍越寬，平均孔喉半徑比越大(3號(hào)樣品)。

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看(圖4b)，平均喉道半徑與孔喉半徑比負(fù)相關(guān)性很好(相關(guān)系數(shù)0.99)，表明半徑大于0.12 μm的喉道對(duì)低滲透儲(chǔ)層孔喉比具有顯著的控制作用，平均喉道半徑越大，平均孔喉半徑比越小，越利于開(kāi)發(fā)[19-20]；同時(shí)平均喉道半徑越小，其與孔喉半徑比的散點(diǎn)圖越集中且相關(guān)性趨勢(shì)線越緩，說(shuō)明喉道對(duì)孔喉半徑比的控制作用越強(qiáng)且越明顯，尤其當(dāng)平均喉道半徑小于1.60 μm，孔喉比大于124時(shí)。

2.4微觀孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)特征

樣品微觀孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)特征差異性和規(guī)律性較明顯(圖1，5，表1)。1，2，3號(hào)樣品溶蝕孔，特別是粒間孔越發(fā)育，孔喉連通性越好(圖1)，滲透率和平均喉道半徑越大，微觀均值系數(shù)和排驅(qū)壓力越小，喉道進(jìn)汞飽和度越大，但微觀分選系數(shù)、孔隙進(jìn)汞飽和度、總進(jìn)汞飽和度變化較大，總體微觀孔隙結(jié)構(gòu)越好(表1)。

根據(jù)低滲透儲(chǔ)層恒速壓汞毛管壓力曲線中總進(jìn)汞量、孔隙進(jìn)汞量和喉道進(jìn)汞量變化特征，將恒速壓汞過(guò)程簡(jiǎn)單地劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ階段(圖5)，與其對(duì)應(yīng)的喉道類(lèi)型分別稱(chēng)為相對(duì)大喉道、相對(duì)小喉道和相對(duì)微喉道。Ⅰ階段為進(jìn)汞初期階段，汞主要進(jìn)入相對(duì)大喉道所連通的孔隙，總進(jìn)汞曲線和孔隙進(jìn)汞曲線趨近重合，反映孔喉連通性好；Ⅱ階段為進(jìn)汞中期階段，此時(shí)汞先期主要進(jìn)入相對(duì)小喉道及其所連通的孔，偏向于孔隙，后期主要進(jìn)入相對(duì)小喉道及其所連通的孔隙，但偏向于喉道，表現(xiàn)為孔隙進(jìn)汞增加速度先期緩慢降低，后期迅速降低，總進(jìn)汞曲線和孔隙進(jìn)汞曲線明顯分開(kāi)，反映孔喉連通性變差；Ⅲ階段為進(jìn)汞后期階段，汞只進(jìn)入相對(duì)微喉道，總進(jìn)汞曲線和孔隙進(jìn)汞曲線完全分開(kāi)，基本反映相對(duì)微喉道特征。1號(hào)樣品相對(duì)大喉道發(fā)育且孔喉連通性好，毛管壓力曲線Ⅰ、Ⅲ階段發(fā)育(圖5a)；2號(hào)樣品相對(duì)大喉道較發(fā)育，孔喉連通性較好，毛管壓力曲線Ⅲ、Ⅰ階段發(fā)育(圖5b)；3號(hào)樣品相對(duì)大喉道不發(fā)育且孔喉連通性差，毛管壓力曲線Ⅱ、Ⅲ階段發(fā)育(圖5c)。說(shuō)明平均喉道半徑越大，相對(duì)大喉道及其所連通的孔隙越發(fā)育，總體孔喉連通性越好，微觀孔隙結(jié)構(gòu)越好；平均喉道半徑越小，相對(duì)大喉道及其所連通的孔隙越不發(fā)育，而相對(duì)小喉道及其所連通的孔隙越發(fā)育，總體孔喉連通性越差，微觀孔隙結(jié)構(gòu)越差。

圖4　鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)北地區(qū)長(zhǎng)4+5樣品孔喉半徑比特征

樣號(hào)孔隙度/%滲透率/10-3μm2平均喉道半徑/μm微觀均值系數(shù)a微觀分選系數(shù)δ排驅(qū)壓力/MPa進(jìn)汞飽和度/%喉道孔隙總孔喉115.537.974.950.290.350.0933.1246.5779.69216.44.122.260.350.430.2125.7620.5246.28313.00.170.440.480.420.8620.5741.4362.00

圖5　鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)北地區(qū)長(zhǎng)4+5

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看(圖6)，平均喉道半徑與排驅(qū)壓力(圖6a)﹑微觀均值系數(shù)(圖6b)相關(guān)性很好，相關(guān)系數(shù)分別為0.97和0.93；與喉道進(jìn)汞飽和度(圖6c)相關(guān)性中等，相關(guān)系數(shù)為0.66；與分選系數(shù)(圖6d)﹑總進(jìn)汞飽和度(圖6e)相關(guān)性一般，相關(guān)系數(shù)分別為0.63和0.63；與孔隙進(jìn)汞飽和度(圖6f)相關(guān)性差，相關(guān)系數(shù)為0.47。上述表明，低滲透儲(chǔ)層平均喉道半徑對(duì)微觀孔隙結(jié)構(gòu)具有較明顯的控制作用，表現(xiàn)為平均喉道半徑越大，微觀均值系數(shù)越小，相對(duì)大喉道越多，排驅(qū)壓力越低，喉道進(jìn)汞飽和度越大，喉道分選性和總進(jìn)汞飽和度一般也越大，但孔隙進(jìn)汞飽和度變化較大，總體儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)越好，尤其當(dāng)平均喉道半徑小于1.60 μm時(shí) (圖6)。

2.5恒速壓汞與高壓壓汞對(duì)比分析

恒速壓汞和高壓壓汞方法的理論原理和測(cè)得的孔喉特征參數(shù)定義完全相同，但由于2種壓汞方法進(jìn)汞速度和進(jìn)汞壓力的不同，所采用的孔隙結(jié)構(gòu)解釋模型不同[13-14,21]。

恒速壓汞毛細(xì)管壓力最高達(dá)6.2 MPa，以恒定流速將汞注入到儲(chǔ)層孔喉中，驅(qū)替壓力低，其流速為0.000 05 mL/min，一般需要幾天才能完成，接近準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程，汞液面基本不彎曲，靜態(tài)接觸角(θ)基本保持140o不變，故恒速壓汞測(cè)得的孔喉半徑與真實(shí)孔喉半徑很接近[公式(1)][18]。由于恒速壓汞下汞進(jìn)入每一微小形狀變化的孔隙或喉道都會(huì)引起進(jìn)汞壓力明顯的漲落，從而該方法將孔隙或喉道分開(kāi)，定量分析它們的數(shù)量和體積，并以孔隙、喉道模型解釋孔隙結(jié)構(gòu)。

高壓壓汞進(jìn)汞毛細(xì)管壓力最高達(dá)200 MPa，進(jìn)汞速度較快，整個(gè)過(guò)程在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)完成，為明顯的動(dòng)態(tài)過(guò)程，汞液面彎曲變化大，使得汞進(jìn)入微小形狀變化的孔隙和喉道不能引起進(jìn)汞壓力的明顯漲落，也就不能將孔隙和喉道分開(kāi)，因此只能測(cè)試不同驅(qū)替壓力下孔隙和喉道的總進(jìn)汞量，以毛細(xì)管束模型解釋孔隙結(jié)構(gòu)[13]。

圖6　鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)北地區(qū)長(zhǎng)4+5實(shí)驗(yàn)樣品平均喉道半徑與孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)相關(guān)關(guān)系

高壓壓汞中汞的靜態(tài)接觸角(θ)一般略大于140°[22]，所以在相同的孔喉半徑下，高壓壓汞毛細(xì)管壓力要大于恒速壓汞毛細(xì)管壓力[18]。這也是同一樣品在相同的進(jìn)汞壓力下，高壓壓汞實(shí)驗(yàn)下的孔喉半徑下限值小于恒速壓汞實(shí)驗(yàn)下的孔喉半徑下限值的根本原因，使得高壓壓汞進(jìn)汞飽和度小于恒速壓汞進(jìn)汞飽和度(圖7)。因此，在平行樣品恒速壓汞和高壓壓汞進(jìn)汞毛管壓力曲線上，高壓壓汞進(jìn)汞毛管壓力曲線對(duì)應(yīng)的由恒速壓汞進(jìn)汞毛管壓力曲線計(jì)算得出的孔喉半徑值并不是真實(shí)值，需要進(jìn)行接觸角(θ)校正，才能使得測(cè)量值更接近真實(shí)值。

同時(shí)還發(fā)現(xiàn)壓汞過(guò)程中，毛細(xì)管壓力越大，樣品孔喉半徑下限值越低，高壓壓汞進(jìn)汞毛細(xì)管壓力與恒速壓汞總進(jìn)汞毛細(xì)管壓力越接近或重合(圖7)，表明高壓壓汞和恒速壓汞中汞在相對(duì)細(xì)小孔喉內(nèi)的液面變化小，而在相對(duì)粗的孔喉內(nèi)的液面變化大。因此，可以近似將高壓壓汞進(jìn)汞曲線中毛細(xì)管壓力大于6.2 MPa(即孔喉道半徑小于0.12 μm)的部分，作為恒速壓汞曲線中測(cè)試不到的總進(jìn)汞毛管壓力曲線對(duì)待。恒速壓汞和高壓壓汞相結(jié)合可較好地定量分析低滲透儲(chǔ)層的微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征。

圖7　鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)北地區(qū)長(zhǎng)4+5平行樣品恒速

3儲(chǔ)層品質(zhì)特征

該區(qū)的生產(chǎn)實(shí)踐表明，試油產(chǎn)液量可以比較客觀地評(píng)價(jià)低滲透儲(chǔ)層品質(zhì)。從大量統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看(圖8)，研究區(qū)長(zhǎng)4+5儲(chǔ)層孔隙度與試油產(chǎn)液量沒(méi)有相關(guān)性(圖8a)，而滲透率與試油產(chǎn)液量具有一定的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)0.65(圖8b)。

儲(chǔ)層品質(zhì)因子可用氣測(cè)滲透率與氣測(cè)孔隙度比值的平方根表示[公式(2)][23]，該參數(shù)目前已廣泛用于評(píng)價(jià)低滲透儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)品質(zhì)。

儲(chǔ)層品質(zhì)因子的理論公式：

(2)

式中:RQI為儲(chǔ)層品質(zhì)因子；K為滲透率，10-3μm2；Φ為孔隙度，%。

研究區(qū)長(zhǎng)4+5儲(chǔ)層平均喉道半徑與儲(chǔ)層品質(zhì)因子相關(guān)系數(shù)為0.97(圖8c)，高于平均喉道半徑與滲透率的相關(guān)系數(shù)0.91(圖3d)，反映儲(chǔ)層品質(zhì)因子比滲透率更能反映儲(chǔ)層平均喉道半徑大小。根據(jù)儲(chǔ)層品質(zhì)因子擬合的平均喉道半徑與試油產(chǎn)液量相關(guān)系數(shù)為0.68(圖8d)，高于滲透率與試油產(chǎn)液量相關(guān)系數(shù)0.65(圖8b)，反映平均喉道半徑比滲透率更能準(zhǔn)確反映儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)品質(zhì)[24-25]。同時(shí)，平均喉道半徑越小，其與儲(chǔ)層品質(zhì)因子、試油產(chǎn)液量的散點(diǎn)圖越集中，表明其對(duì)儲(chǔ)層品質(zhì)因子、試油產(chǎn)液量的控制作用越強(qiáng)，尤其當(dāng)平均喉道半徑小于1.60 μm、滲透率小于2.00×10-3μm2時(shí)(圖8c,d)。同時(shí)也說(shuō)明，恒速壓汞方法足以描述鎮(zhèn)北地區(qū)長(zhǎng)4+5低滲透儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)及其品質(zhì)，可不需要再結(jié)合高壓壓汞方法。

圖8　鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)北地區(qū)長(zhǎng)4+5試油產(chǎn)液量與儲(chǔ)層品質(zhì)參數(shù)的關(guān)系

4結(jié)論

(1)鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)北地區(qū)長(zhǎng)4+5低滲透儲(chǔ)層機(jī)械壓實(shí)作用和碳酸鹽膠結(jié)作用越弱，溶蝕作用越強(qiáng)，粒間孔和溶蝕孔越發(fā)育，孔喉連通性越好，滲透率越大。

(2)恒速壓汞定量分析表明，大于0.12 μm的喉道對(duì)低滲透儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)控制作用明顯，表現(xiàn)為：該類(lèi)儲(chǔ)層平均喉道半徑大，相對(duì)大喉道發(fā)育，喉道進(jìn)汞飽和度大，孔喉半徑比小，微觀孔隙結(jié)構(gòu)好。當(dāng)平均喉道半徑小于1.60 μm時(shí)，這種控制作用更強(qiáng)。

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(編輯徐文明)

Microscopic pore structure of the fourth and fifth members of

the Yanchang Formation in Zhenbei area of the Ordos Basin

Li Cheng1, Zheng Qinghua1,2, Zhang San1, Liu Yiqun2, Wang Lingli1, Liang Xiaowei1

(1.NationalEngineeringLaboratoryforPermeabilityPetroleumExplorationandDevelopment/ResearchInstituteof

PetroleumExplorationandDevelopment,ChangqingOilf1eldCompany,PetroChina,Xi’an,Shaanxi710018,China;

2.StateKeyLaboratoryofContinentalDynamics/GeologyDepartment,NorthwestUniversity,Xi’an,Shaanxi710069,China)

Abstract:The fourth and fifth members of the Yanchang Formation (Chang4+5) in Zhenbei area of the Ordos Basin are low-permeability reservoirs of diagenetic origin. Conventional methods such as thin section analysis, scanning electron microscopy and physical properties determination failed to analyze the microscopic pore structure of these reservoirs. We used conventional methods and applied constant rate mercury penetration to study the controlling factors to quantitatively determine microscopic pore structure. The microscopic pore structure of the Chang4+5 reservoirs was mainly impacted by diagenetic effects. When mechanical compaction and carbonate cementation were weaker and feldspar dissolution was more intense, intergranular pores and dissolution pores would be more developed, resulting in better connectivity and higher permeability. Microscopic pore structure and permeability were mainly controlled by throat radius. Generally, if average throat radius was >0.12 μm, permeability would be higher, the smaller the pore/throat radius ratio, the better the microscopic pore structure, the greater the reservoir quality index (RQI), and the higher liquid oil yield, especially when the average throat radius was <1.26 μm. Throats controlled the quality of the microscopic pore structure of low permeability reservoirs.

Key words:contant-rate mercury; reservoir quality index (RQI); microscopic pore structure; low permeability reservoir; Yanchang Formation; Zhenbei area; Ordos Basin

基金項(xiàng)目：教育部科技發(fā)展中心高等學(xué)校博導(dǎo)基金(20106101110020)、大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(西北大學(xué))重點(diǎn)基金項(xiàng)目(BJ08133-3) 、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41390451)和國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)項(xiàng)目(2014CB239003)資助。

通訊作者簡(jiǎn)介：柳益群(1951—)，女，教授，從事巖石學(xué)、油氣儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)、盆地?zé)崾贩矫嫜芯俊-mail: liu-yiqun@263.net。

作者簡(jiǎn)介：李成(1984—)，男，碩士，工程師，從事油藏評(píng)價(jià)研究工作。E-mail:c8lccq@petrochina.com.cn。

收稿日期：2014-9-17；

修訂日期：2015-10-10。

中圖分類(lèi)號(hào)：TE122.2+3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-6112(2015)06-0729-08doi：10.11781/sysydz201506729