鄂爾多斯盆地隴東地區長8段儲層特征與儲層四性關系研究

邢長林，英亞歌

（1.大陸動力學國家重點實驗室·西北大學，陜西西安 710069；2.新疆龜茲礦業有限公司）

1 區域地質特征

鄂爾多斯盆地位于華北地臺的西部，是一個多構造體系、多旋回演化、多沉積類型的克拉通盆地，盆地經歷了中晚元古代坳拉谷發展階段、早古生代淺海臺地發展階段、晚古生代濱海平原階段，至中生代進入內陸盆地演化階段。盆地邊緣變形較強，內部變形構造很微弱，只存在地層間斷或剝蝕，區域構造呈現為西傾的平緩大單斜。整個盆地可以劃分為6個一級構造單元，即北部伊盟隆起、西緣逆沖帶、西部天環坳陷、中部伊陜斜坡、南部渭北隆起和東部晉西撓褶帶［1］。

研究區地處鄂爾多斯盆地西南部，北起洪德、南至寧縣、西達演武、東到張岔，構造上屬陜北斜坡與天環向斜的西南段，總面積約為2.5×104km2（圖1）。從區域構造來講，研究區內構造相對簡單，斷層和褶皺不發育，缺乏油氣富集的二級構造帶和構造圈閉。在研究區小范圍內存在一系列較小的鼻狀隆起，地表基本為第四紀黃土所覆蓋。

鄂爾多斯盆地延長組形成于中生代三疊系的內陸盆地演化階段，經歷了一個陸相大型湖盆從發生、發展到消亡的整個地史演化過程，因此沉積了一套完整的進積－垂向加積－退積的沉積序列組成的砂泥巖地層（表1）。在湖盆的演化過程中，湖水發生了幾退幾進，發育了多套良好的生儲蓋組合。從整體盆地的角度來看，在湖盆鼎盛期形成長8油層組的砂巖儲層成為盆地石油聚集最為集中的層位。對于本次研究區而言，延長組長8油層組的砂巖儲層無疑是本區最重要的儲層。

圖1 隴東地區構造位置

本次研究的目的層是三疊系上統的延長組，主要是三角洲、湖湘及河流相。延長組從上到下分為10個層段，目的層延長組長8段在研究區大部分區域主要由上、下兩套巨厚層河流相和三角洲平原亞相的淺灰色灰質中砂巖－細砂巖韻律層組成，層理構造發育，中間夾薄層泥巖和暗色泥巖［2］。在盆地的沉降中心位置，為厚層泥巖和薄層砂巖互層。

表1 鄂爾多斯盆地三疊系延長組地層

2 儲層特征

2.1 巖性特征

研究區長8儲層主要巖性為巖屑長石砂巖，其次為長石砂巖和長石巖屑砂巖，砂巖具有石英含量低，長石含量高，巖屑含量較高以及成分成熟度低的特點。碎屑中石英含量25.04%～35.91%，平均含量30.34%，主要為單晶石英；長石含量15.27%～42.12%，平均含量35.46%，主要為斜長石和鉀長石，其次為條紋長石；巖屑含量9.02%～23.44%，平均含量13.44%，主要為火山巖屑和變質巖屑，另有少量沉積巖巖屑；填隙物含量13.27%～20.21%，平均含量18.9%，主要為雜基和膠結物，其中雜基平均含量2.2%，膠結物主要為粘土礦物，其次為碳酸鹽，另有少量硅質及凝灰質。對儲層全巖X衍射礦物分析表明，石英平均含量33.9%，斜長石40.6%，鉀長石13.7%，碳酸鹽2.8%，粘土礦物9.0%。儲層巖石結構主要以中細砂巖為主，細砂巖次之，粒級主區間分布在0.2～0.375mm；砂巖分選中－好，磨圓度以次棱角狀為主，顆粒支撐，點－線接觸。由于物源區和沉積環境的不同，研究區內不同區塊巖石特征有所差異，鎮原、西峰、慶陽長8儲層中雜基含量較少，平均3.2%，合水雜基含量高7.5%，巖屑含量也較高，這會導致巖石在成巖演化過程中經歷的壓實程度不同，前者小，物性好，后者高，物性較差［3－5］。

2.2 物性特征

由所得測井資料分析表明，隴東長8儲層巖心分析孔隙度為1.4%～16.6%，平均9.13%，滲透率為（0.0083～10.7）×10－3μm2，平均0.81×10－3μm2。其中沿西南－東北方向的鎮原－馬嶺、西峰－慶陽的物性參數為本區最好，孔隙度均值為10.91%，滲透率為1.2×10－3μm2；位于研究區東南部位的合水－固城物性參數較差，孔隙度均值為7.31%，滲透率為0.13×10－3μm2，產生物性的差異主要是因巖石特征差異所造成。由物性參數得出長8儲層為低孔低滲砂巖儲層，儲層孔滲關系具有正相關性，且隨深度增加而減小，不同地區因沉積物性質不同，物性差異比較明顯，主要表現為巖石粒徑較粗、分選較好、雜基含量少、其物性參數高［5－7］。孔滲數值還明顯表現為受砂體所處沉積微相控制（表2）。

表2 沉積微相和孔、滲關系

2.3 電性特征

通過詳細的巖心觀察、測井資料對比分析以及各種分析化驗資料的研究，研究區長8儲層電性具有如下特點：

泥巖層段聲波時差一般都比儲層層段聲波時差高；儲層中砂巖含量相對泥質含量較高時自然伽馬顯示為低值，同時可參考深感應、八側向和中感應等測井曲線，其數值相應的顯示為低值且曲線波動不大；微電極顯示為低值、平滑；自然電位曲線與自然伽馬曲線均為低值且相對同時起伏；油層段的電阻率值要比鄰近水層電阻率高出1.8倍以上（圖2）。

2.4 含油性特征

對隴東地區300余口井的試油資料和油水日產量的研究分析得出，研究區長8儲層的產油井段居多，占總個數的近50%，水層次之約25%，兼有油水同層出現但為數不多占20%左右，干層較少不到5%，僅研究區少數幾口井段出現干層。據前人研究認識可知，長81是研究區主要含油層段，探明含油面積沿砂體展布方向呈近南北向條帶狀連片分布，探明儲量和控制儲量區域面積較大；長82段含油相對較差，在部分地區有一定探明、控制和預測儲量。

圖2 西峰181井電性特征

3 儲層“四性”關系研究

儲層“四性”關系是指巖性、物性、含油性之間以及相應的電性之間的關系。儲層內巖性、物性、含油性之間既存在內在聯系又相互制約，其中巖性起主導作用。巖石中碎屑顆粒的粗細、分選的好壞、粒序縱向上的變化特征以及泥質含量、膠結類型等都直接影響著儲層屬性參數的變化。而儲層的電性則是巖性、物性、含油性的綜合反映［8］。

3.1 巖性與物性的關系

研究區長8砂巖主要為中細粒長石砂巖、巖屑長石砂巖、長石巖屑砂巖，砂巖中長石、巖屑含量較高，石英含量低，成分成熟度低。長8砂巖的填隙物平均含量為18.9%，以綠泥石和伊利石附著顆粒表面的形式膠結和高嶺石充填空隙的形式膠結，另有少量硅質及凝灰質填充。

分析表明，砂巖中碎屑顆粒的成分對孔隙度和滲透率的影響不明顯，但是其粘土礦物和碳酸鹽巖膠結物的類型和含量對砂巖的孔隙度和滲透率有很大的影響。長8儲層隨著砂巖中粘土礦物中綠泥石和伊利石含量的增多，砂巖的孔滲性也都有所減小；而長8層段砂巖中高嶺石含量的增大對其孔滲性有很大的影響，主要表現在隨著高嶺石含量的增加，砂巖的孔滲性得到改善。

碳酸鹽膠結物對儲層物性的影響主要表現在碳酸鹽含量高時，孔隙度和滲透率降低。對上里塬地區長8儲層中碳酸鹽巖含量與孔滲關系分析可以明顯反映出隨著儲層碳酸鹽巖膠結物含量的增加，儲層的孔隙度和滲透率逐漸降低。

3.2 孔隙性與滲透性的關系［9-13］

通過對研究區長8層段儲層300余口井各自的巖心孔隙度與滲透率的相關分析表明，巖心的滲透率隨著孔隙度增大而增大，兩者呈良好的指數正相關性（圖3），且相關系數較高，長8層段孔滲相關系數在75%以上的占80%左右。從圖上可以看出，對于西峰、合水地區，長81和長82層段的孔滲相關均較好。

圖3 隴東地區長8段孔滲關系

3.3 物性與電性的關系

儲層的電性主要指的是各種測井所獲得的反映地下地質情況的信息即測井信息。從一定程度上講，研究儲層的巖性與物性之間的關系所反映的是純地質方面的相關性，是從地質理論角度出發檢驗儲層質量的好壞。分析巖性、物性與電性之間的關系則是利用測井資料與地下儲層各參數之間的內在規律性來檢驗測井方法及手段的精度。只有當二者間有良好的對應關系時，最終所建立的測井解釋模型才有可信度。

（1）孔隙度與聲波時差（AC）的相關分析。在研究區各取心井進行巖性歸位后，將取得的不同井段樣品的孔隙度分析數據與對應深度段的測井聲波時差進行相關分析，結果表明：實際巖心所測孔隙度與其所對應的聲波時差測井響應（AC值）相關性相對好，以西峰和鎮原北地區為例，它們的孔隙度與聲波時差相關性如圖4所示。

（2）孔隙度與密度（DEN）的相關分析。通過對研究區巖心孔隙度與視密度的相關分析和統計表明，長8儲層的分析孔隙度與視密度的相關性較好。而將巖心分析孔隙度與其對應的密度測井響應（DEN值）進行回歸分析，兩地區的孔隙度與測井密度的相關性如圖5所示。

圖4 長8巖心孔隙度與聲波時差的關系

圖5 長8巖心孔隙度與密度測井的關系

由此說明，研究區密度測井數據與聲波時差測井數據能較好地反映研究區目的層段砂體的孔隙度分布。

3.4 物性與含油性的關系

根據已有資料整理和前人總結認識的研究區巖心含水飽和度資料與孔隙度和滲透率的相關性分析，認為研究區長8層段儲層的孔隙度與含水飽和度呈現明顯的負相關性。由此說明，儲層的孔隙度仍然是控制儲層含油性的一個重要因素。

圖6為不同孔滲條件下巖心含油性的分布圖，圖中表明，孔滲性相對好的儲層其巖心的含油級別相對高，而孔滲性相對差的儲層其巖心的含油級別相對低，油斑級別一般發育在孔隙度大于6%，滲透率大于0.06×10－3μm2，小于這一參數的巖心除了個別情況外一般含油程度低，多為不含油特點［14－15］。從研究區目的層段油層的試油成果分析，油層試油產量較大的產層，儲層滲透率的貢獻基本上集中在大于0.06×10－3μm2的相對高滲段；隨著儲層滲透率的增大，油層試油的產油量也隨之增大。

圖6 隴東地區巖心孔滲性與巖心含油性散點分布

4 結論與認識

鄂爾多斯盆地隴東地區延長組長8儲層是受三角洲沉積控制的砂巖儲層，砂體分布微相主要為三角洲前緣的水下分流河道和河口砂壩。儲層巖石類型主要為屑長石砂巖、長石巖屑砂巖和長石巖屑砂巖，富含巖屑、長石，成份成熟度低、結構成熟度中－高，使得巖石經歷了較強的壓實作用；長8層儲集性變化受沉積作用和成巖作用控制明顯，儲層厚度大，砂體發育，但砂巖物性與孔隙結構均較差，儲層原始物性偏低，壓實、膠結和溶蝕作用控制了儲層孔隙結構特征及儲層物性。通過對巖石的物性參數和孔隙結構參數分析認為該區儲層屬典型的低孔低滲儲集巖。

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