華慶地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)研究

陳 沖，朱 悅，鞏彬鵬，袁 鵬

（1.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安， 710065；2.中國(guó)石油大慶油田鉆探工程公司；3.中國(guó)石油寧夏石化公司）

華慶地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)研究

陳 沖1，朱 悅1，鞏彬鵬2，袁 鵬3

（1.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安， 710065；2.中國(guó)石油大慶油田鉆探工程公司；3.中國(guó)石油寧夏石化公司）

應(yīng)用巖礦分析技術(shù)、高壓壓汞技術(shù)，對(duì)華慶地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，研究區(qū)儲(chǔ)層砂巖類型以巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖為主；儲(chǔ)層巖石成分成熟度低，巖屑成分、填隙物成分都很復(fù)雜；孔隙類型以粒間孔、長(zhǎng)石溶孔和巖屑溶孔為主，面孔率較大；儲(chǔ)層為典型的低孔、低滲、超低滲儲(chǔ)層，分選中等-較差；儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)總體具有細(xì)微孔喉的特點(diǎn)，孔隙形狀較規(guī)則。

華慶地區(qū)；低滲儲(chǔ)層；巖礦分析；高壓壓汞；孔隙結(jié)構(gòu)

鄂爾多斯盆地是我國(guó)第二大沉積盆地，盆地內(nèi)部的陜北斜坡構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，地層傾角一般不足1°。華慶地區(qū)構(gòu)造上位于陜北斜坡西南部，地理位置上處于甘肅省華池縣、慶陽(yáng)縣境內(nèi)，具體范圍為：西起白馬，東到馬家砭，北自長(zhǎng)官?gòu)R，南抵城壕-悅樂(lè)一帶，范圍約為5 500 km2。該區(qū)發(fā)育侏羅系及長(zhǎng)3、長(zhǎng)4＋5、長(zhǎng)6、長(zhǎng)7等多套含油層系，其中長(zhǎng)6油層組是砂體最發(fā)育、含油性最好的一個(gè)油層組［1］。華慶油田長(zhǎng)6儲(chǔ)層是長(zhǎng)慶低滲油氣勘探與開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)地區(qū)和代表層位。該區(qū)延長(zhǎng)期處于湖盆中心，長(zhǎng)6儲(chǔ)層主要沉積亞相類型為湖泊三角洲前緣，濁積扇沉積體系較發(fā)育，沉積條件特別復(fù)雜，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，低滲砂巖儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征認(rèn)識(shí)不到位，描述不夠精細(xì)，儲(chǔ)層微觀結(jié)構(gòu)變化和物性之間的關(guān)系沒(méi)有厘清。本文研究了華慶地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征，對(duì)加深儲(chǔ)層認(rèn)識(shí)、開(kāi)發(fā)和利用低滲透油藏具有重要意義［2-5］。

1 巖石學(xué)特征

華慶地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層砂巖薄片鑒定結(jié)果表明，以巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖為主，含少量長(zhǎng)石砂巖（如圖1）。砂巖成分中陸源碎屑含量平均為86.1%，其中石英25.5%，長(zhǎng)石45.52%，巖屑11.92%，表明巖石成分成熟度低。巖屑成分復(fù)雜，主要有火成巖巖屑（包括噴發(fā)巖和隱晶巖）、變質(zhì)巖巖屑（包括千枚巖、石英巖、板巖等）、沉積巖巖屑（包括白云巖、灰?guī)r等），含量分別為2.87%、5.43%和3.62%。填隙物成分復(fù)雜，以水云母和鐵方解石為主，綠泥石含量也較多（如圖2），多為泥質(zhì)和鈣質(zhì)膠結(jié)。

圖1 華慶地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層砂巖分類

圖2 長(zhǎng)6填隙物含量餅狀圖

根據(jù)X衍射分析資料，粘土礦物以綠泥石、伊利石、伊／蒙間層為主。其中綠泥石占粘土礦物總量比重最高（平均68.89%）；其次為伊利石，平均含量為21.48%；伊／蒙間層含量為9.62%。另外，所有樣品的伊／蒙間層比都小于10%，說(shuō)明成巖程度較高。

2 物性特征

從研究區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層15口井1078個(gè)樣品的孔隙度、滲透率統(tǒng)計(jì)結(jié)果（表1）來(lái)看，該區(qū)塊孔隙度、滲透率均值分別為11.72%和0.56×10-3μm2；孔隙度小，滲透率低，屬于典型的低孔、特低、超低滲透砂巖儲(chǔ)層；儲(chǔ)層非均質(zhì)程度較強(qiáng)（孔隙度、滲透率級(jí)差都較大）。

表1 華慶地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層物性統(tǒng)計(jì)

為進(jìn)一步比較，對(duì)孔隙度和滲透率的相關(guān)性進(jìn)行了分析（如圖3）。從分析結(jié)果來(lái)看，研究區(qū)儲(chǔ)層物性相關(guān)性很差，孔滲相對(duì)高值區(qū)對(duì)應(yīng)水下分流河道及濁積水道砂體。孔隙結(jié)構(gòu)特征在一定程度上影響著儲(chǔ)層物性的變化，如孔隙、吼道的形狀、大小、連通情況及微裂縫的發(fā)育程度等都對(duì)儲(chǔ)層的物性影響較 大［6-8］。根據(jù)鑄體薄片資料，研究區(qū)儲(chǔ)層巖石顆粒分選中等-較差，磨圓度多為次棱和次棱-棱，吼道類型多為片狀、片彎狀和管束狀吼道。上述情況共同決定了研究區(qū)儲(chǔ)層孔隙度較好，滲透率卻較差的事實(shí)。

圖3 華慶地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層孔隙度與滲透率相關(guān)性分析

3 孔隙類型

研究區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層孔隙類型以粒間孔、長(zhǎng)石溶孔和巖屑溶孔為主（如圖4a），有少部分粒間溶孔和晶間孔，儲(chǔ)層面孔率較大。從長(zhǎng)慶油田的開(kāi)發(fā)特點(diǎn)看，儲(chǔ)層經(jīng)過(guò)壓裂改造后滲流能力得到較大改善，正是對(duì)儲(chǔ)層較大面孔率的積極響應(yīng)。研究區(qū)15口井67個(gè)樣品的面孔率分布在0.2%～9.5%，主要分布在0.2%～7.0%（如圖4b），孔隙組合類型主要為溶孔-粒間孔和微孔型。研究區(qū)粒間孔發(fā)育本來(lái)可以有較大的滲透率，但由于孔隙之間的連通性較差（主要由吼道類型決定），滲透率就變得較差。

圖4 華慶地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層孔隙類型（a）和儲(chǔ)層面孔率（b）柱狀圖

另外，圖像孔隙分析數(shù)據(jù)顯示10口井的平均形狀因子是0.89，孔隙形狀較規(guī)則，多為正方形或圓形。

4 孔隙結(jié)構(gòu)特征

儲(chǔ)層巖石的毛管壓力是壓入其孔隙介質(zhì)中汞的飽和度的函數(shù)，不同巖石由于其孔隙結(jié)構(gòu)特征不同，所測(cè)得的毛管壓力曲線也就不同，因此可以通過(guò)分析毛管壓力曲線研究?jī)?chǔ)層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)特征［7-8］。下面應(yīng)用毛管壓力曲線對(duì)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性和定量分析。

4.1 定性分析儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)

研究區(qū)36個(gè)樣品的壓汞曲線有a、b、c、d四種類型（圖5），其中形態(tài)大多數(shù)（34個(gè)）與a、b、c類相似，屬于平臺(tái)型，d類斜坡型只有兩個(gè)；說(shuō)明儲(chǔ)層總體物性較好、分選中等-較差，小孔喉儲(chǔ)層分布較廣；同時(shí)少量斜坡型曲線的出現(xiàn)說(shuō)明儲(chǔ)層部分巖石分選性極差。

4.2 定量分析儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)

在研究?jī)?chǔ)層孔隙和喉道的幾何形狀、大小及互相配置關(guān)系方面，鑄體薄片法有效果直觀的優(yōu)勢(shì)，而毛管壓力測(cè)定則在定量化研究微觀孔隙結(jié)構(gòu)方面表現(xiàn)得既省時(shí)又省力，是石油儲(chǔ)集層研究中應(yīng)用最廣的方法［2-4］。通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析特征參數(shù)可以定量表征孔隙結(jié)構(gòu)特征（表2）。

圖5 華慶地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層壓汞曲線

表2 華慶地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)

（1）反映孔喉大小的參數(shù)有：最大孔喉半徑Rd、孔喉半徑中值R50。華慶地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層Rd在0.1～2.73μm之間，平均值小（0.68）；R50在0.01～0.73 μm，一般為0.01～0.2μm。總體上反映了儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)具有細(xì)孔喉的特點(diǎn)。

（2）反映孔喉分選性的參數(shù)有：分選系數(shù)Sp、孔喉歪度Sk。華慶地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層的Sp在0.34～4.96之間，一般為1.0～3.0，存在較大吼道，這為流體提供了滲流通道，同時(shí)貢獻(xiàn)了滲透率；Sk整體表現(xiàn)為粗歪度（均值為0.92）。總體反映儲(chǔ)層巖石低孔、分選中等-較差的特點(diǎn)。

（3）反映孔喉連通性和滲流能力的參數(shù)有：排驅(qū)壓力Pd、壓力中值P50、驅(qū)油效率 We。華慶地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層100口井的291個(gè)樣品的壓汞分析數(shù)據(jù)可知Pd在0.18～19.18 MPa，變化范圍大（說(shuō)明可能存在裂縫），均值為2.29 MPa；P50在0.83～125.91，變化范圍大，均值為13.4 MPa；We在8.64%～49.6%之間，均值為26.64%。總體反映儲(chǔ)層低滲、超低滲的特點(diǎn)。

5 結(jié)論

（1）研究區(qū)儲(chǔ)層砂巖類型以巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖為主，儲(chǔ)層巖石成分成熟度低；巖屑成分、填隙物成分復(fù)雜；孔隙類型以粒間孔、長(zhǎng)石溶孔和巖屑溶孔為主，儲(chǔ)層面孔率較大；喉道類型多為片狀、片彎狀和管束狀喉道。

（2）壓汞曲線定性和定量研究表明，研究區(qū)儲(chǔ)層為典型的低孔、低滲、超低滲儲(chǔ)層，分選中等-較差；儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)總體具有細(xì)微孔喉的特點(diǎn)，孔隙形狀較規(guī)則，多為正方形或圓形。

［1］ 張艷，李建明，徐論勛.鄂爾多斯盆地華慶地區(qū)三疊系長(zhǎng)6層碳酸鹽膠結(jié)物及形成機(jī)理［J］.石油地質(zhì)與工程，2010，24（1）：20-26.

［2］ 李道品.低滲透砂巖油田開(kāi)發(fā)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1997：329-332.

［3］ 鄭杰，孫衛(wèi)，魏虎.牛圈湖區(qū)塊西山窯組儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)研究［J］.石油地質(zhì)與工程，2010，24（2）：40-43.

［4］ 萬(wàn) 濤，蔣有錄，林會(huì)喜，等.車西洼陷低滲透儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征及物性［J］.斷塊油氣田，2010，17（5）：537-541.

［5］ 耿龍祥，曹玉珊，易志偉，等.濮城油田砂巖儲(chǔ)集層物性下限標(biāo)準(zhǔn)研究［J］.石油勘探與開(kāi)發(fā)，1999，26（1）：81-83.

［6］ 李振泉，侯健.儲(chǔ)層微觀參數(shù)對(duì)剩余油分布影響的微觀模擬研究［J］.石油學(xué)報(bào)，2006，26（6）：69-73.

［7］ 劉忠群，胡揚(yáng).大牛地氣田山西組山1段儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征［J］.斷塊油氣田，2008，15（5）：37-39.

［8］ 王 旭，鄧禮正，張 娟，等.富古地區(qū)下古生界儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征分析［J］.斷塊油氣田，2010，17（1）：49-51.

Through application of rock-mineral analysis technology and high pressure mercury injection technology，the pore structure research of Chang 6 reservoir in Huaqing area has been carried out.The results indicate the sandstone types of the research area are mainly of lithic deldspar sandstone and feldspar lithic sandstone，with the characteristics of low compositional maturity and complex debris composition and filler content composition.The pore types are mainly of intergranular hole，feldspar dissolved pore and lithic dissolved hole，with bigger percent of area pores.The reservoirs are typical low porosity and low，ultra-low permeability，with good physical properties and medium-poor sorting.Generally，the pore structure has the characteristics of thin pore throat and regular pore shape.

49 Pore structure research of Chang 6 reservoir in Huaqing area

Chen Chong et al（Earth Science and Engineering Institute of Xi'an Shiyou University，Xi'an，Shaanxi 710065）

low permeable reservoir；rock-mineral analysis；high pressure mercury injection；pore structure

TE112.23

A

1673-8217（2012）06-0049-03

2012-07-26；改回日期：2012-09-12

陳沖，1987年生，碩士研究生，主要研究方向?yàn)槌练e學(xué)與儲(chǔ)層地質(zhì)

國(guó)家重大科技專項(xiàng)（2011ZX 05044）。

吳官生