鄂爾多斯盆地合水油田長8油層組儲層宏觀非均質(zhì)特征研究

高永亮，文志剛

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鄂爾多斯盆地合水油田長8油層組儲層宏觀非均質(zhì)特征研究

[摘要]結(jié)合鑄體薄片、物性、測井解釋等資料，對合水油田長8油層組儲層宏觀非均質(zhì)特征進行了較為深入的研究，認為區(qū)內(nèi)儲層的層內(nèi)、層間及平面非均質(zhì)性均較強；層內(nèi)非均質(zhì)特征與沉積韻律和層內(nèi)夾層的分布密切相關(guān)，層間非均質(zhì)特征主要受層間隔層平面展布特征及儲層物性變化的影響，平面非均質(zhì)特征則受控于砂體的形態(tài)及平面展布特征。

[關(guān)鍵詞]宏觀非均質(zhì)性；長8油層組儲層；合水油田；鄂爾多斯盆地

1地質(zhì)概況

合水油田位于甘肅省合水縣，工區(qū)面積約12000km2，地貌為典型的黃土塬區(qū)，地表為100～200m厚的第四系黃土覆蓋，溝壑縱橫。平均地面海拔1200.48m。地質(zhì)構(gòu)造位于鄂爾多斯盆地的西南緣，地處廣闊的陜北斜坡構(gòu)造帶，區(qū)域構(gòu)造特征表現(xiàn)為一平緩的西傾單斜構(gòu)造，地層傾角約0.5°左右，平均坡降6～10m/km。在大的單斜構(gòu)造背景之上發(fā)育了一系列因巖性差異壓實作用而形成的低幅鼻狀隆起，自下而上具有一定的繼承性[1～4]。

2巖石學(xué)特征

圖1長8油層組儲層砂巖巖石類型三端元圖

通過鑄體薄片數(shù)據(jù)處理分析，合水油田長8油層組儲層砂巖巖石類型主要為巖屑長石砂巖，含少量的長石砂巖(圖1)，碎屑成分中石英體積分數(shù)為26.03%，長石體積分數(shù)為34.10%，巖屑體積分數(shù)為25.63%(表1)，比例近似于1∶1∶1。巖屑主要成分為中淺變質(zhì)巖巖屑和中基性噴發(fā)巖巖屑等，云母碎片含量較為豐富。砂巖粒徑以細-中粒為主，分選性相對較好，磨圓度則以次棱角狀為主，膠結(jié)類型主要為孔隙-薄膜式膠結(jié)。

表1　研究區(qū)長8油層組儲層砂巖碎屑成分含量統(tǒng)計表

3宏觀非均質(zhì)性

油氣儲層在其形成的過程中，受到沉積環(huán)境、成巖作用及后期構(gòu)造作用的影響，導(dǎo)致儲層在空間分布及其內(nèi)部屬性上都存在著不均勻的變化，稱之為儲層非均質(zhì)性[5]。裘亦楠根據(jù)中國陸相儲層的特點，將陸相碎屑巖儲層的宏觀非均質(zhì)性進一步劃分為層內(nèi)非均質(zhì)性、層間非均質(zhì)性及平面非均質(zhì)性3類[6]。為了更細致地研究長8油層組儲層的宏觀非均質(zhì)特征，該次研究選取了12口取心井進行巖心觀察與記錄，結(jié)合測井曲線的旋回性，將長8油層組儲層進一步劃分為長81與長82共2個油層。

3.1層內(nèi)非均質(zhì)特征

層內(nèi)非均質(zhì)性主要反映的是單層內(nèi)垂向上儲層非均質(zhì)特征的變化，其核心內(nèi)容是沉積作用同非均質(zhì)性的響應(yīng)關(guān)系[7,8]。

3.1.1滲透率韻律特征

通常儲層砂巖滲透率垂向上會呈現(xiàn)出一定規(guī)律性的變化，稱為滲透率韻律，根據(jù)其分布形態(tài)的差異，可將滲透率韻律進一步分為正韻律、反韻律及復(fù)合韻律[9]。

合水油田長8油層組儲層砂巖滲透率在垂向上表現(xiàn)出較為明顯的韻律性，韻律類型主要為復(fù)合韻律，滲透率垂向上變化大，層內(nèi)非均質(zhì)性強。

對研究區(qū)莊168井(圖2)和莊131井(圖3)2口典型井繪制物性韻律剖面圖。莊168井長82油層物性總體表現(xiàn)為2套復(fù)合反正韻律；莊131井長81油層下部物性表現(xiàn)為2套復(fù)合正反韻律，上部則表現(xiàn)為2套復(fù)合反正韻律。

圖2　莊168井長82油層復(fù)合反正韻律　　　　　　　　圖3　莊131井長81油層復(fù)合正反韻律

合水油田多數(shù)井砂巖滲透率韻律剖面均出現(xiàn)幾個相對高值段和相對低值段的交叉分布，總體表現(xiàn)為復(fù)合韻律，滲透率在垂向上變化明顯。而儲層砂巖的粒度韻律是構(gòu)成滲透率韻律的內(nèi)在原因，滲透率的韻律性則表明在長8油層組沉積期，由于水流強度的周期性變化導(dǎo)致了碎屑顆粒粒度粗細的周期性變化。

3.1.2層內(nèi)夾層分布特征

在沉積過程中，由于局部且短暫的水流狀態(tài)變化導(dǎo)致單砂層內(nèi)部發(fā)育有不穩(wěn)定的泥巖、粉砂質(zhì)泥巖或鈣質(zhì)砂巖等，這些非滲透-低滲透巖層則稱為層內(nèi)夾層。夾層的出現(xiàn)通常反映該時期沉積微相的相變[10]。

通過對夾層分布頻率及分布密度的統(tǒng)計(表2)表明，合水油田長8油層組儲層中普遍發(fā)育層內(nèi)夾層，而不穩(wěn)定的泥質(zhì)夾層對流體在儲層中的流動起著隔擋作用，增大了垂直方向上滲透率的變化，增強了儲層層內(nèi)非均質(zhì)性。

表2　合水油田長8油層組儲層夾層分布頻率與夾層分布密度數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

3.1.3滲透率非均質(zhì)程度

層內(nèi)非均質(zhì)性在垂向上多表現(xiàn)為滲透率的非均質(zhì)程度。通常表征滲透率非均質(zhì)特征的定量參數(shù)主要有滲透率變異系數(shù)(Vk)、突進系數(shù)(Tk)和級差(Jk)等。依據(jù)上述參數(shù)可將層內(nèi)非均質(zhì)程度劃分為3級(表3)。

表3　滲透率非均質(zhì)參數(shù)評價標準

通過對合水油田94口預(yù)探井長8油層組儲層實測滲透率的統(tǒng)計與計算，獲得了相應(yīng)的滲透率非均質(zhì)參數(shù)。區(qū)內(nèi)弱非均質(zhì)型的井有莊113井、莊116井等4口，中非均質(zhì)型的井有莊165井、莊168井等11口，強非均質(zhì)型的井有莊131井、莊39井等79口。統(tǒng)計結(jié)果表明，合水油田長8油層組儲層層內(nèi)非均質(zhì)程度高，以強非均質(zhì)型儲層為主。

3.2層間非均質(zhì)特征

層間非均質(zhì)性是由垂向上沉積環(huán)境變遷造成的，即儲層砂體之間的差異性，反映垂向上多油層之間非均質(zhì)特征的變化[11]。層間非均質(zhì)性重點突出不同層次的油層或砂組、油組之間的非均質(zhì)性。

圖4　合水地區(qū)長82油層砂體平面展布圖律

圖5　合水地區(qū)長8 1油層砂體平面展布圖

3.2.1分層系數(shù)與砂巖密度

在儲層非均質(zhì)特征的研究中，一個油藏或一套層系內(nèi)砂巖層的層數(shù)稱為分層系數(shù)，砂巖密度則是指砂巖總厚度與地層總厚度之比的百分數(shù)。

通過計算合水油田362口井的分層系數(shù)與砂巖密度，長8油層組儲層單井平均砂厚為37.05m，砂巖密度為40.66%，分層系數(shù)為12.46，表明長8油層組儲層單井鉆遇砂層數(shù)較大，單層砂體厚度較小，儲層層間非均質(zhì)性強。

3.2.2層間隔層分布特征

隔層是指發(fā)育于砂層之間，性質(zhì)與分布特征較為穩(wěn)定的非滲透或相對非滲透巖層，其巖性主要為泥巖、粉砂巖或膏巖等。通常隔層發(fā)育厚度由幾十厘米至幾十米不等，分布范圍廣，橫向上連續(xù)性好，能阻止砂層間的垂向滲透[12]。由于隔層通常分布較為穩(wěn)定，使上下砂層之間相對獨立，很難發(fā)生油、氣、水的竄流，從而形成上、下2個相對獨立的開發(fā)單元。隔層在研究區(qū)各區(qū)域發(fā)育的情況不同，導(dǎo)致各井儲層非均質(zhì)特征的差異。

合水油田長81～長82油層之間的隔層厚度為0.7～33.6m，集中分布于5～20m之間，平均為12.6m。其中隔層發(fā)育厚度最大的地區(qū)位于城33井附近，約為33.6m；隔層發(fā)育厚度最小的地區(qū)位于寧141井附近，為0.7m。總體來講，合水油田長81～長82油層之間隔層普遍發(fā)育，儲層層間非均質(zhì)性強。

3.3平面非均質(zhì)特征

平面非均質(zhì)性是指儲層砂體的幾何形態(tài)、規(guī)模、連續(xù)性以及砂層內(nèi)孔隙度、滲透率平面變化的非均質(zhì)特征，對注入劑的作用效率有很大影響[13]。

3.3.1砂體平面展布特征

合水油田長82油層砂體厚度介于1.1～30.8m之間，變化較大，平均為17.78m。研究區(qū)西南部寧縣地區(qū)、南部正寧地區(qū)、中部合水地區(qū)及西北部慶城地區(qū)砂體較為發(fā)育，砂體發(fā)育厚度普遍大于15m，呈條帶狀-片狀展布；在東南部轉(zhuǎn)角-槐樹莊林場一帶，東北部張岔-太白一帶砂體發(fā)育相對較差，平均砂厚介于10～15m之間，主要呈條帶狀展布(圖4)。

合水油田長81油層砂體展布規(guī)律與長82油層類似，但砂體更為發(fā)育(圖5)，厚度介于1.4～33.8m之間，平均19.27m。砂體發(fā)育厚度大于15m的地區(qū)幾乎遍布整個研究區(qū)。

合水油田長8油層組的2個油層砂體展布具有明顯的水下分流河道沉積特征，呈條帶狀展布，長82油層儲層平面非均質(zhì)性強于長81油層。

3.3.2砂體物性平面展布特征

通過對巖心及測井資料的分析，合水油田長8油層組儲層整體上表現(xiàn)為低孔、超低滲特征。合水油田長8油層組儲層孔隙度主要分布于6.86%～12.63%(平均9.93%)，滲透率分布于0.003～1.4mD(平均0.24mD)。總體來講，合水油田長8油層組儲層砂巖孔隙度、滲透率平面分布變化大，儲層非均質(zhì)性強。

4結(jié)論

1)合水油田長8油層組儲層砂巖滲透率垂向上變化大，具有明顯的韻律性，韻律類型主要以復(fù)合韻律為主；層內(nèi)普遍發(fā)育有不穩(wěn)定的泥質(zhì)夾層，增大了垂直方向上滲透率的變化；結(jié)合滲透率變異系數(shù)、突進系數(shù)、級差等參數(shù)的計算與統(tǒng)計，合水油田長8油層組儲層層內(nèi)以強非均質(zhì)型為主。

2)區(qū)內(nèi)長8油層組儲層單井鉆遇砂層數(shù)較大，單層砂體厚度較小，隔層較為發(fā)育，儲層層間非均質(zhì)性強。

3)研究區(qū)長8油層組的2個油層砂體平面展布規(guī)律具有明顯的水下分流河道沉積特征，砂體呈條帶狀展布，孔隙度、滲透率平面分布變化大，平面非均質(zhì)性強。

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[編輯]鄧磊

[文獻標志碼]A

[文章編號]1673-1409(2016)5-0010-05

[中圖分類號]TE122.2

[作者簡介]高永亮(1990-)，男，碩士生，現(xiàn)主要從事儲層沉積學(xué)方面的學(xué)習(xí)與研究；通信作者：文志剛，wzg728@sina.com。

[收稿日期]2015-10-05

[引著格式]高永亮，文志剛.鄂爾多斯盆地合水油田長8油層組儲層宏觀非均質(zhì)特征研究[J].長江大學(xué)學(xué)報(自科版), 2016,13(5):10～14.