長(zhǎng)8儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征對(duì)可動(dòng)流體的影響

雒 斌，孫 衛(wèi)，呂 可

（1.西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710069；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第八采油廠，陜西西安 710018）

長(zhǎng)8儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征對(duì)可動(dòng)流體的影響

雒 斌1，孫 衛(wèi)1，呂 可2

（1.西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710069；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第八采油廠，陜西西安 710018）

鄂爾多斯盆地板橋-合水地區(qū)儲(chǔ)層物性差、滲流機(jī)理復(fù)雜，制約了對(duì)該區(qū)塊的勘探開(kāi)發(fā)。通過(guò)對(duì)鑄體薄片、高壓壓汞、SEM、恒速壓汞和核磁共振等數(shù)據(jù)的研究歸納，總結(jié)了該地區(qū)主力油層長(zhǎng)8儲(chǔ)層的微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征和儲(chǔ)層流體微觀賦存狀態(tài)及其可流動(dòng)性的影響。結(jié)果表明：長(zhǎng)8儲(chǔ)層砂巖類(lèi)型為巖屑長(zhǎng)石砂巖，孔隙類(lèi)型為粒間孔和溶蝕孔，主要孔喉組合類(lèi)型為粒間孔-溶孔，黏土含量高。孔隙類(lèi)型、黏土礦物、喉道半徑和孔喉比影響可動(dòng)流體，其中喉道半徑和孔喉比對(duì)儲(chǔ)層可動(dòng)流體飽和度起主要影響作用。

鄂爾多斯盆地；板橋-合水地區(qū)；長(zhǎng)8儲(chǔ)層；微觀孔隙結(jié)構(gòu)；滲流能力

Key words：Ordos basin；Banqiao-Heshui area；Chang 8 reservoir；micro-pore structure；seepage ability

位于鄂爾多斯盆地西南部的板橋-合水地區(qū)，構(gòu)造穩(wěn)定，在西傾背景下僅發(fā)育小型鼻狀隆起構(gòu)造，頂面構(gòu)造繼承性良好，以巖性油藏為主，儲(chǔ)集層砂體為三角洲前緣砂體和半深湖濁積砂體。經(jīng)過(guò)近些年勘探開(kāi)發(fā)，前人對(duì)該區(qū)沉積相及砂體展布規(guī)律等做過(guò)大量研究，但對(duì)于長(zhǎng)8儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)及滲流特性的研究還不足。因此，有必要以目的層基礎(chǔ)地質(zhì)特征研究為基礎(chǔ)，結(jié)合微觀孔隙結(jié)構(gòu)和滲流能力研究，全面深入對(duì)研究區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層進(jìn)行精細(xì)評(píng)價(jià)，為油田提高產(chǎn)量提供地質(zhì)依據(jù)，并且對(duì)提高低滲透致密儲(chǔ)層采收率具有重大意義[1-4]。筆者主要通過(guò)鑄體薄片、掃描電鏡、核磁共振、恒速壓汞技術(shù)、高壓壓汞等實(shí)驗(yàn)技術(shù)來(lái)獲取參數(shù)，對(duì)研究區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層的滲流能力和可動(dòng)流體賦存特征的影響因素進(jìn)行分析研究。

1 研究區(qū)儲(chǔ)層基本特征

1.1 巖石學(xué)特征

通過(guò)碎屑巖薄片鑒定統(tǒng)計(jì)，并結(jié)合實(shí)際巖心觀察，板橋-合水長(zhǎng)8儲(chǔ)層巖屑長(zhǎng)石砂巖含量最多，碎屑成分主要是長(zhǎng)石、石英。其中長(zhǎng)石含量較高，平均含量31%；石英含量比長(zhǎng)石含量低，平均含量28.7%；巖屑含量低，平均含量21.2%（見(jiàn)圖1）。

圖1 長(zhǎng)8儲(chǔ)層巖石類(lèi)型及成分圖Fig．1 Rock type and composition diagram of Chang 8 reservoir

整體上長(zhǎng)8儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)成熟度不高，主要為中砂-細(xì)砂巖，粒徑主要介于0.1 mm～0.5 mm，礦物碎屑顆粒分選較好，磨圓程度差，主要為次棱角，分選性中等-好，反映了搬運(yùn)距離較遠(yuǎn)和水動(dòng)力較強(qiáng)。砂巖膠結(jié)類(lèi)型主要為加大-孔隙、孔隙、孔隙-薄膜膠結(jié)，三者所占比例分別為12.7%～21.4%、14.6%～34.9%、9.6%～34.4%，以顆粒支撐為主，相互之間線狀接觸，由于研究區(qū)壓實(shí)作用強(qiáng)烈，局部可見(jiàn)凹凸接觸關(guān)系。黏土礦物含量高，綠泥石最發(fā)育[5]。

表1 板橋-合水地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層物性統(tǒng)計(jì)表Tab.1 Test report on physical properties of Chang 8 reservoir in Banqiao-Heishui area

1.2 儲(chǔ)層物性特征

孔隙度反映儲(chǔ)層巖石儲(chǔ)集能力大小，滲透率反映儲(chǔ)層巖石的滲流能力大小。儲(chǔ)層的物性隨著沉積、成巖作用的變化而發(fā)生改變。儲(chǔ)層物性（見(jiàn)表1）的好壞直接決定了儲(chǔ)層的孔滲能力，從而影響了含油氣性。通過(guò)研究收集整理巖心物性數(shù)據(jù)，長(zhǎng)8儲(chǔ)層孔隙度最小為8.24%，最大為58.81%，平均值9.13%；長(zhǎng)8儲(chǔ)層滲透率最小為0.03×10-3μm2，最大為81.83×10-3μm2，平均為0.46×10-3μm2。由表1可見(jiàn)，小層中長(zhǎng)81滲透率好于長(zhǎng)82。

依據(jù)我國(guó)油藏評(píng)價(jià)的石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的砂巖儲(chǔ)層級(jí)別的劃分標(biāo)準(zhǔn)，參照上述統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，板橋-合水地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層屬于典型的低孔-特低孔、超低滲砂巖儲(chǔ)層[6]。

2 儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征

圖2 研究區(qū)所選樣品微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征Fig.2 Microstructure characteristics of selected samples in the study area

觀察分析板橋-合水地區(qū)的鑄體薄片和掃描電鏡，長(zhǎng)8儲(chǔ)層的孔隙類(lèi)型主要是粒間孔，其次為溶蝕孔（包括長(zhǎng)石溶孔、少量巖屑溶孔），較少發(fā)育微裂縫和晶間孔。孔隙組合以微孔、粒間孔、溶孔-粒間孔組合為主，其他類(lèi)型少見(jiàn)[7，8]。片狀、彎片狀喉道在研究區(qū)發(fā)育較多，其他類(lèi)型較為少見(jiàn)，喉道整體較細(xì)小，孔喉之間相互連通能力差，喉道配位數(shù)較低，滲流能力較差。該地區(qū)儲(chǔ)層孔喉類(lèi)型為細(xì)孔喉和微細(xì)孔喉。

選取板橋-合水地區(qū)3個(gè)樣品（1號(hào)樣品Z117，2號(hào)樣品Z144，3號(hào)樣品B24）進(jìn)行分析，深入研究了該地區(qū)的儲(chǔ)層微觀孔隙特征。

2.1 微觀孔隙結(jié)構(gòu)成因

1號(hào)樣品孔隙以殘余粒間孔為主，粒間孔為3.2%，溶蝕孔為1%。成巖自生礦物由伊利石、綠泥石等黏土礦物組成，大多包裹在顆粒孔隙之間。綠泥石膠結(jié)方式為孔隙襯邊，此膠結(jié)方式一定程度上破壞了原生粒間孔，與此同時(shí)包裹在顆粒外部的綠泥石膜使早期儲(chǔ)層內(nèi)碎屑顆粒的抗壓實(shí)能力加大，在一定程度上又保護(hù)了原始孔隙不被壓實(shí)[9，10]。因此，綠泥石膠結(jié)既可以破壞又可以保護(hù)儲(chǔ)層物性。

2號(hào)樣品孔隙發(fā)育殘余粒間孔，粒間孔為2.1%，溶蝕孔為0.8%。成巖自生礦物由伊利石、綠泥石等黏土礦物及沸石、碳酸鹽礦物組成，呈孔隙充填式及襯墊式產(chǎn)出。綠泥石多充填粒間孔和溶蝕孔，因?yàn)榫G泥石的包裹，一定水平上減小了孔隙大小和喉道半徑，但同時(shí)又能抑制上覆壓力，提供抗壓實(shí)能力，使顆粒表面很大程度上避免了其他黏土礦物形成，抑制了原生孔隙的大量減少[11，12]。

3號(hào)樣品溶蝕孔多于粒間孔，粒間孔為0.9%，溶蝕孔為2.4%。成巖自生礦物由伊利石、綠泥石、高嶺石等黏土礦物組成，呈孔隙充填式及襯墊式產(chǎn)出。高嶺石一般呈良好自形晶形態(tài)充填在孔隙中，形成大量的晶間孔，既減少了孔隙空間，又使喉道變得迂回曲折，使流體滲流能力降低。石英加大的出現(xiàn)也對(duì)儲(chǔ)層物性起抑制作用，減少了儲(chǔ)集空間和孔隙結(jié)構(gòu)，降低了滲流能力[13，14]見(jiàn)圖2）。

2.2 高壓壓汞研究微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征

通過(guò)對(duì)毛管壓力曲線分析可知板橋-合水地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層最大連通孔喉半徑在0.25 μm～3.92 μm，平均為1.21 μm，平均中值半徑為0.112 μm。表明該地區(qū)孔喉較細(xì)。平均排驅(qū)壓力為0.955 MPa，平均中值壓力為11.37 MPa，說(shuō)明儲(chǔ)集空間及滲流能力差。

1、2、3號(hào)樣品排驅(qū)壓力分別為0.72 MPa、0.46 MPa、1.16 MPa；中值壓力分別為4.09 MPa、6.4 MPa、5.97 MPa；最大連通孔喉半徑和中值孔喉半徑分別為0.12 μm和0.18 μm、1.61 μm和0.13 μm、0.63 μm和0.12 μm，孔隙發(fā)育均差（見(jiàn)表2、圖3）。

通過(guò)對(duì)表2和圖3的觀察可以得到：排驅(qū)壓力低，孔隙度滲透率升高，巖石物性好。中值壓力越大，中值孔喉半徑就越小，表明巖石的孔滲特性越差。3個(gè)樣品中喉道半徑、孔滲特性和儲(chǔ)集能力最好的是1號(hào)樣品，其次是2號(hào)樣品，最差的是3號(hào)樣品。

表2 高壓壓汞實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.2 Results of high pressure mercury injection

圖3 板橋-合水地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層巖樣毛管壓力曲線圖Fig.3 Curve of capillary pressure of Chang 8 reservoir in Banqiao-Heishui area

2.3 恒速壓汞研究微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征

通過(guò)利用恒速壓汞所測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可直接表征孔隙體積、喉道體積，在獲得孔隙、喉道參數(shù)的同時(shí)，還能求得孔喉比。

1、2、3號(hào)樣品按照恒速壓汞曲線能獲得喉道半徑分布范圍較廣，分別為0.2 μm～3.8 μm、0.2 μm～2.4 μm、0.1 μm～1.5 μm；主要喉道分布依次為0.4 μm～1.0 μm、0.4 μm～1.0 μm、0.3 μm～1.0 μm；孔隙半徑主要分布在100 μm～150 μm，孔喉比主要分布范圍依次為60～400、60～400、100～500（見(jiàn)圖4～圖6）。

圖4 喉道半徑分布Fig.4 The throat radius frequency distribution

圖5 孔隙半徑分布Fig.5 The pore radius frequency distribution

圖6 孔喉比分布Fig.6 The pore throat frequency distribution

根據(jù)對(duì)比3個(gè)樣品的孔喉比和滲透率大小，可以初步得出當(dāng)樣品的物性基本相同時(shí)，儲(chǔ)層中流體的滲流能力與孔喉比的關(guān)系，即孔喉比越小，儲(chǔ)層的滲流能力相對(duì)較好。

表3 X衍射實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果Tab.3 Results of X-ray diffraction

3 儲(chǔ)層微觀孔隙流體特征

為了研究微觀孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)可動(dòng)流體特征的影響，在進(jìn)行了微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征研究之后，對(duì)這3塊樣品進(jìn)行核磁共振研究其可動(dòng)流體特征[17，18]。

1號(hào)樣品T2譜頻率分布呈雙峰式，左峰面積明顯大于右峰，可動(dòng)流體飽和度為36.76%，束縛水飽和度為60.12%；2號(hào)樣品T2譜頻率分布與1號(hào)樣品類(lèi)似，也呈明顯的雙峰式且右峰面積小于左峰，可動(dòng)流體飽和度為33.95%，束縛水飽和度為66.05%。3號(hào)樣品T2譜頻率分布呈不對(duì)稱(chēng)單峰，其弛豫時(shí)間界限值左側(cè)面積明顯大于右側(cè)面積，表明束縛水飽和度極大，達(dá)到72.23%，可動(dòng)流體飽和度僅為27.77%（見(jiàn)圖7）。

概括看來(lái)，由于3塊樣品的微觀孔隙結(jié)構(gòu)不同影響3塊樣品的可動(dòng)流體飽和束縛水飽和度存在差異（見(jiàn)表4）。

圖7 長(zhǎng)8儲(chǔ)層T2曲線Fig.7 T2curves of Chang 8 reservoir

4 微觀孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)可動(dòng)流體的影響

通過(guò)對(duì)儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)的研究，對(duì)可動(dòng)流體的影響因素進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)3塊樣品的微觀孔隙結(jié)構(gòu)影響著可動(dòng)流體飽和度的變化：對(duì)比三個(gè)樣品，1號(hào)樣品的粒間孔大于2、3，同時(shí)滲流特性好，壓實(shí)作用使原生粒間孔減少，同時(shí)降低了滲流特性，雖然3號(hào)樣品溶蝕孔大，但粒間孔發(fā)育少。由此表明，儲(chǔ)層的孔隙類(lèi)型對(duì)孔隙流體的滲流性能具有顯著的主導(dǎo)作用，同時(shí)粒間孔對(duì)孔隙的影響作用大于溶蝕孔。自身黏土礦物的膠結(jié)作用對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)有著破壞和建設(shè)作用，隨著黏土礦物含量的增高，對(duì)孔隙充填程度的增大，孔隙空間減小，滲流通道受阻。分析表2、表3和表4，可得孔喉大小影響是可動(dòng)流體的飽和度的主控因素，其次黏土礦物種類(lèi)和含量也會(huì)對(duì)其造成影響[8]。通過(guò)高壓和恒速壓汞資料所做的孔隙半徑分布和喉道半徑分布發(fā)現(xiàn)，在孔隙半徑分布圖中，三條曲線基本重合，喉道半徑和孔喉比卻差異明顯，而3個(gè)樣品滲流能力差異明顯，表明喉道半徑和孔喉比是控制流體滲流的關(guān)鍵微觀因素。能力喉道的發(fā)育程度主導(dǎo)了孔隙之間的連通性，通過(guò)對(duì)滲透率的影響進(jìn)而決定了流體的滲流能力。

5 結(jié)論

（1）板橋-合水地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層砂巖類(lèi)型主要為巖屑長(zhǎng)石砂巖，顆粒度級(jí)中砂-細(xì)砂、磨圓較差、呈次棱角狀、分選中等-好，膠結(jié)方式以加大-孔隙式膠結(jié)、孔隙膠結(jié)和孔隙-薄膜膠結(jié)為主，顆粒之間多為線狀接觸，孔隙類(lèi)型為粒間孔和溶蝕孔，主要孔喉組合類(lèi)型為粒間孔-溶孔，黏土礦物含量高，其中綠泥石發(fā)育最多，整體上長(zhǎng)8儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)成熟度不高，可判定為低孔-特低孔、超低滲砂巖儲(chǔ)層。

表4 核磁共振實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.4 The results of nuclear magnetic resonance

（2）板橋-合水地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層孔喉類(lèi)型、黏土礦物含量、孔喉大小、喉道半徑和孔喉比等微觀孔隙結(jié)構(gòu)影響著滲透率從而決定了可動(dòng)流體飽和度的大小，其中喉道半徑和孔喉比對(duì)可動(dòng)流體飽和起主導(dǎo)作用。

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長(zhǎng)慶采氣一廠天然氣產(chǎn)量破20億立方米

5月6日，長(zhǎng)慶油田采氣一廠一季度天然氣產(chǎn)量突破20億立方米，達(dá)到20.905 4億立方米，完成年目標(biāo)任務(wù)的26.8%。

立足“三全”管理方法，今年，采氣一廠以天然氣生產(chǎn)為中心，按照年度、月度和周計(jì)劃3個(gè)層次，抓住生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，綜合考慮全年任務(wù)目標(biāo)、檢修技改及氣井生產(chǎn)能力，通過(guò)合理安排時(shí)間、優(yōu)選施工隊(duì)伍、規(guī)范作業(yè)程序等多項(xiàng)措施，統(tǒng)籌安排階段性重點(diǎn)工作，合理把握生產(chǎn)節(jié)奏，科學(xué)組織生產(chǎn)，為生產(chǎn)組織贏得了主動(dòng)。

這個(gè)廠充分發(fā)揮生產(chǎn)指揮調(diào)度系統(tǒng)的組織、協(xié)調(diào)和監(jiān)控作用，系統(tǒng)核實(shí)氣井配產(chǎn)、管網(wǎng)集輸、凈化處理能力，對(duì)于系統(tǒng)中的壓力節(jié)點(diǎn)、無(wú)控制部位等關(guān)鍵部位，有針對(duì)性地開(kāi)展各類(lèi)應(yīng)急演練，全力確保生產(chǎn)運(yùn)行安全受控。各作業(yè)區(qū)對(duì)管轄氣井實(shí)施精細(xì)管理，將天然氣產(chǎn)量安排細(xì)化到每一口井。同時(shí)，地質(zhì)、工藝科研部門(mén)摸清每口氣井生產(chǎn)特點(diǎn)，深挖單井潛力，加強(qiáng)對(duì)每口氣井生產(chǎn)規(guī)律分析，加大工藝技術(shù)攻關(guān)力度，大力推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，提升開(kāi)發(fā)效益。采取泡排、氣舉等排水采氣措施增產(chǎn)，促使高產(chǎn)井穩(wěn)產(chǎn)，低產(chǎn)井上產(chǎn)，關(guān)停井復(fù)產(chǎn)。一季度，這個(gè)廠措施井累計(jì)增產(chǎn)天然氣7 795.5萬(wàn)立方米。

（摘自中國(guó)石油新聞中心2017-05-09）

Effect of micro-pore structure on the movable fluid in Chang 8 reservoir

LUO Bin1，SUN Wei1，LV Ke2
（1.Department of Geology/State Key Laboratory of Continental Dynamics，Northwest University，Xi'an Shanxi 710069，China；2.Oil Production Plant 8 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710018，China）

The reservoirs in Banqiao-Heshui area of Ordos basin have poor physical properties and complex seepage mechanism,which restricts the exploration and development of the block.Based on the study of the data such as cast sheet,high pressure mercury,SEM,constant pressure mercury and NMR,the microscopic pore structure characteristics and the microscopic occurrence of reservoir fluid in the Chang 8 reservoir are summarized.The impact of liquidity.The results show that the sandstone type of Chang 8 reservoir is lithic feldspar sandstone,and the pore type is intergranular pore and dissolution pore.The main pore throat combination type is intergranular pore-pore and clay content.Pore type,clay mineral,throat radius and pore throat ratio of the movable fluid,in which the throat radius and pore throat ratio play a major role in the reservoir fluid saturation.

TE122.23

A

1673-5285（2017）05-0110-06

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.05.027

2017－04-10

雒斌（1992-），在讀碩士研究生，現(xiàn)主要從事油氣田開(kāi)發(fā)方面的工作。