鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)山1段致密砂巖儲(chǔ)層特征及影響因素

葉 超，潘乃豪，李 強(qiáng)，李富強(qiáng)

(長(zhǎng)慶油田分公司 隴東天然氣項(xiàng)目部，甘肅 慶城 745100)

隴東地區(qū)位于鄂爾多斯盆地西南部(地理位置如圖1)，天然氣勘探評(píng)價(jià)始于2013年，開(kāi)發(fā)時(shí)間較晚，目前處于評(píng)價(jià)階段。經(jīng)過(guò)近7年的勘探評(píng)價(jià)，隴東地區(qū)天然氣產(chǎn)層主要為山1、盒8、馬家溝。慶城縣境內(nèi)主要發(fā)育山1段砂體，儲(chǔ)層埋藏深度大，層系單一，砂體垂向厚度較薄，受曲流河沉積環(huán)境控制，砂體橫向展布范圍較小，儲(chǔ)層物性較差。由于開(kāi)發(fā)時(shí)間較短，針對(duì)儲(chǔ)層系統(tǒng)性研究資料較少，儲(chǔ)層致密性原因有待確定，含氣有利區(qū)面積尚不明確，鉆井工藝及儲(chǔ)層改造主要借鑒蘇里格氣田相關(guān)技術(shù)參數(shù)，實(shí)施效果較差，嚴(yán)重制約著隴東地區(qū)天然氣開(kāi)發(fā)進(jìn)度。鑒于此，筆者對(duì)山1段儲(chǔ)層特征進(jìn)行深入研究，分析巖石學(xué)特征、物性特征及儲(chǔ)層影響因素，以期對(duì)儲(chǔ)層改造及天然氣生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

1 巖石學(xué)特征

依據(jù)薄片鑒定及巖心觀察，隴東地區(qū)山1段致密砂巖巖性主要以石英砂巖、巖屑石英砂巖為主(圖2)。巖屑成分以火成巖和變質(zhì)巖為主，總體含量為5%～20%，平均含量15.3%。其中火成巖屑含量為0～3%，主要為噴發(fā)巖、隱晶巖及花崗巖等；變質(zhì)巖屑主要有石英巖、片巖、片麻巖及千枚巖等；沉積巖屑多見(jiàn)粉砂巖及泥巖巖屑。

圖1 研究區(qū)地理位置

填隙物組分以水云母、硅質(zhì)、高嶺石為主，方解石、鐵方解石和鐵白云石次之，綠泥石含量最少。由于儲(chǔ)層的非均質(zhì)性影響，不同區(qū)域含量變化較大。研究區(qū)砂巖普遍含有雜基，主要為高嶺石、水云母和凝灰質(zhì)，其中水云母含量最高，約為8.5%，高嶺石含量次之，約為1.1%，凝灰質(zhì)含量最少約為0.4%。硅質(zhì)膠結(jié)物在山1段普遍存在，平均含量為4.5%，其形態(tài)和產(chǎn)狀以孔隙式充填和環(huán)邊加大為主。

第一層，“遠(yuǎn)以神行”，“而神無(wú)候”，神是沒(méi)有節(jié)奏的，難以把握的，是自由的。它可以是彈琴者自由的想象，可以是對(duì)世界的認(rèn)識(shí)，也可以是對(duì)自我的宣泄。

砂巖粒度以中砂巖為主，分選中等，磨圓度差，以次棱為主，接觸方式為線狀和近鑲嵌狀。砂巖的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度均不高，說(shuō)明碎屑顆粒經(jīng)過(guò)一定距離的搬運(yùn)，未經(jīng)受充分的改造，為近源沉積。

圖2 山1段巖石類(lèi)型三角投點(diǎn)圖

2 物性特征

儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)特征主要為孔隙和喉道特征。喉道控制孔隙的儲(chǔ)集性和滲透性，其形狀和大小主要受巖石碎屑顆粒的接觸關(guān)系、形態(tài)大小、膠結(jié)類(lèi)型的影響，對(duì)儲(chǔ)集性能起著重要的影響作用[2-5]。山1段儲(chǔ)層埋藏深度大、地層壓力高、壓實(shí)作用強(qiáng)烈，受以上因素影響，喉道類(lèi)型主要以片狀、束狀為主。對(duì)40余塊巖樣進(jìn)行壓汞試驗(yàn)分析，排驅(qū)壓力分布在0.34～3.73 MPa之間，平均值為1.51 MPa；中值壓力分布在1.09～10.59 MPa之間，平均為4.55 MPa；中值喉道半徑分布在0.02～0.91 μm之間，平均為0.20 μm，反映出排驅(qū)壓力低、孔喉連通性較好、喉道半徑較小的特點(diǎn)。壓汞曲線平臺(tái)特征較為明顯，整體上孔喉分選較好，屬于典型的低滲、低孔毛管壓力曲線(圖5)。

分析：譯者在翻譯中給原來(lái)的原語(yǔ)信息增加了動(dòng)名詞”felling”這個(gè)詞語(yǔ)，有其道理。本則寓言講述的是某人在鄰居的慫恿下把自家干枯的梧桐樹(shù)砍掉，之后才發(fā)現(xiàn)鄰居是想要把梧桐樹(shù)當(dāng)柴火用的故事。故事的主要內(nèi)容不是描述一棵樹(shù)，而是通過(guò)一棵樹(shù)如何被砍掉而展露陰險(xiǎn)的人心。所以，譯者加入詞匯”Felling”以描繪故事的動(dòng)態(tài)過(guò)程來(lái)充實(shí)語(yǔ)境，既完整地保留了原語(yǔ)的內(nèi)容和思想又能讓譯語(yǔ)讀者感到生動(dòng)的故事氣息。

圖3 山1段儲(chǔ)層孔隙度-滲透率相關(guān)性圖

3 孔隙類(lèi)型和結(jié)構(gòu)特征

3.1 孔隙類(lèi)型

次生孔隙：由于山1段砂巖埋藏深度大，歷經(jīng)多期沉積，儲(chǔ)層的壓溶作用、膠結(jié)作用和壓實(shí)作用較為強(qiáng)烈，造成碎屑巖顆?；ハ鄶D壓和溶蝕，原生孔隙破壞嚴(yán)重，次生孔隙種類(lèi)增多、所占比例增大。早期主要是由于成巖過(guò)程中的石英次生加大及和方解石對(duì)原生孔隙的填充與膠結(jié)，使得原生孔隙空間嚴(yán)重縮小。在成巖作用中后期，由于沉積環(huán)境改變，地層壓力的增大及溫度的升高，造成部分巖屑發(fā)生蝕變，形成粒內(nèi)溶孔及粒間溶孔等次生孔隙。次生孔隙的形成，彌補(bǔ)了由于原生孔隙被破壞后損失的孔隙空間，大大改善了儲(chǔ)集性能。

2007—2017年世界紙漿出口額排名前5位的國(guó)家除2008年芬蘭位居第5外始終被加拿大、美國(guó)、巴西、瑞典和智利占據(jù)，2007年依次為加拿大、美國(guó)、巴西、瑞典和智利，2017年為加拿大、巴西、美國(guó)、智利和瑞典。加拿大始終占據(jù)第1位，但世界占比基本呈穩(wěn)定下降態(tài)勢(shì)，從2007年的25%下降至2017年的18%;美國(guó)和巴西交替占據(jù)第2或第3位置，且多數(shù)年份世界占比差距不大;瑞典和智利則輪流居第4或第5位，同樣世界占比差距較小。

原生孔隙：巖石在沉積過(guò)程中形成的孔隙，由于機(jī)械壓實(shí)作用和礦物膠結(jié)作用，孔隙逐漸縮小。山1段儲(chǔ)層埋藏深，平均埋藏深度在4300 m，壓實(shí)作用強(qiáng)烈，原生孔隙主要為殘余原生粒間孔，即經(jīng)過(guò)機(jī)械壓實(shí)作用和自生礦物充填后所剩余的孔隙，所占比例少。

ZT1井，4388 m，巖屑溶孔 QT1井，4262.3 m，晶間孔 ZT1井，4387 m，溶孔

圖4山1段巖石孔隙類(lèi)型

根據(jù)鑄體薄片、巖石薄片和掃描電鏡觀察分析，研究區(qū)內(nèi)山1段砂巖裂縫不發(fā)育，儲(chǔ)集空間主要為孔隙，包含原生孔隙和次生孔隙。原生孔隙主要為晶間孔和粒間孔，次生孔隙主要為粒間溶孔和巖屑溶孔，晶間孔(圖4)在每口井中均發(fā)育，但所占比例大多數(shù)小于1%；在部分井中粒間孔所占比例較高；巖屑溶孔均為0.5或1%。

3.2 孔隙結(jié)構(gòu)特征

滲透率與孔隙度是油氣運(yùn)移通道和儲(chǔ)存場(chǎng)所，其大小直接影響著儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能[1]。巖心資料及測(cè)井解釋成果分析顯示，山1段孔隙度分布范圍在0.02～12.14%，平均5.6%；滲透率分布范圍在0.004～2.367 mD，平均0.213 mD。孔隙度大于8%的樣品約占12%，滲透率小于0.3 mD的樣品占75%；而蘇里格氣田山1段砂體平均孔隙度為8.1%，平均滲透率為0.31 mD，與蘇里格氣田相比，隴東地區(qū)山1段砂巖物性更差，巖性更為致密，表現(xiàn)出“特低孔、特低滲”的特征，是典型的致密砂巖儲(chǔ)層，因此在儲(chǔ)層改造過(guò)程中應(yīng)適當(dāng)增大壓裂砂用量，使儲(chǔ)層改造充分，增加裂縫長(zhǎng)度。分析表明，研究區(qū)儲(chǔ)層滲透率隨孔隙度增大而增大，二者之間呈現(xiàn)出一定正相關(guān)性，成指數(shù)關(guān)系，可作為確定儲(chǔ)層物性下限的重要依據(jù)(如圖3)。

圖5 山1段儲(chǔ)層壓汞曲線

4 儲(chǔ)層影響因素

a.機(jī)械壓實(shí)作用：研究區(qū)儲(chǔ)層埋藏深度大，壓實(shí)作用強(qiáng)烈，使大部分原生孔隙遭到破壞，是造成儲(chǔ)層致密、孔隙度及滲透率低的主要原因。由于強(qiáng)烈的壓實(shí)作用，碎屑顆粒之間以線接觸為主，部分碎屑顆粒呈現(xiàn)點(diǎn)-線接觸。碎屑顆粒中，石英抗壓能力最強(qiáng)，巖屑抗壓能力最弱。與烏審旗、神木、靖邊等地區(qū)相比，研究區(qū)砂巖中石英含量相對(duì)最低、巖屑含量相對(duì)較高、儲(chǔ)層埋藏深度最大，因此，受壓實(shí)作用破壞程度最高，儲(chǔ)層最為致密。

4.1 物源影響因素

研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地西南部，南緣剝蝕古陸形成于早古生代的加里東運(yùn)動(dòng)。根據(jù)巖石薄片資料統(tǒng)計(jì)，鄂爾多斯盆地山西組巖性以石英砂巖為主。在南、北物源的影響區(qū)域內(nèi)，母巖的組成具有明顯的分帶性，礦物組分特征也明顯不同：北部定邊—惠安堡一帶，石英含量為80%～95%，長(zhǎng)石總體含量較低，為0～2%，巖屑含量為5%～20%，其中火成巖屑含量為0～3%，變質(zhì)巖屑含量為0.7%～11%，主要有石英巖、片巖、片麻巖及千枚巖等，沉積巖屑含量為0～2.5%，以粉砂巖、泥巖巖屑多見(jiàn)；南部慶陽(yáng)—西峰一帶，石英含量為73%～97.8%，長(zhǎng)石含量為0～3%，平均值為2.7%，巖屑含量為0～10%，其中火成巖屑含量低，多為0～2.7%，變質(zhì)巖巖屑含量為1%～6%，沉積巖巖屑含量為0。鄂爾多斯盆地受到來(lái)自于西部、東部、西南部和東南部多個(gè)方向沉積物的供給。研究區(qū)輕礦物組成中石英含量較高，自二道溝到研究區(qū)石英含量逐漸增多，長(zhǎng)石發(fā)育較少，與研究區(qū)東北方向巖石輕礦物特征對(duì)比石英含量略少。因此，以石英含量變化分析，研究區(qū)沉積物來(lái)源于盆地西南部方向。

由于石英含量對(duì)儲(chǔ)層物性影響較大，砂巖儲(chǔ)層隨著石英含量越高物性物性越好，反之則越差。根據(jù)不同區(qū)域巖屑礦物成分統(tǒng)計(jì)(表1)，盆地北部蘇里格地區(qū)以巖屑石英砂巖為主，其次為巖屑砂巖，石英含量最高，達(dá)到82.9%，儲(chǔ)層物性最好；盆地西南部隴東地區(qū)石英含量較低，儲(chǔ)層物性也略差于蘇里格地區(qū)。

表1 鄂爾多斯盆地不同區(qū)域礦物特征及含量對(duì)比

4.2 成巖作用影響

成巖作用是影響儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的最重要因素，包括破壞性成巖作用和建設(shè)性成巖作用。研究區(qū)山1段砂體平均埋藏深度4300 m，是鄂爾多斯盆地天然氣埋藏最深的儲(chǔ)層，平均原始地層壓力達(dá)到40 MPa。因此，研究區(qū)影響儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的破壞性成巖作用主要為機(jī)械壓實(shí)作用和膠結(jié)作用，建設(shè)性成巖作用主要為后期的溶蝕作用。

4.2.1 破壞性成巖作用

目前除了金融類(lèi)和綜合類(lèi)院校開(kāi)設(shè)國(guó)際貿(mào)易專(zhuān)業(yè)，很多農(nóng)林院校、理工類(lèi)院校、師范院校以及外語(yǔ)院校等都開(kāi)設(shè)了國(guó)際貿(mào)易專(zhuān)業(yè)，因此學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈。除了銀行、傳統(tǒng)外貿(mào)企業(yè)等就業(yè)領(lǐng)域，跨境電商無(wú)疑是國(guó)際貿(mào)易專(zhuān)業(yè)學(xué)生就業(yè)的又一重要領(lǐng)域。因?yàn)殡m然跨境電子商務(wù)兼具國(guó)際貿(mào)易和電子商務(wù)的特點(diǎn)，但其核心是國(guó)際貿(mào)易，實(shí)際上是國(guó)際貿(mào)易隨著時(shí)代的發(fā)展和科技水平的提高，在與電子商務(wù)進(jìn)行結(jié)合之后出現(xiàn)了新特征而已。招聘跨境電商人員時(shí)，企業(yè)更傾向于選擇國(guó)際貿(mào)易專(zhuān)業(yè)的人才。

儲(chǔ)層形成的影響因素主要受母巖性質(zhì)、成巖作用及沉積相環(huán)境綜合作用，而母巖性質(zhì)取決于物源。在不同階段的成巖作用對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的影響因素各有差別，沉積相環(huán)境對(duì)巖石顆粒大小及含量具有重要影響作用，進(jìn)而影響了儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能[6-8]。

b.膠結(jié)作用：主要指在成巖過(guò)程中，由于孔隙水的沉淀而形成的一些粘土礦物及碳酸鹽對(duì)碎屑顆粒所起的膠結(jié)作用，是破壞原生粒間孔隙、使原生粒間孔孔隙縮小、造成儲(chǔ)層致密的重要因素之一。隴東地區(qū)山1段儲(chǔ)層大多數(shù)硅質(zhì)膠結(jié)物以圍繞碎屑石英邊緣生長(zhǎng)的方式存在，逐漸加大和增厚最終充填堵塞一部分粒間孔隙，偶爾可見(jiàn)自形錐狀石英晶體充填堵塞一部分原生或次生粒間孔隙。碳酸鹽膠結(jié)物主要包括方解石、白云石、鐵方解石、鐵白云石及菱鐵礦，多以粒間膠結(jié)物、交代物或次生孔隙內(nèi)充填物的形式出現(xiàn)，占據(jù)了孔隙的位置，縮小或堵塞喉道，降低了巖石的孔隙度和滲透率，使儲(chǔ)層物性變差，隨著碳酸鹽膠結(jié)物含量的增加，孔隙度呈減小的趨勢(shì)。研究表明，石英次生加大和碳酸鹽巖膠結(jié)是山1段儲(chǔ)層更加致密的原因之一。

以往的課題研究的對(duì)象都以專(zhuān)業(yè)教師為主，而本課題將對(duì)專(zhuān)業(yè)教師與學(xué)生的關(guān)系、專(zhuān)業(yè)教師與思想政治教育工作者的關(guān)系以及思想政治教育工作者和學(xué)生的關(guān)系進(jìn)行分析研究，帶動(dòng)師生關(guān)系的全方位構(gòu)建，建立彼此間聯(lián)系，讓師生關(guān)系最優(yōu)化，德育效果最優(yōu)化。這就可以建立一項(xiàng)“三方”互評(píng)制度，學(xué)生評(píng)專(zhuān)業(yè)老師、學(xué)生評(píng)輔導(dǎo)員、輔導(dǎo)員評(píng)專(zhuān)業(yè)老師、專(zhuān)業(yè)老師評(píng)輔導(dǎo)員的互評(píng)制度，通過(guò)互評(píng)機(jī)制帶動(dòng)專(zhuān)業(yè)教師與思想政治教育工作者的共同協(xié)作，這樣更有利于構(gòu)建良好的 “三點(diǎn)關(guān)系”。

4.2.2 建設(shè)性成巖作用

建設(shè)性成巖作用主要是指對(duì)儲(chǔ)層孔隙發(fā)育有貢獻(xiàn)的成巖作用，如溶蝕作用、交代蝕變等成巖作用，形成的次生孔隙改善了儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能。晚期溶蝕作用主要是烴源巖中有機(jī)質(zhì)在熱演化過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)酸，使孔隙介質(zhì)呈現(xiàn)弱酸性環(huán)境，使碳酸鹽及硅酸鹽等與酸呈弱反應(yīng)的碎屑顆粒發(fā)生溶蝕，形成長(zhǎng)石溶孔、巖屑溶孔、高嶺石晶間孔等次生孔隙。根據(jù)研究區(qū)64塊鑄體薄片觀察分析，溶蝕孔主要為泥質(zhì)雜基溶蝕而成次生粒間溶孔和微孔(圖6)。

Q13-65井鑄體薄片(粒間孔)

Q12-73井鑄體薄片(溶孔)

Q10-63井鑄體薄片(晶間孔)

4.3 沉積環(huán)境影響

沉積環(huán)境對(duì)儲(chǔ)層物性的影響主要表現(xiàn)在沉積微相的物性差異，不同沉積微相的沉積環(huán)境不同，巖屑成分及顆粒大小也有很大差異，造成儲(chǔ)層物性的不同。研究區(qū)山1段砂體為曲流河相沉積環(huán)境，橫向連片性差，平面上河道較窄，砂體發(fā)育規(guī)模小。在沉積環(huán)境控制下，水動(dòng)力較強(qiáng)的邊灘及主河道砂體儲(chǔ)集性能較好，石英含量高，砂巖顆粒較粗，顆粒分選性好，孔隙度及滲透率相對(duì)較高；而在河道邊緣地帶，水動(dòng)力減弱，沉積物顆粒變小，分選性變差，孔隙度及滲透率也相應(yīng)變小，儲(chǔ)集性能變差。研究表明，砂巖的粒徑大小對(duì)儲(chǔ)層物性的影響與沉積環(huán)境對(duì)儲(chǔ)層物性的影響具有較好的一致性，即砂巖粒度的大小與儲(chǔ)層物性存在明顯的正相關(guān)性，砂巖粒度越細(xì)，往往雜基含量越高，孔隙度和滲透率具有隨粒徑減小和雜基含量增高而迅速降低的變化特點(diǎn)。研究山1段砂體雜基含量較高，形成了低孔、特低滲儲(chǔ)層特征，砂體厚度整體較薄。

5 結(jié)論

(1)隴東地區(qū)山1段儲(chǔ)層巖石類(lèi)型主要為石英砂巖、巖屑石英砂巖。巖石顆粒成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度均不高?？紫妒巧?段儲(chǔ)層的主要儲(chǔ)集空間，受成巖作用影響，原生孔隙含量較低，孔隙類(lèi)型主要以次生孔隙中的粒間溶孔為主。喉道類(lèi)型主要以片狀、束狀為主，平均喉道半徑分布為0.20 μm，表現(xiàn)為排驅(qū)壓力低、孔喉連通性較好、喉道半徑較小的特點(diǎn)，整體上孔喉分選較好。

社會(huì)信用體系涉及社會(huì)生活的各個(gè)方面，是所有個(gè)人、企業(yè)或政府的信用狀況的總和，社會(huì)信用體系框架如圖1所示（社會(huì)信用體系包含但不限于所列部分）。產(chǎn)品質(zhì)量信用和企業(yè)質(zhì)量信用既有區(qū)別，又有密切聯(lián)系，兩者均為社會(huì)信用體系建設(shè)不可或缺的部分[5-6]。

(2)山1段儲(chǔ)層物性相對(duì)較差，孔隙度和滲透率分布區(qū)間均較大，平均值均較低，整體表現(xiàn)為低孔低滲特征，個(gè)別井點(diǎn)孔隙度、滲透率發(fā)育高值，可能發(fā)育裂縫。隨孔隙度值增大儲(chǔ)層的滲透性變好，滲透率與孔隙度之間呈現(xiàn)出正相關(guān)性。

(3)山1段儲(chǔ)層形成主要受沉積物來(lái)源、成巖作用及沉積相環(huán)境控制。影響儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的成巖作用以壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、溶蝕作用為主，在垂向上機(jī)械壓實(shí)作用是造成儲(chǔ)層低孔、低滲的最主要原因，碳酸鹽巖膠結(jié)及石英次生加大作用使儲(chǔ)層更加致密，成巖作用后期的溶蝕作用是影響儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的重要因素，形成的次生溶孔使儲(chǔ)層致密性具有一定改善作用，提高了儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能。平面上沉積物的來(lái)源決定了母巖的性質(zhì)和成分，沉積相環(huán)境對(duì)巖石顆粒大小具有重要影響，進(jìn)一步影響儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間性能。