鄂爾多斯盆地新安邊地區長71儲層特征

王 松， 肖 玲

（1.西安石油大學地球科學與工程學院，陜西西安 710065；2.陜西省油氣成藏地質學重點實驗室，陜西西安 710065）

儲層是油氣分布和儲集的重要場所，對油氣勘探開發而言，儲層特征研究是非常重要的環節[1]。前人對儲層性能控制因素進行了大量研究[2–3]，明確其影響因素主要包括沉積環境、沉積作用和成巖作用等[4]。儲層物性通常情況下會隨地層埋深的增加而變差，但在某些深層位會存在少部分高孔高滲帶，而這些高孔高滲帶主要受有機質演化、黏土礦物轉化和碳酸鹽礦物溶蝕等因素影響[5–6]。鄂爾多斯盆地的油氣勘探開發主要集中在長3、長4+5、長6 和長8等油層組[7]，對長7 油層組研究較少，而對其巖石學特征、孔喉結構、儲層物性及成巖作用等問題研究更是不夠充分。本文在前人研究的基礎上，對長71儲層進行深入分析，其成果可為后續開發提供一定的借鑒。

1 儲層巖石學特征

研究區位于鄂爾多斯盆地中西部，區域構造屬于伊陜斜坡，鄰近天環坳陷。構造相對簡單，除低幅度鼻狀構造外，斷層不發育[8]。巖心、巖石薄片、掃描電鏡資料分析表明，研究區長71儲層巖石以灰白色細粒砂巖和灰褐色含泥細粒砂巖為主。由于受該地區沉積環境的影響，很少出現中粗砂顆粒；主要的碎屑顆粒物是細粒石英砂巖和長石砂巖[8]。其中， 長石含量最多，平均含量為31.79%；石英含量次之，平均含量為29.13%；巖屑含量相對較少，平均含量為16.20%。在儲層巖屑組分中，白云巖含量最多，平均含量為2.35%；其次是千枚巖、噴發巖和石英巖，其平均含量分別為2.20%、1.93%、1.72%；其他巖屑類型微量。填隙物組分中水云母和鐵方解石含量較多，平均含量為5.88%和4.57%；高嶺石含量次之，為2.97%；其他填隙物微量。長71儲層碎屑粒度變化范圍較小，主要是細顆粒，其粒徑集中分布在0.05～0.20 mm。儲層砂粒的磨圓度以次棱狀居多，分選性中等偏好[9]。

2 儲層孔喉特征

2.1 孔隙特征

通過對研究區及周邊區域大量的文獻調研，同時結合巖石薄片和掃描電鏡等資料可知，長71儲層孔隙類型有溶蝕孔、殘余粒間孔、晶間孔和微裂隙四種[10]。其中，溶蝕孔是最主要的孔隙類型，含量為0.20%～ 3.00%，平均含量1.58%，占總面孔率的52.8%；溶蝕孔主要以長石溶孔為主，平均含量為1.11%。粒間溶孔和巖屑溶孔的含量分別為0.25%和0.22%，在研究區內不常見；粒間孔含量為0.20%～3.00%，平均含量為1.20%，占總面孔率的40.1%。研究區長71儲層面孔率集中分布在0.50%～5.00%，平均面孔率2.99%。

2.2 孔喉結構特征

為了研究儲層孔喉結構分布情況，對儲層多個砂巖樣品進行了壓汞測試實驗。通過實驗數據分析得出：長71儲層孔喉結構的變異系數集中分布在1.50%～2.50%，平均值為1.91%；分選系數集中分布在2.00%～3.50%，平均值為2.30%（圖1a）。變異系數和分選系數分布范圍比較集中，長71儲層孔喉的分選程度比較好，孔喉較細，且孔喉結構比較均質。表征儲層孔喉特征的主要參數有孔喉體積、最大孔喉半徑和中值半徑等[10–12]。能夠較為有效地反映儲層孔喉連通性的參數有中值壓力、退汞飽和度、排驅壓力、退汞效率和最大進汞飽和度等，參數的大小直接反映儲層滲透能力[13]。通過壓汞測試實驗分析可知：長71儲層孔喉的排驅壓力平均值為5.37 MPa，中值壓力平均值為16.19 MPa，退汞效率平均值為28.77%（表1），表明長71儲層喉道相對較細，連通性較差，滲流能力低[13]。最大進汞飽和度平均值為75.02%，說明儲層儲集能力較強。儲層孔喉特征參數與滲透率的相關性表明，某一孔喉參數發生變化，相應的滲透率也隨之發生變化（圖1）。通過儲層孔喉各參數與孔隙度的相關性分析得出，分選系數、孔喉體積、最大進汞飽和度和退汞效率對孔隙度有一定影響（圖2）[14]。

表1 新安邊地區長71儲層孔隙結構特征參數

3 儲層物性特征

對新安邊地區長71儲層的砂巖樣品進行物性測試，其平均孔隙度為 9.21%，集中分布在7.00%～12.00%；平均滲透率為0.72×10-3μm2，集中分布在0.50×10-3～0.80×10-3μm2（圖3），長71儲層屬于特低孔特低滲儲層。儲層孔隙度與滲透率之間呈現一定的相關性，即隨著孔隙度的增大，滲透率也呈現增大的趨勢[15]。

4 成巖作用及對儲層物性影響

新安邊地區儲層成巖作用主要有壓實、膠結、壓溶和溶解作用[16]。

4.1 壓實作用

壓實作用是沉積物沉積后，上覆的沉積物增多，使碎屑顆粒在一定壓力下，發生擠壓變形的一種成巖作用。壓實作用在研究區很常見，是一種破壞性成巖作用[17]，其壓實作用表現為原始沉積顆粒由松散狀變為致密狀，孔隙空間變小，碎屑顆粒定向排列，云母被擠壓彎曲。

4.2 膠結作用

圖1 新安邊長71儲層孔喉特征參數與滲透率關系

圖2 新安邊長71儲層孔喉特征參數與孔隙度關系

膠結作用是發生在成巖過程中，孔隙溶液沉淀出礦物質，將松散的沉積物固結起來的一種成巖作用。通過對鏡下鑄體薄片觀察分析，硅質膠結物在研究區儲層中最為發育，主要存在形式為孔隙充填式膠結和石英加大（圖4a）。膠結物一般存在于碎屑表面、顆粒內孔壁和粒內溶孔中，使砂巖的孔隙度和滲透率降低，對儲層起破壞作用[17]。碳酸鹽膠結物主要成分為方解石、鐵方解石和鐵白云石，其中，方解石和鐵方解石含量相對較高且發育較好（圖4b）。碳酸鹽膠結物以粒間膠結或孔隙內填充為主要形式，整體分布不均勻，局部的膠結作用較強烈，很大程度上降低了儲層的儲集性能[17]。黏土質膠結物主要包含高嶺石膠結（圖4c）、綠泥石膠結和伊利石膠結，其中以綠泥石膠結為主。在早期成巖階段，綠泥石膠結逐漸形成，儲層的一部分孔隙空間被葉片狀綠泥石所充填，周圍的巖石碎屑顆粒被更多的環邊狀綠泥石所包圍，形成綠泥石膜（圖4d），從而具有抗壓實能力，降低儲層被壓實的破壞程度，使得原生粒間孔能夠較好地保存。此外，這種環邊狀的綠泥石可通過分隔碎屑石英與孔隙流體之間相互作用，限制自生石英的生長，對孔隙起保護作用，增加儲層的儲集性能，對儲層起建設性作用。

4.3 壓溶作用

壓溶作用在研究區儲層中較常見，通過掃描電鏡觀察，碎屑顆粒之間緊密接觸（圖4e）。通常情況下形成凹凸接觸及面接觸，當儲層受到的壓溶作用比較強烈時，顆粒之間則會呈現線型接觸[18]。

圖3 新安邊地區長71儲層物性分布

4.4 溶解作用

溶解作用是該區儲層中最具建設性的成巖作用之一，可形成大量的次生孔隙，以長石顆粒溶蝕為主（圖4f）。儲層砂巖主要沉積在水下分流河道中，酸性物質在成巖階段晚期到中晚階段埋藏成巖的封閉體系過程中，會對長石等鋁硅酸鹽礦物強烈的溶蝕作用，進而產生大量的次生溶蝕孔隙。溶蝕作用的強度與巖石粒間孔隙發育程度、可溶組分長石的含量及酸性介質相關。

圖4 新安邊地區延長組長71儲層薄片特征

5 結論

（1）新安邊地區長71儲層巖性主要為灰白色細粒砂巖。其中，長石平均含量為31.79%，石英平均含量為29.13%，巖屑平均含量為16.20%；儲層填隙物以水云母和方解石為主；分選性中等偏好，粒度變化不大，砂粒磨圓度以次棱狀為主。

（2）長71砂巖儲層的孔隙類型主要包括溶蝕孔、殘余粒間孔、晶間孔和微裂隙。其中，溶蝕孔和粒間孔最為常見，晶間孔和微裂隙少見。

（3）長71儲層孔喉較細、分選程度較好、排驅壓力低、喉道半徑較小、汞飽和度較高且退汞效率低。長71儲層孔隙度集中分布于7.00%～12.00%，平均孔隙度為9.21%；滲透率集中分布于0.50×10-3～ 0.80×10-3μm2，平均滲透率為0.72×10-3μm2，屬特低孔特低滲儲層。

（4）長71儲層成巖作用包括壓實作用、膠結作用、壓溶作用和溶解作用。對儲層巖屑孔隙具破壞性作用的是膠結作用、壓實作用和壓溶作用；溶解作用能促成次生孔隙的形成，對砂巖儲層物性的改善具有建設性作用。