延安氣田W井區下古生界馬家溝組儲層特征研究

武渝 張家騛

陜西延長石油（集團）有限責任公司研究院 陜西 西安 710065

W井區位于鄂爾多斯盆地二級構造伊陜斜坡的中西部，構造整體呈現為一平緩的西傾單斜，局部可見低幅鼻隆構造，少有幅度較大、圈閉良好的背斜構造[1]。W井區尚未開發，將是未來的重點建產區，區內下古生界馬家溝組儲層地質儲量豐富，前景良好，開展下古生界馬家溝組儲層特征研究對于延安氣田的增儲上產具有重要意義。

1 沉積特征

W井區下古生界馬家溝組馬五期古地理環境主要位于慶陽古陸隆起的環陸云坪，屬碳酸鹽高水位域沉積模式中陸棚上的臺地相沉積[2]，主要是發育蒸發臺地亞相、局限臺地亞相和開闊臺地亞相。

（1）臺地蒸發相：僅有正常海水偶然性的注入，因經常暴露或者氣侯干旱，可見潮上帶及潮間云坪、泥云坪、云泥坪、含膏云坪等微相。沉積構造以淺水暴露標志為主，有結核、泥裂、鳥眼、垂直蟲孔、膏鹽假晶、鹽溶垮塌角礫和石膏團塊等，生物化石較為稀少，垂向上常形成向上變淺、變薄和變咸的沉積特點，其中硬石膏結核及白云巖相易受表生淡水淋浴作用溶蝕改造形成大量膏模孔，成為溶蝕孔洞的雛形，隨著大氣淡水淋慮的進一步作用，沿先期形成的孔隙及裂縫等通道形成溶蝕孔洞及晶間溶孔等，成為儲集性相對較好的有效儲層。硬石膏結核及白云巖相為優勢相帶，并決定了儲層的分布和發育程度，是優質儲層的物質基礎。

（2）局限臺地相：海水流動較為局限，處于透光帶內。主要發育白云巖、白云質灰巖、顆粒灰巖及藻粘結巖等，早期成巖膠結物普遍，生物群為淺水生物群、海洋植物。發育云坪、顆粒灘、灰云坪、藻云坪等微相，其中顆粒灘相和白云坪相沉積控制晶間孔儲層發育，經后期白云石化作用形成粗粉晶結構的白云巖，多發育為有效的晶間孔儲層。具有顆粒和架狀結構的石灰巖在成巖過程中優先白云石化，經巖溶作用改造后可形成晶間孔和晶間溶孔型儲層，這是馬五5亞段天然氣成藏的主要儲集空間。

（3）開闊臺地相：與開闊海連通良好，正常浪基面之上。發育泥晶灰巖、粒泥灰巖、泥晶顆粒灰巖及亮晶顆粒灰巖。可見大中型層理，生物群為藻類、有孔蟲及雙殼類等淺水底棲生物，發育灰坪，云灰坪微相，常見于馬五5亞段。

2 古地貌特征

鄂爾多斯盆地裸露風化期的古地形整體為中間高東西低，前人研究表明：東部為匯水中心，古水流由西向東呈放射狀向匯水中心排泄[3]。受地層分布、巖性、古構造、古地理環境及古水動力場等多種因素制約，形成了形態多樣的古巖溶地貌形態，導致空間上（平面、剖面）巖溶作用的差異，并影響儲層儲集性。

W井區緊鄰靖邊氣田，位于其西南部，主要處于巖溶高地和巖溶斜坡的轉換地帶[4]。巖溶斜坡帶古巖溶作用強烈，水平潛流和垂直滲流巖溶作用均發育，溶蝕孔洞發育，儲層物性好，出露層位以馬五1+2亞段為主，試氣獲得穩定氣流。古巖溶高地地區鄰近奧陶紀中央古隆起，由于構造抬升較強烈，導致奧陶系頂部地層剝蝕嚴重，致使馬五1、馬五2和馬五3等上部層位剝蝕較多，研究區向西、北、南出露層位逐漸變老，馬五41、馬五5在局部地區形成有效氣藏，巖溶高地邊界巖溶作用強烈，溶蝕作用強烈，是儲層發育的有利區。

W井區古地貌進一步又劃分出臺地、階坪、殘丘。巖溶斜坡僅在研究區東部小范圍分布，其進一步又劃分出洼地。

3 儲層特征

W井區儲層巖性類型是多樣的，有白云巖、灰質白云巖、白云質灰巖和灰巖，含少量泥質灰質白云巖、泥質灰巖和膏鹽巖。根據薄片資料統計分析，礦物組成以白云石為主，含量為0%～99%，平均為80.84%，其次為方解石，含量為0%～97%，平均為12.85%，泥質含量為0%～20%，平均為3.55%，其它如黃鐵礦、石膏、硅質、伊利石和石英等含量較少，平均含量不足1%。

W井區馬家溝組白云巖儲層儲層經歷了層間巖溶、風化殼巖溶及縫洞系巖溶的改造，最終形成十分復雜的孔喉網絡。本區儲層主要有以晶間孔、晶間溶孔為主，鑄模孔、溶孔溶洞等也有發育。

馬五1+2亞段平均排驅壓力2.25MPa；平均喉道半徑為0.13～6.21μm，均值1.86μm，平均喉道分選系數0.18；平均最大進汞飽和度 50.23%，馬五1+2亞段白云巖儲層孔喉半徑變化范圍較大，分選較差，孔喉連通性亦差。

馬五4亞段平均排驅壓力5.74MPa；平均喉道半徑為0.01～4.25μm，均值1.40μm，平均喉道分選系數0.81；平均變異系數0.18，平均最大進汞飽和度41.20%，馬五4亞段白云巖儲層孔喉半徑變化范圍較大，但整體偏小，分選較好，孔喉連通性較好。

馬五5亞段平均排驅壓力12.41MPa；平均喉道半徑為0.05～0.80μm，均值0.28μm，平均喉道分選系數0.91；平均最大進汞飽和度 62.70%，馬五5亞段白云巖儲層孔喉半徑變化范圍較大，但整體偏小，分選較好，孔喉連通性較差。

根據《碳酸鹽巖成巖階段劃分》SY/T 5478-2003，W井區馬家溝組沉積環境為蒸發-局限臺地相，儲層經歷了準同生成巖階段→早表生大氣淡水成巖階段→近地表淺埋藏成巖階段→風化殼大氣淡水成巖階段→淺埋藏成巖階段→深埋藏成巖階段共6個成巖演化階段。早表生大氣淡水環境下的溶解作用形成了溶蝕孔洞的雛形，風化殼大氣淡水環境下的溶解作用使之進一步被改造，多種成巖環境下的多期充填作用最終使溶蝕孔洞定型。不同的成巖作用對次生孔隙形成與演化的影響決定了儲層的最終物性，其中溶蝕作用和白云石化作用對于次生孔隙的形成具有建設性。

馬五1+2亞段碳酸鹽巖儲層巖心分析孔隙度分布范圍為0.47%～17.49%，均值3.23%；巖心分析滲透率分布范圍為0.01～17.91mD，均值0.65mD（圖1）。馬五4亞段碳酸鹽巖儲層巖心分析孔隙度分布范圍為0.19%～10.55%，均值2.32%；巖心分析滲透率分布范圍為0.001～8.42mD，均值0.18 mD（圖2）。馬五5亞段碳酸鹽巖儲層巖心分析孔隙度分布范圍為0.31%～13.63%，均值3.25%；巖心分析滲透率分布范圍為0.002～23.37mD，均值0.39mD（圖3）。

圖1 馬五1+2亞段儲集層物性分布直方圖

圖2 馬五4亞段儲集層物性分布直方圖

圖3 馬五5亞段儲集層物性分布直方圖

4 結束語

W井區下古生界馬家溝組馬五段主要發育蒸發臺地亞相、局限臺地亞相和開闊臺地亞相，儲層發育的有利微相是含膏云坪、硬石膏結核白云巖坪、云坪、顆粒灘相。W井區緊鄰靖邊氣田，位于其西南部，主要處于巖溶高地和巖溶斜坡轉換地帶，巖溶作用強烈，溶蝕作用強烈，是儲層發育的有利區。W井區馬五段儲層巖性以白云巖為主，孔隙類型以晶間孔、晶間溶孔為主，鑄模孔、溶孔溶洞等也有發育。