鄂爾多斯盆地鄭寺區(qū)塊長(zhǎng)21儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究

李 杰，馬鈺凱，寧 波，肖 鄂，雷倩倩

(延長(zhǎng)油田股份有限公司 勘探開發(fā)技術(shù)研究中心，陜西 西安 716000)

儲(chǔ)層非均質(zhì)性通常是指在沉積、構(gòu)造和成巖作用的綜合影響下，致使儲(chǔ)層在空間分布上呈現(xiàn)不均一性，內(nèi)部屬性也同時(shí)表現(xiàn)出不均一的特征[1-2]。儲(chǔ)層非均質(zhì)性極易影響儲(chǔ)層內(nèi)流體的運(yùn)移狀態(tài)[3]和層內(nèi)發(fā)生單層突進(jìn)、層間互相干擾及剩余油空間分布不均等開發(fā)難題[4-6]，阻礙油田高效開發(fā)。近年來，國內(nèi)外已探明的致密油氣藏儲(chǔ)量大幅增加，且油氣資源豐富[7-8]，但儲(chǔ)層物性差、非均質(zhì)性強(qiáng)等特征嚴(yán)重影響著致密油氣藏的有效開發(fā)。鄂爾多斯盆地鄭寺區(qū)塊長(zhǎng)21儲(chǔ)層油氣儲(chǔ)量豐富，但砂體的空間展布復(fù)雜、儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，初產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)效果差，因此，亟需對(duì)研究區(qū)儲(chǔ)層非均質(zhì)性展開研究。前人已對(duì)長(zhǎng)21油層亞組的沉積相、儲(chǔ)層特征、儲(chǔ)層成巖作用及孔隙結(jié)構(gòu)作了研究[9-12]，但儲(chǔ)層非均質(zhì)性未作深入探究。本次研究基于前人研究成果，對(duì)研究區(qū)長(zhǎng)21儲(chǔ)層開展詳細(xì)的非均質(zhì)性分析工作，以期更進(jìn)一步明確長(zhǎng)21油層亞組油、水的空間展布規(guī)律，從而為油田高效開發(fā)及剩余油挖潛提供理論依據(jù)。

1 區(qū)域概況

鄭寺區(qū)塊區(qū)域構(gòu)造處于陜北斜坡的中東部，整體特征表現(xiàn)為東高西低的西傾單斜[12-13]，內(nèi)部構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，基本未發(fā)現(xiàn)斷層，且不發(fā)育褶皺。但小幅度的鼻狀隆起在研究區(qū)較為常見，為地層含油提供了有利的構(gòu)造配置。沉積上處于志靖三角洲砂體之上的四個(gè)有利油氣聚集帶之一[14]，即“小河-青陽岔三角洲平原復(fù)合油氣聚集區(qū)”。

圖1 研究區(qū)地理位置及長(zhǎng)2層綜合柱狀圖

2 儲(chǔ)層非均質(zhì)性

對(duì)于儲(chǔ)層非均質(zhì)性，以往研究只在砂體平面及縱向連續(xù)性、鉆遇率等方面開展籠統(tǒng)的分析，本次研究則從層內(nèi)、層間、平面非均質(zhì)三個(gè)方面開展詳細(xì)的儲(chǔ)層非均質(zhì)性分析工作。在層內(nèi)非均質(zhì)性方面，主要從韻律特征、非均質(zhì)參數(shù)(變異系數(shù)、極差、突進(jìn)系數(shù)等)、層內(nèi)夾層特征等方面開展研究；在層間非均質(zhì)性方面，主要從砂地比、各層非均質(zhì)參數(shù)差異、隔層特征等方面開展研究；在平面非均質(zhì)性方面，主要從孔隙度、滲透率平面展布、砂體形態(tài)及連通性方面開展研究。

2.1 層內(nèi)非均質(zhì)性

2.1.1 韻律特征

研究區(qū)長(zhǎng)21油層亞組發(fā)育三角洲平原亞相，沉積微相以分流河道及分流間灣為主，其次是天然堤。由于沉積環(huán)境變化所形成的沉積物在垂向上呈現(xiàn)出有序分布、多種韻律的特征。通過對(duì)研究區(qū)長(zhǎng)21亞組韻律特征的分析，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)層物性韻律的分布通常與巖石的粒度密切相關(guān)。粒度韻律決定韻律規(guī)律，因此通常粒度由下而上逐漸變細(xì)時(shí)，粒度韻律呈正韻律，儲(chǔ)層物性與其規(guī)律一致，同為正韻律，反之則亦然。除此之外，可見巖石內(nèi)部粒度呈現(xiàn)正韻律與反韻律會(huì)交替出現(xiàn)的現(xiàn)象，稱之為復(fù)合韻律，這種復(fù)合韻律發(fā)育較為普遍。巖石內(nèi)部的粒度組合特征對(duì)儲(chǔ)層物性韻律的影響極為重要，它不僅決定著巖石的粒度韻律，同時(shí)影響儲(chǔ)層物性韻律。

研究區(qū)長(zhǎng)21油層亞組砂體內(nèi)部滲透率復(fù)雜多變，發(fā)育3種類型韻律，以復(fù)合韻律型為主，其次為正韻律型、反韻律型(圖2)。正韻律型表現(xiàn)為大孔隙度、高滲透率滲層段分布于砂體底部，向上物性逐漸變差，小層內(nèi)部往往由幾個(gè)正韻律段疊加，中間為泥質(zhì)或物性夾層分隔。反韻律型表現(xiàn)為物性向上逐漸變好，大孔隙度、高滲透率滲層段分布于砂體頂部。復(fù)合韻律型在研究區(qū)最為常見，這種韻律表現(xiàn)為單砂體在垂向上高、低滲透率段或正韻律與反韻律層交替分布。

靖探409(反韻律、復(fù)合韻律) 靖探408(復(fù)合韻律) 靖21853-01(正韻律、反韻律)圖2 研究區(qū)長(zhǎng)2砂體韻律特征

2.1.2 非均質(zhì)性參數(shù)

滲透率非均質(zhì)性常用滲透率突進(jìn)系數(shù)、級(jí)差、變異系數(shù)等參數(shù)來表示[4，6，8，15]。突進(jìn)系數(shù)越大，級(jí)差越高，變異系數(shù)越接近1，表明儲(chǔ)層滲透率非均質(zhì)性越強(qiáng)，反之則均質(zhì)性好[16]。

表1 儲(chǔ)層非均質(zhì)性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[16]

表2 研究區(qū)儲(chǔ)層滲透率特征值計(jì)算表

2.1.3 層內(nèi)夾層特征

層內(nèi)不連續(xù)夾層可以阻礙儲(chǔ)層液體在空間上的流動(dòng)方向，可作為非滲透隔層[7-8，15]。層內(nèi)夾層對(duì)驅(qū)油效果影響較大，因此層內(nèi)夾層分布的研究也在非均質(zhì)性研究中顯得極為重要。層內(nèi)夾層引起的滲流屏障和滲透性差異將會(huì)影響油田的開發(fā)效果。

表3 研究區(qū)長(zhǎng)21亞組夾層統(tǒng)計(jì)表

圖3 研究區(qū)長(zhǎng)21儲(chǔ)層夾層類型(靖探412井)

圖4 研究區(qū)長(zhǎng)長(zhǎng)隔層平面展布圖

圖5 研究區(qū)長(zhǎng)長(zhǎng)隔層平面展布圖

2.2 層間非均質(zhì)性

2.2.1 砂層密度

用砂層密度(砂層厚度與地層厚度比值)體現(xiàn)儲(chǔ)集砂巖的層間非均質(zhì)性，可以反映儲(chǔ)層砂巖分布不均一性和沉積微相的變化。

表4 研究區(qū)長(zhǎng)21亞組砂層密度與砂體鉆遇率統(tǒng)計(jì)表

2.2.2 隔層厚度及分布特征

隔層是影響非均質(zhì)的重要指標(biāo)，根據(jù)研究區(qū)地層劃分與對(duì)比分析，各油組之間以及各亞組、各砂巖組及各小層之間均有較穩(wěn)定的隔層分布，特別是亞組及砂巖組之間，隔層巖性主要為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和砂泥巖薄互層，主要屬分流間灣沉積。

表5 研究區(qū)長(zhǎng)21亞組隔層統(tǒng)計(jì)表

隔層平面分布及厚度隨砂巖厚度和發(fā)育部位變化，研究區(qū)小層間隔層的厚度橫向變化明顯，連續(xù)性較好，發(fā)育相對(duì)穩(wěn)定，且厚度較大。各小層之間的隔層分布基本上與砂體展布、沉積相帶展布一致。

2.3 平面非均質(zhì)性

平面非均質(zhì)性是指由儲(chǔ)集層砂體的幾何形態(tài)、規(guī)模、孔隙度、滲透率等空間變化引起的非均質(zhì)性。其中，孔隙度、滲透率的大小和分布又受砂體分布的控制，而沉積相則控制著砂體的幾何形態(tài)、規(guī)模等。

圖6 研究區(qū)各小層砂體展布平面圖

3 結(jié)論

1)鄭寺區(qū)塊長(zhǎng)21儲(chǔ)層層內(nèi)、層間以及平面非均質(zhì)性明顯。層內(nèi)非均質(zhì)性主要受滲透率非均質(zhì)性、層理構(gòu)造和層內(nèi)夾層影響；層間非均質(zhì)性取決于分層系數(shù)和砂層密度變化；平面非均質(zhì)性與砂體在平面上的幾何形態(tài)及其連通方式和連通程度密切相關(guān)。