豐富川油田長2低滲透砂巖油藏儲層特征研究郭衛東摘要:豐富川油田長2油層屬于典型的中低孔、低~特低滲砂巖油藏，平均孔隙度13.4%，平均滲透率4.7md。儲層為三角洲平原分流河道砂體，以細砂巖為主，分選好。自生粘土礦物含量高，以綠泥石為主。影響儲層物性的因素主要有沉積相帶、碳酸鹽含量、巖石類型、粘土礦物類型及產狀、成巖作用、裂縫、微觀孔隙結構七個方面，孔滲關系復雜，呈明顯的指數關系。成巖后生作用強烈，微觀孔隙結構較差，以粒間孔為主，其次為溶蝕孔，喉道類型主要為縮徑與管束型。孔隙結構分可分三個類型。關鍵詞:低滲透油藏儲層研究目錄1前言………………32儲層特征…………32.1儲層沉積巖石學特征…………32.2儲層粘土礦物特征……………42.3儲層物性特征…………………5影響長2儲層物性的原因…………………5.1沉積相帶的影響…………5.2碳酸鹽含量的影響………5.3儲層的巖石類型不同，物性存在差異…6.4粘土礦物的影響…………6.5溶蝕作用的影響…………6.6裂縫的影響………………7.7儲層微觀孔隙結構的影響………………72.4儲層的微觀孔隙結構特征……72.5儲層的成巖作用………………93結論……………10參考文獻…………111、前言在目前已探明的油藏當中，低滲透砂巖油藏占據著相當大的比例。據統計，我國滲透率低于50md油藏的探明地質儲量約占全部探明地質儲量25%，占據著舉足輕重的地位。低滲透砂巖油藏儲層特征、油水分布十分復雜，給開發生產帶來很大難度。我國先后以鄂爾多斯盆地為典型，含油面積大、儲量豐富。豐富川油田位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡中南段，含油層系為上三疊統延長組長2油層，為中低孔、低~特低滲油藏。目前完鉆井1260口，取心井82口，各種分析資料比較豐富。2、儲層特征2．1儲層沉積巖石學特征圖1長2儲層為三角洲水上平原亞相沉積，其中分流道和河漫沼澤構成該亞相的主體。巖石類型為長石石英砂巖類，顏色多為灰、深灰色，巖性組合為中細砂巖、粉砂巖、泥巖、粒度細、分選好，磨圓度呈次棱角狀。粒度概率曲線主要由跳躍和懸浮組分構成，少含滾動組分，跳躍組分含量較高，可達90%；C-M圖由遞變懸浮QR段和均勻懸浮RS段構成，C、M值變化范圍小，具三角洲相的典型特征。主要發育交錯層理、水平層理、波狀層理、塌構造、生物潛穴與原地堆積植物莖葉碎片。圖1長2儲層發育中砂巖、中細砂巖、細砂巖、粉細砂巖、細粉砂巖與粉砂巖6種巖性，以細砂巖為主，占統計樣品的42.3%，其次為粉砂巖，占統計樣品的28.8%。平均粒徑0.11mm，平均標準偏差0.72，磨園度較差，多呈次棱角狀。碎屑顆粒間點~線狀接觸、顆粒支撐，膠結物成分以綠泥石為主，方解石次之，膠結類型為孔隙式~接觸式，巖石致密堅硬。巖石礦物成分以長石為主，平均含量47.7%，其次為石英，平均含量28.2%。填隙物成分以綠泥石為主，其次為方解石。鏡下觀察，鉀長石的含量遠大于斜長石，長石風化程度深、表面不干凈，斜長石娟云母化現象多見，少量長石被方解石交化。2．2儲層粘土礦物特征圖2b圖2a長2儲層自生粘土礦物含量較高，絕對含量8%~12%，主要有綠泥石、高嶺石、伊利石和伊/蒙混層。以綠泥石為主，相對含量73%，其次為高嶺石，圖2b圖2a相對含量11.2%，伊利石與伊/蒙混層的含量較低，相對含量分別為10.6%與5.2%。綠泥石多呈片狀或花瓣狀分布在碎屑顆粒表面或朝向孔隙方向生長襯墊式產出，厚度一般在1μm左右（圖2a）。伊利石多呈絲狀或搭橋狀分布在粒間堵塞喉道（圖2b）。伊蒙混層粘土礦物結晶細小，常與伊利石伴生，鏡下不易區分。2．3儲層物性特征圖3長2儲層物性較差，屬于中低孔、低滲~特低儲層。統計1573塊樣品可知，平均孔隙度13.4%，平均滲透率4.7md，碳酸鹽含量平均為2.6%。縱向上，自下而上物性有逐漸變好的趨勢，平面上，物性主要受沉積相帶控制，多沿北東方向呈條帶狀展布。分流河道微相發育的部位，儲層物性好，河漫沼澤部位的物性最差。圖3孔隙度與滲透率的關系復雜，呈明顯的指數關系，隨著孔隙度增大，滲透率值指數遞增，與中高滲透率儲層明顯不同。由于裂縫和封閉孔隙的存在，致使一部分樣品的孔、滲值不符合上述規律，從一個側面也說明了低滲儲層物性特征的復雜性（圖3）。影響長2儲層物性的原因：.1沉積相帶的影響不同的沉積相帶，因為水動力條件不同，碎屑物質的粒度分布各異，最終導致儲層物性的差異。統計表明，分流河道部位的物性最好，天然堤與決口扇部位的物性相對較差，河漫沼澤相帶的物性最差。.2碳酸鹽含量的影響儲層中的碳酸鹽是影響儲層物性的主要因素之一。統計表明，物性與碳酸鹽含量之間呈反比關系，當碳酸含量小于3%時，對儲層物性的影響較小，含量大于3%時，隨著碳酸鹽含量的增加，巖石變得致密、堅硬，大部分孔喉被碳酸鹽堵塞，物性明顯變差。.3儲層的巖石類型不同，物性存在差異統計表明，隨著儲層巖性變細，物性變差，即中砂巖的物性最好，其次是細砂巖，粉砂巖的物性最關，另外，儲層巖石對于滲透率的影響要明顯大于孔隙度。.4粘土礦物的影響圖4不同類型的粘土礦物，對儲層物性的影響不同，高嶺石、伊利石與伊/蒙混層粘土礦物多充填粒章或以搭橋狀堵塞孔喉，是導致物性變差的主要粘土礦物。綠泥石對儲層物性的影響比較復雜，綠泥石薄膜的存在，一定程度上阻止了石英與長石顆粒的次生加大。當含量低于5%時，對砂巖的孔隙起到一定的保護作用，在缺少綠泥石薄膜的砂巖中，長石與石英的次生加大十分普遍，堵塞孔隙喉道，導致物性變差；當其含量大于5%時，綠泥石薄膜的厚度過大，會縮小孔喉尺寸，降低儲層的孔、滲性。圖4.5溶蝕作用的影響長2儲層中長石含量、溶孔發育（圖4），當有較大的喉道與之匹配時，常可形成中孔、中低滲儲層，改善了儲層的物性。但是，當溶孔間的喉道發育較差時，也常常形成中孔、特低滲~超低滲儲層，這時，溶孔對改善儲層的意義不大。.6裂縫的影響長2儲層局部發育微裂縫，主要見于碳酸鹽含量較高的細粉砂巖中，由于微裂縫的存在，改善了儲層的滲流條件。由于本區構造比較平緩，構造應力不集中，構造裂縫不發育，主要以成巖縫為主，規模較小、分布分散，但對于改善儲層的物性，也起到了一定的作用。.7儲層微觀孔隙結構的影響圖5儲層的微觀孔隙結構是影響物性的最直接因素，上面提到的各種因素從本質上都是通過影響孔隙結構間接地影響儲層物性。表征孔隙結構的參數很多，其中對物性影響最大的是孔喉的大小與分選程度。隨著喉道半徑增大、分選變差，儲層物性明顯變好。大孔喉對滲透率貢獻值較大，可達40%，但這部分孔喉占有的比較低，對于物性較好的儲層（Φ＞10%），累積頻率一般20%~35%；在物性較差（Φ＞10%）的儲層中，累積頻率僅為5%~10%。圖52．4儲層的微觀孔隙結構特征長2儲層的孔隙類型主要為粒間孔、溶孔及微裂隙，其中以粒間孔為主，占總孔隙的47.3%，多呈三角形或多邊形，原生粒間孔的邊緣比較整齊平直。溶蝕粒間孔的邊緣極不規則，多呈港灣狀，對流體流動不利。溶孔多沿長石的雙晶紋理發育（圖5），局部可以見到長石顆粒完全溶蝕形成的鑄模孔，方解石膠結物也可不同程度地遭到溶蝕，形成一部分溶孔。據統計，長2儲層中溶孔占總孔隙的31.9%。微裂隙多為成巖過程中形成的一些微裂縫，數量很少，僅占總孔隙的1.6%。喉道類型見有孔隙縮小型、縮徑型、彎曲片狀與管束型。以縮徑型與管束型喉道為主。長2儲層具有小孔隙、低面孔率、中高孔喉比、低配位數的特點。平均孔寬10~25μm，面孔率6.7~8.3%，配位數1~4，孔喉比變化大，一般為6~10。儲層的毛管壓力曲線形態比較復雜多樣，不同物性的儲層，毛管壓力曲線形態差別很大。長2儲層孔隙結構可分為三種類型：①以粒間孔—溶蝕孔、溶蝕孔—粒間孔孔隙組合為主，主要為富含油~油浸中砂巖、中細砂巖與細砂巖。滲透率值一般大于10md，排驅壓力0.1~0.174Mpa，喉道均值0.87~3.96μm，平均孔寬25μm，1~10μm的孔喉占總數的54.3%，分選系數2.73，為中孔隙度、低滲透率、細孔、中細喉、精歪度、不均勻型。②以粒間孔—溶蝕孔、溶蝕孔—粒間孔孔隙組合為主，主要為油浸~油斑細砂巖、粉細砂巖。滲透率值一般1~10md，排驅壓力0.152~0.331Mpa，喉道均值0.6~1.3μm，平均孔寬20μm，孔喉分布以1~10μm和0.1~1μm為主，分選系數2.5，屬于中低孔隙度、特低滲透率、小孔、中細喉~細喉、粗歪度、不均勻型。③以微孔—粒間孔孔隙組合為主，主要為油跡，熒光細粉砂巖、粉砂巖，滲透率值一般小于1md，排驅壓力0.744~1.859Mpa，喉道均值平均為0.04μm，平均孔寬10~15μm，以＜0.1μm的微喉道為主，占喉道總數的90%以上，分選系數1.72，屬于低~特低孔隙度、超低滲透率、小孔、微吼、細歪度、較均勻型。①、②類為有效儲層，③類為非有效儲層。2．5儲層的成巖作用長2儲層經受了強烈的成巖作用，微觀結構變得面目全百，形成現今的低~特低滲儲層。研究表明，經機構壓實、化學壓溶、膠結、交代與重結晶等成巖作用后，原生粒間孔隙急縮小甚至堵塞，巖石變得致密堅硬。隨著沉積物理深加大，有機質逐漸成熟，羧基酸從干酪根中脫離出來，釋放出CO2，隨著粘土脫水反應進入儲層，在酸性水的作用下，長石等易溶顆粒與少量的方解石、濁沸石等膠結物發生溶解，形成粒間溶孔、粒內溶孔與鑄孔，改善了儲層的物性。圖6長2儲層石英次生加大Ⅲ級，并可見到自生微晶石英（圖6），部分斜長石被鐵方解石交代，鏡質體反射率（Ro）0.71%，伊蒙混層粘土礦物中蒙脫石含量小于30%，巖石致密堅硬，溶蝕孔隙比較發育，表明長2儲層已進入晚成巖階段。圖63、結論3．1長2儲層為一套三角洲水上平原亞相沉積，以分流河道為有利儲集相帶，巖性細、分選好，以中細砂巖為有效儲層。3．2儲層中自生粘土礦物含量高，主要有綠泥石、高嶺石、伊利石和伊/蒙混層，多以孔隙襯邊或絲縷狀產生，降低了儲層的物性。3．3長2儲層物性較差，屬于中低滲~特低滲儲層。平均孔隙度為13.4%，平均滲透率4.7md，碳酸鹽含量平均2.6%，儲層孔隙度與滲透率呈明顯的指數關系，隨著孔隙度增大，滲透率值指數遞增。3．4影響儲層物性的因素主要有沉積相帶、碳酸鹽含量、巖石類型、粘土礦物類型及產狀、成巖作用、裂縫、微觀孔隙結構七個方面，其中微觀孔隙結構是影響物性的最直接因素。3．5長2儲層發育粒間孔、溶孔及微裂隙，其中以粒間孔為主，其次為溶蝕孔。喉道類型主要為縮徑