不同孔隙结构砂砾岩储层水驱油效率评价

张旭阳杨 青侯文峰岳小军周 琦

（1.西南石油大学，成都 610500；2.新疆油田公司，克拉玛依 834000）

不同孔隙结构砂砾岩储层水驱油效率评价

张旭阳1杨 青1侯文峰2岳小军2周 琦2

（1.西南石油大学，成都 610500；2.新疆油田公司，克拉玛依 834000）

研究克拉玛依油田储层孔隙结构特征与驱油效率之间的关系。油田六中区克下组储层按孔隙结构特征分为四类：Ⅰ类孔隙结构储层结构成熟度较高，低渗岩心孔喉分布曲线呈单峰偏粗态，驱油效率为62%；Ⅱ类孔隙结构储层孔喉分布曲线呈多峰或多峰偏粗态，驱油效率为50.5%；Ⅲ类孔隙结构储层孔喉分布曲线呈多峰偏细态，驱油效率为42.54%；Ⅳ类孔隙结构储层孔喉分布曲线形态为单峰偏细态，驱油效率为35%。

克拉玛依油田；砂砾岩；油藏；孔隙结构；驱油效率

我国砾岩油田主要分布于渤海湾盆地、二连盆地和新疆准噶尔盆地，其中准噶尔盆地西北缘的新疆油田是我国主要的砾岩油藏产油区。砾岩储集层一般在山前陆相盆地边缘沉积，由于古山麓的地理条件复杂多变，形成了多类型、多旋回、窄相带的复杂碎屑岩体系。使储层具有非均质性强，岩矿组分差异大，颗粒大小不一，孔隙结构及组合类型复杂多变。

本文以新疆油田准噶尔盆地西北缘地区正在开发的六中区克下组砾岩油藏为主要研究目标，从砾岩储层孔隙结构特点出发，研究砾岩油藏水驱油过程中孔隙结构对驱油效率影响。针对砾岩储层的特点制作了大铸体薄片（6cm×5cm）对储层进行研究，更好地认识到砾岩储层的岩性特征、孔隙结构特征，通过对短岩心水驱前后岩心切面铸体孔隙结构的特征对比，探讨不同类型孔隙结构与水驱油效率之间的关系。研究目的是为后期搞清剩余油分布规律，调整开发井部署提供依据。

1 研究区岩性特征

六中区克下组储集层整体上遭受压实作用较弱，岩石胶结疏松，以细砾岩、砂砾岩为主及含部分中－粗砂岩。砾石成分复杂，岩石碎屑为颗粒支撑，点－线接触。颗粒分选中等－差。储集层矿物以石英、钾长石为主，部分发育碳酸盐矿物及少量硬石膏。储集层成分成熟度和结构成熟度均较低，岩屑含量高，占26%～73%，最大粒径23mm。岩屑以花岗岩、火山喷出岩、火山碎屑岩为主，含少量燧石，偶见粉砂岩岩屑。杂基主要成分是细砂级、粉砂级碎屑颗粒。胶结物主要成分有自生黏土矿物，碳酸盐矿物。其中自生黏土矿物含量较高，平均达到13%。

2 孔隙结构特征与驱油效率的关系

储集岩所含各类孔隙及其不同几何形态和大小的组合，形成了岩石中的网络结构，这些特征的总和称为孔隙结构特征［1］。研究区储集层的非均质程度高，储层孔隙结构特征复杂。通过多参数统计分析，研究区共有4类具有不同孔隙结构特征的储层［2］，下面分别描述每类孔隙结构储层，研究孔隙结构与驱油效率的关系。

2.1 I类孔隙结构与驱油效率关系

具有Ⅰ类孔隙结构的主要岩性为粗砂岩、含砾粗砂岩、小砾岩，储层渗透率平均大于 800×10－3μm2，孔隙度平均为22.89%。此类储层特征如图1所示。对该类储层代表性岩样大铸体薄片分析可知，该类储层结构成熟度较高，次圆－次棱角状，点状接触。胶结物含量低于5%，主要为泥质胶结，含微量钙质胶结。原生粒间孔和粒间溶孔为其主要储集空间。缩颈状、点状喉道为主，其次为少量片状喉道。孔喉呈网状或稀网状连通，面孔率为20%～30%，为中孔高渗粗喉型储层。该类孔隙结构储层毛管压力曲线表现为阀压低（＜0.01MPa），进汞饱和度超过90%，曲线有较长的平台段，表明该类储层的喉道分布较集中且分选性好。孔喉分布频率曲线主要为单峰偏粗或双峰偏粗态型，孔喉半径主要分布在10～30μm之间。

图1 I类储层地质特征

该类孔隙结构储层岩心驱油效率随注入PV变化曲线如图2所示，该类孔喉半径较大，一般呈单峰偏粗或双峰偏粗态。驱替时，水驱前缘首先沿着渗透性好，渗流阻力较小的大孔喉半径区间突进，将该区间内的油驱替干净，形成水窜通道；然后注入水再将较小孔喉半径区间内的油驱扫出来，该类岩心无水采收率较低，见水很快。其采收率随着注入PV数的增加缓慢上升。

驱替见水后采收率仍有较大的提升空间。该类储层岩心，驱油效率均较高，平均达到58.6%。

图2 注入PV与驱油效率间关系

2.2 II类孔隙结构与驱油效率关系

Ⅱ类孔隙结构储层渗透率在平均为 104.5×10－3μm2，孔隙度平均为19.91%，储层孔隙分布比较均匀，孔隙是粒间溶孔为主。储层地质特征如图3所示。与Ⅰ类储集层相比，Ⅱ类储层砾缘缝和长石沿裂缝和解理缝发育的粒内溶孔已占重要地位，使该类储层具有类似于双重介质的特性［4］。孔壁或孔内黏土等填隙物含量比Ⅰ类稍高。孔喉配位数1～3，孔喉呈稀网络状或渠道状连通，连通性较好。

图3 II类储层地质特征

毛管压力曲线阀压值较高（0.03～0.2MPa），进汞曲线略偏粗，无平台段，喉道分布不均且分布范围广，颗粒分选差。中等退汞效率，平均为42%。孔喉分布曲线呈有3个以上的低峰。

如图4所示，最终驱油效率分布范围广，39.3%～66.1%。从孔喉分布曲线形态上来看，本类储层属于多峰或多峰偏粗型，表明该类岩心孔喉半径有多个比较集中的分布区间，而且平均孔喉半径较大。不同孔喉半径孔隙群体的组合带来了不同的驱油效率，当半径较小孔道群被半径较大的孔道群包围时，出现注入水沿着

图4 注入PV与驱油效率间关系

大孔道群渗流而绕过小孔道群的情况［5］，这样大孔道群内的油被驱替的很干净，小孔道群就是剩余油分布的主要区域。由于该类岩心平均孔喉半径值较大，所以本类储层岩心水驱油效率仍然比较高，平均达到50.5%。

2.3 III类孔隙结构与驱油效率关系

Ⅲ类孔隙结构储层是较差的储层，孔隙类型为低孔低渗细喉型，渗透率平均 28×10－3μm2，孔隙度平均18%。如图5所示，该类储层储集空间主要为残余粒间孔，砾缘缝发育，泥质和水云母充填物含量高，近50%的孔隙呈星点状分布，孔喉分布呈双峰偏细或多峰偏细型。储层孔喉连通性较差，较多孔隙无喉道相连，曾孤立形态。这些特点客观上造成了储层孔隙结构特征复杂多变，非均质性极强。

图5 铸体薄片观察显示，孔喉配位数0～3，以细孔细喉组合为主。孔喉偏细态，毛管压力曲线的阀压高（0.2～0.6MPa）， 最大进汞饱和度低 （60%～80%），退汞效率为30%～50%。

三类储层岩心采收率随注入PV的关系如图6所示。从驱油实验结果来看，该类储层驱油效率分布范围较广，为32%～54%，本类储层大部分孔喉半径较小，且连通情况差。水驱时注入水沿着少量大孔道快速渗流，迅速形成水窜通道，孔喉半径较小的孔隙群则未被注入水波及到,从而成为剩余油的主要富集区。由于本类储层小孔喉半径孔隙群所占比例较大，大孔道所占比例较小，使得平均驱油效率较低，为42.54%。

图5 III类储层地质特征

图6 注入PV与驱油效率间关系

2.4 IV类孔隙结构与驱油效率关系

Ⅳ类孔隙结构储层是该区质量最差的储层，渗透率平均为2×10-3μm2，孔隙度平均为12%。以不等粒砾岩、含泥中细砂岩为主，该类储层填隙物含量较高（图7），平均大于15%。储层储集空间主要为长石、胶结物中的溶蚀孔、晶间孔。孔隙空间呈星点状分布，铸体薄片下观察面孔率小于4%，大多孔隙互不连通，盲孔较多。压汞曲线偏细态，进汞饱和度低，平均为60%，退汞效率小于30%。孔喉分布呈单峰偏细型，最大孔喉半径平均为2.21μm，中值平均为0.14μm。

图7 IV类储层孔隙结构特征

其特征形成的主要原因如下：首先储层属于低孔低渗型，小孔细喉型孔隙类型占绝对优势，对渗流起主要作用的为极少部分渗流阻力较低的大孔道，注入水在水驱过程中沿着这些大孔道迅速突进，水窜现象突出，绝大多数小孔道由于毛管力较大，注入水很难进入，其中的油均未被驱替出，从而驱油效率很低（图8）。

图8 注入PV与驱油效率间的关系

3 结 论

储层孔隙结构特征对驱油效率影响较大，不同大小的孔喉组合方式会带来不同的驱油效率。

Ⅰ类孔隙结构储层以粗砂岩、含砾粗砂岩、小砾岩为主，结构成熟度较高。孔喉半径较大，连通性好，水驱时油水呈段塞状运移。该类储层平均驱油效率较高，为58.6%。

Ⅱ类孔隙结构储层孔喉大小分布较广，平均孔喉半径较大。岩心中小孔喉半径孔隙被大孔喉半径孔隙群包围，水驱时注入水沿渗流阻力较小的孔隙群流动绕过小孔喉半径孔隙群。平均驱油效率为50.5%。

Ⅲ类孔隙结构储层平均孔喉半径较小，大孔喉半径孔隙群较少，水驱时注入水沿着少量大孔道快速渗流形成水窜。该类储层驱油效率低，平均为42.54%。

Ⅳ类孔隙结构储层平均孔喉半径很小。储层内存在大量盲孔和死空隙，水驱时注入水大量孔隙空间均未波及。该类储层驱油效率低，平均为35%。

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Abstract：The reservoir pore structure is the critical element which has great effect on oil displacement efficiency.Through various core analysis and tests,the reservoir of lower Karamay formation in the Middle District No.6 of Karamay oilfield has been classified into four categories.The features of pore configuration and oil displacement efficiency of each type are analyzed in this paper.The typeIreservoir has relatively high textural maturity.Low permeable core in this type has the highest oil displacement efficiency about 62%.The oil displacement efficiency of the type II reservoir varies in a large range,the average value is about 50.5%.The oil displacement efficiency of the type III reservoir varies in a large range,the average value is about 42.54%.Its average pore throat radius is relatively short.The pore throat distribution curve of the type IV reservoir is single peaked and relatively thin state and its oil displacement efficiency is 35%.

Key words：Karamay oilfield；glutenite reservoir；pore structure character；oil displacement efficiency

Comments on the Oil Displacement Efficiency at Different Fractures of Glutenite Reservoir

ZHANG Xu-yang1YANG Qing1HOU Wen-feng2YUE Xiao-jun2ZHOU Qi2
(1.Southwest Petroleum University,Chengdu 610500;2.Xinjiang Oilfield Company,Karamay 834000)

TE341

A

1673－1980（2011）06－0047－04

2011－07－06

张旭阳（1985－），男，四川南充人，西南石油大学矿产普查与勘探专业在读硕士研究生，研究方向为油气藏地质、储层保护。