耿43井区储层微观结构特征及其与物性的关系

何文祥,江凯禧,马超亚

(1.长江大学地球化学系,湖北荆州 434023;2.油气资源与勘探技术教育部重点实验室·长江大学;3.中国石油长庆油田公司第七采油厂）

耿43井区储层微观结构特征及其与物性的关系

何文祥1,2,江凯禧1,马超亚3

(1.长江大学地球化学系,湖北荆州 434023;2.油气资源与勘探技术教育部重点实验室·长江大学;3.中国石油长庆油田公司第七采油厂）

为了研究储层微观结构特征对物性的影响,利用电镜扫描、X衍射以及压汞等实验对鄂尔多斯盆地耿43井区长4+5储层岩心进行了研究。研究结果表明,储层为长石砂岩,粒度以细砂为主;粘土矿物多为伊利石、高岭石和绿泥石,伊蒙混层含量较少;砂岩结构成熟度和成分成熟度较高;储层物性为低孔特低渗透率储层,门槛压力、中值压力等微观孔隙结构参数与储层物性具有较好的相关性,但退汞饱和度、退汞效率等参数与物性的相关性较差。微观孔隙结构的差异是产生储层物性参数差异、孔喉特征参数差异的主要原因。

特低渗储层;成分成熟度;储层微观结构;退汞效率

储层的宏观物性参数主要指孔隙度、渗透率等;储层的微观孔隙结构是指储集岩中孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系,是储层微观物理研究的核心内容[1]。开发实践经验表明,宏观物性在反映储层内在特征方面存在局限性,而微观孔隙结构直接影响储层的储集、渗流能力,并最终影响油气井的产能和最终采收率[2]。因此,研究储层特别是特低渗透储层的孔喉结构特征及微观分布[3-4],揭示微观孔隙结构与宏观物性的关系,能有效地揭示特低渗透储层开发现象及开发特征,并提出特低渗透油田开发的有效对策。

1 储层的岩石学特征

岩石学特征研究表明,耿43井区长4+5储层为长石砂岩,成分成熟度、结构成熟度均相对较好,且杂基和胶结物含量高。

1.1 储层物质组分特征

含油层为碎屑岩储层,碎屑颗粒成分以长石和石英为主,分别在占岩石组分的41.9%和42.2%;岩屑含量较低,占组分11.8%;含少量云母,占组分4.1%;粘土矿物多为高岭石、绿泥石和伊利石,分别占粘土矿物组分的45.8%、33.1%和17.1%;伊蒙混层含量较少,占4.0%;胶结物以方解石、硅质为主。

储层成分成熟度(Q/F+R)值0.51,属于中等成分成熟度。

1.2 储层结构特征

耿43井区长4+5储层以细砂岩为主,占砂岩含量的93.7%,含少量粉沙、中砂岩和泥,不含砾石和粗砂,总体上砂岩颗粒相对偏细,平均粒径0.17 mm。标准偏差平均为0.5,颗粒分选较好,偏度为0.16,为正偏态。在C-M图上,C值为0.247,M值为0.136,粒度分布为正偏态,尖度平均为1.07,以跳跃和悬浮搬运颗粒为主。长4+5储层磨圆度以次圆、次棱为主,粒径主要分布在0.05～0.26 mm,多数砂岩分选程度中等或好。胶结类型主要为孔隙式,颗粒之间接触方式以点-线或线-点接触为主,颗粒支撑。储层结构成熟度中等～高。

2 储层微观孔喉结构特征

2.1 孔喉类型

以长石溶孔和粒间孔为主,分别占孔隙总数的49.1%、42.2%,其次是岩屑溶孔,占 8.7%。喉道类型以片状和弯片状喉道为主,管束状喉道次之,缩颈型喉道少见。

2.2 孔喉结构特征

孔喉分选中等,分布比较均匀,为细歪度,平均孔喉体积比小(表1)。

排驱压力、毛细管中值压力、残余汞饱和度、退出效率和结构渗流系数等可以反映孔、喉的连通性。压汞实验表明(表2),门槛压力相对较高、最大进汞饱和度较低、残余汞饱和度较高,反映了特低孔渗储层特征。

表1 长4+5储层孔喉分布及半径特征参数

表2 耿43井区长4+5储层孔喉连通性特征参数

3 储层宏观物性特征

3.1 储层物性特征

储层孔隙度5.3%～21.6%,平均9.98%,渗透率(0.01～10.50)×10-3μm2,平均 0.85×10-3μm2,主要为低孔、特低渗储层。

3.2 各相带物性分布

耿43井区长4+5为三角洲前缘亚相沉积,主要发育水下分流河道、河口坝、水下天然堤和分流间湾微相,形成一套灰绿、灰黑泥页岩、泥质粉砂岩与灰绿、灰白色细砂岩互层。储层主要由呈北北东～南南西向展布分流河道砂体组成,表现为分流河道储层物性最好,其次为河口坝和天然堤(表3)。

水下分流河道孔隙组合类型以粒间孔、粒内溶孔为主,分别占面孔率的1.7%和0.3%;河口坝也以粒间孔和粒内溶孔为主,分别占面孔率的1.5%和1.4%。

表3 长4+5储层部分井沉积微相孔、渗物性统计表

4 微观结构特征参数与物性的关系

微观孔喉特征参数与物性存在正相关性和负相关性(表4、图1、图2)。其中,门槛压力、中值压力、均值系数与孔、渗参数之间呈负相关关系;分选系数、歪度、残余汞饱和度与物性无相关性,说明影响储层物性的因素非常复杂;变异系数、最大孔喉半径、中值半径与物性呈正相关;最大进汞饱和度与物性略呈正相关关系;另外,物性参数与退汞饱和度和退汞效率参数之间的相关性较差,尤其是与退汞效率相关性更差,说明退汞效率的影响因素更加繁多、复杂,也反映特低渗透储层微观孔隙结构的复杂性。

取多个样品的平均值,绘制孔喉半径与渗透率贡献关系图,孔喉分布总体具有单峰状,主要由孔喉半径为0.16～0.63μm的粗孔喉提供,细喉道对岩样渗透性的贡献极小(图3)。

表4 微观结构特征参数与物性关系

5 主要认识与结论

(1)长4+5储层为长石砂岩,成分成熟度、结构成熟度均相对较好,杂基和胶结物含量高,粒度以细砂为主;为三角洲前缘亚相沉积,主要发育水下分流河道、河口坝、水下天然堤和分流间湾微相,水下分流河道孔隙组合类形以粒间孔、粒内溶孔为主,分别占面孔率的1.7%和0.3%;河口坝也以粒间孔和粒内溶孔为主,分别占面孔率的1.5%和1.4%。

图1 中值压力与孔、渗关系

图2 最大孔喉半径与孔渗关系

图3 孔喉半径与渗透率贡献直方图

(2)长4+5储层以长石溶孔和粒间孔为主,喉道类型以片状和弯片状喉道为主,管束状喉道次之,缩颈型喉道少见。

(3)长4+5储层门槛压力相对较高、最大进汞饱和度较低、残余汞饱和度较高,反映了特低孔渗储层特征;微观孔喉特征参数影响储层的物性,门槛压力、中值压力等与孔、渗参数具有很好的相关性,但退汞饱和度和退汞效率与物性的相关性较差。

[1] Teige G M G,Hermanrud C ,Thomas W H ,et al. Capillary resistance and t rapping of hydrocarbons :A laboratory experiment [J ] . Pet roleum Geoscience ,2005 ,11 :125 - 129.

[2] 杨县超,张林,李江,等.鄂尔多斯盆地苏里格气田储层微观孔隙结构特征[J].地质科技情报,2009,28(3):73-76.

[3] 石京平,向阳,张丽萍,等.榆树林油田低渗透储层微观孔隙结构特征及渗流特性[J].沉积与特提斯地质,2003,23(1):90-94.

[4] 孟宪富,陈堂锁,洛跃雄,等.鄂尔多斯盆地杏河地区长6油组不同微相储层孔隙结构特征[J].石油地质与工程,2009,23(4):20-22.

TE313.1

A

1673-8217(2011)02-0016-03

2010-10-20;改回日期:2011-01-30

何文祥,副教授,1968年生,1991年毕业于江汉石油学院矿物学、岩石学、矿床学专业博士,现主要从事油藏描述工作。

国家科技重大专项课题资助项目“大型油气田及煤层气开发”(2008ZX05023-001)部分研究成果。

编辑:彭刚