鄂尔多斯盆地胡尖山地区长4+5油层组储层特征研究

杨豫川，李凤杰，代廷勇，李俊武，杨承锦

鄂尔多斯盆地胡尖山地区长4+5油层组储层特征研究

杨豫川，李凤杰，代廷勇，李俊武，杨承锦

（成都理工大学沉积地质研究院，成都610059）

对胡尖山地区长4+5油层组的岩心、测井、铸体薄片、扫描电镜、物性和压汞等资料的分析表明：该区岩石类型主要为岩屑长石砂岩和长石砂岩；孔隙类型主要为粒间孔和长石溶孔；储层孔隙度为10.86%，渗透率为0.56 mD，为低孔、特低渗、致密—近致密储层。该区成岩作用主要包括压实作用、胶结作用和溶蚀作用，其中绿泥石膜对原生粒间孔的保存以及溶蚀作用对储层的孔渗性均具有建设性作用。以储层特征参数和孔隙结构参数为基础，对胡尖山地区长4+5油层组储层进行了分类评价，并将其分为4类，其中Ⅱ类和Ⅲ类储层是该区主要的储集层类型。

储层特征；储层评价；长4+5油层组；鄂尔多斯盆地

0 引言

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长4+5油层组是长庆油田近年来发现的超低渗油藏，具有良好的油气开发潜力。位于鄂尔多斯盆地西部的胡尖山地区（长4+5油层组）是主要的勘探区（图1）。研究表明：该区长4+5油层组属三角洲沉积体系［1-4］，其储层孔渗性差，为低孔、特低渗、致密—近致密储层；储层的微观结构与渗流特征以及致密和超低渗等是影响该区油层产能的重要因素［5］。胡尖山地区长4+5油层组储层物性差异较大，开展该区储层特征研究，尤其是分析长4+5油层组试油高产井储层砂岩的岩石学特征、成岩作用类型、孔隙类型和物性特征，可深化对优质储层形成机理和分布规律的认识，以期寻找有利的勘探方向。

图1 鄂尔多斯盆地胡尖山地区相对位置图Fig.1 Location of Hujianshan area,Ordos Basin

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组时期为大型坳陷湖泊发育期，接受陆相河流-三角洲-湖泊沉积。根据岩性、电性特征及含油性，将延长组自上而下划分为长1～长10共10个油层组。其中，长10～长7油层组为湖盆扩张期，长6～长1油层组为湖盆收缩期。长4+5油层组沉积时期是继长7油层组沉积之后的又一次较大规模的湖侵期，依据沉积旋回和岩性组合又可细分为长4+51和长4+52共2个油层段。该区主要发育三角洲前缘亚相，水下分流河道砂体是主要的储集砂体［1-4］。

1 储层岩石学特征

对鄂尔多斯盆地胡尖山地区344块铸体薄片的观察统计，认为该区长4+5油层组储层以灰色和灰白色极细—细粒、细粒、细—中粒长石砂岩和岩屑长石砂岩为主（图2），少量长石岩屑砂岩。碎屑组分平均为8.77%，其中石英体积分数为25.67%～ 60.00%，平均为38.44%；长石体积分数为21.28%～61.50%，平均为40.42%；岩屑体积分数为10.5%～37.5%，平均为21.14%，岩屑中云母体积分数平均为7.5%，个别可达19.8%，其次为变质岩岩屑和岩浆岩岩屑，含少量沉积岩岩屑。储层填隙物体积分数为6.80%～14.23%，其中绿泥石十分常见，包括自生绿泥石和以杂基形式出现的绿泥石，占岩石体积的4%～12%，平均为5%，其他黏土矿物包括伊利石和碳酸盐胶结物，分别占3.20%和5.08%。砂岩分选性为中等—好，碎屑颗粒多呈次棱角状，少量呈次圆状，颗粒支撑，胶结类型多样，主要为孔隙式胶结。

图2 胡尖山地区长4+5油层组砂岩分类图Fig.2 Rock component of Chang 4+5 oil reservoir set in Hujianshan area

2 岩相古地理及其演化

根据岩心观察，胡尖山地区长4+5油层组沉积构造以各种层理及生物成因构造为主，见块状层理、交错层理、平行层理、沙纹层理、水平层理以及变形构造和生物垂直钻孔。

根据沉积环境、岩石相类型、典型单井相综合分析及其相标志，认为胡尖山地区长4+5油层组为三角洲前缘亚相沉积，发育水下分流河道、河口坝和水下分流间湾微相（图3）。其中以水下分流河道微相沉积为主。砂体虽然厚度大，连片性好，但单砂层厚度小，横向迁移变化快，纵向上岩性致密，泥岩夹层多，连通程度低，物性差，非均质性强。

长4+52油层段沉积时期，水下分流河道发育，分流间湾仅出现在东南和西南部2个区块，范围较小，砂体厚度较薄，连片性较差；长4+51油层段沉积时期，湖平面相对下降，水下分流河道发育，基本继承了长4+52时期的沉积特征，但砂体厚度较大，连片性强。

图3 胡尖山地区长4+5油层组三角洲前缘亚相岩、电性特征图（安75井）Fig.3 Characteristics of rock-electricity in front delta of Chang 4+5 oil reservoir set in Hujianshan area

3 储集特征

3.1储集空间类型

鄂尔多斯盆地胡尖山地区长4+5油层组储集空间类型可划分为原生粒间孔、次生孔和裂缝。次生孔包括溶蚀孔、铸模孔和晶间孔等。其中原生粒间孔、粒内溶蚀孔和晶间孔是主要的储集空间类型。依据研究区223口井445个样品的化验分析数据，认为含油层段的砂岩钙质胶结物较少，而不含油层段的砂岩钙质胶结物较多，可以推断，石油侵位主要发生在长石大量溶蚀后，以及碳酸盐胶结物大量溶蚀之前。

3.1.1 原生粒间孔

胡尖山地区延长组长4+5油层组砂岩中原生粒间孔所占的比例为4.5%～7.3%，最高可达10.2%。绿泥石膜对原生粒间孔的保存具有积极作用。该区主要发育原生粒间孔（图版Ⅰ-1、图版Ⅰ-2），包含没有受到绿泥石膜保护的原生粒间孔（图版Ⅰ-3）。

3.1.2 次生孔

胡尖山地区长4+5油层组储层中粒间溶孔大多数是由粒间长石（图版Ⅰ-4）和黏土溶蚀（图版Ⅰ-5）而成，粒内溶孔主要由长石溶蚀而成，并以长石粒内蜂窝状溶蚀孔隙（图版Ⅰ-6）为主。晶间孔多为杂基高岭石化或自生高岭石（图版Ⅰ-7）和绿泥石晶体间形成的孔隙，孔径较小，对储层的储集性能贡献不大。

3.1.3 裂缝

在胡尖山地区长4+5油层组的各井储集砂岩中均发育有不同程度的微裂缝，裂缝主要发育在长石岩屑及岩屑长石砂岩中，长石颗粒被挤压破碎，形成破裂缝（图版Ⅰ-8）。破裂缝可将粒间孔和铸模孔连通，提高储层的孔、渗性。

3.2储层物性特征

根据胡尖山地区125口井近2 800个样品的岩心物性资料统计，长4+5油层组孔隙度和渗透率的分布区间如表1所列。

表1 胡尖山地区长4+5油层组储层物性统计表Table 1 Statistics of porosity and permeability of Chang 4+5 oil reservoir set in Hujianshan area

从表1可以看出：胡尖山地区长4+5油层组孔隙度主要为5%～17%，平均为10.9%，其中孔隙度分布在10%～15%的样品最多，占样品总数的55.4%；渗透率的变化范围较大，平均为0.56 mD，渗透率小于0.1 mD的样品占27.6%，大于1.5 mD的样品占15.7%，渗透率为0.1～1.0 mD的样品最多，占样品总数的52.3%。总体评价认为研究区长4+5油层组储层属于低孔、特低渗、致密—近致密储层。

4 成岩作用及其对储层物性的影响

胡尖山地区长4+5油层组储层中的成岩作用主要有压实作用、胶结作用和溶蚀作用等。

4.1压实作用

压实作用是在沉积物沉积后，由于上覆沉积物不断加厚，在重荷压力下所发生的成岩作用。通过压实作用，沉积物发生脱水，孔隙度降低，体积缩小，密度增大，松软的沉积物变成固结的岩石。压实作用在胡尖山地区普遍出现，是研究区砂岩储层最主要的破坏性成岩作用。但是胡尖山地区压实作用强度总体较低，具体表现为原始沉积颗粒由松散状变为致密状，孔隙空间缩小，颗粒长轴定向、半定向排列（图版Ⅱ-1），云母受挤压弯曲（图版Ⅱ-2）。

4.2胶结作用

胶结作用是在成岩过程中从孔隙溶液中沉淀出的矿物质，将松散的沉积物固结起来的作用。对储层而言，它是仅次于压实作用的破坏性成岩作用，其中碳酸盐胶结作用对储层的负面影响最大，其次为黏土质胶结。胡尖山地区长4+5油层组储层胶结物的平均体积分数为11.87%，对储层的物性影响较大。

根据薄片染色和扫描电镜观察，胡尖山地区碳酸盐胶结物主要包括方解石、铁方解石和铁白云石。其中，方解石和铁方解石含量最高（图版Ⅱ-3），在各段储层中均有发育，铁白云石（图版Ⅱ-4）含量相对较少。碳酸盐胶结物多呈粒间胶结、交代或孔隙内填充形式出现，整体上分布不均匀，局部胶结强烈，降低了储层的储集性能。

胡尖山地区黏土质胶结包括绿泥石胶结（图版Ⅰ-1、图版Ⅰ-2）、高岭石胶结（图Ⅰ-7、图版Ⅱ-5）以及伊利石胶结（图版Ⅰ-4、图版Ⅱ-6），其中以绿泥石胶结为主。绿泥石胶结对储层具有建设性作用，其主要形成于较早期的成岩阶段。虽然叶片状绿泥石占据了一定的孔隙空间，然而更多的环边状绿泥石包围碎屑颗粒，形成绿泥石膜（图版Ⅰ-1、图版Ⅰ-2），在一定程度上，具有抗压实能力，并且削弱了压实作用对储层的破坏程度［6-9］，从而使原生粒间孔隙得以保存（图版Ⅱ-2）。此外，这种环边状的绿泥石还可通过分隔碎屑石英与孔隙流体之间的相互作用，限制自生石英的生长，对孔隙产生保护作用，从而增加储层的储集性能［10-13］。

硅质胶结主要以石英次生加大（图版Ⅱ-7）和自形石英晶体（图版Ⅱ-8）的形式产出在碎屑石英颗粒表面、粒间孔壁和粒内溶孔中，对储层具有破坏性作用，使砂岩的孔隙度和渗透率降低。

4.3溶蚀作用

溶蚀作用是胡尖山地区储层中最具建设性的成岩作用之一，它能形成大量的次生孔隙，且以长石颗粒溶蚀为主（图版Ⅱ-8）。研究区长4+5油层组砂岩中含有大量长石碎屑（图版Ⅱ-7），高含量的长石为长石溶孔的形成提供了物质基础。该区储层砂岩主要沉积于水下分流河道中，在早成岩阶段晚期至中、晚成岩阶段埋藏成岩过程的封闭体系中，酸性介质对长石等铝硅酸盐具有强烈的溶蚀作用，从而形成了大量的次生溶蚀孔隙。溶蚀作用的强度与岩石粒间孔隙发育程度、可溶组分长石含量的多少及酸性流体来源的丰富程度有关。

5 储层分类评价

5.1孔隙结构参数

通过分析胡尖山地区63口井125个样品的压汞数据，认为该区储层孔隙结构总体较差：排驱压力为0.17～5.12 MPa，平均为1.15 MPa，表明排驱压力较高；最大连通孔隙喉道半径为0.05～0.59 μm，平均为0.25 μm，表明储层孔喉半径总体较小；中值压力为1.25～23.62 MPa，平均为5.58 MPa，表明孔喉中值半径较小；最大进汞量为53.55%～92.56%，平均为80.86%，表明束缚水含量较高；退汞效率为13.94%～45.60%，平均为28.85%，表明退汞效率较低；分选系数为0.898～2.861，平均为1.939，主要集中在1～2。

5.2储层分类评价

储层分类评价以沉积相和砂体厚度为基础，结合储层特征和孔隙结构参数，将胡尖山地区长4+5油层组储层划分为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ共4种类型（表2），其中，Ⅱ类和Ⅲ类储层是该区主要的储集层类型（图4）。

表2 胡尖山地区长4+5油层组储层分类评价Table 2 Reservoir classification evaluation of Chang 4+5 oil reservoir set in Hujianshan area

续表2

图4 胡尖山地区长4+5油层组储层综合评价图Fig.4 Comprehensive evaluation of Chang 4+5 oil reservoir set in Hujianshan area

Ⅰ类储层分布面积较小，约55 km2，以胡121井区为典型代表，主要分布在研究区中部及中南部的分流河道中央；Ⅱ类储层全区大面积发育，主要分布在分流河道和河口坝砂体上，呈南北向展布，包括新213井等13个生产井区；Ⅲ类储层主要分布在分流河道边部和储层物性较差的区域；Ⅳ类储层分布面积局限，主要位于分流间湾区域。

6 结论

（1）胡尖山地区长4+5油层组主要发育三角洲前缘亚相，并以水下分流河道砂体为主要储层类型，砂体由岩屑长石砂岩和长石砂岩组成，储集空间类型以原生粒间孔和长石溶孔为主。

（2）胡尖山地区长4+5油层组储层砂体中的成岩作用主要包括压实作用、胶结作用和溶蚀作用，其中绿泥石膜对原生粒间孔的保存和溶蚀作用对储层的孔渗性均具有建设性成岩作用。

（3）胡尖山地区长4+5油层组储层砂体孔隙度为10.86%，渗透率为0.56 mD，为低孔、特低渗、致密—近致密储层。

（4）以沉积相和砂体厚度为基础，结合储层特征参数和孔隙结构参数，将胡尖山地区长4+5油层组储层划分为4类，其中Ⅱ和Ⅲ类储层是该区主要的储集层类型。

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图版Ⅰ

图版Ⅱ

（本文编辑：杨琦）

Reservoir characteristics of Chang 4+5 oil reservoir set in Hujianshan area,Ordos Basin

YANG Yuchuan，LI Fengjie，DAI Tingyong，LI Junwu，YANG Chengjin
（Institute of Sedimentary Geology，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China）

Based on the analysis ofcores,logging,thin sections,scanningelectronic microscope,physical properties and mercuryinjection,this paper discussed the characteristics ofsedimentaryfacies,petrologic features,pore types,physical properties,diagenesis and effects on reservoir.The result shows that the Chang4+5 oil reservoir set in Hujianshan area is mainlymade up ofdebris-feldspar sandstone and feldspar sandstone,and the main pore types are primaryintergranular pore and feldspar dissolved pores.The porosityofthe reservoir is 10.86%,and the permeabilityis 0.56 mD.The reservoir belongs tolowporosity,ultra-lowpermeabilityreservoir and tight reservoir.The diageneses contain compaction,cementation and dissolution,and the protection from chlorite membrane to primary intergranular pores and dissolution are very constructive tothe reservoir.Reservoir ofChang4+5 oil reservoir set in Hujianshan area can be divided intofour types, and typeⅡand typeⅢare the main reservoirs.

reservoircharacteristics；reservoirevaluation；Chang4+5oilreservoirset；OrdosBasin

P618.130.21

A

1673-8926（2014）02-0032-06

2013-10-22；

2013-12-20

国家“十二五”重大科技专项“鄂尔多斯盆地重点探区碎屑岩沉积体系、储层特征与主控因素”（编号：2011ZX05002-001-001）资助

杨豫川（1989-），男，成都理工大学在读硕士研究生，研究方向为沉积岩石学与岩相古地理。地址：（610059）四川省成都市成华区二仙桥东三路1号成都理工大学沉积地质研究院。E-mail：billyyc132@vip.qq.com。