环江地区长7致密油四性关系与储层特征分析

2015-09-10郭钢王琨郭亚丽王玲芳中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院陕西西安7005中国石油长庆油田分公司第八采油厂陕西靖边78500中国石油长庆油田分公司第二采油厂甘肃庆阳74500

石油化工应用 2015年1期

郭钢，王琨，郭亚丽，王玲芳（.中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院，陕西西安　7005；.中国石油长庆油田分公司第八采油厂，陕西靖边　78500；.中国石油长庆油田分公司第二采油厂，甘肃庆阳　74500）

郭钢1，王琨2，郭亚丽3，王玲芳3
（1.中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院，陕西西安710025；2.中国石油长庆油田分公司第八采油厂，陕西靖边718500；3.中国石油长庆油田分公司第二采油厂，甘肃庆阳745100）

通过对环江长7致密油储层的岩芯取样、铸体薄片、扫描电镜分析，研究环江地区长7致密油储层特征。结果表明：研究区致密储层长7岩石主要为灰色、灰褐色极细-细粒岩屑质长石砂岩。砂岩填隙物含量平均为14.80％，主要以自生粘土矿物和碳酸盐为主，还有少量的硅质和其他矿物。其中自生粘土矿物以高岭石（1.76％）、伊利石（3.56％）、绿泥石（1.98％）为主，而碳酸盐矿物以铁方解石（3.76％）和铁白云石为主（1.22％）。环江地区长7致密油储层孔隙半径分布范围宽，储层中没有大孔，中孔、小孔、微孔及纳米孔孔隙类型均发育，以小孔隙为主，且孔隙类型、主要孔隙类型和孔隙半径分布范围受储层致密程度的控制作用明显；研究区孔隙类型主要为剩余粒间孔、长石溶孔和晶间孔，由于储层与大规模发育的优质烃源岩紧密接触，受溶蚀作用明显，其长石溶孔是研究区最主要的孔隙类型，此外，由于孔喉细小，储层致密，储层填隙物中伊利石、高岭石中的晶间孔也是一个重要的油气储集场所。对环江非常规油气资源的勘探与开发具有一定的启示意义。

环江油田；长7油层；致密油；孔隙特征；铸体薄片

鄂尔多斯盆地拥有丰富的致密油资源，勘探开发前景广阔，主要致密油产层为延长组长6、长7砂岩，渗透率小于1×10-3μm2的储量占52.56％。

环江地区处于盆地西南边陲，渗透率一般小于0.3×10-3μm2，是鄂尔多斯盆地中典型长7致密油砂岩储层，作为典型的致密油层，长7储层的研究较为薄弱。本文旨在通过对环江地区典型油藏储层特征的分析，为该类油藏的资源评价研究，勘探开发提供指导意义。

1　地质概况

环江地区位于鄂尔多斯盆地中西部，构造位置位于伊陕斜坡二级构造单元内，构造平缓，以岩性圈闭为主。辖区面积14 615 km2。地层发育特征与鄂尔多斯盆地其它地区延长组相似。长7油层组沉积期为湖盆发展的全盛时期，属浅湖-深湖相沉积环境，岩性以灰黑色泥页岩、油页岩为主（俗称“张家滩页岩”），是本区主要生油岩系。

2　四性关系与测井解释

储层的“四性”关系是指储层的岩性、物性、含油性与电性之间的关系，通过四性关系研究，解决如下问题：（1）定性地划分储层有效厚度、隔层及两者之间的过渡岩层；（2）建立渗透率、孔隙度、含油饱和度图版；（3）综合判断产油、产气、产水层。

2.1储层岩性特征

研究区长7储层岩性主要以灰色、灰褐色极细-细粒岩屑质长石砂岩为主，主要粒径为0.06 mm～0.42 mm，平均为0.16 mm。分选性整体为中，碎屑颗粒多为次棱角状。胶结类型多样，以孔隙型胶结为主。

2.2储层物性特征

通过长7储层化验资料分析统计，主要孔隙度分布范围在5％～8％，平均值7.42％，主要渗透率分布范围在0～0.4×10-3μm2，平均值0.18×10-3μm2。

2.3含油性基本特征

取芯资料显示，含油岩性主要为细砂岩，其次还有少部分的细粉砂岩，含油级别主要为含油性好、中等、差，泥质粉砂岩和钙质砂岩不含油。

2.4储层基本电性特征

测井系列为数控测井系列，测井曲线包括自然电位、自然伽玛、井径、声波时差、4米电阻和2.5米电阻、微电位、微梯度、中感应、深感应、八侧向、密度和补偿中子等曲线。钻井液为水基聚合物泥浆，储层自然电位负异常，自然伽马低值-中值，随着泥质含量增加，自然电位幅度减小，自然伽玛值升高；随着钙质含量增加，声波时差降低，电阻率升高（见图1）。

2.5储层四性关系

通过对储层四性关系地研究（见图2），孔隙度测井资料（声波时差、补偿中子、补偿密度）与储层物性（孔隙度、渗透率）之间有很好的相关性，一般采用声波时差曲线与储层分析孔隙度建立经验公式，这主要考虑开发井只测声波而不测密度和中子。另外由于在研究区长7储层，自然伽马曲线在一定程度上反映了储层的泥质含量，所以采用了自然伽马曲线对孔隙度值和渗透率值进行泥质校正，并取得较好的效果。

环江地区长7储层油层主要特点表现为：是油层厚度大，油层比较稳定，变化小，油层易于识别。含油饱和度较低，储层的物性与电性有极好的对应关系，储层的电性能较好地反映储层的性质。

图1　环江地区长7储层孔隙度、渗透率直方图

图2 池X井长7储层四性关系图

由于该地区长7储层自然伽马曲线能有效地划分岩性，并能准确地确定储层的泥质含量，所以在划分岩性时，主要采用自然伽马曲线，自然电位曲线则做参考曲线。2.6孔隙度、渗透率下限确定

根据对该研究区的孔隙度、渗透率分析数据，可以用经验统计法确定孔隙度、渗透率下限值。

对于研究区的致密砂岩油来说，主要通过不同物性岩性中的试油结果来推断其物性下限。根据研究区统计的试油结果，将目的层段试油结果分为干层、水层和油层。并统计了不同类型试油结果的孔隙度和渗透率的分布（见图3，图4）。

从统计结果来看，干层孔隙度分布在4％～8％，渗透率分布在0.006 mD～0.3 mD，油水同层孔隙度分布在5％～10％，渗透率分布在0.02×10-3μm2～1×10-3μm2，油层孔隙度呈多峰状，分布在3％～10％，渗透率呈单峰状，分布在0.01×10-3μm2～1×10-3μm2。由于研究区干层的统计样本数量较少，其统计结果对研究区含油性下限帮助有限。统计结果表明：储层物性越好其含油性趋好的几率也越大，说明物性对于储层的含油气性有明显的控制作用；含油性并不完全取决于储层自身的孔隙度；孔隙度小3％，没有明显的油气显示，通过孔渗交汇图，孔隙度等于3％时，渗透率为0.01×10-3μm2，当渗透率小于0.01×10-3μm2，则也没有明显的含油气特征。因此，确定研究区长7致密砂岩油孔隙度、渗透率下限分别为3％和0.01×10-3μm2（见图5）。

图3　环江地区长7不同试油结果孔隙度分布直方图

3　储层岩石学特征

利用铸体薄片、扫描电镜等资料和手段，对长7油层组的岩石学特征进行分析。

3.1岩石碎屑成分

通过分析，研究区长7石英含量28.15％，长石含量35.71％，岩屑含量19.32％，各个小层碎屑成分相似，长71石英含量高，长72岩石含量高，长73岩屑和填隙物含量高。

表1　环江地区长7岩屑和填隙物成分统计表

3.2填隙物组分特征

通过铸体薄片统计、扫描电镜分析，研究区长7砂岩填隙物含量平均为15.15％，填隙物种类多样，主要以自生粘土矿物和碳酸盐为主，还有少量的硅质和其他矿物。其中自生粘土矿物以高岭石（1.89％）、伊利石（3.83％）、绿泥石（2.00％）为主，而碳酸盐矿物以铁方解石（3.66％）和铁白云石为主（1.18％）。

表2　环江地区长7储层填隙物成分统计表

123478高岭石　伊利石　绿泥石铁方解石铁白云石　硅质　其他填隙物种类含量百分比5 （％）6 ????长71 ??长72 ??长73 ??长7? ?876543210含量百分比/％高岭石伊利石绿泥石铁方解石铁白云石硅质　其他填隙物种类长71 长72 长73 长7

从图7可以看出，研究区长7砂岩三个小层整体填隙物类别差别不大，含量分布基本相同，差异主要体现在伊利石、绿泥石和铁方解石上。伊利石长73含量最高，为7.27％；绿泥石长72含量最高，为3.33％；铁方解石长73含量最高，为5.28％。

4　孔隙类型及分布规律

通过铸体薄片、扫描电镜等分析，研究区长7砂岩的孔隙类型主要有粒间孔、长石溶孔、岩屑溶孔，还有少量的晶间孔和微裂缝等，平均面孔率为2.12％。其中长石溶孔是本区长7最主要的孔隙类型，含量为0.96％，其次为粒间孔，含量为0.89％，研究区长7岩屑溶孔含量为0.06％。

图6　长7砂岩成分柱状图

图4　环江地区长7不同试油结果渗透率分布直方图

图5　环江地区长7储层孔隙度、渗透率交汇图

图8　环江地区长7储层镜下微观孔隙结构

粒间孔：形态多为三角形和不规则多边形（见图9），因本区压实作用强烈，含量相比于其他层位较低。

长石溶孔：由长石颗粒的边缘或者内心溶蚀、溶解形成的溶孔，孔隙形态极不规则，呈港湾状。长7烃源岩发育，在生排烃过程中形成大量的酸性流体，酸性流体侵入岩石孔隙中，因此溶蚀作用强烈，导致研究区长石溶孔发育。

岩屑溶孔：硅质岩屑等颗粒被溶解形成的岩屑，因研究区溶蚀作用发育，也是研究区一种重要的孔隙类型。

其他孔隙：包括晶间孔、微裂缝等，虽然含量较低，但对提高储层孔隙度和渗透率也起到一定的作用。

各小层孔隙类型差异不大，长71和长72面孔较高，长73面孔率较低，差异主要体现在粒间孔和长石溶孔上，长72粒间孔和长石溶孔含量最高，长71岩屑溶孔含量最高。

图10　池A，2 267.4 m，长71剩余粒间孔

5　孔隙结构对油气聚集的影响

作为典型的致密砂岩油藏，通过上面的分析可以看出，其孔喉致密，受压实作用影响强烈，其剩余粒间孔含量低，但受生烃排烃作用明显，溶蚀孔隙含量高，这些溶蚀孔隙连通性好，可以成为油气聚集的有利通道和场所。另一方面，溶蚀孔隙中也存在着自生粘土矿物高岭石、伊利石等，这些粘土矿物中存在大量的纳米级孔隙，吸附着油气，也是油气富集的一个重要场所。