鄂尔多斯盆地芦子沟地区长6油层非均质性研究

孙 敏

(延长油田南泥湾采油厂，陕西 延安 716000)

在芦子沟油田，由于对非均质特征认识不足，导致该区长6油层井间产能差异较大，开发效益受到影响。正确认识和评价储层非均质性，已成为芦子沟地区制定调整整体开发方案、改善开发效果的当务之急。

储层非均质性是指储层在形成时受沉积环境、成岩作用以及构造作用的影响和后期人工诱导的变化，使得储层的空间分布及内部的各种属性存在着不均匀的变化，而这些变化是影响地下油、气、水运动及油气采收率的主要因素［2］。储层非均质性的分类及其表征方法较多，本次研究从宏观和微观角度分析，宏观上从层内、层间、平面分别展开［3-4］。

1 研究区概况

芦子沟地区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡中北部(图1)，主要含油层系为延长组长6油层组。长6油层组属三角洲前缘亚相，又可进一步细分为水下分流河道、河口坝、前缘席状砂、水下天然堤及水下分流间等微相类型。岩性主要为灰色、浅灰色、灰绿色粉砂岩或细砂岩。碎屑成分较稳定，主要成分是长石，平均含量为50.05%，其次是石英，平均含量为24.41%，岩屑含量14.37%;岩石类型主要为长石砂岩，岩屑质长石砂岩。岩石多呈颗粒支撑，接触关系以点 — 线状为主;胶结类型以孔隙式为主。储层孔隙度值分布区间为6.00% ～13.45%，平均孔隙度为 10.36%，渗透率分布范围为(0.10～8.34)×10-3μm3，平均渗透率为 0.87 × 10-3μm3，属特低孔超低渗储层。

图1 芦子沟油田位置图

2 储层非均质性研究

2.1 层内非均质性

层内非均质性直接控制单砂层内水驱波及厚度和纵向动用程度，是生产中引起层内矛盾的主要原因［5-6］。层内非均质性主要是指由于垂向粒度分布、层理类型、泥质含量的变化和不均一性所导致的渗透率非均质性，层内夹层的存在也会加剧纵向的非均值程度。

2.1.1 砂体的韵律性

根据岩心观察，芦子沟地区长6油层主要发育有块状构造，水平层理、波状层理、波状交错层理及小型槽状交错层理及小型冲刷构造(图2)。由于地势平缓，水动力条件弱，岩性和沉积纹理比较细。岩石的韵律类型主要有正韵律、复合韵律、反韵律等。虽然存在多种韵律类型，但岩性之间基本上呈过渡状态，即细砂岩和粉砂岩之间的过渡(图2)，岩性为均质性。

图2 芦子沟地区新X井岩心特征

2.1.2 层内渗透率的非均质性

渗透率变异系数、突进系数和级差等参数可以从不同侧面反映渗透率的非均质特征［7］。表1中统计数据表明，芦子沟地区目的层段内平均级差为2.21，突进系数为 1.26，变异系数为 0.21，属于均质型储层。相比之下，长62较长621和长611非均质程度更高。

表1 芦子沟地区目的层层内渗透率非均质性系数统计表

2.1.3 层内夹层

在注水开发过程中，夹层对流体的渗流具有隔绝或部分遮挡作用，影响水驱效果［8］。夹层的岩性不同，分布面积不同，对水驱油过程的影响也存在比较大的差别。

如图3所示，根据岩性将研究区夹层分为3类:

(1)泥质夹层(包括粉砂质泥岩夹层)。该夹层电阻率曲线表现为低值，一般会比邻层低50%;微电极曲线无幅度差，并且为低值;自然伽马曲线为高值，自然电位曲线表现为低幅度值;声波时差曲线有一定幅度的增大。

(2)灰质夹层。电阻率曲线和微电极曲线均为高值，且呈尖峰状，微电极曲线无幅度差;声波时差曲线异常低值，一般小于240 μs/m;自然伽马曲线为低值，与纯净砂体幅度相近;自然电位为低幅。

(3)泥灰质夹层。该夹层主要特点是电阻率为低值，声波时差曲线为低值，微电极曲线为中等高值，无幅度差，自然电位曲线幅度降低，但自然伽马曲线表现与灰质夹层不同，表现为中高值。

本区主要以泥质夹层为主，其次为灰质夹层，其他为泥灰质(白云质)夹层。由于微相不同，各类夹层在不同层段中出现的频率差别很大。研究区属水下沉积，湖泊作用相对较强，湖水面的升降对储层中夹层的形成起重要作用，夹层大部分为湖侵泥岩。

图3 夹层类型及电性特征

统计表明，芦子沟地区长611油层夹层平均厚度约为1.52 m，长621油层夹层平均厚度约为1.58 m，因为长62油层总厚度大，其夹层平均厚度约2.04 m。表2为南泥湾芦子沟目的层夹层厚度统计表。

夹层频率是指单位岩层厚度中夹层的条数，是评价层内非均质性常用的参数。地层厚度内夹层的条数越多，在一定时间单元内的沉积微环境变化越频繁，同时该时间单元内沉积的储集体粒度变化越频繁，物性也随之变化。

表2 南泥湾芦子沟地区目的层夹层厚度统计表

统计数据表明，研究区长611、长621、长62油层每个小层内出现的夹层密度平均为12.43%，夹层频率平均为0.06条/m。3个层进行对比，长611和长621夹层厚度薄，频率低，密度低;长62小层中夹层厚度大，密度高，频率低。

夹层的成因不同，岩性特征也不同，分布面积差别也很大。根据其平面分布特征，夹层可划分为层状连续分布夹层和片状不稳分布夹层。

层状连续分布夹层，呈席状分布，连续性较好，岩性多为湖浸泥岩，厚度稳定，具有一定的分隔作用。这类夹层主要分布在分流河口砂坝砂体、前缘席状砂中。长62小层中的夹层多以这一类为主。

片状不稳分布夹层，在平面上零星分布，互不连片，剖面上断续分布，这类夹层主要分布在水下分支河道中。长611与长621小层中的夹层多以这一类为主。

2.1.4 层内微观非均质性

微观非均质性主要表现有2种:一是孔隙分布不均匀;二是喉道细小，且分选性较差。

(1)孔隙分布不均匀。根据铸体薄片分析结果，该地区主要以溶蚀孔为主，受胶结物、岩石性质、地下水循环作用等因素的影响，溶蚀孔分布不均匀(图4)，常常是局部孔隙密集分布，局部未发育。因此各井投产后经常表现出产能差异大的现象。

图4 芦子沟地区新X井岩心铸体薄片

(2)喉道细小且分选性较差。根据217个样品资料统计，排驱压力在0.1 MPa以下的样品占总数的5.99%，排驱压力为0.1～1.0 MPa的样品占总数的26.73%，排驱压力为1.0 ～ 10.0 MPa的样品占总数的62.67%，排驱压力大于10.0 MPa的样品占总数的4.61%，平均排驱压力为2.1 MPa，最大孔喉半径平均值为8.244 5 μm，最大连通喉道半径比较小，排驱压力较高。

中值毛管压力分布范围为 0.046～29.046 MPa，平均 7.483 MPa;分选系数分布范围为 0.006～54.764，平均1.869，整体分选性较差。不同样品的饱和度中值毛管压力值和喉道分选系数变化很大，反映出目的层的强非均质性。

2.2 层间非均质性

层间非均质性主要是指由于气候、背景构造等沉积环境条件的变化，导致垂向上岩性发生变化而造成物性的差异［9］，从而表现出生产过程中不同层间产液量的差异。

2.2.1 层间渗透率非均质性

表3中统计数据显示:层间渗透率级差最大值为107.96，平均值为2.02;层间渗透率突进系数最大值为2.94，平均值为1.27;层间渗透率变异系数最大值为1.37，平均值为0.23。可以看出，湾芦子沟地区目的层位整体上层间非均质性较弱，适合多层合采。

表3 芦子沟地区目的层层间渗透率非均质统计数据

2.2.2 层间隔层分布特征

隔层是储层层间非均质性的另一侧面，它对流体运动能起隔挡作用。芦子沟地区目的层之间的隔层主要为泥岩类，长611与长621小层之间的隔层厚度平均值为3.98 m，厚度较小，在压裂时应采取相应的保护措施，以免破坏隔层对流体运动的隔挡作用;长621与长62小层之间的隔层厚度较大，平均值为6.98 m，压裂不易压开，可对流体运动起到隔挡作用(表4)。

表4 南泥湾芦子沟地区目的层隔层统计

隔层厚度平面上变化趋势比较明显，向深湖方向隔层厚度呈增大趋势。隔层的厚度大小与微相也有关，水下分流河道之间的隔层较薄，某些区段甚至变化为零，席状砂之间的隔层较厚，河口砂坝之间的隔层中等。

2.3 平面非均质性

平面非均质性包括砂体的几何形态、规模、连续性以及层内孔隙度、渗透率的平面变化的非均质性，它直接影响到注入水的驱油效果。研究结果显示，席状砂微相平面上厚度稳定，均质性较好，河口砂坝次之;水下分流河道砂体横向上变化大，呈条带状、分枝状分布，平面非均质性相对严重。

砂体成因单元的连通程度，即砂体的钻遇率，在一定程度上能够反映砂体平面的稳定程度和非均质性。据全区1 059口井砂体钻遇率来看(表5)，长621钻遇率达到了92.6%;长62钻遇率为91.6%;表明长621和长62两层砂体的连片性好;长611砂体钻遇率相对较低，仅为76.2%，说明砂体的平面连片性相对较差。各小层平面井点间渗透率变异系数:长62为 0.35，长621为 0.33，长 611为 0.46。总体上均质性较好，长611较其他两层非均质程度更高。

表5 南泥湾芦子沟地区目的层钻遇率统计

3 储层非均质性影响因素分析

总体上，研究区长6油层宏观上相对均质，微观上非均质严重。各层之间存在差异，不同地段存在差异，主要受沉积环境和溶蚀作用的影响。

3.1 沉积环境的影响

长6油层沉积时期，鄂尔多斯盆地陕北斜坡是一个宽缓的、稳定斜坡背景，物源固定，水动力条件较弱，平面和纵向上岩性变化不大，基本上是以细砂和粉砂岩为主，因此非均质程度比较弱。但是受大背景的影响，随着湖水面下降，沉积基准面逐渐下降，砂体由席状砂体过渡为河口砂坝、水下分流河道，砂层变厚，粒度变粗，砂体横向稳定程度降低，非均质程度相对增强，隔夹层的稳定程度降低。

3.2 溶蚀作用的影响

成岩作用中的压实、胶结对储层孔隙的形成及孔隙度的大小具有重要影响［10］，但该地区储层微观非均质性的决定因素却是溶蚀作用。溶蚀作用不均一，使得孔隙分布形成条带状或簇团状，因此实验分析样品中有些孔隙度很高，有些很低，差别比较大，单井产量差异也较大。

4 结语

芦子沟地区的长6油层组属三角洲前缘沉积砂体，具有远物源、水动力弱、岩性细、物性差的特点，属于特低孔隙度、超低渗透率储层，采油指数低，单井产量低。非均质性研究结果表明，长6油层组砂体厚度在平面上较稳定，层内、层间、平面渗透率均质性相对较强，因此可以通过方案优化进行大段组合开采，通过增加射孔厚度提高单井产量。

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