鄂尔多斯盆地苏里格地区盒8段致密砂岩储层特征研究

胡爱平，刘　燕，康　锐，刘晓鹏

(1.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院，陕西 西安 710018；2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西 西安 710018)



鄂尔多斯盆地苏里格地区盒8段致密砂岩储层特征研究

胡爱平1，2，刘燕1，2，康锐1，2，刘晓鹏1，2

(1.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院，陕西 西安 710018；2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西 西安 710018)

盒8段为苏里格气田主力产气层之一，搞清储层特征对勘探开发有着重要指导意义。通过薄片鉴定、恒速压汞、核磁共振等多种实验手段对苏里格致密砂岩储层岩石学特征、孔隙类型、物性特征和主流喉道半径进行研究。研究结果表明:(1)研究区盒8储层岩石骨架颗粒组成主要为石英，次为岩屑，仅局部分布少量长石。成分成熟度一般较高，结构成熟度中等，以中粒砂岩和粗粒砂岩为主，填隙物有伊利石、伊蒙混层、高岭石及绿泥石、铁方解石、硅质和凝灰质；(2)主力储层储集空间以次生溶孔为主，原生粒间孔次之，裂缝极少；(3)储层孔隙度基本小于12%、渗透率基本小于1.0 mD，并且在覆压条件下，储层渗透率小于0.1 mD的样品占92%，属于典型的致密砂岩气储层；(4)主流喉道半径主体介于1～2 um。

苏里格地区；致密砂岩；盒8段；储层特征

苏里格地区位于鄂尔多斯盆地西北部，横跨伊陕斜坡、伊盟隆起和天环坳陷三大构造单元，上古生界发育多套含气层系[1-8]。其中，储集砂体最为发育的层段为二叠系下石盒子组盒8段，该段储集砂体在盆地内表现为“广覆式大面积分布”的特征，储层的成岩改造作用强烈，机械压实作用及强烈的胶结作用使得原生孔隙大大减少，形成了致密砂岩储层[9-12]。因此，本文首次应用恒速压汞、核磁共振等微观孔喉结构表征技术与常规分析试验手段相结合对苏里格地区盒8段致密砂岩储层进行综合研究，从而对致密砂岩的储集能力做出相对准确的评价，为致密砂岩气的勘探开发提供科学地质依据。

1　岩石学特征

通过苏里格气区92口探井1128块薄片资料的统计，研究区盒8储层岩石骨架颗粒组成主要为石英，次为岩屑，仅局部分布少量长石。其中石英碎屑以单晶石英为主，多来自于岩浆岩，少数具波状消光的石英来自于变质岩区，个别有压裂破碎，多晶石英量少，主要包括石英岩和燧石；岩屑组分以变质岩岩屑为主，其次为火成岩岩屑，少量的沉积岩岩屑；长石量少或无，长石以高岭石交代假象存在，蚀变成高岭石(见图1a)。其中砂岩的石英含量为80%～95%，岩屑含量为7%～20%，长石含量平均不足0.5%，石英含量呈南北向条带状分布，由西往东石英含量具有逐渐减少的趋势(见表1)。成分成熟度一般较高，结构成熟度中等。砂岩的粒级较粗，以中粒砂岩和粗粒砂岩为主，尚有含砾粗砂岩及细砂岩。填隙物有伊利石、伊蒙混层、高岭石及绿泥石、铁方解石、硅质及凝灰质，并有少量黄铁矿、菱铁矿(见图1b)。

a.长石高岭石化，S354，3 754.05 m；

b.蚀变凝灰质部分溶蚀形成溶孔，S59，2 636.8 m

2　孔隙类型

沉积物继沉积之后在各种物理、化学、生物及地质条件下所经历的一系列的成岩作用，使岩石组构发生变化，进而影响岩石的孔隙类型、孔隙结构、孔隙数量、渗透性能，造成储层的多样化及非均质性特征。影响储集性质最重要的成岩作用是压实作用、胶结作用和溶蚀溶解作用。

表1　苏里格地区盒8段储层碎屑组成统计表

研究表明，苏里格地区上古生界主要储集层段经历的成岩作用类型主要有压实作用、胶结/交代作用、重结晶作用和溶蚀溶解作用等。主力储层储集空间以孔隙为主，裂缝只占储集空间的极少部分，在孔隙构成中次生溶孔占主要地位，原生粒间孔在孔隙构成中处于次要位置，总面孔率大约2.8%。次生孔隙主要为岩屑溶孔、杂基溶孔、长石溶孔、粒间溶孔及晶间孔。石炭-二叠纪，盆地北部火山活动频繁，沉积物中火山物质发育，占岩石组份的10%左右，次生溶孔主要以火山物质溶蚀孔为主，占到70%以上。溶蚀作用主要形成火山碎屑颗粒粒内溶孔、长石晶模孔、石英粒间溶孔和高岭石晶间孔等次生孔隙。岩石中偶见少量成岩收缩缝和构造微裂缝(见图2)，这些微裂缝有助于沟通岩石孔隙。致密砂岩储层喉道半径分布在0.01～1.6 μm之间，主要为片状、弯片状、管束状的中细喉道(见图3)。

a.凝灰质收缩缝，s47，3 589.61 m

b.构造-成岩微裂隙，s9，3 353.14 m，×32.5

a.片状喉道，s2，2 627.86 m，×1890(SEM)

b.管束状喉道，s271，3 262.01 m，×442(SEM)

3　物性特征

苏里格地区上古生界主要储集层砂岩经历了漫长的成岩后生作用, 储集岩中原生孔隙大部分遭受破坏, 取而代之的是残余粒间孔、各种可溶性矿物的次生溶孔以及高岭石晶间孔, 构成了低孔渗砂岩储集体系。岩石骨架颗粒呈点状、凹凸状接触，方解石、硅质胶结作用比较普遍，导致储层物性总体比较致密。盒8段近12 000余块砂岩岩心分析物性数据统计结果显示80%以上的储层孔隙度小于12%、渗透率小于1.0 mD，并且在覆压条件下，储层渗透率小于0.1 mD的样品占92%(图4)，属于典型的致密砂岩气储层。

图4　苏里格气田致密砂岩储层覆压渗透率分布图

4　主流喉道半径

一般而言，岩石颗粒包围着的较大空间称为孔隙，而仅仅在两个颗粒连通的相对狭小部分称为喉道。孔隙是流体储存于岩石中的基本储集空间，而喉道是控制流体在岩石流的重要通道。显然，喉道的大小和分布以及它们的几何形状是影响储集岩渗流特征主要因素。

目前，研究储层微观孔隙结构特征最常用的手段是借助毛管压力曲线，常规压汞技术是目前获取微观孔隙结构定量参数的重要手段，其给出的是进汞压力(对应喉道半径)与进汞饱和度(对应喉道或孔隙体积)的关系，不能将喉道和孔隙区分开，而恒速压汞技术以非常低的进汞速度(通常为0.000 05 ml/min)将汞注入岩石孔隙体积内，可近似保持准静态进汞过程，从而克服了常规压汞技术进汞速度过快导致毛细管压力变大的情况，并且能直接测量喉道和孔隙的分布，分别给出喉道和孔隙的毛细管压力曲线，以及喉道半径、孔隙半径和孔喉半径比等反映孔隙、喉道特征的参数。

本次研究中在苏里格上古生界盒8段选送了13块样品进行恒速压汞分析(分析数据见表2，图5)，统计表明研究区盒8段主流喉道半径主体介于1至1.5 um。

图5　苏里格地区盒8段储层主流喉道半径分布直方图

井号孔隙度(%)气测渗透(mD)平均喉道半径(um)中值半径(um)主流喉道半径(um)s3157.20.321.530.411.15s1610.60.630.951.07t6100.660.810.30.68s1209.50.961.341.051.05s31512.91.161.530.411.15s1611.71.231.440.471.08s10010.61.741.350.531.15s6115.15.652.720.222.1s6148.953.590.432.9s6920.220.17.141.055.8

5　结语

1)研究区盒8段致密砂岩储层岩石骨架颗粒组成主要为石英，次为岩屑，仅局部分布少量长石。成分成熟度一般较高，结构成熟度中等，以中粒砂岩和粗粒砂岩为主，填隙物有伊利石、伊蒙混层、高岭石及绿泥石、铁方解石、硅质和凝灰质；研究区盒8段致密砂岩储集空间以次生溶孔为主，原生粒间孔次之，裂缝极少；

2)研究区盒8段致密砂岩储层孔隙度基本小于12%、渗透率基本小于1.0 mD，并且在覆压条件下，储层渗透率小于0.1 mD的样品占92%，其主流喉道半径主体介于1～1.5 um，属于典型的致密砂岩气储层。

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2016-03-14

国家重大科技专项“鄂尔多斯盆地天然气富集规律、目标评价与勘探关键技术”(2011ZX05007-004)

胡爱平(1982-)，男，陕西西安人，工程师，主要从事天然气勘探、生产及科研方面的工作。

TE122.2+3

A

1004-1184(2016)04-0211-03