惠民凹陷商河油田商三区沙二下低渗透储层特征

杨志军

中国石化胜利油田分公司临盘采油厂，山东 临邑

惠民凹陷商河油田商三区沙二下低渗透储层特征

杨志军

中国石化胜利油田分公司临盘采油厂，山东 临邑

惠民凹陷商河油田商三区断块较多，沙河街组二段下亚段砂体形态复杂，属于低渗透储层，基础地质研究薄弱。以小层为研究单元，在开展沉积相精细研究的基础上，充分利用岩心、测井、录井、化验分析等资料，对储层的岩石学、孔隙结构、物性、非均质性、敏感性和裂缝等特征进行了详细研究及储层综合评价。研究表明，商三区属于中孔、低渗-特低渗储层；储层岩石类型以岩屑质石英粗粉-细砂岩为主，成分成熟度中等，结构成熟度较低；储集空间以粒间孔、粒间溶孔为主，孔喉半径较小；具有弱敏感性；层内和平面上具有较强的非均质性，层间非均质性较弱。以沉积微相分布和孔、渗数据为评价依据，对商三区储层进行分类和评价：I类储层物性最好，以河口砂坝为主；II类储层物性较好，主要以远砂坝为主，河口砂坝次之；III类储层物性最差，以发育支流间湾为主。其中I类和II类储层为主力层，主要分布在1 + 2砂组和3砂组。

沙河街组二段下亚段，低渗透储层，储层特征，储层评价

Copyright © 2017 by author, Yangtze University and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

1.引言

随着我国油气勘探开发程度的不断提高，中-高渗透储层的石油地质储量和产量逐年减少，低渗透储层的石油地质储量和产量所占比重越来越大，国内外研究热点也由油气勘探转为对低渗透储层的研究，挖掘低渗透储层生产潜力，并取得了较大进步[1]。如在低渗透储层评定标准[2] [3]、类型[4]、成因机理[5]、储层特征参数研究[6]、储层评价[7] [8]及储层模拟[9]等方面已经获得了一定的成果和认识。但是由于在动用的低渗透储层中不同油区产能差异较大，给决策投资带来一定的不确定性[10] [11]，因此必须对低渗透储层进行更精确的特征研究并进行评价。

商河油田历经30余年的勘探开发，开展了一系列地质研究，取得了一批研究成果[12] [13] [14] [15]。目前的开发和研究成果表明，商三区主力含油层系沙河街组二段下亚段油层埋深2250～2480 m，属常规低渗透油藏。主要为三角洲沉积，储集砂体类型主要为河口砂坝和远砂坝，砂体形态复杂、储层非均质性较强。由于开发过程中受断块小、单层储量较少等条件的制约，层间、层内矛盾不断突出，开发难度不断加大。针对该问题，在小层沉积相精细研究的基础上，充分利用岩心、测井、录井、化验分析及试验测试等资料，对储层岩性、孔隙结构、非均质性等方面特征进行详细研究，并结合沉积微相、孔隙度、渗透率等参数对储层进行评价和分类。

2.沉积特征

Table 1.The sedimentary type and characters ofin the Third Area of Shanghe Oilfield表1.商三区沉积类型及特征

Table 1.The sedimentary type and characters ofin the Third Area of Shanghe Oilfield表1.商三区沉积类型及特征

相 亚相 微相 岩性组合河口砂坝 细砂岩、粗粉砂岩为主三角洲 三角洲前缘 远砂坝 细粉砂岩为主，少量薄层的细砂岩、灰质粉砂岩支流间湾 泥岩、粉砂质泥岩、薄层粉砂岩前三角洲 前三角洲泥 泥岩、粉砂岩条带、泥质粉砂岩条带及少量泥灰岩湖泊 浅湖-半深湖 浅湖-半深湖泥 泥岩、灰质泥岩、油页岩

3.储层特征

不同于中-高渗透储层，由于特殊的沉积环境构造作用的影响，低渗透储层有着其独特的特征[16]，从岩石学、孔隙结构、敏感性、物性、非均质性以及裂缝等特征上对商三区低渗透储层进行分析。

3.1.岩石特征

3.2.孔隙类型和结构特征

Figure 1.The triangular diagram of sandstone classification ofin the Third Area of Shanghe Oilfield图1.商三区砂岩分类三角图

Figure 2.The photo of casting thin section (intergranular dissolved pores (A), intragranular dissolved pores (B), fine sandstone, Well S13-J58, at 2407 m)图2.铸体薄片镜下照片(粒间溶孔(A)和粒内溶孔(B)，细砂岩，S13-J58井，2407 m)

Figure 3.The intrusive mercury curve (coarse siltstone, Well S13-581, at 2276.2 m)图3.压汞曲线(粗粉砂岩，S13～581井，2276.2 m)

3.3.物性特征

3.4.非均质性特征

目前，在我国各个油田中广泛使用的碎屑岩储层非均质性概念模型是裘怿楠的分类，即微观非均质性、层内非均质性、层间非均质性和平面非均质性4类。结合测井二次解释成果(表2)，初步对进行储层层内非均质性、层间非均质性和平面非均质性研究。

3.4.1.层内非均质性

由于不同的沉积环境、沉积方式，水动力特征也各有差异，垂向韵律特征及层内非均质性也不相同，而不同的韵律性直接影响着储层物性的纵向差异[18]。

通过对商三区7口取心井的岩性观察，结合覆盖全区的33口井的测井曲线特征和储层非均质性评价表(表3)，区内的砂体主要属于河口砂坝微相、远砂坝微相和支流间湾微相(表1)，层内垂向上非均质性也各有所特点(表4)。

Table 2.The physical statistical table of 1 + 2 sand group of(results from the 2ndlogging interpretation)表2.储层1 + 2砂组物性统计表(测井二次解释结果)

Table 2.The physical statistical table of 1 + 2 sand group of(results from the 2ndlogging interpretation)表2.储层1 + 2砂组物性统计表(测井二次解释结果)

Table 3.The evaluation standard of reservoir heterogeneity ofin the Third Area of Shanghe Oilfield表3.商三区储层非均质性评价标准

Table 3.The evaluation standard of reservoir heterogeneity ofin the Third Area of Shanghe Oilfield表3.商三区储层非均质性评价标准

非均质性标准 级差/1 突进系数/1 变异系数/1 相对分选系数/1弱 ＜10 ＜1 ＜0.5 0中 10～20 1～2 0.5～0.6 0～1强 ＞20 ＞2 ＞0.6 1

Table 4.The vertical heterogeneity parameters of different sedimentary types in(results from the 2ndlogging interpretation)表4.层内不同沉积类型垂向非均质性参数统计表(据测井二次解释结果)

Table 4.The vertical heterogeneity parameters of different sedimentary types in(results from the 2ndlogging interpretation)表4.层内不同沉积类型垂向非均质性参数统计表(据测井二次解释结果)

?

1) 河口砂坝微相 砂体厚度普遍大于2.0 m，多为单期沉积物，呈大型连片状，粒度较粗，垂向分布具有明显的反韵律；孔隙度均值为20.62%，最大为26.2%，渗透率均值为23.84 mD，最大为1030 mD，渗透率垂向上大部分呈现反韵律，层内最大渗透率分布在单个河口砂坝砂体的中上部。从表 4中可以看出河口砂坝垂向上非均质性为中等。

2) 远砂坝微相 大体特征与河口砂坝微相类似。砂体厚度普遍小于2.0 m，多为椭圆形、小型连片状，粒度分布上多为反韵律，或可见正韵律；孔隙度均值为20.14%，最大为23.5%，渗透率均值为22.77 mD，最大为241 mD，渗透率垂向上大多为反韵律，层内最大渗透率分布在单个远砂坝砂体中上部。从表4中可以看出远砂坝垂向上非均质性为较强。

3) 支流间湾微相 砂体厚度一般为0～1.0 m，主要发育于砂坝间凹陷部位，孔隙度均值为19.7%，最大为20.7%，渗透率均值为19.64 mD，最大为67 mD，由于频繁的砂泥互层，渗透率数值垂向上变化较大且分布不规律。从表4中可以看出支流间湾垂向上非均质性为最强。

3.4.2.层间非均质性

3.4.3.平面非均质性

3.5.储层敏感性特征

3.6.裂缝发育特征

由于应力场的作用，裂缝常常和低渗透储层相伴生，形成裂缝性低渗透储层，微裂缝尤为发育，而伴随有微裂缝的低渗透储层，其渗透性也会得到大大改善[20]。但是商三区开采初期通过注水开发，大多数注水井需压裂后才能正常注水，如1977～1978年投转注的11口水井中，压裂6口12井次；并且商三区南块在300 m左右的注采井距下，平均见效时间为447d，注入水平均推进速度为1.6 m/d，注水开发后油井见效、见水慢。因此，商三区储层裂缝发育不明显，不具有改善储层渗透性的作用。

Figure 4.Planar diagram of 4-4 sublayer ofin the Third Area of Shanghe Oilfield图4.商三区4砂组4小层平面图

4.储层分类与评价

我国常规储层评价参数以孔隙度和渗透率为评价依据[21]。因此，结合实际情况，从平面上和垂向上对低渗透储层进行评价，并对39个小层分类；平面上评价选择的参数为河口砂坝和远砂坝微相覆盖整个研究区的比例以及它们的砂体厚度均值，垂向上选择的参数有孔隙度和渗透率均值以及非均质性参数。由此可将商三区储层分为3类(表5)，其平面展布如图5所示。

Table 5.The reservoir evaluation of in the third area of Shanghe Oilfield表5.商三区储层评价表

Table 5.The reservoir evaluation of in the third area of Shanghe Oilfield表5.商三区储层评价表

?

Figure 5.The planar distribution of reservoir evaluation ofin the Third Area of Shanghe Oilfield图5.商三区储层评价平面展布图

I类储层主要集中在研究区的西北部，岩性以细砂岩为主，粗粉砂岩次之。平面上，以发育河口砂坝为主，远砂坝次之；河口砂坝沉积覆盖率大于18%，砂体厚度均值大于2.0 m，最厚可达6.4 m，以大型连片状为主，由西北向东南方向展布；远砂坝沉积覆盖率小于2%，砂体厚度均值小于2%，以分散的小型连片状为主。垂向上，其有效孔隙度均值大于20.2%，渗透率均值大于25.0 mD，变异系数小于0.6，突进系数小于3.0，级差小于20.0。因此I类储层属于研究区内最优的储层，主要层位为1+2砂组的2、3、5～9小层，3砂组的1～11小层，4砂组的1～6、10、11、16小层。

II类储层岩性以粗粉砂岩和细粉砂岩为主。平面上，以发育远砂坝为主，支流间湾次之，河口砂坝发育比较普遍；河口砂坝沉积覆盖率15%～18%，砂体厚度均值1.5～2.0 m，以分散的小型条带状和连片状为主，分多期次沉积，由西北向东南方向展布；远砂坝沉积覆盖率2%～4%，砂体厚度均值0.8～1.5 m，以分散的椭圆状和小型连片状为主。垂向上，其有效孔隙度均值19.8%～20.2%，渗透率均值22.0～25.0 mD，变异系数0.6～0.65，突进系数3.0～3.5，级差20.0～22.0。因此Ⅱ类储层属于中等储层，主要层位为3砂组的7小层，4砂组的7、13、15小层。

III类储层岩性以细粉砂岩为主，含有少量粗粉砂岩。平面上，以发育支流间湾为主，远砂坝次之，偶见河口砂坝；河口砂坝沉积覆盖率小于15%，砂体厚度均值小于1.5 m，以分散的小型条带状为主，由西北向东南方向展布；远砂坝沉积覆盖率大于4%，砂体厚度均值小于0.8 m，以分散的小型椭圆状为主。垂向上，其有效孔隙度均值小于19.8%，渗透率均值小于22.0 mD，变异系数大于0.65，突进系数大于3.5，级差大于22.0。因此，Ⅲ类储层属于差储层，主要层位为1+2砂组的1、4、10小层，3砂组的12小层，4砂组的8、9、12、14、17小层。

5.结论

References)

[1] 杨希濮, 孙卫, 高辉, 等.三塘湖油田牛圈湖区块低渗透储层评价[J].断块油气田, 2009, 12(2): 5-8.

[2] 李道品.低渗透油田开发概论[J].大庆石油地质与开发, 1997, 16(3): 33-37.

[3] Law, A., Megson, J.and Pye, M.(2001) Low Permeability Reservorirs: Introduction.Petroleum Geoscience, 7, 2-3.https://doi.org/10.1144/petgeo.7.1.2

[4] 曾大乾, 李淑贞.中国低渗透砂岩储层类型及地质特征[J].石油学报, 1994, 15(1): 38-46.

[5] 杨晓萍, 赵文智, 邹才能, 等.低渗透储层成因机理及优质储层形成与分布[J].石油学报, 2007, 28(4): 57-61.

[6] 杨百全, 黄华梁, 李玉华, 等.低渗透储层特征参数研究与应用[J].天然气工业, 2001, 21(2): 32-35.

[7] 杨正明, 张英芝, 郝明强, 等.低渗透油田储层综合评价方法[J].石油学报, 2006, 27(2): 64-67.

[8] Dou, Q.and Huang, S.(2002) Evaluating Low-Permeability Reservoirs of Hongliuquan Lithological Trap.Petroleum Exploration and Development, 29, 87-89.

[9] Li, Y.(2004) Modeling of Low Permeability Sandstone Reservoirs.Petroleum Exploration and Development, 31, 99-105.

[10] 熊伟, 刘华勋, 高树生.低渗透储层特征研究[J].西南石油大学学报(自然科学版), 2009, 5(31): 89-92+200-201.

[11] Haldorsen, H.H.and Damsleth, E.(1993) Challenges in Reservior Characterization.AAPG Bulletin, 77, 541-551.

[12] 邱隆伟, 姜在兴, 操应长.惠民凹陷临盘油田沙二下亚段储层成岩演化[J].石油大学学报(自然科学版), 1997, 21(4): 6-8.

[13] 华晓琴.商三区沙二下亚段地层精细划分与沉积特征研究[D]: [硕士学位论文].青岛: 中国石油大学(华东), 2011.

[14] 王青春, 何幼斌.商河油田商三区沙二下亚段储层沉积微相研究[J].石油天然气学报, 2005, 27(6): 851-853.

[15] 曲占庆, 何利敏, 战永平, 等.商三区注入水储层伤害判断及解堵实验[J].断块油气田, 2014, 21(2): 232-235.

[16] 蒋凌志, 顾家裕, 郭彬程.中国含油气盆地碎屑岩低渗透储层的特征及形成机理[J].沉积学报, 2004, 22(1): 13-18.

[17] 马文国, 王影, 海明月, 等.压汞法研究岩心孔隙结构特征[J].实验技术与管理, 2013, 30(1): 66-69.

[18] 吴朝东, 刘建民, 王军, 等.河流沉积单元分析与储层宏观非均质性[J].地质科学, 2003, 38(1): 60-73.

[19] 陈永红.商三区沙二下储层敏感性研究[J].江汉石油学院学报, 2004, 26(1): 74-76.

[20] 刘洪涛, 曾联波, 房宝才, 等.裂缝对大庆台肇地区低渗透砂岩储层注水的影响[J].石油大学学报(自然科学版), 2005, 29(4): 68-72.

[21] 赵加凡, 陈小宏, 张勤.灰关联分析在储层评价中的应用[J].勘探地球物理进展, 2003, 26(4): 282-286.

[编辑] 邓磊

Received: Dec.14th, 2016; accepted: Jan.28th, 2017; published: Apr.15th, 2017

The Low-Permeability Reservoir Properties of Lower Submember of Member 2 of Shahejie Formation in the Third Area of Shanghe Oilfield in Huimin Depression

Zhijun Yang
Linpan Oil Production Plant of Shengli Oilfield, SINOPEC, Linyi Shandong

Because there existed many blocks in the 3rdArea of Shanghe Oilfield, the shape of sand body was complex inIt belonged to a low permeability reservoir, where basic geologic study was less.By taking the sublayer as study unit, on the basis of the detailed study of sedimentary facies, fully applying the data of cores, well logging, geologic logs and chemical analysis, the reservoir characteristics of petrology, pore structures, physical property, heterogeneity, sensitivity and fractures inwere researched in detail, and then the reservoir was evaluated comprehensively.The study showed that the rock types were dominated by lithic quartz coarse siltstone-fine sandstone; its compositional maturity was medium and the textural maturity was low; the major types of pore were intergranular pore and intergranular dissolved pore; and the pore throat radius was small; the reservoir sensitivity was weak; inner layer and areal heterogeneity was stronger; and interlayer heterogeneity was weak.Based on the distribution of sedimentary microfacies and the data of the porosity and permeability, three types of reservoirs in the area were classified and evaluated.Physical property of Type I is the best, in which mouth bar is generally developed.Physical property of Type II is better than that of Type I, which is dominated by the distal bar and mouth bar is the next.Physical property of Type III is the poorest, which is dominated by the interbranch channel.The Type I and Type II are the major reservoirs among them, and they are mainly distributed in the sand group 1 + 2 and 3.

Low Permeability Reservoir, Reservoir Characteristics, Reservoir Evaluation

杨志军(1966-)，男，高级工程师，现主要从事石油地质勘探工作。

2016年12月14日；录用日期：2017年1月28日；发布日期：2017年4月15日

文章引用: 杨志军.惠民凹陷商河油田商三区沙二下低渗透储层特征[J].石油天然气学报, 2017, 39(2): 1-9.https://doi.org/10.12677/jogt.2017.392010