鄂尔多斯盆地长6储层特征及物性影响因素分析

张舂燕，张郁聆，刘秉晞，贺志亮

(1.长安大学 地球科学与资源学院，陕西 西安 710054； 2. 长安大学 数字油田研究所，陕西 西安 710054)

鄂尔多斯盆地长6储层特征及物性影响因素分析

张舂燕1,2，张郁聆1，刘秉晞1,2，贺志亮1,2

(1.长安大学 地球科学与资源学院，陕西 西安 710054； 2. 长安大学 数字油田研究所，陕西 西安 710054)

鄂尔多斯盆地延长组长6储层属于典型的低孔超低渗致密油层。以岩心、岩石薄片、测井解释成果等分析测试资料为基础，对储集层的岩石学特征、物性分析、微观孔隙特征以及影响因素进行了分析。

鄂尔多斯盆地；储层物性；成岩作用；沉积作用

0 前 言

甘谷驿油田地处陕西延安市与延长县交界处的甘谷驿镇境内，构造上位于鄂尔多斯盆地东部陕北斜坡中部。该区的主要产油层为三叠系延长组长6油层。陕北斜坡为鄂尔多斯盆地的主体部分，主要形成于早白垩世，为一向西倾斜的平缓单斜。该斜坡断层与局部构造均不发育，仅局部发育差异压实作用形成的低幅度鼻状构造。研究区唐157井区位于甘谷驿油田西北部，范围东起唐86井，西至唐151井，南到1 352井，北抵唐87井[1]。近年来，随着勘探的不断深入，前人已对该地区延长组储层成岩作用与物性特征做了大量研究，笔者结合前人研究成果，从延长组储层岩石学特征、储层储集空间类型与特征，以及物性特征等方面出发，重点从沉积环境以及成岩作用两个方面研究和分析影响储层物性的主要控制因素。通过这一研究以达到对该地区储层物性控制因素及低孔、低渗成因有更深入、更进一步的了解，为后期的勘探开发提供可靠的理论依据。

1 储层特征

1.1 岩石学特征

在油气储层研究过程中，储层的岩石学特征和研究是储层研究的基础。利用岩心常规薄片、铸体薄片、X-衍射、阴极发光和扫描电镜等资料和手段，得出研究区长6储层细灰色细粒长石砂岩为主，含有少量中—细粒长石砂岩，砂岩碎屑颗粒结构成熟度较高，分选较好，但磨圆度较差，以次棱角状为主，颗粒支撑，颗粒接触以线接触为主，部分有点接触和凹凸接触，砂体主要发育板状和槽状交错层理、平行层理以及块状层理，砂岩成分成熟度为34%相对较低，结构成熟度相对较高。

根据砂岩碎屑成分统计表明，岩石主要矿物组分为长石和石英，并含有少量黑云母，其中石英含量为20.6%，长石含量为54.3%，黑云母含量为4.7%，岩屑含量为5.2%，主要为变质岩岩屑和沉积岩岩屑，填隙物含量为8.7%，其中基质含量为1.8%，主要为泥、钙质矿物，胶结类型主要为泥质、碳质胶结，胶结物主要以绿泥石、浊沸石为主，可见少量重矿物，其中稳定矿物为锆石、磷灰石、十字石、榍石等，不稳定矿物主要为重晶石、磷灰石、绿帘石、阳起石等。

长6油层碎屑颗粒粒径φ2.62，标准偏差0.51，颗粒分选较好，C值0.27 mm，M值0.04 mm，圆度以次棱角状为主，胶结以薄膜、孔隙、接触(压嵌、再生)复合胶结为主，局部为基底式胶结。

总体来看长6油层矿物成分成熟度低，结构成熟度较高，分选性较好。

1.2 孔隙类型及结构特征

1.2.1 孔隙类型

储层的孔隙空间是油气储集的场所，他不仅与油气运移、聚集关系密切，而且在开发过程中对油气的渗流具有非常重要的意义[2]。根据铸体薄片、阴极发光、电镜扫描等资料可知，鄂尔多斯盆地长6储层孔隙类型主要有3大类：原生孔隙，溶蚀型次生孔隙，微裂隙。原生孔隙中残余粒间孔隙占主导地位，约为45%，分布均匀，连通性较好，主要为绿泥石膜充填形成。研究区储层次生孔隙以溶蚀性次生孔隙为主。其中，溶蚀粒内孔隙和溶蚀填隙物内孔隙为主要次生孔隙类型，含量分别为6%～8%，14%～21%。微裂隙形成较早，分布普遍，可大大改变储层的孔渗能力。同时，研究区部分井区长6油层砂岩裂缝较发育，分布很不均一，对储层的连通起了很大的作用。

1.2.2 孔隙结构特征

砂岩的储集空间是由多种类型的孔隙通过喉道连接起来的复杂多变的孔喉系统。喉道为连通两个孔隙的狭窄通道，是影响储层渗流能力的主控因素，而岩石的颗粒接触关系、胶结类型以及颗粒本身的形状与大小决定了喉道的大小和形态。根据薄片等资料研究，在长6油层砂岩储层中，孔隙和吼道常以不同的方式组合而成，其主要孔喉组合为残余粒间孔与小、微孔以及片状细喉和微细喉。

研究区长6特低渗储层的主要喉道类型为细短型、细长型、微细型。通过对研究区、区域延长组压汞曲线以及图像等资料的分析，研究区延长组长6孔隙一般分布在15～61 μm左右，个别可达100～200 μm，表明主要为小孔—细孔型，个别为中孔型，平均喉道直径区间为0.3～1.00 μm，平均为0.6 μm左右，表明以细喉道和微细喉道为主。因此，本区长6储层属小孔—细喉型和小孔—微细喉型。

1.3 物性特征

根据对延长组长6油层8口井900多块样品岩芯的分析统计，有近90%的样品，其岩石孔隙度分布在8%～12%之间，岩石孔隙度分布峰值为9%～10%。研究区岩石孔隙度平均值为8.3%，其中最大值为12.18%，最小值为1%(见图1)。

长6油层渗透率分布于0.02×10-3～3.88×10-3μm2，其平均值为0.82×10-3μm2。渗透率的分布较分散，范围较宽，主要分布于0.2×10-3～1.25×10-3μm2之间，分布峰值为0.35×10-3～0.45×10-3μm2(见图2),反映出研究区延长组长6储层低孔、超低渗的特点。同时，储层孔隙度和渗透率呈正相关性(见图3)。

由此可知，储层受裂缝影响较少，储层的物性取决于基质岩的物性，是典型的孔隙性储层。

图1 长6孔隙度分布

图2 长6渗透率分布

图3 孔隙度与渗透率相关关系

2 储层物性影响因素讨论

沉积环境的差异、成岩作用的期次与强弱及构造运动的变化规律控制了储层的矿物成分及结构、孔隙结构特征、孔隙流体特征及储层物性参数分布，对储层的储集性能起着决定性的作用。通过对研究区长6储层的微观结构的观察以及特征的分析，可以得出储层物性是沉积相、成岩作用以及构造作用等共同影响的结果，其中沉积相和成岩作用为主要控制因素。

2.1 沉积相带

沉积作用对储层发育状况及储层的属性具有重要的控制作用。沉积相作为储层沉积物后期所经历的成岩演化及构造运动的物质基础，沉积微相中水动力条件决定原生空隙的类型和对储层的控制作用不仅表现为其影响着岩石的成分、还决定着岩石的结构、构造以及原生孔隙的发育情况。不同的沉积微相对储层的控制作用不同[3]。

研究表明，延长组长6储层主要发育三角洲前缘亚相，分为水下分流河道及侧缘、水下天然堤、分流间湾、河口坝、前缘席状砂等微相类型[1]，其中尤以水下分流水道砂体对储层物性控制作用最强。水下分流河道及河口坝沉积环境水动力条件较强，淘洗干净，杂基少，颗粒分选性好，沉积物搬运距离中等，粒度中等，砂岩的原生粒间孔隙较发育。河口坝微相主要沉积粉—细粒砂岩，水动力作用较强，砂岩分选性较好，泥质含量较好，利于储层发育。水下天然堤水动力条件较弱，主要沉积粉砂岩，粒度较细，泥质含量较高，不太利于储层原生空隙的发育。水下分流间湾主要以泥质沉积为主，不利于储层的发育。前缘席地砂沉积微相是三角洲沉积体系中优质储集体的发育地带，分选性和磨圆度较好，泥质含量甚微，非常利于储层的发育。

2.2 成岩作用

所谓成岩作用，是指在沉积作用之后，在非常短的时间内，沉积物从疏松状态向致密岩石转化的过程。成岩作用对储层可有改善和破坏的作用，可以分为建设性和破坏性成岩作用[4]。通过对研究区延长组长6储层的岩心和铸体薄片等资料的观察和综合分析，可以得出研究区长6储层的成岩过程相对比较强烈，主要经历了压实压溶作用、胶结作用、溶蚀作用等一系列复杂成岩作用，成岩现象丰富。

2.2.1 压实作用

压实作用是研究区碎屑岩所经历的最主要的一类成岩作用，主要包括机械压实和化学压溶，是其导致研究区长6油层原生孔隙损失的主要原因。研究区延长组砂岩中有大量明显的压实作用痕迹，主要表现为：碎屑颗粒的转动、稳定排列，颗粒接触方式由点接触转变为紧密的线接触，一定量的塑性岩屑和矿物假杂基化。在压实作用后期，砂岩中的主要粘土矿物绿泥石析出并附着在碎屑颗粒表面并堵塞孔喉。随着埋藏深度的增加，压溶作用逐渐代替压实作用，成为破坏原生孔隙的主要因素之一，主要表现为接触方式由线接触向凹凸接触过度，石英的次生进一步加大，导致原生粒间孔隙逐渐缩小以及吼道半径大大减小，使储层物性变差，大大降低了储层的孔渗能力。

2.2.2 胶结作用

储层内胶结物含量的增加使储层原始孔隙大量损失，是导致储层物性变差的一个重要因素。研究区延长组长6储层主要的胶结物类型包括石英质、自生长石、碳酸盐、自生黏土矿物、浊沸石等，胶结类型繁多，胶结作用强烈。a 自身黏土矿物胶结作用；b 碳酸盐胶结作用；c 石英胶结作用；d 浊沸石胶结作用。

研究区延长组长6储层中砂岩中的自生浊沸石主要来自于在斜长石蚀变，在砂岩中呈斑状分布，充填孔隙、交代碎屑。如果浊沸石只有沉淀而没有溶解，将使岩石变得致密，但当浊沸石沉淀后，如酸性水的介入造成流体pH值的降低，从而导致浊沸石的溶解，提供一定数量的次生孔隙，是研究区长6储集性能改善的主要原因之一。

2.2.3 溶蚀作用

溶蚀作用作为一种有效的建设性成岩作用，通过形成大量次生空隙，提高储层孔渗能力。研究区延长组长6储层主要的孔隙类型之一就是经过溶蚀作用形成的各种类型的次生孔隙。晚期成岩阶段及表生成岩阶段由碎屑颗粒及浊沸石、碳酸盐胶结物的溶解作用是造成研究区长6砂岩物性改善的主要途径。

延长组长6油层溶蚀作用增加孔隙1.9%～5.6%。其中对总孔隙贡献最高的为浊沸石溶孔，总孔隙贡献率为31.21%，其次为长石、岩屑溶孔，总孔隙贡献率为19.36%，碳酸盐的溶解作用并不发育，对次生孔隙贡献率甚微，晶间微孔总孔隙贡献率小于1%，杂基微孔甚微。

2.2.4 有机质充注作用

油气注入储层后占据孔隙空间，排出孔隙水，并且改变了孔隙介质的地球化学环境，能够使胶结作用和矿物的形成、转化得到抑制甚至停止。另外，原油中携带有一定数量的有机酸，有机酸进入储层后溶解于孔隙水中使孔隙水的pH值降低，促进了长石、浊沸石和岩屑的溶解以及次生孔隙的形成。因此，烃类的充注可以保护储层原生孔隙并有利于储层物性条件的改善。

3 结 论

1) 甘谷驿油田唐157井区延长组长6储层成岩作用丰富，类型复杂，沉积作用和成岩作用共同控制了储层物性的纵横向变化。沉积作用影响了储层的原生孔隙类型的发育程度，各种成岩作用对储层砂岩原生孔隙的保存和次生孔隙的发育有重要影响。

2) 延长组长6油层砂岩中软碎屑颗粒长石、岩屑等含量较高，抗压实性差，在成岩过程中，经历了强烈的压实作用和胶结作用，尤其是碳酸盐和绿泥石胶结作用，是形成特低孔渗储层的最主要原因。而晚期的溶蚀作用和有机质充注作用，尤其是碳酸盐胶结物和浊沸石溶解大大改善了储层的物性。

3) 研究区有利于储层物性发育的成岩作用有溶蚀作用，有机质充注作用，破裂作用等。不利于储层物性发育的主要成岩作用又压实压溶作用以及胶结作用等。

[1] 刘秉晞, 贺志亮, 陈宇, 等. 鄂尔多斯盆地甘谷驿油田唐157井区长6油层组沉积相研究[J]. 西安石油大学学报(自然科学版), 2016, 31(4): 44-50.

[2] 吴胜和, 熊琦华. 油气储层地质学[M]. 北京: 石油工业出版社, 1998.

[3] 张金亮, 梁杰出, 杜桂林. 安塞油田长2油层成岩作用及其对储层物性的影响[J]. 西北地质, 2004, 37(4): 50-58.

[4] 郑荣才, 文华国, 韩永林, 等. 鄂尔多斯盆地白豹地区长6油层组湖底滑塌浊积扇沉积特征及其研究意义[J]. 成都理工大学学报(自科版), 2006, 33(6): 566-575.

Factor Analysis of the Chang 6th Member Reservoir in Characteristics and Influence of Ordos Basin

ZHANG Chongyan1,2, ZHANG Yu ling1, LIU Bingxi1,2, HE Zhiliang1,2

(1.SchoolofEarthSciencesandResources,Chang’anUniversity,Xi’an,Shanxi710054,China;2.InstituteofDigitalOilfield,Chang’anUniversity,Xi’an,Shanxi710054,China)

The Chang 6th member reservoir of Yanchang Formation in Ordos Basin is a typical tight reservoir with low porosity and low permeability. This paper is based on the cores to have an analysis of rock thin section, including its well logging interpretation data, petrology, petrophysical factors, micro pore characteristics and its influencing.

Ordos Basin; Reservoir physical property; Diagenesis; Sedimentation

2017-02-10

张舂燕(1991-)，女，陕西榆林人，研究生，研究方向：石油地质，手机：18700849421，E-mail：didimove@126.com.

P618.13

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.02.004