鄂尔多斯盆地吴起—定边地区上古生界主力气层储层微观特征及综合分类评价

银晓

[摘 要]吴起-定边地区位于鄂尔多斯盆地中西部，盒8段、山1段为该地区主要含气层位。大量实验分析与综合地质资料研究表明，该地区盒8段和山1段储集层岩性以中-粗粒岩屑石英砂岩、中-细粒岩屑砂岩为主，储层孔隙成因类型以粒间孔、岩屑溶蚀孔、晶间孔为主，属于低孔、特低渗储集层。与山1段相比，盒8段孔隙较发育，孔隙结构、孔隙连通性更好，具有更好的孔渗条件。该地区上古生界储层划分为四类，采集样品中盒8段Ⅰ-Ⅲ类储集层占60%以上，山1段仅占37%。

[关键词]吴起-定边地区；上古生界；储层特征；孔隙成因类型

中图分类号：P618.13 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）20-0235-02

吴起-定边地区位于鄂尔多斯盆地中西部，北临长庆油田苏里格气田。近年，天然气勘探表明，该区域发育上下古生界多套含气地层，其中石盒子组盒8段、山西组山1段为主力含气层位[1]。截止2013年底，吴起-定边区域已完钻多口天然气探井，但试气效果一直不理想，且产气层位单一，多为盒8段、山1段。已有研究资料表明，山1段为曲流河三角洲前缘水下分流河道储集层，盒8段为辨状河三角洲前缘水下分流河道沉积储集层[2]。為了加快吴起-定边区域上古生界天然气勘探步伐，提高该区域天然气勘探成功率，有必要对该区域上古生界储层微观特征进行深入研究，并在此基础上对进一步开展储层分类评价。

1 储层微观特征

1.1 储集层岩石学特征

石盒子组盒8段储集层岩性主要为中-粗粒岩屑石英砂岩、中-细粒岩屑砂岩，见少量中-粗粒石英砂岩，粗砂岩中常含砾，细粒砂岩中常含泥质。其中，石英含量28%-86%，平均63%，岩屑含量5%-53%，平均23%，偶见长石。分选性中等-好、部分分选差，磨圆度以次棱角状、次圆状为主。杂基以水云母、高岭石、绿泥石为主，见少量凝灰岩，含量1%-28%，平均7.7%。胶结物以硅质为主，其次为铁方解石、铁白云石、菱铁矿，含量0%-48%，平均6.4%。岩石一般为颗粒支撑，孔隙式、再生-孔隙式胶结，凹凸式接触为主，少量长线式接触，普遍见石英次生加大。

山西组山1段储集层岩性主要为中-细粒岩屑砂岩、中-粗粒岩屑石英砂岩，少量中-粗粒石英砂岩。其中，石英含量20%-81%，平均57%，岩屑含量7%-58%，平均27%。分选性中等-差，磨圆度以次棱角状为主，部分棱角状、次圆状。杂基水云母、高岭石为主，少量绿泥石，含量1%-30%，平均9%。胶结物以硅质为主，其次为铁方解石、铁白云石，含量2%-18%，平均6%。岩石以颗粒支撑，凹凸式接触为主，胶结类型以孔隙式胶结为主，普遍见石英次生加大。

该地区石盒子组盒8段与山西组山1段储集岩岩矿特征相近，仅在石英、岩屑、杂基含量上有所差异。相近的岩矿特征是因为两者沉积物物源均来自盆地北部，并且沉积环境具有一定的继承性[3，4]。而石英、岩屑及杂基含量上的差异主要是由于该区域在山西组山1沉积期远离物源区，更靠近前三角洲沉积区，水动力更弱，沉积物明颗粒显较细，分选性差，泥质含量更高所致[6]。

1.2 储层储集性能

1.2.1 孔隙类型

吴起-定边地区上古生界储层孔隙类型主要为粒间孔、岩屑溶蚀孔、晶间孔，其成岩作用收缩形成的收缩裂隙也较发育，此外见少量构造微裂缝（图1）。这些收缩裂隙、微裂缝主要起到孔隙之间的连通作用。40块铸体薄片鉴定结果表明，石盒子组盒8段孔隙较为发育，面孔率0-12%，平均3%；山西组山1段孔隙度发育较差，面孔率0-4%，平均仅1%。

因此，二叠系石盒子组盒8段、山西组山1段储集层孔隙成因类型基本相同。但盒8段孔隙面孔率、孔隙半径、孔隙大小分布均较山西组山1段好。镜下薄片鉴定发现盒8段储集岩粒间孔更为发育，而山1段储集岩杂基含量相对高、颗粒接触更为致密。这主要是由于盒8段储集岩具有较高的石英含量，较低的岩屑、杂基含量，经过后期成岩作用改造后粒间孔较发育；而山1段相对较低的石英含量，相对较高的岩屑、杂基含量，在成岩压实过程中导致了孔隙的丧失。

1.2.2 孔隙结构特征

根据40个样品的压汞分析数据，对吴起-定边地区上古生界各组的喉道特征参数进行统计，从统计数据中可以看出：

二叠系石盒子组盒8段储层孔隙结构相对较好，平均喉道半径大，孔隙分选相对好，具有较低的排驱压力，较高的最大进汞效率和退汞效率。中值孔喉半径0.042-0.854μm，平均0.303μm；中值压力0.51-25.03 MPa，平均6.62 MPa；排驱压力0.23-6.31 MPa，平均1.36 MPa；最大进汞效率34.51%-97.19%，平均72.11%；退汞效率17.42%-62.85%，平均36.56%。

二叠系山西组山1段孔隙结构相对较差，平均喉道半径相对较低，具有相对较高的排驱压力，较低的最大进汞效率和退汞效率。中值孔喉半径0.039-0.517μm，平均0.226μm；中值压力1.057-28.967 MPa，平均9.534 MPa；最大进汞效率32.72%-94.78%，平均55.076%；退汞效率19.65%-54.77%，平均26.67%。

1.2.3 物性特征

鄂尔多斯盆地上古生界天然气砂岩储集层主要为低孔、低渗致密性储集层，且孔隙度、渗透率纵横向变化大，非均质性较强[6]。吴起—定边地区上古生界砂岩气藏储层特征亦是如此（表1）。相对而言，盒8段孔渗条件较好，山西组山1段较差。

2 储层综合评价

2.1 储层分类标准与评价

目前对于低渗透气层分类评价，还没有完全统一的标准，根据吴起-定边地区上古生界已有井试气结论和相应气层储层特征，结合前人低渗透储层划分方法，以孔隙度、渗透率、中值吼道半径、岩性等参数，对该地区上古生界气藏储集层进行分类与评价，共分为四类[7，8]（表2）。

Ⅰ类储层为该地区最好的储层，在盒8、山1样品中占14.3%、6.0%（表3）。岩性以粗-中粒岩屑石英砂岩和石英砂岩为主，砂岩中常含砾。储集层孔渗条件最好，孔隙度大于8%，渗透率大于0.5×10-3μm2。Ⅱ类储层为该地区较好储层，在盒8、山1样品中占16.1%、13.3%。岩性以中-粗粒岩屑石英砂岩和石英砂岩为主，孔渗条件较好，孔隙度6-4%，渗透率大于0.2×10-3μm2。Ⅲ类储层为该地区较差储集层，在盒8、山1样品中占32.6%、17.7%。岩性以中粒、细粒岩屑石英砂岩、中-粗粒岩屑砂岩为主，孔隙度4-6%，渗透率大于0.1×10-3μm2。Ⅳ類储层为该区域最差储集层，在盒8、山1样品中占37.0%、63.0%。层岩性多为细粒岩屑砂岩，且砂岩中常含泥质，孔渗条件最差，孔隙度小于4%，渗透率小于0.1×10-3μm2。

3 结论

（1）吴起-定边地区上古生界二叠系石盒子组盒8段、山西组山1段储集层岩性均以中-粗粒岩屑石英砂岩、细粒岩屑砂岩为主，少量粗粒纯石英砂岩。与山1段相比，盒8段储集层砂岩石英含量较高，岩屑含量较低，磨圆度、分选性相对较好；

（2）该地区二叠系石盒子组盒8段、山西组山1段储层孔隙成因类型均以粒间孔、岩屑溶蚀孔、晶间孔为主，属于低孔、特低渗储集层。与山1段相比，盒8段孔隙较发育，孔隙结构、孔隙连通性更好，具有更高的孔隙度、渗透率；

（3）该地区上古生界储层共划分为四类，已采集样品中，石盒子组盒8段Ⅰ-Ⅲ类储集层可达到60%以上，山西组山1段Ⅰ-Ⅲ类储集层仅占37%。

参考文献

[1] 付金华，段晓文，席胜利.鄂尔多斯盆地上古生界气藏特征[J].天然气工业，2000，20（6）：16-19.

[2] 汪正江，陈洪德，张锦泉.鄂尔多斯盆地晚古生代沉积体系演化与煤成气藏[J].沉积与特提斯地质，2002，22（2）：18-23.

[3] 窦伟坦，侯明才，董桂玉.鄂尔多斯盆地北部山西组-下石盒子组物源分析[J].天然气工业.2009，29（3）：25-28；

[4] 李增学，余继峰，李江涛，韩美莲.鄂尔多斯盆地多种能源共存富集的组合形式及上古生界沉积控制机制分析[J].地球学报，2007，28（1）：32-38.

[5] 陈全红.鄂尔多斯盆地上古生界沉积体系及油气富集规律研究[D].西北大学博士论文，2007.

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[8] 王礼常，王志章，陶果.致密砂岩气藏储层分类新方法[J].科技导报，2011，29（24）：47-49.