鄂尔多斯盆地新安边地区长71储层特征

2021-03-05王松，肖玲

石油地质与工程 2021年1期

王松，肖玲

（1.西安石油大学地球科学与工程学院，陕西西安 710065；2.陕西省油气成藏地质学重点实验室，陕西西安 710065）

储层是油气分布和储集的重要场所，对油气勘探开发而言，储层特征研究是非常重要的环节[1]。前人对储层性能控制因素进行了大量研究[2–3]，明确其影响因素主要包括沉积环境、沉积作用和成岩作用等[4]。储层物性通常情况下会随地层埋深的增加而变差，但在某些深层位会存在少部分高孔高渗带，而这些高孔高渗带主要受有机质演化、黏土矿物转化和碳酸盐矿物溶蚀等因素影响[5–6]。鄂尔多斯盆地的油气勘探开发主要集中在长3、长4+5、长6 和长8等油层组[7]，对长7 油层组研究较少，而对其岩石学特征、孔喉结构、储层物性及成岩作用等问题研究更是不够充分。本文在前人研究的基础上，对长71储层进行深入分析，其成果可为后续开发提供一定的借鉴。

1 储层岩石学特征

研究区位于鄂尔多斯盆地中西部，区域构造属于伊陕斜坡，邻近天环坳陷。构造相对简单，除低幅度鼻状构造外，断层不发育[8]。岩心、岩石薄片、扫描电镜资料分析表明，研究区长71储层岩石以灰白色细粒砂岩和灰褐色含泥细粒砂岩为主。由于受该地区沉积环境的影响，很少出现中粗砂颗粒；主要的碎屑颗粒物是细粒石英砂岩和长石砂岩[8]。其中，长石含量最多，平均含量为31.79%；石英含量次之，平均含量为29.13%；岩屑含量相对较少，平均含量为16.20%。在储层岩屑组分中，白云岩含量最多，平均含量为2.35%；其次是千枚岩、喷发岩和石英岩，其平均含量分别为2.20%、1.93%、1.72%；其他岩屑类型微量。填隙物组分中水云母和铁方解石含量较多，平均含量为5.88%和4.57%；高岭石含量次之，为2.97%；其他填隙物微量。长71储层碎屑粒度变化范围较小，主要是细颗粒，其粒径集中分布在0.05～0.20 mm。储层砂粒的磨圆度以次棱状居多，分选性中等偏好[9]。

2 储层孔喉特征

2.1 孔隙特征

通过对研究区及周边区域大量的文献调研，同时结合岩石薄片和扫描电镜等资料可知，长71储层孔隙类型有溶蚀孔、残余粒间孔、晶间孔和微裂隙四种[10]。其中，溶蚀孔是最主要的孔隙类型，含量为0.20%～ 3.00%，平均含量1.58%，占总面孔率的52.8%；溶蚀孔主要以长石溶孔为主，平均含量为1.11%。粒间溶孔和岩屑溶孔的含量分别为0.25%和0.22%，在研究区内不常见；粒间孔含量为0.20%～3.00%，平均含量为1.20%，占总面孔率的40.1%。研究区长71储层面孔率集中分布在0.50%～5.00%，平均面孔率2.99%。

2.2 孔喉结构特征

为了研究储层孔喉结构分布情况，对储层多个砂岩样品进行了压汞测试实验。通过实验数据分析得出：长71储层孔喉结构的变异系数集中分布在1.50%～2.50%，平均值为1.91%；分选系数集中分布在2.00%～3.50%，平均值为2.30%（图1a）。变异系数和分选系数分布范围比较集中，长71储层孔喉的分选程度比较好，孔喉较细，且孔喉结构比较均质。表征储层孔喉特征的主要参数有孔喉体积、最大孔喉半径和中值半径等[10–12]。能够较为有效地反映储层孔喉连通性的参数有中值压力、退汞饱和度、排驱压力、退汞效率和最大进汞饱和度等，参数的大小直接反映储层渗透能力[13]。通过压汞测试实验分析可知：长71储层孔喉的排驱压力平均值为5.37 MPa，中值压力平均值为16.19 MPa，退汞效率平均值为28.77%（表1），表明长71储层喉道相对较细，连通性较差，渗流能力低[13]。最大进汞饱和度平均值为75.02%，说明储层储集能力较强。储层孔喉特征参数与渗透率的相关性表明，某一孔喉参数发生变化，相应的渗透率也随之发生变化（图1）。通过储层孔喉各参数与孔隙度的相关性分析得出，分选系数、孔喉体积、最大进汞饱和度和退汞效率对孔隙度有一定影响（图2）[14]。

表1 新安边地区长71储层孔隙结构特征参数

3 储层物性特征

对新安边地区长71储层的砂岩样品进行物性测试，其平均孔隙度为 9.21%，集中分布在7.00%～12.00%；平均渗透率为0.72×10-3μm2，集中分布在0.50×10-3～0.80×10-3μm2（图3），长71储层属于特低孔特低渗储层。储层孔隙度与渗透率之间呈现一定的相关性，即随着孔隙度的增大，渗透率也呈现增大的趋势[15]。

4 成岩作用及对储层物性影响

新安边地区储层成岩作用主要有压实、胶结、压溶和溶解作用[16]。

4.1 压实作用

压实作用是沉积物沉积后，上覆的沉积物增多，使碎屑颗粒在一定压力下，发生挤压变形的一种成岩作用。压实作用在研究区很常见，是一种破坏性成岩作用[17]，其压实作用表现为原始沉积颗粒由松散状变为致密状，孔隙空间变小，碎屑颗粒定向排列，云母被挤压弯曲。

4.2 胶结作用

图1 新安边长71储层孔喉特征参数与渗透率关系

图2 新安边长71储层孔喉特征参数与孔隙度关系

胶结作用是发生在成岩过程中，孔隙溶液沉淀出矿物质，将松散的沉积物固结起来的一种成岩作用。通过对镜下铸体薄片观察分析，硅质胶结物在研究区储层中最为发育，主要存在形式为孔隙充填式胶结和石英加大（图4a）。胶结物一般存在于碎屑表面、颗粒内孔壁和粒内溶孔中，使砂岩的孔隙度和渗透率降低，对储层起破坏作用[17]。碳酸盐胶结物主要成分为方解石、铁方解石和铁白云石，其中，方解石和铁方解石含量相对较高且发育较好（图4b）。碳酸盐胶结物以粒间胶结或孔隙内填充为主要形式，整体分布不均匀，局部的胶结作用较强烈，很大程度上降低了储层的储集性能[17]。黏土质胶结物主要包含高岭石胶结（图4c）、绿泥石胶结和伊利石胶结，其中以绿泥石胶结为主。在早期成岩阶段，绿泥石胶结逐渐形成，储层的一部分孔隙空间被叶片状绿泥石所充填，周围的岩石碎屑颗粒被更多的环边状绿泥石所包围，形成绿泥石膜（图4d），从而具有抗压实能力，降低储层被压实的破坏程度，使得原生粒间孔能够较好地保存。此外，这种环边状的绿泥石可通过分隔碎屑石英与孔隙流体之间相互作用，限制自生石英的生长，对孔隙起保护作用，增加储层的储集性能，对储层起建设性作用。

4.3 压溶作用

压溶作用在研究区储层中较常见，通过扫描电镜观察，碎屑颗粒之间紧密接触（图4e）。通常情况下形成凹凸接触及面接触，当储层受到的压溶作用比较强烈时，颗粒之间则会呈现线型接触[18]。

图3 新安边地区长71储层物性分布

4.4 溶解作用

溶解作用是该区储层中最具建设性的成岩作用之一，可形成大量的次生孔隙，以长石颗粒溶蚀为主（图4f）。储层砂岩主要沉积在水下分流河道中，酸性物质在成岩阶段晚期到中晚阶段埋藏成岩的封闭体系过程中，会对长石等铝硅酸盐矿物强烈的溶蚀作用，进而产生大量的次生溶蚀孔隙。溶蚀作用的强度与岩石粒间孔隙发育程度、可溶组分长石的含量及酸性介质相关。