W地区长8储层特征及影响因素分析

王双龙，朱玉双，党永潮，张 龙

(1.西北大学 大陆动力学国家重点实验室，陕西 西安710069;2.西北大学 地质学系，陕西 西安710069;3.中国石油长庆油田分公司第一采油厂，陕西 延安716000)

W地区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡中部(图1)，近些年在研究区在上三叠统延长组长8油层组勘探获得了新的发现，并很快投入试采开发，主力产层长812，展现了长8油层在该区具有良好的开发前景。其储层特征的研究也随着本区大量完钻井的资料获取的系统信息得以深入，研究表明研究区长8储层分布范围与储集性能受沉积特征与成岩作用的控制。之前对该区目的层段储层特征的研究较为薄弱，为此，基于沉积体系理论，利用岩心、岩石薄片与压汞资料，对W长8油层组的储层特征、成岩作用以及储层物性影响因素进行了研究，为下一步的勘探开发实践提供理论依据。

1 储层基本特征

1.1 储层岩石学特征

据10口井31个薄片分析表明，W地区长8储层岩性主要为灰色细粒长石岩屑砂岩，其次为岩屑长石砂岩(图2)。碎屑平均含量为:石英 31.73%，长石 29.76%，岩屑25.66%，云母5.24%，成分成熟度低。岩屑成分复杂多样，以变质岩屑为主，平均含量为11.02%，包括千枚岩，石英岩，片岩，变质砂岩及板岩;其次为火成岩岩屑平均含量7.4%，包括喷发岩，隐晶岩及少量花岗岩;沉积岩屑只占少量。填隙物平均含量12.78%，其中主要成分为铁方解石4.96%，，伊利石 2.88%，硅质 2.5%，绿泥石 1.81%，长石质 0.4%。储层碎屑颗粒分选性整体上中等偏好，磨圆度为次棱角状。胶结方式主要为加大-孔隙式，其次多见孔隙式和孔隙 -加大式(图3)。可见研究区储层岩石结构成熟度中等 -好[1]。

图1 W地区位置图

图2 W地区长8储层砂岩分类图

图3 W地区长8储层砂岩胶结方式统计直方图

1.2 储层物性特征

对W地区长8油层组327个砂岩岩心样品常规物性资料的统计结果表明(图4):研究区长8储层孔隙度主要分布区间为5% ～10%，平均值为6.78%，渗透率主要分布区间为 0.03 × 10-3～ 0.6 × 10-3μm2，平均值为 0.25 × 10-3μm2，为特低孔、超低渗透率储层。剔除有裂缝的样品后，回归分析发现，孔隙度和渗透率具有较好的正相关关系(图5)，表明渗透率的变化主要受孔隙发育程度的控制，砂岩储集和渗透能力主要依赖于基质孔隙与喉道[2]，而不均匀分布的层理缝、层间缝及微裂缝对改善储层孔隙和渗透性贡献是很有限的。

图4 W地区长8储层物性统计柱状图

图6 W地区长8储层孔隙度与渗透率关系图

1.3 储层主要孔隙类型

图7 W地区长8储层孔隙类型柱状图

据10口井31个薄片鉴定观察发现研究区长8储层孔隙类型主要包括原生孔隙和次生孔隙。其中原生孔隙主要为剩余粒间孔隙，占总面孔率的39.36%;次生孔隙主要为溶蚀孔隙及晶间孔，溶蚀孔隙占总面孔率56.72%，晶间孔隙所占比例较小仅为1.22%;还有少量的微裂隙发育(图7)。

1.3.1 原生孔隙

研究区储层发育的原生孔隙一般发育，主要为剩余粒间孔，其形成主要是由于储层岩石经受了机械压实作用以及多种胶结作用后使得原始孔隙空间有所减小而残留下来的孔隙。其中，薄膜状产出的绿泥石附着在孔隙壁上，增强了孔隙的抗压实性，使得原生粒间孔隙得到一定程度的保存。

1.3.2 次生孔隙

主要发育溶蚀孔隙和胶结作用形成的晶间孔。研究区溶蚀孔隙主要有粒间溶孔和粒内溶孔。粒内溶孔最为发育，包括长石溶孔、岩屑溶孔以及少量的沸石溶孔，其中长石溶孔的含量最高，为48.41%，次生孔隙还包括少量晶体次生堆积所产生的晶间孔，其对储层的改善作用不大。溶蚀孔隙中长石溶孔占主导。

因此，研究区长8储层孔隙以长石溶孔为主，其次是剩余粒间孔。可以看出研究区储层溶蚀作用发育，这是改善储层物性和形成有效储集空间的关键。

1.4 孔隙结构特征

根据薄片及压汞资料表明，长8储层平均孔隙半径为18.68 μm，孔隙类型以小孔隙为主，约占总孔隙的 78.95%;中孔隙次之，约占15.79%;大孔隙占到5.26%。长8储层平均喉道半径为0.054 μm，喉道类型以微喉为主，占统计数的75%;其次为吸附细喉，占统计数的25%。由此可知，研究区储层孔隙结构整体为小孔微喉型。

据5口井6个压汞测试分析，研究区长8储层排驱压力分布范围在 1.160 3 ～ 11.782 8 MPa，均值 3.984 6 MPa，排驱压力较大;中值压力分布范围 5.031 7～73.261 0 MPa，均值32.317 6 MPa，中值压力也较大;喉道中值半径分布范围0.010 0 ～0.146 1 μm，均值 0.036 μm，中值半径较小;分选系数分布范围 1.392 7 ～6.004 0，均值 3.490 4，总体上分选中等;歪度分布范围 0.152 2 ～1.588 0，均值 1.458 1，呈正偏态;最大进汞饱和度分布范围40.918 1% ～88.811 1%，均值71.234 0%，最大进汞饱和度较大;退汞效率分布范围0% ～34.859 2% ，均值 21.348 2% ，退汞效率较低(表 1、图8)。

表1 W地区长8储层不同孔隙结构类型压汞数据统计表

根据压汞曲线形态可将研究区储层孔喉结构分为三类，表明研究区的孔隙结构大致可以分为三种类型:Ⅰ类物性较好、孔喉大，分选性好;Ⅱ类孔喉较小但孔喉分选性较好，物性较好;Ⅲ类孔喉小，物性较差，但具有这类孔喉结构的储层仍然有一定的储渗能力。

图8 W地区长8储层不同孔隙结构类型压汞曲线特征图

2 储层特征影响因素

2.1 沉积作用对储层的影响

W地区长8沉积期主要发育三角洲前缘亚相，三角洲前缘亚相中，主要发育水下分流河道和分流间湾，河口坝和前缘席状砂等微相不发育。其中水下分流河道砂体的发育规模对油气聚集成藏具有重要意义[1，3]，其垂向叠置厚度大，而且砂体由于水动力强，颗粒粗，分选较好，杂基含量相对较少，形成研究区长8最佳储集岩。

统计研究区长8油层砂地比和储层物性关系可以发现，两者呈正相关关系，砂地比越大，越靠近主河道，储层物性越好。同时，储层物性受沉积微相控制作用明显(图9)，也说明沉积相对储层物性有明显影响[4]。

图9 W地区长8储层砂地比和储层物性关系

2.2 成岩作用对储层影响

在埋藏成岩过程中，成岩作用对W长8油层组储层的影响主要包括压实作用、胶结作用和溶蚀作用[5～9]。

2.2.1 压实作用

压实作用是导致W长8物性变差的主要地质因素，因为碎屑颗粒中长石和岩屑的含量高，导致岩石经历了较强的压实作用，可见塑性颗粒的定向排列、弯曲变形，碎屑颗粒接触关系也由点接触、点-线接触到线接触，是原生粒间孔变小，颗粒排列紧密、岩石密度增大，岩石储集性能变差。

2.2.2 胶结作用

研究区长8储层砂岩中主要的胶结物类型有粘土矿物、碳酸盐以及硅质胶结物。

(1)粘土矿物胶结

图10 W地区长8储层绿泥石含量与粒间孔关系图

W地区长8储层发育的粘土矿物胶结物主要为绿泥石、伊利石。

绿泥石对储层物性的影响与其产状有关。研究区长8储层绿泥石主要以薄膜形式生长在孔隙壁上，对孔隙起到了一定的支撑作用，提高了孔隙的抗压实能力，使得粒间孔隙得到很好的保存，同时，绿泥石的发育可以在一定程度上抑制石英或长石的自生加大，对储层具有保护作用;但当绿泥石含量较高或以绒球状产出充填孔隙或喉道处时就会占据孔隙空间甚至堵塞喉道，大大减低剩余粒间孔的含量(图10)。本区伊利石多由高岭石蚀变而成。

(2)碳酸盐胶结

碳酸盐胶结物为本区最主要的胶结物之一，主要为铁方解石，本区碳酸盐类胶结物一般呈孔隙式连片胶结，大大降低了储层的物性，属于破坏性成岩作用。由于碳酸盐胶结物充填大部分孔隙空间图11和图12分别为碳酸盐胶结物含量与砂岩孔渗相关性图，可以看出，随着砂岩中碳酸盐胶结物含量的增加，孔隙度和渗透率都随之降低。

(3)硅质胶结

研究区长8储层的硅质胶结主要以石英次生加大，加大也填塞了孔隙和喉道，使孔隙结构变差。随着硅质含量的增加，储层物性也表现出下降的特点，但由于研究区硅质胶结物含量整体较低，只有在个别的硅质加大强烈的地方，孔渗的下降才较为明显。

图11 W地区长8储层碳酸盐含量与孔隙度关系图

图12 W地区长81储层碳酸盐含量与渗透率关系图

2.2.3 溶蚀作用

在一定的成岩环境中，碎屑岩中的颗粒、杂基、胶结物、自生矿物等都可以发生一定的溶蚀作用，是造成研究区碎屑岩储层次生孔隙发育的最主要成岩作用。鄂尔多斯盆地长8砂岩紧邻长7生油岩，油气水活动非常活跃，为砂岩储层发生溶蚀作用创造了有利条件。通过铸体薄片、扫描电镜观察，W地区长8储层溶蚀孔隙较强烈，主要为长石的溶蚀，形成了大量的粒内溶蚀孔隙和溶蚀粒间孔隙，极大地改善了储层物性，缓解了研究区储层低孔、低渗的状况。

3 结语

1)研究区长8储层以细粒长石岩屑砂岩为主，成分复杂，颗粒磨圆呈次棱角状，成分成熟度低，结构成熟度中等 -好。储集空间以长石溶孔和粒间孔为主。

2)研究区长8储层孔隙类型以小孔隙为主，平均孔隙半径为18.68μm;喉道类型以微喉为主，平均喉道半径为0.036 μm;孔隙结构类型以小孔微喉型为主。孔隙度平均值为 6.78% ，渗透率平均值为 0.25 × 10-3μm2，为特低孔、超低渗储层。

3)沉积作用是影响储层特征的根本因素，不同沉积相带上的砂体具有不同的特征，水下分流河道砂体矿物成熟度较高、颗粒分选性较好、物性最好，成为本区有利的储集体。

4)成岩作用对储层特征具有重要的影响，压实作用对储层主要起破坏性作用;溶解作用是研究区储层得到改善的关键因素;胶结作用对储层的改造具有双重作用，这与胶结物的类型及其产状有关，随着主要的粘土矿物胶结物绿泥石含量的增加，储层物性有由差变好再变差的趋势，区内碳酸盐类胶结物一般呈孔隙式连片胶结，胶结致密，属于破坏性成岩作用。

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