苏里格气田东区统33区块储层岩石特征研究

常 森，罗静兰，李 杪，齐恒玄，罗春燕

（大陆动力学国家重点实验室/西北大学地质学系，陕西西安 710069）

统33区块位于鄂尔多斯盆地伊盟隆起东南部，开发面临的主要问题有：（1）有效储层薄，非均质性强，需要预测有效储层分布范围；（2）气层多层系，气井多层合采，主力开发层系有待进一步明确；（3）区块气水关系复杂，气井普遍产水，对开发影响较大；（4）与苏里格中部相比，有效砂体分布更为孤立分散，累计厚度小，单井产量低、稳产能力差，需要进一步研究气井生产规律，落实区块合理建产规模及开发指标。为此开展储层岩石物理特征、物性测试及压力敏感性等研究。

1 岩石学特征

储层岩性主要为中-细粒砂岩，含少量中粗砂岩，颗粒分选中等-较差，磨圆以次棱角状-次圆状为主；颗粒成分以石英为主，岩屑含量较高，多见燧石、千枚岩、石英岩岩屑等，长石含量较少；细粒砂岩中往往含有较多的黑云母碎片，蚀变强烈（见图1）。

从全岩定量分析可以看出（见表1），粘土含量较高，其中具有膨胀作用的蒙脱石和混层粘土占比例大，有一定数量具有运移作用的高岭石。

2 储层孔隙类型

岩石孔隙类型主要有粒间溶孔、粒内溶孔、高岭石晶间孔等多种类型，粒间溶孔所占比例为88%，高岭石晶间孔比例为10%，粒内溶孔比例为2%，粒间溶孔是主要孔隙类型（见图2～图3）。

3 孔隙结构特征

孔喉结构方面，不同渗透率储层孔喉结构差异明显（见图4～5），这种差异性决定了储层气水渗流能力与开发机理也会存在不同。根据渗透率不同级别，共将储层孔喉结构分为5种类型（见表2）。渗透率＞10 mD的I类孔喉结构占10%，该孔喉类型排驱压力1.68MPa，中值半径1.68 μm，超毛细管孔占比近50%。II类孔喉结构渗透率1～10 mD，排驱压力0.3 MPa，中值半径0.39 μm，主要以毛细管孔喉为主，占比41.5%。III类孔喉结构以微毛细管孔喉为主，渗透率0.1～1 mD，排驱压力0.88 MPa，中值半径0.06 μm。IV类孔喉结构渗透率小于0.1 mD，以微毛细血管孔喉及纳米孔喉为主，排驱压力高，中值半径小。

图1岩石类型及填隙物

表1 全岩矿物分析分层统计表

图2 主要孔隙类型薄片特征

图3 储集层孔隙组合柱状图

图4 岩心压汞曲线

图5 渗透率与孔喉半径分布关系图

4 岩石物理性质

测试了孔隙度与地层因素、声波时差，饱和度与电阻率增大的关系，确定了统33区块的a、b、m、n值及声波时差骨架值，为全区含气饱和度、储层物性计算奠定了基础（见图6～图7）。

5 储层物性特征

储层以低孔低渗为主（见图8），由苏东XX井取芯资料物性分析可知，渗透率以0.1～1 mD为主，约占样品数的40%，其次为小于0.01 mD的，约占样品数的30%。孔隙度则集中在3%～6%，约占样品数的50%。

表2 孔喉类型及相关参数

图7 饱和度与电阻增大率关系图

图8 苏东XX井储层物性分布频率图

图9 岩样孔隙度与有效应力关系

从苏东部分探井的孔隙度、渗透率分布上看，单井平均地面孔隙度集中分布在6%～8%，单井平均地面渗透率大都在0.5 mD以下，部分井差异较大。

图10 岩样渗透率与有效应力关系

6 应力敏感性特征

通过对苏东柱塞岩心31块，孔隙度6%～15%，渗透率0.10～1.57 mD的岩样进行了覆压孔渗测试（见图9～10）。通过应力敏感研究发现，储层地层条件与地面条件渗透率差异大，表现出较强的应力敏感性；开发过程中储层物性也会发生一定变化，对气井产能有一定影响。通过实验发现，岩样孔隙度随有效压力的变化不大，渗透率随有效压力的变化大，变化规律复杂。

通过换算，苏东地区，上覆地层压力约为70.8 MPa，地层压力为28 MPa，有效压力区间为42.8～68.8 MPa。地层条件下孔隙度约为地面条件的80%～94%，地层条件下渗透率约为地面条件的3%～40%，地层条件下渗透率比地面条件低一个数量级。

通过实验发现，应力敏感性对储层渗透率造成的损害不完全可逆（见图11）。有效覆压增加过程中，渗透率降低，增加到40 MPa以后变化不大，有效覆压减小过程中，渗透率有一定程度恢复，恢复不完全。

岩心渗透率越高，渗透率恢复越好。初始有效覆压越大，渗透率恢复越好（见图12）。预测苏东储层原始有效压力在40 MPa以上，开发过程中即使渗透率有一定程度损失，随着关井压力恢复，储层渗透率会有一定程度恢复。

7 结论及认识

（1）区块粘土含量较高，其中具有膨胀作用的蒙脱石和混层粘土占比例大，并有一定数量具有运移作用的高岭石。

（2）岩石孔隙以粒间溶孔为主，所占比例达88%，高岭石晶间孔比例为10%，粒内溶孔比例为2%。

（3）不同渗透率储层孔喉结构差异明显，这种差异性决定了储层气水渗流能力与开发机理也会存在不同。

（4）通过应力敏感研究发现，统33区块储层地层条件与地面条件渗透率差异大，表现出较强的应力敏感性。

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