鄂尔多斯盆地华庆地区长9储层微观孔隙结构特征

李百强，邱雅洁，李 洋，张 涛，郭艳琴，王 勇

(1.西安石油大学 地球科学与工程学院，陕西 西安 710065；2.长庆油田 勘探部，陕西 西安 710021； 3.青海油田公司 英东采油厂，甘肃 敦煌 736202)

鄂尔多斯盆地华庆地区长9储层微观孔隙结构特征

李百强1，邱雅洁1，李 洋1，张 涛2，郭艳琴1，王 勇3

(1.西安石油大学 地球科学与工程学院，陕西 西安 710065；2.长庆油田 勘探部，陕西 西安 710021； 3.青海油田公司 英东采油厂，甘肃 敦煌 736202)

为了查明鄂尔多斯盆地华庆地区长9油层组的微观特征，利用铸体薄片、扫描电镜、毛细管压力曲线等资料对储层微观孔隙结构进行深入研究。研究认为：华庆地区长9油层组以长石砂岩和岩屑长石砂岩为主，填隙物主要为胶结物，其中以铁方解石、浊沸石、伊利石和绿泥石为主；孔隙类型主要为原生残余粒间孔、溶蚀粒间孔、溶蚀粒内孔和自生矿物晶间微孔隙。依据毛细管压力曲线及孔隙特征将孔隙结构划分为5种类型：Ⅰ类(低门槛压力-中细喉型)、Ⅱ类(较低槛压力-细喉型)、Ⅲ类(较高门槛压力-微细喉型)、Ⅳ类(较高门槛压力-微喉型)、Ⅴ类(高门槛压力-微喉型)。

孔隙结构；长9油层组；华庆地区；鄂尔多斯盆地

华庆地区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡构造带的西南部(图1)，西起八珠，东至张岔，北到吴起，南至玄马，面积约9 000 km2。前人对该区的研究层位多集中于长8油层组之上，近年来在该区的勘探实践及长9油藏的发现表明，长9油层组可作为华庆地区延长组中下部重要的油气接替层系，但目前仅对华庆地区长9油层组的沉积体系、物源方向、成岩作用及成岩相有所研究[1-2]，而对储层的微观孔隙探讨较少。研究区长9油层组属低孔低渗储层，其强非均质性及孔隙结构的复杂性给该区油气勘探开发带来了极大困难，因此，研究储层的微观孔隙特征，对搞清储层的微观非均质性，更加精确地划分储层类型以及指导后期的开发生产具有重要意义[3-4]。本文在前人研究的基础上，利用铸体薄片、扫描电镜及毛管压力曲线等分析化验资料对华庆地区长9油层组的微观孔隙结构特征进行深入研究。长9油层组根据地层、岩性特征及石油开发需要可进一步划分为长91和长92两个小层。

图1 华庆地区构造位置

1 岩石学特征

1.1 碎屑组分特征

长9油层组以灰色、浅灰色、灰绿色、灰褐色的长石砂岩和岩屑长石砂岩为主，其中长91和长92碎屑组分特征分别如下：

长91油层组以长石砂岩和岩屑长石砂岩为主，其中长石体积分数13%～58%，平均47%；石英23%～62%，平均34%；岩屑9%～40%，平均19%。且以碎屑云母为主，变质岩岩屑和岩浆岩岩屑次之(图2)。

长92油层组主要为长石砂岩，其中石英体积分数28%～47%，平均为34%；长石41%～59%，平均52%；岩屑9%～19%，平均14%。且主要为变质岩岩屑，其次为岩浆岩岩屑和碎屑云母(图3)。

图2 华庆地区长91岩石类型

图3 华庆地区长92岩石类型

1.2 填隙物组分特征

长91油层组填隙物体积分数为4.0%～54.0%，平均11.2%，以胶结物为主，少见或未见杂基。胶结物中主要为铁方解石(1.0%～54.0%，平均4.1%)和绿泥石(0～6.2%，平均3.1%)，其次为硅质(0.5%～5.0%，平均1.4%)、伊利石(1.5%～8.0%，平均1.3%)和浊沸石(1.0%～9.0%，平均1.2%)(图4)。

长92油层组填隙物体积分数为3.5%～19.0%，平均10.1%，且以胶结物为主，亦很少见或未见杂基。胶结物主要为浊沸石(平均3.1%)和绿泥石(0～6.0%，平均2.1%)，次为伊利石(平均1.7%)、硅质(0.5%～5.0%，平均1.8%)和铁方解石(0～6.0%，平均1.3%)(图5)。

图4 华庆地区长91胶结物组分及含量直方图

图5 华庆地区长92胶结物组分及含量直方图

1.3 岩石结构特征

长9储层砂岩主要为中砂，含少量细砂。研究区砂岩颗粒分选较好，磨圆主要为次棱角状，颗粒间接触关系以点-线接触(图6(a))和线接触(图6(b))为主，成分成熟度低，结构成熟度高。胶结方式为薄膜式(图6(c))和孔隙-加大式(图6(d))。

2 孔隙类型及特征

长9储层孔隙类型按成因可分为原生孔隙和次生孔隙。原生孔隙以原生粒间孔为主，可达总孔隙的80%，次生孔隙多为溶蚀型次生孔，此外亦可见极少量的自生矿物晶间微孔，约占总孔隙的15%～20%。

图6 华庆地区长9岩石颗粒接触关系及胶结类型

(1)原生残余粒间孔隙

此类孔隙在华庆地区长9储层中占主导地位，但其分布非均质性较强，未被充填的孔隙形态多为三角形或多边形，且边缘平直整齐(图7(a))，充填孔隙的主要为绿泥石薄膜和自生石英晶体(图7(b))。扫描电镜下，孔隙多被自形生长的石英、长石充填，此类孔隙具有孔径大、连通性好的特点，为研究区主要的贡献孔隙。而石英、长石的次生加大导致残余粒间孔隙孔径变小、连通性变差[5-6]。局部可见伊利石、伊/蒙混层及少量的帘石、榍石类充填孔隙，但孔隙连通性较好。

图7 华庆地区长9岩石孔隙类型

(2)次生孔隙

溶蚀粒间孔隙指发生在颗粒之间的溶蚀型孔隙[7]， 镜下可见孔隙内有矿物溶蚀残余。 研究区内溶蚀粒间孔较为发育，长石颗粒与浊沸石胶结物为其主要的溶解组分(图7(c))。被溶蚀的颗粒边缘极不规则，呈港湾状，但孔隙连通性好。

溶蚀粒内孔隙指位于颗粒内部的溶蚀孔隙，形态多不规则[8-10]。研究区常见长石溶蚀粒内孔(图7(d))，沿长石解理缝两侧可见不规则的溶蚀残余，此类孔隙具一定连通性，但分布极不均匀。

自生矿物晶间微孔隙指在砂岩成岩过程中所形成的分布于结晶粗大的自生黏土矿物晶体之间的孔隙，孔径一般为0.05～0.50 μm[11-12]。研究区可见自生绿泥石微孔(图7(e))和自生伊利石、伊蒙混层晶间微孔(图7(f ))，并具一定的连通性，但整体而言，此类孔隙不发育。

3 孔喉类型及分布

综合分析扫描电镜和铸体薄片发现，华庆地区长9砂岩平均孔径5～30 μm(表1)。依据前人对鄂尔多斯盆地延长组砂岩孔隙喉道的分级标准[13]，认为研究区主要为小孔隙和细孔隙，发育少量中孔和大孔。连通孔隙之间的喉道主要有以残余孔隙为主和以微孔隙为主的两大类。喉道中值半径0.01～0.28 μm(表2)，以微喉为主，另有少量样品为微细喉。

表1 华庆地区长9砂岩平均孔径

表2 华庆地区长9砂岩喉道中值半径统计

4 孔隙结构分类

利用压汞技术对研究区长9储层样品进行分析，选取门槛压力pcd、中值压力p50、中值半径R50和最大进汞饱和度SHg4个最具代表性的能够反映砂岩孔隙结构的毛细管压力参数，可有效反映孔喉大小，门槛压力越低、中值压力越小、最大进汞饱和度和中值半径越大，则岩石渗滤性能越好[14-15]。根据毛管压力参数及其曲线形态，将本区孔隙结构划分为5种类型(表3、图8)。

Ⅰ类为低门槛压力-中细喉型。此类储集层孔隙门槛压力较低，小于0.12 MPa，中值压力小于1.1 MPa，最大孔喉半径为6～16 μm，喉道中值半径一般为0.7～4.9 μm，分选较好，分选系数为2.2～3.1。最大进汞量一般在95%左右，孔隙度大于13%，渗透率(8～53)×10-3μm2。具有Ⅰ类孔隙结构的地层为物性较好的储层。

Ⅱ类为较低门槛压力-细喉型。此类储集层孔隙门槛压力较低，约在0.12～0.27 MPa，中值压力也较低，一般为1.1～2.8 MPa，最大孔喉半径一般为2～10 μm，喉道中值半径为0.20～0.65 μm，分选较好，分选系数约为2.8。最大进汞量较大，一般大于90%，退汞效率为14%～29%，孔隙度一般11%～12%，渗透率为(1～8)×10-3μm2。Ⅱ类孔隙结构的地层为物性相对较好的储层。

Ⅲ类为较高门槛压力-微细喉型。此类储集层孔隙门槛压力较高，在0.2～0.8 MPa，中值压力也较高，为2.6～7.1 MPa，最大孔喉半径1.0～2.6 μm，喉道中值半径0.10～0.28 μm，分选较好，分选系数2.1～2.8。最大进汞量一般为82%～93%，退汞效率一般为25%～42%，孔隙度9%～11%，渗透率(0.3～1.0)×10-3μm2。Ⅲ类孔隙结构的地层为物性相对较差的储层。

Ⅳ类为较高门槛压力-微喉型。此类储集层门槛压力和中值压力均比Ⅲ类略高，门槛压力为0.7～1.2 MPa,中值压力为5～20 MPa。最大孔喉半径0.02～1.10 μm，喉道中值半径为0.03～0.32 μm，分选较好，分选系数为1.5～3.5。最大进汞量变化较大，为75%～93%，孔隙度为8%～9%，渗透率(0.10～0.30)×10-3μm2。Ⅳ类孔隙结构的地层为物性较差的储层。

Ⅴ类为高门槛压力-微喉型。储集层门槛压力为1.2～4.5 MPa，中值压力变化较大，为8～74 MPa。最大孔喉半径0.10～0.64 μm，喉道中值半径为0.01～0.08 μm，分选较好，分选系数为1.8～3.5。最大进汞量74%～89%，孔隙度为6.5%～8.9%，渗透率一般小于0.10×10-3μm2。Ⅴ类孔隙结构的地层物性差，为非储层。

表3 华庆地区长9储层孔隙结构分类

图8 华庆地区长9储层5种不同孔隙类型毛管压力曲线

5 结 论

(1)华庆地区长9储层主要发育原生残余粒间孔、溶蚀粒间孔和溶蚀粒内孔，亦见少量自生晶间微孔；以微孔和细孔为主，其次发育中孔和大孔；以微喉为主，有少量细喉。

(2)依据门槛压力、中值压力、中值半径和最大进汞饱和度4个最能直接反映砂岩孔隙结构的毛管压力参数，将华庆地区长9储层孔隙结构划分为5种类型，即低门槛压力-中细喉型、较低槛压力-细喉型、较高门槛压力-微细喉型、较高门槛压力-微喉型、高门槛压力-微喉型。

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责任编辑：王 辉

2015-02-17

国家自然科学重点基金项目 (编号：41330315)；国家油气重大专项(编号：2011ZX05005-004-08HZ)；陕西省自然基础研究计划项目(编号：2013JQ5009)

李百强(1989-)，男，硕士研究生，主要从事沉积学与储层地质学研究。E-mail:15349231212@163.com

1673-064X(2015)05-0010-06

TE122.2

A