鄂尔多斯盆地东胜气田下古生界二叠系中统石盒子组储层评价

徐文玺 李凌川

鄂尔多斯盆地东胜气田下古生界二叠系中统石盒子组储层评价

徐文玺1李凌川2

（1.中国石化华北油气分公司采油气工程服务中心2.中国石化华北油气分公司采油一厂）

通过对岩石薄片、孔渗特性和压汞曲线等资料的综合分析,对东胜气田下古生界二叠系中统石盒子组碎屑岩储层特征进行了研究。结果表明：下石盒子组为近源沉积，砂岩坚硬，胶结较好，岩石成熟度较低，分选、磨圆中等—较差。孔隙类型以粒内溶孔、粒间溶孔为主，见少量微裂隙。胶结类型以孔隙胶结为主，颗粒之间点、线接触，颗粒粒度中—粗粒，以粗粒为主。研究区主要目的层段储层具有较高的排驱压力和中值压力、较小的孔隙喉道半径，属微喉道，局部存在较高渗透性。综合储集岩的岩石学特征、孔渗特征和孔隙结构特征，将东胜气田上古生界下石盒子组储集岩分为4大类，其中Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类为储集岩，其储集性能依次渐差，Ⅳ类为非储层。图7表1参7

鄂尔多斯盆地东胜气田下石盒子组储层特性分类评价

1 区域地质概况

东胜气田主体部分位于鄂尔多斯盆地伊盟隆起，区内南部发育1组近东西走向的泊尔江海子断裂[1-3]，下古生界二叠系中统石盒子组为一套由北而南的冲积平原辫状河沉积，垂向上由多套厚层河道砂体叠置组成，厚度130 m左右。按照其旋回特性，下石盒子组由下往上可划分为盒1段、盒2段、盒3段，区内早期(盒1期)为辫状河沉积作用的鼎盛时期，中晚期(盒2期、盒3期)基本继承了区内早期的沉积面貌，但河流规模缩小，地层厚度逐步减小［4］。受近源沉积物影响，河道各层砂体顺河道延伸方向分布相对稳定，侧向上与分流间湾或沼泽泥交叉相连，砂体展布短，尖灭快。就单一储集砂体而言，物性最好的地带位于河道砂体发育的主体部位，构成了良好的天然气储集层[5-7]。

图1 岩石成份三角图及岩石类型分布图

2 储层岩石成分特征

依据东胜气田各钻井取心，对本区下石盒子组储集层岩石特征进行研究，统计结果表明：

盒3段储层岩性以岩屑砂岩、岩屑石英砂岩为主，含少量长石岩屑砂岩(图1a、图2a)。砂岩成份:石英为29%～75%，长石为15%～45%，云母为3%～6%，岩屑为10%～30%，偶见少量燧石。分选较差-中等，次棱角状。水云母、方解石孔隙式胶结，胶结物含量10%，颗粒支撑，点线接触、疏松。

盒2段以长石岩屑砂岩为主，含少量岩屑长石砂岩、岩屑砂岩和岩屑石英砂岩（图1b、图2b）。砂岩成分中长石含量明显增多，与上下地层砂岩成分具有明显差别。

盒1段为岩屑砂岩及岩屑石英砂岩，岩石成分以石英和岩屑为主。不含或极少含长石岩屑砂岩（图1c、图2c）。

图2 下石盒子组岩性薄片鉴定图

下石盒子组填隙物含量纵向分布不稳定，呈齿状变化，最高可达26%，最低为2%（图3）。在各项胶结物中，以水云母—绿泥石的纵向分布相对比较稳定，与填隙物含量的正相关性比较明显。方解石含量的纵向分布极不稳定，对填隙物总量的贡献明显小于高岭石。高岭石的纵向分布比水云母—绿泥石相对要低，局部高于水云母—绿泥石。

此外，胶结物中还有自生石英、黄铁矿和菱铁矿，均呈零星分布，含量极低。杂基基本没有或偶见少量，呈泥砾假像，成份为粉砂和泥质混合物。

图3 锦7井下石盒子组填隙物含量（%）分布图

3 储集空间类型与孔隙结构特征

3.1 储集空间类型

铸体薄片观察表明，下石盒子组储集空间类型主要有剩余原生粒间孔、次生溶孔、微孔和微裂缝，其中以次生孔隙为主（图4）。

图4 下石盒子组主要孔隙类型

（1）盒1段主要孔隙组合类型为：①粒内溶孔—粒间溶孔—粒间缝；②粒内溶孔—粒间溶孔。薄片面孔率为1.4%～3.0%。

（2）盒2段主要孔隙组合类型为：①粒内溶孔—粒间溶孔—晶间微孔—粒间缝；②粒内溶孔—粒间溶孔—晶间微孔；③粒间余孔—粒间溶孔—粒内溶孔—铸模孔—晶间微孔—粒间缝。

盒2段孔隙及裂缝类型较多，除上述孔隙类型外可不见粒间残余孔、裂缝等，薄片面孔率为0.3%～3.9%。

（3）盒3段主要孔隙组合类型为：①粒间溶孔—粒间缝；②粒间溶孔—粒内溶孔—晶间溶孔—粒间缝。其中以粒间溶孔及粒间缝较发育，铸体薄片中见遇率较高，其次为粒内溶孔及晶间微孔，面孔率较高，为1.5%～12%。

以锦评2井为例，粒内溶孔频率最大，为31.2%；其次为粒间溶孔，频率为28.3%，晶间溶孔和粒间缝的出现频率相同，均为18.8%；粒间余孔、岩石缝出现频率最低，为0.97%。

电镜扫描分析表明，微孔为主要孔隙特征，微孔大小为1～3 μm，较发育。填隙物主要为高岭石、伊利石、绿泥石和石盐，高岭石以假六边形片状、书页状充填孔隙，伊利石以片状充填孔隙，石膏呈细粒状充填分布。局部可见粒间缝、贴粒缝，小者为2～4 μm，大者为5～12 μm，多相互连通。

3.2 孔隙结构特征

根据研究区内8口井，共计26块样品的毛管压力曲线特征，可将下石盒子组储集岩孔隙结构分为四大类：

Ⅰ类：排驱压力Pd＜0.1 MPa，饱和度中值压力Pc50＜3.0 MPa，最小非饱和孔隙体积百分数Smin＜30%。此类曲线为典型的单一介质型毛管压力曲线，具有较平缓的中部直线段(图5a)，表明储集岩的孔喉分选较好；小孔喉所控制的孔隙体积最小，此类储层自然产能较大。

Ⅱ类：排驱压力Pd＜0.7 MPa，饱和度中值压力Pc50＜5.0 MPa，最小非饱和孔隙体积百分数Smin＜35%。该类储层与Ⅰ类比较，其歪度基本一致，但分选明显低于Ⅰ类；，表明小孔喉控制的孔隙体积较大，此类储层自然产能中等。

Ⅲ类：排驱压力Pd＜1.1 MPa，饱和度中值压力Pc50＜9.0 MPa，最小非饱和孔隙体积百分数Smin＜45%（图5c）。该类储集岩自然产能低，增产措施后可能获得中等产能。

Ⅳ类：排驱压力Pd＞1.1 MPa，饱和度中值压力Pc50＞9.0 MPa，最小非饱和孔隙体积百分数Smin＞45%。毛管压力曲线（图5d），表现出极细歪度、分选好的特征。该类岩石已不具备储集能力，可能作为盖层或小层间的封隔夹层。

图5 下石盒子组储集岩毛管压力曲线

4 物性特征

下石盒子组储集岩孔隙度值的主峰位于14%～16%，占样品总数的31.3%；孔隙度为10%～12%占样品总数的16.3%，孔隙度为16%～18%占样品总数的15%，孔隙度18%以上的仅占样品总数的11.0%（图6）。可见下石盒子组储集岩孔隙度14%-18%的样品占总数的一半以上。纵向上以盒2段孔隙度直方图的峰值最高，为14%～16%，盒3段最差，其峰值为8%～10%。

图6 孔隙度与渗透率数值分布特征

渗透率峰值分布为1.25～2.5 mD，占样品总数的24.7%；93.8%以上的样品渗透率小于5 mD，总体属于中低孔、低渗型储层。

下石盒子组储集岩孔隙度和渗透率关系如图7所示，由图可见，下石盒子组的孔隙度与渗透率值有较好的相关性。

图7 孔隙度与渗透率交汇图

5 储层综合评价

综合本区储集层岩石学特征、孔渗特征、孔隙结构特征等研究成果，将东胜气田上古生界下石盒子组储集岩分为4大类，见表1。

Ⅰ类储集岩：岩性为含砾粗粒长石岩屑砂岩、岩屑石英砂岩，储集空间类型以粒间溶孔、铸模孔和晶间微孔为主，孔隙度大于10%，渗透率大于1.0 mD；毛管压力曲线为平台或似平台型，进汞饱和度10%时的毛管压力小于0.3MPa，排驱压力小于2MPa，喉道半径大于1μm，孔喉分选较好，粗歪度；综合评价为好储集岩。

Ⅱ类储集岩：岩性为中、粗粒、含砾长石岩屑砂岩、岩屑砂岩、石英砂岩，在东胜气田表现为多种储集空间类型同时存在，可见铸模孔、粒间溶孔、粒内溶孔、晶间微孔、粒间缝，孔隙度8%～10%，渗透率0.5～1 mD；毛管压力曲线为缓坡－似平台型或平台型，进汞饱和度10%时的毛管压力介于0.3～0.5MPa之间，排驱压力介于2～5MPa之间，喉道半径介于0.5～ 1μm之间，孔喉分选较差，呈多峰分布，较粗歪度；综合评价为较好储集岩。

Ⅲ类储集岩：岩性为细—中粒石英砂岩、中粒岩屑砂岩及含砾粗粒长石石英砂岩，储集空间类型最多，可见粒间溶孔、铸模孔、粒内溶孔、粒间余孔、晶间微孔、粒间缝等。孔隙度4%～8%，渗透率0.1～0.5 mD；毛管压力曲线为缓坡平直型，曲线斜率较大，进汞饱和度10%时的毛管压力0.5～1.0MPa，排驱压力介于5～10MPa之间，喉道半径介于0.1～0.5μm之间，孔喉分选一般较差，中等—较粗歪度；综合评价为差储集岩。

Ⅳ类储集岩：岩性为中、细粒石英砂岩，岩屑砂岩，储集空间类型以晶间微孔、粒内溶孔、晶内微孔、粒间缝为主，孔隙度小于4%。渗透率小于0.1 mD；毛管压力曲线特征呈陡坡型或向右上方拱起，斜率最大，汞饱和度10%时的毛管压力大于1.0MPa，排驱压力一般大于10MPa，喉道半径小于0.1μm，储集岩中较大孔隙含量较少，以小孔隙为主，孔喉分选较好，偏于细歪度；综合评价为非储集岩。

表1 东胜气田上古生界下石盒子组储层分类评价表

6 结论

（1）下石盒子组为近源沉积，储层岩石成熟度较低，分选、磨圆中等—较差。孔隙类型以粒内溶孔、粒间溶孔为主，见少量微裂隙。胶结类型以孔隙胶结为主，颗粒之间点、线接触，颗粒粒度中—粗粒，以粗粒为主。

（2）储层岩石类型以中—粗粒岩屑砂岩、长石岩屑砂岩为主，见少量岩屑石英砂岩。填隙物多为高岭石、水云母、绿泥石、白云石，含少量方解石、菱铁矿等。

（3）下石盒子组孔隙度主要分布在10%～18%之间，渗透率峰值在1.25～2.5 mD分布较为集中，总体属低孔低渗储集岩。

（4）孔隙结构分类研究表明，研究区主要目的层段储层具有较高的排驱压力和中值压力、较小的孔隙喉道半径，属微喉道，局部存在较高渗透性。

（5）根据储集岩的岩石学特征、孔渗特征和孔隙结构特征，将东胜气田上古生界下石盒子组储集岩分为四大类，其中Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类为储集岩，其储集性能依次渐差，Ⅳ类为非储层。

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（修改回稿日期2016-03-16编辑王晓清）

徐文玺，女，1991年出生，西安石油大学资源勘查工程学士，助理工程师；现就职于中国石化华北油气分公司采油气工程服务中心，从事开发地质研究工作。地址：（712000）陕西省咸阳市渭城区毕塬东路10号三普中区。电话：（029）32083918。E-mail：3231977946@qq.com