马岭油田致密砂岩储层可动流体赋存特征及控制因素

白云云 ，孙卫 ，任大忠 ，3

（1.西北大学地质学系，陕西 西安 710069；2.榆林学院能源工程学院，陕西 榆林 719000；3.西安石油大学，陕西 西安 710065）

由于致密砂岩具有物性差、喉道细、孔隙结构复杂及孔喉非均质性较强等特点，目前已经成为制约鄂尔多斯盆地挖潜增产的主要瓶颈之一，如何对储层进行精细评价和描述成为迫在眉睫的问题［1-2］。可动流体饱和度作为评价储层品质的重要指标之一，能够有效地描述岩石多孔介质内流体渗流时可流动孔隙空间的相对大小，定量评价和分析可动流体赋存分布特征及主控因素，对具有开采价值可动资源量的精确评估有重要意义［3-5］。本文以鄂尔多斯盆地马岭油田北三区延10致密砂岩储层为研究对象，通过铸体薄片、恒速压汞、核磁共振实验等方法对可动流体饱和度进行研究，并总结出影响可动流体饱和度的主控因素［6］。

1 研究区地质特征

马岭油田地处甘肃庆阳境内，位于伊陕斜坡构造单元西南部向西倾斜的平缓鼻状隆起上。北三区位于该区域环县木钵乡境内，属于古河谷西部的木钵河间残丘古地貌单元，北与姬塬南坡的樊家川油田隔河相望，南邻演武古高地北坡系。油藏类型为岩性-构造复合油藏，主要含油层位是侏罗系延安组的延9及延10小层，油藏深度1 520～1 770 m。储层原始地层压力13.48 MPa，有效孔隙度15.00%，饱和压力2.90～8.93 MPa，有效渗透率为 20.20×10-3μm2，平均含油饱和度62.00%，综合评价为小型中产、浅层低丰度的油田。

1．1 岩石特征

研究区延10储层岩石成分以长石石英砂岩为主，岩屑长石砂岩次之，成分组成见图1，颗粒主要为中粒，分选好、磨圆差；碎屑成分中石英体积分数为74.1%，岩屑和长石体积分数平均值分别为9.6%和8.1%；胶结物主要有伊利石（体积分数2%）、高岭石（体积分数1.5%）、铁方解石（体积分数1.5%）、铁白云石（体积分数0.1%），此外还有少量硅质、水云母（见图2a，2b），整体结构成熟度不高。孔隙类型主要为粒间孔、长石溶孔、岩屑溶孔，其次为晶间孔（见2c，2d）；喉道类型以片状、点-片状、点状、弯片状喉道为主，对流体在储层中的流动影响极大（见图2e，2f）。

图1 研究区砂岩三角分类

1．2 北三区可动流体T2谱特征

由于核磁共振优越的技术特点，在油田得到广泛应用。利用T2数据变化规律来识别孔喉分布和表征孔隙结构，由于T2时间与孔喉大小形态、矿物成分和表面性质、流体类型及黏度有关，因此可动流体饱和度赋存特征就是上述各种因素的综合作用［7-8］。

图2 延10储层岩石微观特征

本测试采用廊坊分院自主研发的Magnet2000型分析仪，按照SY/T 6490—2007《岩样核磁共振参数实验室测量规范》对样品进行T2谱测试。通过对研究区已有数据和离心压力实验的综合分析，本次实验将束缚流体与可动流体的T2弛豫时间界限值设置为13.895 ms，对测试数据进行整理和分析（见表1、图3）。

由所测试样品的T2谱频率分布图可以看出，木检13-8、木检13-10、木检107样品呈单峰型，曲线平滑，受成岩作用影响较小；木检H5-3、木检103、木检15-10号样品则呈双峰型，曲线为台阶式，说明受成岩作用影响明显，体现在压实作用和胶结作用上。6口井样品平均可动流体饱和度均值为83.93%，其中木检13-10样品最小为70.17%，木检103样品最大可达到90.30%，其值远大于束缚水饱和度。按照可动流体饱和度高低作为储层分类的标准，马岭北三区延10储层段以Ⅰ类储层为主，有很大的挖潜潜力，在后续的生产井布置中应当予以重视。

表1 延10储层岩样T2实验结果

图3 延10储层岩核磁共振T谱的频率分布

2 可动流体饱和度影响因素分析

研究表明，可动流体的赋存状态是储层物性、岩石类型、孔隙结构特征参数、黏土矿物等多种因素共同作用的结果，宏观上涉及到区域地质演化和岩石沉积成岩作用影响，微观上则包括孔隙结构差异变化、黏土矿物种类和胶结类型等［9］。

2.1 储层物性

孔隙度和渗透率是表征储层物性最重要的参数，可以直观表征储层的品质。由表1和图4分析表明，3号样品有效孔隙度为14.28%，低于储层平均有效孔隙度（15.00%），但可动流体饱和度达到最大为90.30%，计算结果表明，两者相关系数仅为0.146 9，相关性弱，关键在于孔喉的连通性和喉道大小。渗透率与可动流体饱和度相关系数为0.108 0，同时也可以看出渗透率越高，可动流体参数与渗透率的相关性越强，反之可动流体参数衰减越快，当渗透率为5.412×10-3μm2时，可动流体饱和度仅为70.17%（见图4a）。

图4 可动流体饱和度与孔喉特征参数的相关性

研究区延10段储层粒间孔和长石溶孔发育，储层物性好，但非均质性强。在注水开发时容易沿优势通道水窜，使得波及区域不高，因而出现高渗透率和孔隙度、低可动用饱和度的情况。

2.2 微观孔隙结构特征

利用恒速压汞、高压压汞、铸体薄片、扫描电镜和X衍射实验所测参数，对研究区岩心孔隙结构进行定性描述和定量表征，并进行可动流体饱和度相关性分析。由图4b可知，平均孔隙半径与可动流体饱和度相关系数为0.334 5，呈现出“高孔隙度、低可动流体饱和度”特征，孔隙半径对可动流体饱和度影响小；由图4b，4c可知，可动流体饱和度与饱和度中值毛细管压力、平均喉道半径相关系数分别为0.870 7和0.938 4，相关性强，主流喉道半径对可动流体饱和度的影响较大。平均孔喉半径比与可动流体饱和度的相关系数为0.9118，是影响可动流体饱和度赋存的主控因素。

研究区平均喉道半径为5.45 μm，孔喉半径比为134，喉道半径大和孔喉比小的样品具有更高的可动流体饱和度，反之亦然［10］。

2.3 黏土矿物

黏土矿物大多是结晶层状硅酸盐，颗粒直径1～5mm，一般小于2mm，在岩石成岩过程中主要起到胶结作用，其在微观孔隙中的体积分数、赋存状态及类型严重影响孔喉的连通性，使储层流体呈束缚状态，对可动流体饱和度影响最大。研究区储层主要的黏土矿物为伊利石、高岭石，少量的伊/蒙间层矿物，实验表明，黏土矿物与可动流体饱和度二者呈负相关性，相关系数R2达-0.652。其中，木检103井的成岩自生矿物由伊利石、碳酸盐、少量沸石矿物组成，充填孔隙，容易被溶蚀形成大孔隙。木检13-10井伊利石和自生高岭石发育，在孔喉中呈架桥式生长，严重降低了渗流空间，可动流体饱和度较低。

3 结论

1）研究区延10储层岩石成分以长石石英砂岩为主，颗粒主要为中粒，分选好、磨圆度差、以孔隙-加大胶结为主，喉道类型以片状、点-片状、点状喉道为主，胶结物主要有伊利石、高岭石、铁方解石和铁白云石。该储层属于小型中产、浅层低丰度的油田。

2）研究区可动流体饱和度为70.17%～90.30%，平均值为83.93%，以可动流体饱和度高低作为储层分类的标准，马岭北三区延10储层段以Ⅰ类储层为主。其中：3块样品T2曲线呈单峰型，受成岩作用影响较小；3条T2曲线呈双峰型，曲线为台阶式，说明受压实作用和胶结作用明显。

3）对于致密砂岩储层，渗透率与可动流体饱和度呈弱的正相关性，有效孔喉体积、主流喉道半径和孔喉半径比是导致储层流体饱和度差异的决定性因素；黏土矿物体积分数及赋存状态、胶结类型对可动流体饱和度的高低具有破坏作用。