延安地区长6储层非均性特征

刘晓峰，梁积伟，郭晓丹，薛旭平

(1.陕西省地质调查院，陕西 西安 710054；2.长安大学 地球科学与资源学院，陕西 西安 710054；3.陕西省煤田地质局 一三一队，陕西 渭南 715400)

0 引 言

储层的非均质性是指储层的沉积构造、厚度、岩性和物性等在地质作用下，横向和纵向上的不均一性，是油气勘探和开发的重要内容。储层的均质性是相对的、有条件的，而非均质性是绝对的、无条件的[1-2]。储层的非均质性是影响油气聚集、储存和开采的主要地质因素，储层在形成过程中受到沉积、成岩环境变化、后生和构造作用等多种因素的影响，使其地质和物理性质发生了不均匀的变化，增大了油藏的开发难度。对储层非均质性的研究和评价在油藏开发过程中愈显重要，研究深度和广度也逐渐增加。

在研究的不同时期和不同阶段，地质学家们对储层非均质性提出了多种不同的分类方案，Andrew将油田将储层非均质性分为特大规模非均质性、大规模非均质性、中规模非均质性和小规模非均质性[3]；Lake等将储层的非均质性分为微观、宏观、中观和宇观[4]；秦同洛将储层非均质性分为：微观、宏观、粗视和巨视[5]；裘怿楠等根据我国陆源沉积的特点，把储层非均质性分为层内、层间、平面和孔隙非均质性4类[6]。笔者以延安地区地区长6储层砂体为例，通过物性资料、岩心和测井曲线等资料的计算分析，参考裘怿楠的分类方案，根据研究区实际情况，将其分为层内、层间和平面3个方面，对其进行进一步研究。

1 区域地质特征

鄂尔多斯盆地是我国第二大盆地，面积约37万km2。延安地区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡中部(图1)，构造简单，地层相对平缓，倾角小于1°，偶见断层发育[7]。研究区长6已探明含油面积约为96 km2，油层组砂岩的非均质性为低孔、低渗—特低渗，是一套典型的致密砂岩油藏[8]。长6储层的水下分流河道砂体是油气的主要储集层，厚度较稳定，多在5～7 m，隔层较发育，储层物性较差，孔隙度为2.3%～17.5%，平均为9.06%，渗透率较小为(0.09～11.38)×10-3μm2，平均0.65×10-3μm2，属于低孔、低渗-特低渗油气储集层。通过对整个区域沉积相研究表明，延安地区长6储层为浅水型三角洲前缘亚相，发育水下分流河道、分流间湾、天然堤、河口坝、席状砂等多种沉积微相。

图1 延安地区区域位置Fig.1 Location of Yan’an Area

2 储层非均质性

储层非均质性是指储层在形成过程中受到沉积作用、成岩作用、构造作用以及后生变化的影响，其各种属性随空间位置而变化的性质[10-12]。文中参考裘怿楠的分类方法和国内碎屑岩的特点，从储层的层内、层间和平面非均质性进行研究。

2.1 层内非均质性

层内非均质性是指单砂层内部，物性在垂向的变化[13-14]。以岩心和测井曲线等为依据，对层内的粒度韵律、层理特征、渗透率非均质程度和层内不连续夹层的分布等方面进行了分析研究。

2.1.1 粒度韵律特征

层内粒度韵律特征往往与水动力条件和所处的沉积环境密切相关，并直接决定渗透率的韵律性[15]。碎屑颗粒的大小、形态受沉积环境、物源远近和搬运方式等多方面因素的影响，在垂向上表现出具有一定的韵律性。对研究区长6物性资料分析表明，长6油层组粒度韵律较为发育，有下粗上细的正韵律，与之相反的反韵律和交替出现的复合韵律等，以反韵律较为发育(图2)，常发育于河口坝微相，从下到上粒度逐渐变粗，非均质性也随粒度的增大而变弱。

图2 延安地区长6韵律特征Fig.2 Rhythm features of Chang 6 in Yan’an Area

2.1.2 层理特征

储层的层理特征和含油性有着密切的联系。层理较发育的地方，含油性较差，层理的存在引起渗透率的各向异性[16-19]。延安地区长6储层以平行层理、砂纹层理和槽状交错层理(图3)较为发育。平行层理呈薄片状，在高流态下形成，反映出沉积时水动力条件较强；砂纹层理，发育于河口坝或席状砂环境的粉砂岩中，沉积环境较弱，分布于河道两侧；槽状交错层理由新月形沙波迁移形成，分布于三角洲前缘水下分流河道。

图3 延安地区长6砂岩层理特征Fig.3 Sandstone bedding characteristics of Chang 6 in Yan’an Area(a)平行层理 (b)砂纹层理 (c)槽状交错层理

2.1.3 层内夹层特征

夹层是指位于单层砂体内，由泥岩、钙质泥岩或粉砂质泥岩形成的低渗透层或非渗透层，对油气的运移起阻挡作用[18]。常见的夹层为泥质夹层和钙质夹层，研究区普遍发育这2种夹层，泥质夹层以粉砂质泥岩和泥质粉砂岩为主，测井曲线特征为SP(自然电位)和GR(自然伽马)为锯齿状的峰值；钙质夹层一般为钙质含量较高的致密细砂岩，测井曲线特征为尖刀状的峰值，主要表现为高电阻、高密度与高微电极和低自然电位、低自然伽马与低声波时差。夹层的分布特征通常采用夹层频率和夹层密度来表征。延安地区长6的夹层密度和夹层频率从上到下依次增多，非均质性逐渐增强(表1)。

表1 延安地区长6层内夹层分布特征

2.1.4 渗透率非均质性

渗透率的非均质性是指单砂体内的平均渗透率在垂向上的的变化情况[16]，通常用变异系数、突进系数、极差和均质系数等参数定量研究分析。变异系数和极差越大，表明非均质性越强，突进系数用来指示层内渗透率的变化范围，均质系数越趋于1，表明非均质性越强。通过对研究区长6岩心物性资料和二次测井解释资料的分析，延安佛古塬区长6储层的渗透率非均质性整体较强(表2)。长61储层渗透率的变异系数、突进系数和极差均是各层中最大的，而均质系数最小，表明长61的非均质性整体最强，长62次之，而长64变异系数、突进系数和极差均最小，而均质系数最大，表明长64非均质性在研究的4个层位中最弱。

表2 延安地区长6储层非均质性特征

2.2 层间非均质性

在砂岩和泥岩段中，一套含油系列通常含有几个油组或几十个砂组、单砂层，它们之间储层性质的差异即为层内非均质性，是储层研究的重点，包括分层系数、有效砂岩密度和层间隔层等[20]。

层间非均质性主要取决于垂向上储集砂体与泥岩隔层的发育关系，是由于各种不同的沉积环境交替出现所形成的。延安地区储层以水下分流河道、河口坝和分流间湾等沉积微相交错出现，形成多种砂、泥互层的组合关系。由于砂体在纵向发育不均衡，砂、泥岩间物性差异较大，从而形成较强的非均质性。

2.2.1 分层系数

分层系数是指在一定层段内砂层的层数，分层系数越大，非均质性越强[21]。同一层段内的由于砂体的不连续性，砂层数往往不相同，通常用平均单井钻遇砂层数来表征。研究区构造简单，地层相对平缓，对钻遇砂层层数的统计分析，计算出各小层的分层系数和钻遇率(表3)。延安地区各层之间分层系数差异较大，长62的分层系数最大，表明其非均质性较强，其次为长61小层、长63小层和长64小层。

表3 延安地区长6储层层间非均质性参数统计

2.2.2 有效砂岩密度

砂岩密度是指垂向上有效砂岩厚度与地层总厚度之比，也称为砂地比，可以表征砂体在纵向上发育的差异程度，是评价油气藏的一个重要参数[22-24]。砂岩密度越大，表明其砂体在垂向上连通性越好，反之，则表明其非均质性强。通常当有效砂岩密度大于50%时，砂体常呈片状分布，连通性较好；有效砂岩密度为30%～50%时，砂体局部呈带状分布；小于30%时，砂体连通性较差。通过统计结果可以看出(表3)，研究区砂体连通性较差，局部呈条带状分布，有效砂岩密度较低，非均质性较强。

2.2.3 层间隔层

层间隔层是指砂体间的非渗透层，岩性一般为泥岩和粉砂质泥岩，厚度大于2m。层间隔层将上下2套油(气)隔开，使之不发生油、气、水的串流，对油气的储集和运移具有抑制作用。沉积时期的水动力强弱决定着隔层厚度的大小，当上下2层砂体沉积时水动力较强，则隔层的厚度较小；反之，则隔层厚度较大。

研究区长6储层的隔层主要为泥质岩类，各小层之间隔层的厚度为：长61～长62的隔层厚度为0.8～18.1 m，平均5.39 m；长62～长63的隔层厚度为1～13 m，平均6.19 m；长63～长64的隔层厚度为1.9～15.9 m，平均为8.41 m.延安地区隔层厚度较大的一般在砂地比较小的分流间湾和河口坝地区，而水下分流河道层间隔层厚度较小，隔层厚度在河道主体一般较薄，向河道两侧则逐渐变厚。

2.3 平面非均质性

平面非均质性是指储集层的储渗性能在平面上的差异程度[25-27]。主要包括砂体的几何形态、展布规模、孔隙度、渗透率和横向连续性等在平面上的变化。

2.3.1 砂体的形态及连通性

砂体的形态受控于沉积环境和沉积相，研究其沉积相可更好地剖析砂体的展布规律。研究区长6储层为三角洲前缘亚相沉积，并在北东-南西向发育有3～6条水下分流河道砂体，河道主体宽度在1.6～4.8 km之间，有效砂体厚度多在5～7 m.延长组长6储层砂体在研究区发育的规律为：长64时期砂体开始发育，长63时期砂体进一步发育，到长62时期砂体最为发育，进一步到长61时期，砂体开始相对萎缩。长62砂体面积大、连片性好、渗透性好，平均厚度超过15 m，呈条带状、片状，非均质性相对较弱(图4)。

砂体的连通性是指砂体在平面上的延伸，是定量描述砂体规模的重要指标，常用钻遇率来表示，钻遇率越高，则砂体的延伸性也越好。延安地区长6储层长64，长63，长62和长61各小层的钻遇率分别为31.3%，40.4%，59.9%和41.5%，长62的钻遇率最高，表明该层的平面连续性最好，其次为长61，长63和长64.通过地层对比剖面可以直观的反映出砂体的内部连通情况，延安地区长6砂体整体连通性较好(图5)。

2.3.2 储层物性的平面变化

储层物性在平面上的变化是储层平面非均质性的重要参数。储层的沉积微相、砂体的展布和砂体的连续性影响着储层的物性在平面上的变化，沿水下分流河道方向，储层的物性较好，向河道两侧至分流间湾，渗透率的孔隙度减小[28-29]。通过对研究区长6储层的样品研究分析，得出储层的孔隙度和渗透率(表4)，孔隙度分布于8%～9.5%，渗透率平均约为0.7×10-3μm2，表明该区域长6储层非均质性较强，属于低孔-低渗储层。

图4 延安地区长6砂体展布及渗透率分布特征Fig.4 Distribution characteristics of sand bodies and permeability of Chang 6 reservoir in Yan’an Area

图5 延安地区延长组长6储层砂体连通Fig.5 Sandbody connectivity of Chang 6 reservoir of Yanchang Formation in Yan’an Area

表4 延安地区长6储层的储层物性统计

3 结 论

1)延安地区长6储层为三角洲前缘亚相，水下分流河道砂体为主要的储油层，河道主体相对河道两侧非均质性较弱。

2)层内非均质性较强，粒度韵律以反韵律为主，层理的发育加大了储层的非均质性，层内夹层使得储层非均质性在纵向上连通性较差，渗透率非均质性整体较强。

3)长62分层系数最大，层间隔层最多，层间非均质性最强；长64整体砂厚较薄，有效砂岩密度最小，非均质性也较强。

4)从平面非均质性来看，砂体以条状、片状为主，砂体整体连通性一般较好，储层物性表现为低孔-低渗的特征。