陕北安塞南长612油层产能差异的控制因素

张才智 唐 锰 强 微 苏 明 周瑾瑶 刘 波 方 肖

(中国石油长庆油田分公司第一采油厂)

0 引 言

陕北安塞南勘探区属于中生界内陆湖泊相碎屑岩含油系统，主力开发层系为三叠系延长组长612油层，但随着勘探开发的持续深入，测井、录井等油气显示较好的井，试油及投产产能差异却较大，中高产井高达38.25 t/d，低产井仅0.25 t/d，个别井不出油或纯产水。复杂的油藏地质特征导致探评井产能差异大，直接制约该勘探区的勘探与开发。前人对该勘探区沉积环境、成岩演化、储集层特征做了大量的工作[1-6]，取得的成果却较少。在对长612油藏地质特征研究的基础上，细化沉积微相、划分成岩相带及分析储集层微观特征，探讨探评井产能差异的原因，为建产有利区筛选奠定基础，指导探评井及产建井的开发部署。

1 油藏地质特征

安塞南勘探区构造位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的中东部偏南处，主力开发层系为三叠系延长组长612油层，为曲流河三角洲前缘亚相沉积，可细分为水下分流河道、分流间湾、河口坝、水下天然堤、席状砂五种微相类型。储集层岩性以灰色、褐灰色中细粒长石砂岩、细粒岩屑长石砂岩为主，孔隙类型以残余粒间孔隙为主，其次为长石溶蚀孔隙，岩屑溶孔、微裂隙较少，为低孔-特低渗储集层。

安塞南勘探区长612油藏主要为岩性油藏，包括砂岩上倾尖灭岩性油藏和砂岩透镜体岩性油藏，同时由于碳酸盐胶结，可在局部形成物性封堵的非均质性油藏[7]。长612油藏油水分异不明显，多数探评井试油以纯油或油水层为主，产能较高，但部分构造高或主砂带探评井试油产能较低或只产水。由于对上述探评井产能差异认识不清，导致安塞南勘探区35%以上勘探部署井试油为低产油层或者水层，落实探评井产能差异的因素是提高勘探部署成功率的关键。

2 探评井产能差异因素分析

产能影响因素主要分为地质因素与工程因素[8-10]，由于安塞南勘探区探评井压裂改造中，压裂液性质、压裂参数、施工工艺等均相同或相近，试油产能差异的主要原因来自地质因素方面[11]。

2.1 沉积微相对产能的控制作用

安塞南勘探区长612储集层主要发育三角洲前缘水下分流河道微相，沉积厚度大，砂体发育，水下分流河道连片状分布。结合水动力强弱、河道纵向叠置形式、测井曲线形态，进一步将水下分流河道细分为Ⅰ类水下分流河道、Ⅱ类水下分流河道。Ⅰ类水下分流河道为多期次河道纵向叠加，砂岩厚度大，颗粒粗，分选好，测井相多为厚状箱形，各期次水动力强且持续，夹层不发育(图1)；Ⅱ类水下分流河道为单期次河道或多期夹杂泥质沉积河道，河道规模小，颗粒较细，分选较差，测井相多为钟型或叠置钟型，夹层较发育(图2)。

图1 Ⅰ类水下分流河道特征

图2 Ⅱ类水下分流河道特征

安塞南勘探区长612储集层水下分流河道由北东-南西展布，Ⅰ类水下分流河道主要发育在河道迁移叠置的地方，多位于片状河道中心或较窄河道交汇处，Ⅱ类水下分流河道主要发育在较窄河道中或河道边部位。通过长612储集层不同类型产能井与沉积微相叠合图看，中高产井多位于Ⅰ类水下分流河道，低产井与水层井多位于Ⅱ类水下分流河道、河道侧缘，优势沉积微相对产能的控制作用明显(图3)。

图3 长612储集层不同类型产能井与沉积微相叠合图

2.2 成岩相对产能的控制作用

成岩相是在沉积相研究的基础上开展的，是岩石现今具有的成岩特征，主要包括碎屑成分、填隙物特征、孔隙结构特征等[12]。成岩相的发育受到成岩环境、成岩作用类型、成岩矿物等因素的影响[13]。成岩相可以直接反映储集层的储集性能及油的富集能力[14]。安塞南勘探区根据成岩作用及特征将长612储集层成岩相划分为绿泥石薄膜胶结-粒间孔相、长石溶蚀相、浊沸石溶蚀相、压实压溶-微孔相、碳酸盐胶结-致密相五种类型(图4)。

通过扫描电镜、薄片及黏土矿物分析等资料，结合储集层沉积微相、岩性、物性等资料，综合研究分析可知，不同类型成岩相在宏观参数、微观孔喉结构等方面存在一定差异。总体上，绿泥石薄膜胶结-粒间孔相各项储渗表征参数表现最优，表现其次的是长石溶蚀相、浊沸石溶蚀相，表现较差的是压实压溶-微孔相、碳酸盐胶结-致密相。不同类型成岩相宏观参数特征(表1)显示，绿泥石薄膜胶结-粒间孔相面孔率及物性表征最好，岩性为中-细砂岩，长石含量42.8%，石英含量23.5%，孔隙类型以粒间孔为主，面孔率为6.7%，主要分布于水下分流河道，储集层孔隙度为11.7%，渗透率为0.37 mD。与压实压溶-微孔相、碳酸盐胶结-致密相相比，后者岩性为粉砂岩、泥质粉砂岩，孔隙类型以晶间孔、微孔隙为主，长石及石英含量基本无变化，面孔率、孔隙度、渗透率均低于绿泥石薄膜胶结-粒间孔相，面孔率低2.0%～2.6%，孔隙度低3.1%～4.6%，渗透率低0.14～0.18 mD，主要分布于水下分流河道侧缘、分流间湾、水下分流河道砂顶部或底部。

不同类型成岩相微观孔喉结构特征(表2)显示，绿泥石薄膜胶结-粒间孔相排驱压力为0.18 MPa，孔喉半径为1.32 μm，分选系数为2.78，歪度为0.245，峰态为0.988，均质系数为0.227。五类成岩相类型对比，绿泥石薄膜胶结-粒间孔相孔喉结构特征表征相对最优，表现其次的是长石溶蚀相、浊沸石溶蚀相，表现较差的是压实压溶-微孔相、碳酸盐胶结-致密相。影响较大的关键参数为孔喉半径、排驱压力及分选系数，歪度、峰态及均质系数略有变化。与绿泥石薄膜胶结-粒间孔相相比，碳酸盐胶结-致密相及压实压溶-微孔相孔喉半径低1.24～1.30 μm，排驱压力高3.68～8.08 MPa，分选系数低1.24～1.48，均质系数低0.049～0.055，歪度低0.047～0.067，峰态低0.123～0.173。

图4 安塞南勘探区长612储集层成岩相类型

表1 安塞南勘探区长612储集层不同类型成岩相宏观参数特征

表2 安塞南勘探区长612储集层不同类型成岩相微观孔喉结构特征

安塞南勘探区长612储集层绿泥石薄膜胶结-粒间孔相分布于水下分流河道的主河道部位，长石溶蚀相、浊沸石溶蚀相分布于水下分流河道，压实压溶-微孔相分布于水下分流河道侧缘与分流间湾，碳酸盐胶结-致密相分布于水下分流河道致密处。通过长612储集层不同类型产能井与成岩相叠合图来看，中高产井多处于绿泥石薄膜胶结-粒间孔相带，低产井与水层井多处于长石溶蚀相、浊沸石溶蚀相、压实压溶-微孔相、碳酸盐胶结-致密相，优势成岩相对产能起一定的控制作用(图5)。

图5 长612储集层不同类型产能井与成岩相叠合图

2.3 储集层微观特征对产能的控制作用

根据安塞南勘探区长612储集层不同类型产能井储集层填隙物分布、孔隙类型分布直方图(图6，图7)，中高产井绿泥石含量高于低产井、水层井，中高产井粒间孔含量高于低产井、水层井。

根据安塞南勘探区长612储集层不同类型产能井孔喉结构特征(表3)，中高产井孔喉半径中值平均为0.456 μm，孔喉半径均值平均为0.753 μm，分选系数平均为2.937，结构系数平均为2.597，均质系数平均为0.205，排驱压力平均为0.248 MPa。水层井孔喉半径中值平均为0.242 μm，孔喉半径均值平均为0.317 μm，分选系数平均为2.376，结构系数平均为1.529，均质系数平均为0.225，排驱压力平均为0.578 MPa。低产井孔喉半径中值平均为0.040 μm，孔喉半径均值平均为0.055 μm，分选系数平均为1.675，结构系数平均为0.306，均质系数平均为0.214，排驱压力平均为2.736 MPa。总体上，中高产井孔喉结构优于低产井、水层井。

图6 长612不同产能储集层填隙物分布

图7 长612不同产能储集层孔隙类型分布

表3 安塞南探区长612不同类型产能井储集层孔隙结构参数

3 矿产实践的应用效果

安塞南勘探区长612储集层为三角洲前缘亚相沉积，平面发育多支水下分流河道砂体。通过综合分析油气成藏及产能差异的多项影响因素，优选出有利的含油区带。2018年在安塞南勘探区优选出Q 208井区9.2 km2有利区带，实施产建井97口(图8)，其中：位于主河道或叠置河道砂体、处于绿泥石薄膜胶结-粒间孔成岩相带区域的油井投产单井产能较好，平均日产油2.25 t，含水52.3%；位于河道侧翼或河道间湾砂体、处于压实压溶-微孔相、碳酸盐胶结-致密相带区域的油井投产单井产能较低，平均日产油0.65 t，含水68.3%。这表明，油井的单井产能差异与沉积微相、成岩相类型有较好的对应关系，储集层的宏观及微观特征受沉积相、成岩相控制，因而油藏产能差异与储集层的微观特征也有较好的对应关系。分流河道或叠置河道沉积砂体厚度大，砂体分选好，成岩作用的差异导致纵横向致密带及其相对优质储集层的形成，绿泥石薄膜减缓压实，保存孔隙，储集层物性好；而侧翼及间湾则相反，主要沉积粉砂岩和泥质粉砂岩，沉积砂体较薄且物性较差。因此，建议安塞南勘探区长612油藏产建井及探评井应部署于Ⅰ类水下分流河道与绿泥石薄膜胶结-粒间孔相带叠置区，以利于提高钻井建产的成功率及生产效益。

图8 长612储集层建产效果与砂体叠合图

4 结论与建议

(1)安塞南勘探区长612储集层根据水动力强弱、河道纵向叠置形式、测井曲线形态，将水下分流河道细分为Ⅰ类水下分流河道、Ⅱ类水下分流河道。中高产井多位于Ⅰ类水下分流河道，低产井与水层井多位于Ⅱ类水下分流河道、河道侧缘，有利沉积微相对产能的控制作用明显。

(2)安塞南勘探区长612储集层成岩相划分为绿泥石薄膜胶结-粒间孔相、长石溶蚀相、浊沸石溶蚀相、压实压溶-微孔相、碳酸盐胶结-致密相五种类型。中高产井多处于绿泥石薄膜胶结-粒间蚀相，低产井与水层井多处于长石溶蚀相、浊沸石溶蚀相、压实压溶-微孔相、碳酸盐胶结-致密相，有利成岩相对产能起一定的控制作用。

(3)安塞南勘探区长612储集层微观特征中，中高产井绿泥石含量高于低产井、水层井，粒间孔含量高于低产井、水层井，孔喉结构优于低产井、水层井。