苏里格气田Z井区储层特征及其影响因素

李亚婷，田 静，杨成功，赵泽旭，张堆堆

（延安大学石油工程与环境工程学院，陕西延安 716000）

非常规油气资源中致密油、致密气等资源能很好的缓解油气资源紧张的压力，其中致密气在能源利用方面有很好的优势［1-4］。鄂尔多斯盆地油气储量丰富，属于克拉通构造单元，是中国第二大盆地［5-7］。苏里格气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡，是目前国内最大气田，发育石炭-二叠纪大型岩性圈闭气藏，该气田特征是低渗透率低丰度，二叠系自下而上发育太原组、山西组、石盒子组、石千峰组地层［8-11］。Z井区是苏里格气田重点勘探区域，其面积约1 000 km2，位于其东部地区，本文主要研究盒8段，盒8段深度在3 100～3 500 m之间，是该气田重点勘探开发层位［12-15］。本研究区属于河流三角洲，是主陆相碎屑沉积，埋藏深度较深，成藏环境多变且复杂，关于储层物性及影响因素的分析至关重要［16-20］。通过储层特征及影响因素的分析，可得出苏里格气田Z井区储层非均质性强，物性受到成岩作用和沉积相的影响，对后期勘探开发有更好的指导作用。

1 地层及沉积相特征

Z井区盒8分为上、下两组（表1），盒8上标志层为浅色砂岩（K5），岩性为砂泥岩互层出现，泥岩颜色主要为灰黑色，砂岩主要为岩屑石英砂岩；盒8下标志层为骆驼脖砂岩（K4），砂岩主要以灰绿色为主，岩石粒度较粗，常见细砾石，泥岩含量较少，发育大型交错层理。

表1 Z井区盒8地层特征

Z井区在盒8时期，阴山古陆受到抬升作用，季节性水系较多，物源供给充足，河流相较发育，区域向南扩散，盒8主要发育辫状河沉积，盒8后期，古阴山抬升作用越来越小，物源供给减弱，使得沉积作用渐渐向湖泊转变。

Z井区为典型的辫状河沉积环境，水动力强，物源供给充足，发育大量新滩，规模大数量多，新滩沉积优势相是砂体主体部分，盒8后期新滩发育规模和数量有所减少。

2 储层特征

2.1 岩石学特征

通过薄片实验，对本区20口井，50块岩样做测试，岩石分类图3个顶点分别代表石英（Q）、长石（F）和碎屑含量（R），用数据点分布判断岩石类型。盒8下数据点集中在Ⅲ区，占87%，主要为岩屑石英砂岩，盒8上数据点集中在Ⅶ区域，碎屑含量大于盒8下，主要为碎屑砂岩。整个盒8段Ⅱ区域未见数据点，说明几乎不含有长石石英砂岩（图1）。

图1 Z井区盒8岩石分类图

通过对岩样实验分析可知，盒8下石英含量大于盒8上，平均含量约65%；岩屑含量由高到低依次是变质岩岩屑、岩浆岩岩屑、沉积岩岩屑，总体含量较高，影响储层物性，降低孔渗（图1）。通过岩石三角图判断砂岩成熟度，石英含量/（长石含量+碎屑含量）平均数较高，说明储层成熟度较高。

2.2 填隙物特征

填隙物含量影响储层物性，在储层特征中具有重要意义。填隙物由杂基和胶结物组成，通过实验数据可得，盒8上的杂基含量平均为6.78%，盒8下杂基含量平均为5.53%，盒8上杂基平均含量高于盒8下，杂基主要为粘土岩类，大部分为高岭石和绿泥石，高岭石平均含量为5.9%，绿泥石平均含量为4.2%（图2）。研究区胶结物含量较高，主要以碳酸盐矿物、硅质为主（表2）。

图2 Z井区盒8段砂岩杂基含量

表2 Z井区主要胶结物含量

2.3 物性特征

储层物性是储层重要参数，通过扫描电镜对全区50个样品进行测试分析得出，盒8上平均孔隙度为10.1%，平均渗透率为0.73×10-3µm2；盒8下平均孔隙度为9.24%，平均渗透率为0.61×10-3µm2；盒8整体属于低孔低渗储层，盒8上相比盒8下储层发育较好（表3）。

表3 研究区物性孔渗含量

从孔渗透关系图中可以看出，孔隙度随着渗透率增加而增加，盒8上和盒8下的相关系数分别为0.879 1和0.853 8，说明两者的孔渗相关性均较好（图3），两者属于孔隙性储层。

图3 Z井区盒8孔渗相关性

2.4 孔喉结构特征

2.4.1 孔隙类型

孔隙类型及分布定量表征储层性能，孔隙类型多样，形成过程复杂，成为储层研究的关键，储集空间组合类型决定储层发育。通过扫描电镜实验分析，盒8储集空间类型有原生孔隙和次生孔隙，次生孔隙较发育（图4）。孔隙类型分别为粒间孔、岩屑溶孔、粒间溶孔、粒内溶孔和微裂缝等。总体来看，岩石成熟度相对较低，颗粒间填隙物多，导致整体孔隙不是非常发育，颗粒间充填严重，原生粒间孔隙大量减少，研究区内发育各种类型的溶孔，但是因为成熟低，其中长石、岩屑等不稳定矿物的含量均较高，为溶蚀提供了物质基础，形成了溶蚀孔隙发育的格局。

图4 Z井区孔隙类型

2.4.2 毛细管压力曲线

储层物性的主控因素之一是喉道，喉道大小及分布规律对储层物性的好坏及开采的难易程度有很大的影响。毛细管压力曲线能很好反映储集空间配置关系、孔喉分布特征。通过压汞曲线图可知（见图5），压汞曲线没有明显平台状，排驱压力在0.6～1.5 MPa之间，中值半径约为0.14～1.23µm，属于小孔-细喉组合类型。说明研究区储层分选性差，喉道较窄。

图5 Z井区不同类型毛细管压力曲线

3 储层影响因素

3.1 成岩作用

成岩作用在储层形成过程中至关重要，储层形成过程中会经历各种物理、化学、生物作用。研究区成岩作用主要有压实作用、胶结作用和溶蚀作用。研究区层位埋藏较深，压实作用导致储层物性变差，在压实过程中，塑性岩屑会堵塞储集空间。胶结物随着地下条件变化，自生矿物充填孔隙，导致物性变差，研究区胶结物主要为碳酸盐矿物、硅质和粘土矿物。溶蚀可以使原生孔隙进一步演变成次生孔隙，溶蚀了部分颗粒和矿物，增大了储集空间。成岩作用对储层有建设性，也有破坏性，很大程度影响储层物性特征（表4）。

表4 成岩作用及其对孔隙度的影响

3.1.1 压实作用

Z井区储层埋藏较深，压实作用比较明显，极大降低储层物性。孔渗会随着地层厚度增加相应有所降低。随着深度增加，塑性组分和难溶性组分对储层影响很大。塑性组分一般容易变形，主要为变质岩岩屑容易挤压变形、破碎、压弯，破碎颗粒容易填充孔隙空间，降低物性。难溶性组分抗压能力较强，随着上覆地层压力增大，岩石颗粒接触关系逐渐演变为线-线接触，极大减少了孔隙 体积。

3.1.2 胶结作用

研究区最主要是碳酸盐岩胶结，平均含量在3.24%，其中最常见的为方解石胶结物，主要以充填物或交代碎屑在研究区分散分布。其次是硅质胶结，平均含量为2.43%，硅质胶结物主要有2种形式：1）次生加大填充，硅质胶结出现在石英次生加大边缘，向中心扩展，使得孔隙体积减少；2）自生石英晶粒，其发育在原生孔隙或次生孔隙内，研究区主要集中在绿泥石残余孔中，从而降低岩石孔隙度。

3.1.3 溶蚀作用

溶蚀作用在一定程度上增大了储层物性，溶蚀矿物主要有易溶和易蚀矿物。易溶矿物主要有白云岩和喷发岩岩屑，在酸性物质溶解下，形成次生溶蚀孔，增大储层孔隙。易蚀矿物主要为云母，容易破裂、变形，发生交代作用，降低储层孔隙。

3.2 沉积作用

研究区主要为辫状河三角洲平原沉积，沉积微相主要有边滩、心滩、天然堤和分流间湾等，优势沉积相心滩发育了优质砂体，砂体较厚，孔渗好。其次边滩发育砂体，厚度较大，物性较好。分流间湾则主要发育泥岩，几乎无储集能力。不同的沉积相储层性能也不同，优势沉积相的水动力强，颗粒大，分选好，其孔隙度和渗透率都较好。从表5中可知，沉积微相中心滩集中区域储层物性均较好，孔隙度平均值为9.56%，渗透率平均值为0.97×10-3µm2；边滩和天然堤物性较心滩有所降低，边滩孔隙度平均值为8.67%，渗透率平均值为0.59×10-3µm2；天然堤孔隙度平均值为5.18%，渗透率平均值为0.32×10-3µm2。说明心滩发育砂体厚，岩石粒度较粗，分选性好，储层物性较好，储集性能较好。

表5 研究区沉积与物性关系

3.3 岩石碎屑组分

岩石碎屑组分包括岩屑、填隙物和石英等。由于盒8段埋藏深度大，埋藏时间长，成岩作用复杂，在整个成岩过程中，岩屑和填隙物塑性强，容易变形，被压实后储层孔隙大大降低，石英抗压能力大，在上覆压力相同的情况下对压实作用有一定缓解作用，原生孔隙破坏较少，抗压很大程度上形成次生孔隙，对储层物性有很好的建设性作用。盒8段石英平均含量为65%，有效保护了次生孔隙，对储层物性有保护作用。

4 结论

1）研究区岩石类型主要为碎屑砂岩和岩屑石英砂岩，盒8下石英含量大于盒8上；盒8整体属于低孔低渗储层，盒8上相比盒8下储层发育较好。杂基主要为粘土岩类，大部分为高岭石和绿泥石，胶结物含量较高，主要以碳酸盐矿物为主。

2）研究区储层影响因素主要有成岩作用、沉积作用和碎屑组分。压实作用和胶结作用使储层孔渗变差，更加致密，溶蚀作用增大了储集空间。沉积作用中优势沉积微相心滩发育较好的砂体，储层物性较好。碎屑组分中岩屑和填隙物降低了储层物性，石英刚性强，对储层物性有一定保护作用。