关键词：岩石碎屑成分 孔隙类型 储层物性 储层分类
1、概况
位于陕西省靖边县天赐湾乡与小河乡交界处，主体处于天赐湾乡东南部。西邻长庆油田已开发的杨米涧油田，南与靖安、安塞油田相接。研究区沟谷纵横，梁峁地貌发育，为典型的黄土塬地区，地形复杂。地面海拔一般为1390m～1690m，相对高差约300m左右。油区处于内陆中纬度地带，属温带半干旱大陆性季风气候，主要特点是：春多风、夏干旱、秋阴雨、冬严寒，日照充足，风沙频繁，雨季迟且雨量年际变化大，最低气温-25℃，最高气温35℃，年平均气温7.9℃，年平均日照2743.3小时，年平均降雨量316.9mm，年平均无霜期141天左右，绝对无霜期110天。
2、碎屑成分
本区长2油层组砂岩成份比较稳定，碎屑含量占岩石组分85％以上，主要成分为长石，次为石英，岩屑较少少量岩屑长石砂岩。碎屑颗粒中长石含量42.1-76％，平均为57％，石英15.1-34.2％，平均为22.1％，岩屑含量4.5-29.3％，重矿物含量小于1％,少见顺层排列的云母。碎屑颗粒成份成熟度较低，Q/（F+R）为0.17-0.42（图1）。
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3填隙物成分
长2亚油层组填隙物组分含量较少，多在1%-10%左右，包括胶结物与杂基两个部分，其中胶结物含量相对较多。胶结物形成时间相对杂基较晚，多形成于成岩过程中[1]。长2胶结物含量在1%-7％间，通常为3％左右，主要绿泥石、方解石、白云石、自生长石与石英的次生加大等硅质胶结物，局部可见沥青充填，其中方解石含量变化较大，部分可达4%。研究区长2亚油层组杂基含量相对较少，在0%-3%左右，黏土矿物以高岭石为主。
4、储层孔隙特征
长2储层碎屑颗粒粒度多在0.1-0.25mm之间，主要为细砂岩，次为中砂岩，粉砂岩及粗砂岩基本不见。碎屑颗粒磨圆多为次棱角状，少数颗粒呈棱角状或次圆状。分选较好，大部分属于分选“好”，部分为“好—中”。长2亚油层组砂岩结构成熟度中等-较良好。
4.1孔隙类型
本次研究通过靖边油田马宁地区长2储层铸体薄片的研究分析，发现长2砂岩储层的孔隙类型分为原生孔隙、次生孔隙两大类。其中原生孔隙占比较大，次生孔隙相对较少。
（1）原生孔隙
原生孔隙包括粒间孔隙、杂基内微孔隙和岩屑粒内孔隙[2]，马宁地区长2主要发育原生粒间孔。原生粒间孔：为研究区的主要孔隙类型，多分布在杂基含量低、压实作用及胶结作用较弱的砂岩中。该类孔隙受后期成岩作用的影响呈三角形、四边形或长条形，孔径多在0.03mm-0.8mm（图2）。
（2）次生孔隙
马宁地区长2主要为长石砂岩，长石受溶解作用影响，发育粒内溶孔较多，可见粒间溶孔与晶间孔，其余类型次生孔隙发育较少。溶蚀孔隙的发育对储层的物性改善作用重大。
粒内溶孔与铸模孔：该类孔隙是在成岩过程中,不稳定碎屑颗粒内部发生部分溶解而产生孔隙，如果颗粒全部溶解则形成铸模孔。马宁地区长2主要发育长石的溶蚀作用，形成形态较规则的长石粒内溶孔（图3、图4）,孔径一般在0.02-0.1mm之间，多见长石溶蚀呈残骸状或全溶而形成铸模孔。除长石外，少量石英、岩屑、云母等也发生了溶解作用。
粒间溶孔：溶解作用岩颗粒边缘发生，导致颗粒由外而内的溶解，孔隙进一步扩大，多呈港湾状或不规则状，孔径大小和分布差异较大，最大孔径可达到0.3mm，多与长石、岩屑粒间溶孔伴生（图4）。该类孔隙在马宁地区长2储层中发育较少。
晶间孔：此类孔隙主要是在铸体薄片下可鉴别的、结晶程度较好、孔径大于0.01m的充填孔隙中的自生高岭石晶体间的微孔（图5）。在长2储层中发育较少，局部可见。
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4.2吼道类型
喉道为连通两个孔隙的狭窄通道，对储层渗流能力影响巨大。通过对马宁地区储层岩石铸体薄片镜下观察发现，研究区长2储层以片状或弯片状喉道、管束状喉道为主，其他喉道类型在局部层段有一定量的出现。
片状或弯片状喉道：喉道呈片状或弯曲状，是颗粒间的长条状通道，主要包括长形颗粒间隙、晶间隙、矿物解理缝。此类孔隙结构受后期溶蚀作用的影响，可以是小孔极细喉型，也可以为大孔粗喉型。
管束状喉道：当杂基及胶结物含量较高时，原生粒间孔隙被堵塞，杂基及各种胶结物中的微孔隙本身既是孔隙又是喉道，像一支支微毛细管交叉地分布在杂基和胶结物中组成管束状喉喉道，孔喉直径比为1。此类岩石渗透率非常低，大多小于0.1×10-3μm。
孔隙缩小型喉道：为孔隙中的缩小部分，此类喉道多发育于受压实作用较小，溶蚀作用较强砂岩中。支撑结构主要为颗粒支撑，填隙物较少，属于大孔粗喉型，孔喉直径比接近于1。此类喉道在马宁地区长2砂岩储层中较少。
缩颈型喉道：此种喉道常见于颗粒支撑、颗粒点接触、衬边胶结或次生石英加大胶结的砂岩中。孔喉直径比较大，属大孔细喉型，这也导致储集岩渗透率一般较低，渗流能力较差。
4.3、孔隙结构
储集岩的孔隙结构是指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形态、大小、分布及连通关系[3]。深入研究油气储集层的孔隙结构不仅可以充分发挥油气层的产能，而且可以尽可能地提高采收率。研究储层孔隙结构的主要内容包括孔喉级别、孔喉组合类型及定量表征孔隙结构的特征参数等方面。一般来讲，流体在储层中的渗流性能取决于孔隙的连通情况和连通孔隙喉道的粗细程度、分选情况，也就是对孔隙结构特征的分析，一般来讲，常用压汞曲线方法对孔隙结构特征进行研究。分析得出研究区砂岩储层具有非常典型特征的压汞曲线。
常用以下几个参数来表征储层的孔隙结构特征：排驱压力Pd：它的大小反映了最大连通过喉道道的大小，其值越大，最大连通喉道越小，储层的渗透能力越低。在研究区延长组Pd平均值从大至小依次长6、长4+5，排驱压力值最小的为长2。中值压力P50和中值半径r 50：这两项参数反映了样品平均连通喉道的大小，P50越大，r5o越小，物性渗透率越差。在研究区P50从大到小的顺序与排驱压力相同。束缚水饱和度：目前将孔径小于0.2um（即孔道半径小于0.1um）的孔隙称为微毛细管孔隙，原油运移时无法进入，因而r≥0.1um的喉道连通孔隙才是原油可能进入的最小空间，也是地层原始含油饱和度的下限值。所以我们将R=0.1um时的进汞量与100%之差定义为岩样的束缚水饱和度。
在对砂岩孔隙结构进行了深入地研究的基础上，建立了孔隙、喉道分级标准：Ⅰ类：中小孔中细喉型；Ⅱ类：小孔中细喉型；Ⅲ类：小孔细喉型；Ⅳ类：细小孔微细喉型；Ⅴ类：微细孔微喉型；
依据储层孔隙、喉道分级标准，对研究区沉积体砂岩储层孔隙结构资料分析研究，认为研究区储层孔隙、喉道具有如下特征：（1）孔喉结构长2储层优于长6储层。长2储层孔隙喉道偏粗，孔喉组合以中孔隙细微喉道型为主；长6储层孔隙喉道偏细，以小孔隙微喉道型（Ⅲ-Ⅳ类）为主。（2）分选系数与渗透率正相关。分选系数增大，喉道分选变差，喉道较粗部位渗透率较高。（3）孔隙度、渗透率具有明显的正相关。表明研究区储层属孔隙性储层特征。（4）喉道分选属正偏态、粗歪度，孔隙分布属负偏态，细歪度。（5）储层总体特征表现为低孔低渗。
5、储层物性特征
长2储层孔隙度分布在3.67-19.97%之间，平均11.58%。从分布频率上看，孔隙度数值分布相对集中，主要集中分布于9-15%，约占总样品数75%，属于明显低孔储层。
长2储层渗透率分布在0.11-54.09×10-3μm2之间，平均为5.29×10-3μm2，渗透率多在1-7×10-3μm2之间，分布相对分散，渗透率比较低，其中渗透率在0-5×10-3μm2之间的接近60%，渗透率在5-50×10-3μm2约占40%。综合储层的孔、渗分布，发现长2为低孔特低渗储层。
对于马宁地区长2亚油层组孔渗关系的研究表明，储层渗透率随着孔隙度的升高而逐渐增大，孔渗相关性较强。
6 储层分类
本研究在沉积相、砂体发育规模、孔隙喉道组合类型、孔隙结构、物性分布规律以及成岩作用、成岩相研究基础上，结合油层厚度平面展布规律，参考前人的砂岩储层划分方案[4]，对砂岩储层进行了分类评价与预测，共划分出四类有利区，不同储层类型其孔隙度、渗透率分布范围均有明显不同。
Ⅰ类区：砂岩孔隙度和渗透率均较高，其中孔隙度大于10%，渗透率大于1.5×10-3μm2。沉积微相主要为三角洲平原分流河道、三角洲前缘水下分流河道及河口坝中心部位。沉积砂体厚度大，普遍大于15m，沉积物粒度较粗，主要为中-细砂岩，填隙物含量少，成岩强度弱，孔隙组合以粒间孔型、粒间孔-溶孔型为主，面孔率高，大于9.0%，孔隙结构类型属Ⅰ～Ⅱ型，油气显示优。
Ⅱ类区：孔隙度8~10%，渗透率1.0~1.5×10-3μm2。沉积微相主要为三角洲平原分流河道、三角洲前缘水下分流河道及河口坝部位。沉积砂体厚度相对较薄，一般为10~15m，以细砂岩为主填隙物含量6~7%，成岩强度中等，孔隙组合以粒间孔-溶孔型为主，面孔率约为8.32%，属Ⅱ~Ⅲ型孔隙结构，油气显示较好。
Ⅲ类区：孔隙度6%~8%，渗透率0.5~1.0×10-3μm2。沉积微相主要为三角洲前缘水下分流河道、天然堤、决口扇、远砂坝以及席状砂等。砂体沉积厚度较薄，为5~10m，砂岩粒度较细，以细砂岩为主，填隙物含量较高，为7~8%，成岩强度较强，孔隙组合以溶孔型为主，面孔率为平均约为7.84%，属Ⅱ~Ⅲ型孔隙结构，油气显示较中等。
Ⅳ类区：孔隙度小于6%，渗透率小于0.5×10-3μm2。主要为三角洲前缘水下分流河道、天然堤、决口扇、远砂坝以及席状砂等。砂岩粒度细，主要为粉细砂岩，填隙物含量大于8%，成岩强度强，孔隙组合以溶孔-微孔型为主，面孔率平均小于7%，属Ⅳ型孔隙结构，油气显示差。
7、结论
（1）本区岩石类型主要为长石砂岩，填隙物组分含量较少，包括胶结物与杂基两个部分，其中胶结物含量相对较多。
（2）长2储层碎屑颗粒粒度多在0.1-0.25mm之间，碎屑颗粒多为次棱角状，少数颗粒呈棱角状或次圆状。分选较。
（3）长2亚油层组砂岩结构成熟度中等-较良好。孔隙类型主要有原生孔隙和次生孔隙两种类型，长2储层孔隙度平均11.6%，属于明显低孔储层。
（4）储层分类结果表明该区主要为2、3类储层，储层物性普遍较差。
参考文献
[1]熊剑文,谢锐杰,程汉列.鄂尔多斯盆地蟠龙油田216井区储层特征评价[J].地质找矿论丛,2019,34(04):564-572.
[2]马成,卢鹏飞,韩锡俊.鄂尔多斯盆地永宁油田南部区块储层特征[J].化工管理,2019(34):223-224.
[3]孟旺才,陈立军,黄蜂,冷丹凤,王彩霞.蟠龙油田王庄区长2低渗储层特征研究[J].辽宁化工,2019,48(11):1101-1103.
[4]白婷. 靖边油田XX区块延长组长2段储层评价[D].西安石油大学,2019.
论文作者:刘寒梅 罗腾文 张永
论文发表刊物:《科学与技术》2019年16期
论文发表时间:2020/1/15
标签：孔隙论文; 砂岩论文; 颗粒论文; 长石论文; 碎屑论文; 含量论文; 结构论文; 《科学与技术》2019年16期论文;