鄂尔多斯盆地盘古梁地区长61储层宏观非均质性研究

唐 鼎,张春生,肖梦华

(1.油气资源与勘探技术教育部重点实验室·长江大学,湖北荆州434023;2.中国石化河南油田分公司石油勘探开发研究院)

鄂尔多斯盆地盘古梁地区长61储层宏观非均质性研究

唐 鼎1,张春生1,肖梦华2

(1.油气资源与勘探技术教育部重点实验室·长江大学,湖北荆州434023;2.中国石化河南油田分公司石油勘探开发研究院)

盘古梁地区延长组长61储层发育于三角洲前缘,为低孔低渗储层。通过对储层层内韵律性、层间差异性、平面上砂体连续性、层间层内隔夹层的评价,认为盘古梁地区长611小层以正韵律为主,长612小层砂体以复合韵律形态为主,层内非均质性严重,层间非均质性较强。平面上河道砂体沿北东-南西方向展布,顺河道方向其连续性好,垂直河道延伸方向上其横向连续性相对较差,小层平面非均质性较强。综合研究表明,储层非均质性受沉积环境影响较大,整体表现为较强的非均值性。

盘古梁地区;长61;储集层;非均质性

靖安油田盘古梁地区位于鄂尔多斯盆地中部陕北斜坡带上,延长组主力油层长62储层经过多年的持续高效开发,由于裂缝发育等原因,目前已呈现含水上升迅猛,产量下降快,生产形式日益严峻。为稳定盘古梁的产量,位于长62上部的储层长61也急需深入研究,因而详细研究盘古梁地区储层长61非均质性特征较为重要。

1 沉积相类型及特征

长6沉积期为鄂尔多斯盆地湖盆萎缩沉积,湖盆收缩、水体变浅,由于沉积作用加强,湖盆周围发育大规模的三角洲及水下扇三角洲沉积。盘古梁地区长61油藏位于志丹三角洲前缘,可分为两个小层(长611、612),属于以水下分流河道为主的具有强烈的进积作用、河口砂坝不很发育的河控型湖泊-三角洲体沉积。研究区长61油层主要的岩石类型为长石砂岩和岩屑质长石砂岩,分选中等-较好,磨圆度以次圆-次棱角状为主,砂岩结构成熟度中等,成分成熟度较低[1]。

2 储层非均质性研究

2.1 层内非均质性研究

层内非均质性是指单砂层规模内储层性质垂向上变化,是控制和影响砂层组内一个单砂层中注入剂向上波及体积的关键因素[2-3],从开发的角度来讲,其重点研究层内渗透率的变化。

2.1.1 层内韵律特征

根据岩心观察和测井资料分析,工区发育有正韵律、反韵律、均质韵律、复合韵律4种类型,以正韵律和复合韵律形态为主(表1)。水下分流河道以正韵律为主,砂体非均质较强;复合韵律以多期水下分流河道的叠置的复合正韵律最常见,其次为水下分流河道加积于砂坝之上的复合韵律。

表1 61油层各小层中砂体形态分布频率统计

开发过程中,水驱运动方向往往是由下往上有利,所以均值韵律和反韵律的水驱效果较好。而从该区渗透率的韵律类型来看,由于小层韵律主要为正韵律及部分正韵律叠加的复合韵律组成,不利于水驱。

2.1.2 夹层分布特征

盘古梁油藏长611小层夹层分布局限,厚度较小,平均厚度值为0.26m,平均夹层频率为0.021个/m,平均夹层密度为 2.81%;长 612小层夹层分布较广,厚度相对较大,平均厚度为0.45m,平均夹层频率为0.082个/m,平均夹层密度为9.5%(表2),盘古梁地区长61油层组砂体中夹层主要为泥质夹层和钙质两种类型[4]。

表2 盘古梁地区长61油层各小层夹层数据统计

泥质夹层以泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩为主,一般较薄,延伸长度不大,受沉积环境影响,在不同相带砂体中的延伸范围不同。钙质夹层主要岩石类型是灰白色钙质胶结长石粉砂岩、细砂岩、粉-细砂岩和中-细砂岩,在测井曲线上的响应为低声速、电阻率曲线呈高阻尖峰状。一般钙质夹层厚度0.1～1.7m,多分布于正韵律顶部,在平面上和纵向上分布比较零星,横向连续性差,储层中碳酸盐岩胶结作用较普遍,伴随成岩作用,钙质夹层发育。

总体上,各类夹层在油藏中的分布范围很广,但连续性较差,在平面上呈零碎状分布。不稳定夹层的增多,使层内非均质性增强,油水运动与分布变得复杂,夹层的广泛存在使储层垂向渗透性变化较大。

2.1.3 纵向渗透率变化特征

层内非均质性最终体现在层内纵向渗透率的差异上。层内夹层及层内不同韵律的叠加,对流体渗透率影响较大,影响到储层垂向渗透率与水平方向渗透率的比值,根据取心分析,长612单砂体级差介于1.05～12.5,突进系数在2.05～5.53,表明主体储集带单砂体非均质性较强,属于非均质储层。

2.2 层间非均质性研究[4]

研究层间非均质性是为开发层系的划分和井网的选择提供地质依据。

2.2.1 分层系数与砂岩密度

砂层的层间非均质性主要是通过分层系数和砂岩密度来描述。分层系数用单井钻遇砂体层数来表示,系数越大,非均值越强;砂岩密度越接近于1,油层越均质。统计盘古梁地区124口井钻遇砂层数,长61分层系数在4.08左右,其中,长611小层的分层系数为0.85,砂岩密度为0.25,长612小层的分层系数为3.23,砂岩密度为0.57(表3)。

表3 长61油层各小层砂体发育程度统计

综合比较各小层上述两个系数,长612小层砂岩密度和分层系数均呈现较大值,表明长612钻遇砂层数较长611要多,且长612小层垂向上砂体比较发育的同时砂体的层数也较多,非均质性强。

2.2.2 隔层分布特征

长612与长611隔层岩性以泥岩为主,包括少量粉砂质泥岩,厚度通常大于2m。统计剖面井层间隔层的发育程度,最大厚度为23.7m,平均厚度约为6.83m,由水下分流河道主体沉积向支流间湾过渡,隔层厚度逐渐增大,即主体河道中由于河道下切摆动较大,形成的隔层较薄而且不稳定,而向边部的切割影响较小,形成厚的隔层。

2.2.3 渗透率变化特征

从开发的角度来讲,研究非均质性重点是研究渗透率纵向差异。纵向各小层或砂体间的渗透率的变化也反映了层间非均质特征[5]。用渗透率变异系数、渗透率级差、单层突进系数来反映渗透率纵向非均质程度,三者值越大,渗透率变化越大,即越不均质。

从各小层渗透率非均质性参数(表4)来看,随着储层厚度增加,从小层到砂层组,层内砂泥互层,单砂体层数增多,韵律模式变得复杂,渗透率非均质参数差别进一步变大,非均质性有进一步变强的趋势。

表4 渗透率非均质性参数统计

2.3 平面非均质性研究

2.3.1 各小层砂体平面展布特征

盘古梁区长61砂体主要骨架为水下分流河道沉积,沿物源方向砂体顺河道方向沿北东-南西方向展布,顺河道方向其连续性好,而在垂直河道延伸方向上其横向连续性相对较差。

长611河道砂体较窄,砂体厚度较薄,最厚的砂体达11.2m(塞261井)。自北东向南西方向或近南北方向有三条主砂带在工区内分布,总体上砂体厚度相对较小。工区中部主砂带规模相对较大,有一定的影响范围,而东部主砂带规模比较小。

长612总体上该时期河道砂体宽、厚度大,砂体非常发育,分布普遍,砂体连片性较好。砂体最厚达27m(盘29-39井),平均厚度为13.6m,河道侧缘的天然堤微相砂体沿河道两侧近平行分布,砂体厚度一般小于12m,自北东向南西方向有四条主砂带在工区内分布,主河道部位砂体厚度大。

2.3.2 砂体连续性及连通性

在一定井网控制条件下,砂体连续性可以通过钻遇率来表征,而连通性可通过连通系数表示。统计结果表明(表5),长611砂体钻遇率相对较低,连通系数相对较小,长612砂体钻遇率相对较高,连通系数为0.52,相对较大。表明长611砂体规模相对要小,长612砂体的侧向连续性较好,砂体连片程度较高,同时反映长612小层的平面分布均匀程度较611小层高,砂体平面非均质性较弱。

表5 盘古梁长61储层小层砂体发育程度统计

2.3.3 砂体物性平面展布特征

由于砂体沉积环境和成岩作用变化差异,各小层储层物性也有较大变化。研究区孔隙度、渗透率平面变化具有一定方向性,其孔隙度和渗透率具有很好的对应关系,变化趋势相同,高值出现的范围基本一致,呈片状分布。储层平面非均质性受沉积相影响较大,储层的物性参数主要受沉积相带的控制明显,水下分流河道主体非均质性一般较弱,河道侧缘非均质性较强,河道间砂体非均质性最强。顺着物源方向,物性变化较平缓,而垂直于物源方向,渗透率变化迅速。

3 储层非均质性的影响因素

3.1 沉积环境的影响

沉积相是引起储层非均质性的根本原因。不同沉积环境下形成的砂体差别较大,从取心及岩样分析来看,水下分流河道作为主体储层水动力较强,沉积物粒度粗,砂体厚度相对较大,形成的孔喉相对粗大,连通程度较高,河道侧缘及河道间等微相水动力相对较弱,沉积颗粒相对较细,泥质含量较高。加之水动力的变化,河道的迁移等使得层间韵律层多、层理构造发育,且层内各种韵律砂体叠置,以及砂体内部空间配置关系的不同,从而造成了沉积物在结构和构造上的各向异性。

3.2 成岩作用的影响

研究区储层成岩作用丰富,主要有压实、胶结、溶蚀、交代等多期作用,压实与胶结作用使沉积物的原生孔隙与次生孔隙大部分被充填,颗粒间更紧密;溶蚀作用产生的次生孔隙,以及成岩过程中矿物脱水产生的成岩裂缝,对储层的改善具有积极作用。各种成岩作用改变了原始孔隙度和渗透率的分布状态,使得储层在纵向和平面上非均质性增强。

3.3 构造作用的影响

从野外露头和室内岩心观察发现储层发育大量的微裂缝,裂缝大小不一,从岩心中可看出微细的裂缝,主要有垂直裂缝、水平裂缝。从裂缝成因来看,构造裂缝占主导地位。裂缝的发育使得本区储层的孔渗性变好,使储层渗透率在纵向上和横向上差异加大。

4 结论

(1)储层长61宏观非均质性较强,以正韵律和复合韵律为主,小层内夹层广泛发育,以钙质夹层和泥质夹层为主,层间隔层整体上相对比较稳定。长612与长611相比,砂体发育,砂体厚度相对较大,非均质性较强。

(2)分流河道作为主体储集带,也是剩余油挖潜的主体,在注水开发时,要合理选择井网,防止过早的串层或单层突进;而支流间湾微相、水下分流河道侧缘以及砂坝侧翼等微相,储集性能、连通能力、物性相对较差,注水难于波及,开发难度较大,必须采取有效改造措施进行开采。

(3)储层层间和平面非均质性直接影响注水开发效果,细化层段开发,认识储层内部韵律性、层内夹层、砂体相带的展布、层系间砂体的配置结构,解决层间及平面矛盾,是开发关键之所在。

[1] 牛小兵,朱玉双.鄂尔多斯盆地盘古梁长6储层主控因素分析[J].岩性油气藏,2009,21(4):47-52.

[2] 李少华,陈新民.坪北油田延长组长6油组储层层内非均质性研究[J].沉积与特提斯地质,2006,26(2):55-58.

[3] 陈志香.高集油田高7区阜宁组储层非均质性及剩余油分布[J].海洋石油,2003,23(2):51-54.

[4] 阎海龙,孙卫.水下分流河道砂体中夹层的识别及定量分析-以靖安油田盘古梁长6油层为例[J].西北大学学报,2006,36(1):13-136.

[5] 焦养泉,李思田.碎屑岩储层物性非均质性的层次结构[J].石油与天然气地质,1998,19(2):89-92.

编辑:吴官生

TE12.23

A

2010-08-19;改回日期:2010-10-09

唐鼎,1985年生,2008年毕业于长江大学地球科学学院资源勘查工程专业,在读硕士生,从事石油天然气地质储层研究。

1673-8217(2011)01-0032-03