柳杨堡气田低渗储层岩石学特征与物性关系研究

齐 荣

（中国石化华北分公司勘探开发研究院，河南郑州450006）

1 研究区概况

柳杨堡气田位于鄂尔多斯盆地中西部，紧邻苏里格气田西南侧，主体位于陕西省定边县和宁夏回族自治区盐池县境内，构造上位于鄂尔多斯盆地天环向斜与伊陕斜坡交界部位，横跨天环向斜、伊陕斜坡两个一级构造单元。在柳杨堡气田新近探明了石炭系太原组太2段大型岩性气藏，地质储量超过500×108m3。太2段储层砂体成因类型为障壁砂坝砂体。砂体厚度10～25 m，平均厚度16 m；孔隙度主要分布区间为2%～10%，平均5．97%；渗透率主要分布区间为（0．1～1．6）×10－3μm2，平均0．38×10－3μm2，属于低渗－特低渗储层。通过对太2段气藏描述，确定孔隙度≥4%，渗透率≥0．10×10－3μm2为太2段有效储层的物性下限。

2 岩石学特征与物性相关关系分析

2．1 储层岩石学类型

根据岩心观察和薄片资料统计，太2段砂岩按碎屑颗粒粒度可以划分为粗粒砂岩、中粒砂岩和细粒砂岩，按碎屑组分可以划分为石英砂岩、岩屑石英砂岩和岩屑砂岩（图1）。统计显示，碎屑颗粒粒度和碎屑组分之间存在着较好关系，粗粒砂岩均为石英砂岩；80%中粒砂岩样品为石英砂岩，仅20%中粒砂岩样品为岩屑石英砂岩，仅16%细粒砂岩样品为石英砂岩，62%细粒砂岩样品为岩屑石英砂岩，还存在22%细粒砂岩样品为岩屑砂岩。

图1 柳杨堡气田太2段碎屑颗粒粒度和组分关系图

2．2 碎屑颗粒粒度与储层物性的关系

在柳杨堡气田太2气藏，碎屑颗粒粒度与孔隙度、渗透率之间存在着较好的正相关关系（图2）。统计显示，92%粗粒砂岩样品的孔隙度≥4%，渗透率≥0．1×10－3μm2，是有效储层；66%中粒砂岩样品孔隙度≥4%，渗透率≥0．1×10－3μm2，是有效储层；60%细砂岩样品孔隙度不超过4%。砂岩的粒度和分选性主要与沉积环境的水动力条件有关，当水动力条件较强时，岩石的粒度较粗，一般分选也较好，粗粒岩石的孔隙度和渗透率应该也较好［1］。因此，可以看出柳杨堡气田太2段碎屑颗粒粒度是影响其储层物性的重要因素之一。

图2 柳杨堡气田太2段砂岩碎屑颗粒粒度－孔隙度－渗透率相关关系

2．3 碎屑组分与储层物性的关系

柳杨堡气田太2气藏砂岩石英含量与孔隙度、渗透率之间存在着较好的正相关关系（图3）。统计显示，石英砂岩的储集物性最好，明显高于岩屑石英砂岩和岩屑砂岩，84%石英砂岩样品孔隙度≥4%，渗透率≥0．1×10－3μm2，是有效储层；60%岩屑石英砂岩样品孔隙度≥4%，渗透率≥0．1×10－3μm2，是有效储层；岩屑砂岩样品较少，均未达到有效储层下限。因此，说明石英含量是影响柳杨堡气田太2段储层物性的重要因素之一。

图3 柳杨堡气田太2段碎屑组分和储层物性关系

2．4 原因分析

物性较好的砂岩（孔隙度大于4%，渗透率大于0．1×10－3μm2）均发育在粗粒石英砂岩中及部分中粒石英砂岩中，细粒砂岩中不发育。这主要是由于①由于粗粒砂岩沉积时水动力条件很强，粉砂和泥质颗粒不能沉降下来，故粗粒砂岩比细粒砂岩泥质含量低［2］。②石英是高成熟度矿物，抗机械压实作用较强，在成岩压实过程中，可以使砂岩致密化程度降低，保存部分原生孔隙，也使得孔隙水的渗滤和交替作用加强，有利于次生孔隙的生成［3－4］。③石英属刚性矿物，在后期的构造活动中，石英含量较高的矿物容易产生裂隙，并可以使裂隙较好的得以保存［3－4］。④石英含量高的砂岩保存了较多的原生孔隙，砂体内部连通性较好，酸性成岩介质渗流排替较快，利于火山岩屑等可溶物质的迁移，对次生孔隙的形成有促进作用［5］。因此，粗粒石英砂岩是柳杨堡气田太2段相对高孔高渗储集体的主要类型。

3 测井识别方法探讨

经过研究，测井参数中自然伽马与补偿密度对粗粒砂岩响应最好，大部分粗粒砂岩自然伽马20～40API，补偿密度2．4～2．6 g／cm3。在自然伽马与孔隙度图版中，大部分粗粒砂岩自然伽马20～40API，孔隙度≥4%。而孔隙度可以由测井参数中声波时差、补偿中子和补偿密度计算得来，测井解释孔隙度和岩心孔隙度存在很好的相关关系［6］。若所钻新井未进行取心，可以通过测井资料，应用编制的太2段岩石学类型测井识别图版（图4、图5），快速准确判断太2段岩石学类型，提高工作效率。

图4 柳杨堡气田太2段岩石学类型自然伽马与补偿密度判别图版

4 结论

（1）柳杨堡气田太2段砂岩的岩石学特征为储层物性主要控制因素之一。随着颗粒粒度变粗，石英含量增多，储层孔隙度和渗透率有增大趋势，粗粒石英砂岩储层物性最好，中、细粒岩屑石英砂岩储层物性较差。

图5 柳杨堡气田太2段岩石学类型自然伽马与孔隙度判别图版

（2）通过岩性和测井曲线的交汇分析关系，认为自然伽马和孔隙度、自然伽马和补偿密度的交汇图能够很好地判别柳杨堡气田太2段砂岩储层岩石学类型，进而通过应用图版可以在未取心段快速准确判断其储层岩石学类型。

［1］郝蜀民，陈召佑，李良．鄂尔多斯大牛地气田致密砂岩气成藏理论与勘探实践［M］．北京：石油工业出版社，2011：203．

［2］李会军，张文才，朱雷．苏里格气田优质储层控制因素［J］．天然气工业，2007，27（12）：16－18．

［3］贾会冲，张哨楠．鄂北塔巴庙地区上古生界储层发育的控制因素［J］．天然气工业，2001，21（增刊）：18－23．

［4］尹昕，应文敏．鄂尔多斯盆地大牛地气田上古生界低孔渗砂岩储层评价［J］．矿物岩石，2005，25（2）：104－109．

［5］刘锐娥．鄂尔多斯盆地北部上古生界碎屑岩储层形成机理及主控因素研究［D］．陕西西安：西北大学，2004．

［6］雍世和，张超谟．测井数据处理与综合解释［M］．山东东营：中国石油大学出版社，2007．