延8段储油层非均质性与主控因素研究

白昱熳

摘 要：针对鄂尔多斯盆地定边白马崾岘延8段储层岩石学、物性、非均质性等特征认识不清的问题，采用扫描电镜、薄片分析、压汞测试、测井资料等等多种储层研究方法，对储层物性及非均质性进行研究。研究表明，纵向上的储层非均质性在一定程度上受到粒度分布韵律性的影响和控制；储层物性越好的区域层理构造密度越小；隔层夹层分布范围越小，厚度越薄，油气越易于发生垂向运移；层间隔层阻隔了流体的运动，加强了非均质性；影响储层非均质性的另一方面是储层砂体的物性以及平面连续性。

关键词：储层非均质性；延安组；延8段；白马崾岘

引言

定边白马崾岘位于陕北斜坡西缘，西接天环凹陷，目前本区各层位储层非均质性认识不清，导致储层渗流特征与规律不明确，以至储层特征对产能的影响亦不明朗。因此，利用储层的岩石学特征和物性特征，采用薄片分析、扫描电镜、压汞测试、测井资料等等多种储层研究方法，进一步对白马崾岘延8段储层非均质性进行研究，希望可以深入了解本区延8段储层，为提高油气采收率提供理论支持。

1 储层岩石学特征

1.1 碎屑成分

在岩石的组分方面本区延8段储层的岩石类型主要为浅灰色中—粗粒石英砂岩、岩屑石英砂岩其成分以及结构成熟度为中等-较高。砂岩颗粒以中粒结构为主，粒径主要分布在为0.25mm～0.40mm，平均颗粒直径为0.38mm。

从岩石的碎屑组成来看，延8油层组砂岩的碎屑颗粒成分平均为90.625%，在87.00%～92.00%之间，其碎屑成分主要以石英颗粒为主，并含少量岩屑及长石。

1.2 填隙物成分

延8油层组总体上的填隙物组分含量在9%～17%之间，平均含量14.72%。硅质胶结物普遍发育，含量为2～4.5%，平均为3.21%；碳酸盐岩胶结物主要为铁白云石、次为方解石和铁方解石。延8段粘土矿物中高岭石最为发育，在1～6%之间，平均含量2.67%；绿泥石含量约为2.24%，伊利石为1.03。

整体上而言，延8段填隙物中粘土矿物的含量相对较高。

2 储层物性

延8段储层的孔隙度在10%～20%之间，均值17.74%，大部分均大于10%；渗透率于1mD～1000mD之间分布，均值95.02mD。孔渗之间的联系呈良好的条带正相关关系。

3 储层非均质性

储层的宏观非均质性有两个方面，一为数量，即非均质性程度；一为形态，即非均质分布特征。储层非均质性具有积极和消极的作用，积极方向会造成垂直方向上的遮挡，给流体封存创造良好条件，形成油气藏；其消极方向是渗透性在横向上的变化和消失，在实际勘探开发中带来困难。

3.1 层内非均质性

3.1.1 层内夹层

单砂体内相对低的渗透层或者非渗透层，便可划分为层内夹层，直接控制着砂体横向上和垂向上的渗透率之比值，对流体具有改变流动方向的作用，或者直接阻隔或屏蔽流体，将储层细分为几个段，对工业开采过程中的注水工艺有很大的影响。本区延8段为三角洲平原河道砂体沉积，河道主体砂体发育稳定，常形成一套厚层状的砂岩，夹层类型主要为钙质夹层。

3.1.2 粒度节律和渗透节律

1）正节律：本区延8段的分流河道砂体为典型的正节律，非均质性较强。

2）反转节律：粒度呈现正节律反转，从下往上，由细到粗，渗透率增加。

3）复合节律：本区延8油层组在部分井中可见多期分流河道叠置。

4）均质节律：指颗粒接近均质分布，这种韵律在本区较为少见。

结论：不同沉积微相颗粒的节律分布对储层渗透率的垂向分布有很大影响。特别是在较弱成岩作用下的储层中，粒度节律直接决定了渗透性的节律。

3.1.3 层内渗透率非均质程度

层间渗率展布形式能够表达层间渗率的非均质性，因为各砂层在垂向上的均值渗率分布存在差异性，为了了解这些差异进而研究非均质性，通过一些参数将这些渗率的差异性定量化表征。参数有：

总体而言延8段储层为常规特性储层，按照常规油藏评价分析认为层内非均质性为中等。在注水和射孔层段选择时，在注水速度和水量方面应当着重注意，射孔层段不宜太长。分析发现储层非均质性越强，同时含油性也越好，此结论对注水开采效果有重大影响。

3.2 层间非均质性

3.2.1 砂体发育程度

某一层段渗砂层数，用均值单井渗砂层来表达；而层段钻孔的井数比总井之比值是为钻遇率。均值单井渗砂层与非均质性呈正相关关系。在所搜集的数据基础上，对本区的各井总砂厚与砂层数进行统计，进而对所需要的层间非均质性参数进行计算。

根据搜集的资料，钻遇井数为82，钻遇率为100%，单砂层厚度均值12.33m，砂层分层系数1.58。总体来说本区砂体发育较好。

3.2.2 层间隔层特征

层间隔层可以隔绝屏蔽流體流动，其从另一个角度显示层间非均质性。本区隔层岩类大部分为泥质，于分流河道砂体上发育的层间隔层较为薄弱，但越向河道两侧方向，隔层越为发育。隔层厚度与沉积环境也有一定的相关性，若两个相关期次的水动力一直较强，则隔层薄弱；若水动力一直较弱，则隔层有着良好的发育，而本区延8段隔层厚度较大，对油藏的分隔性较好。

3.3 平面非均质性

3.3.1 平面孔渗非均质性

由于储层砂体规模、孔渗、形态在空间分布上存在差异性，所以造成了平面的非均质，沉积环境以及砂体发育度更对其有着直接的影响。例如在沉积环境方面，于分流河道沉积环境下沉积的砂体物性较好，而河口砂坝次之；在砂体发育度方面，多层叠置区域以及连片区域的砂体物性较好，而网状分隔砂体较差。

从图1、图2看出，延8段总体物性较好，主河道发育部位孔隙度基本大于10%，渗透率基本大于20mD。孔隙度及渗透率高值区基本沿三角洲平原分流河道呈北西-南东向呈条带状展布。本层物性较好是因为埋藏不深，处于成岩作用早-中期，其次，延8主要以三角洲平原沉积为主，单砂体厚度大，砂岩含泥量较少。

3.3.2 平面砂体形态

延8期在西北-东南向平原河流沉积背景下，本区发育延8段河道砂体沉积，发育三条河道大致呈西北-东南走向的砂体沉积，厚度一般10m～20m，连通性相对较好，厚度与宽度分布稳定。受沉积的限制，河道具有一定的摆动形态。研究认为，本区平面孔渗非均质性的变化主要受沉积因素的影响。

3.3.3 砂体的连续性

砂体连续性重点在于侧向连续性，可以用钻遇率来描述，反映了砂体的侧向连续性和延伸规模。本区各小层的钻遇率和连通系数具有一定的差异。延8钻遇率较高，在90-100%之间，表明延8的连续性较好，砂体较为发育。

4 储层控制因素分析

储层的控制因素主要包括沉积作用、成岩作用等。

4.1 沉积作用的影响

沉积环境以及沉积作用共同称为沉积因素，对储层的物性、微观结构、宏观分布等等有着直接的影响，而由于沉积环境以及沉积作用在横向上以及垂向上分布的差异性，直接导致了储层的非均质，并间接影响到成岩作用。

（1）对砂岩的粒径分布影响

储层砂体在横向上和垂向上的分布受到沉积因素影响，本区主要来自于沉积微相的影响，直接导致了中砂、细砂在横向上分布的差异。

整体来说，本区延8段以细砂岩为主，泥质含量较高，三角洲平原分流河道为储层主骨架，河口砂坝部分发育，储层主要分布在本区的西南部、东北部。较强的水动力会带动粒径较细的砂体，使其逐渐分布在分流河道主砂体展布带内的两侧部位，导致中心部位的砂体粒径相对两侧部位较粗。

（2）对砂体孔隙度、渗透率的影响

沉积环境的不同直接导致沉积微相的分布差异。本区延8段的层理纹理、构造的差别与夹层展布的差异性与各种不同的沉积微相直接相关，进而导致了孔渗在平面展布的不均一性。

而储层的岩石学性质直接影响到孔渗的好坏。储层孔喉大小受到储层砂岩粒径的控制，而孔喉大小与渗率呈正相关关系，这表示砂岩粒径与孔渗也呈正相关。从岩石颗粒的分选性方面来看，岩石颗粒粒径若较为均一，则孔隙度有所保证，渗率较好；若岩石颗粒粒径有很强的不均一性，则大孔隙被小颗粒充填，直接导致孔隙度变差，进而渗率变差。

在铸体薄片观察与物性统计资料的基础上，可以发现，延8段砂岩储层的平均面孔率与粒度大小呈一定的正相关关系。

（3）对储层的宏观分布影响

沉积微相对本区储层展布及发育具有控制作用，储层主要于三角洲平原沉积相、分流河道沉积微相发育，延长组延8段储层主要分布于河道的主干道上，分流河道的砂体较厚粒度较细，分选性中等，一般在主河道方向砂岩物性好。而油层展布规律与主河道趋势颇为类似，所以表明主河道是油气运移的良好通道。

4.1 成岩作用的影响

碎屑岩封存的过程十分复杂，有着物理和化学的同时作用，特别是后成岩期的化学作用，直接对矿物组分产生影响甚至直接改变，进而导致孔隙结构更加复杂化。这种化学作用源自于储层流体性质变化，烃源岩赋予储层流体酸性的特点，直接改变了储层化学环境，对储层产生溶蚀作用，改变了矿物组分。

一、压实作用

在铸体薄片镜下观察条件基础上发现，压实作用主要表现为三种：

（1）颗粒塑性变形：像泥质岩屑、云母等一些柔性碎屑颗粒，在压实作用下发生弯曲或被混合假杂基化。

（2）脆性变形：某一些刚性物质颗粒受到压实作用发生脆性断裂，如石英、长石等。

（3）压溶：碎屑颗粒之间的线接触表明受到了压溶作用。

砂巖颗粒排列紧密程度代表着机械压实作用的强弱，云母类柔性碎屑颗粒被塑性混合于原生孔隙中，直接导致了储层孔隙度变差。

二、胶结作用

胶结作用是导致储层孔隙度变差的最主要原因之一。

（1）碳酸盐胶结

碳酸盐胶结物在胶结作用下混合于孔隙之中，充填占领了孔隙空间，导致了储层孔隙度变差，也因此渗率降低，物性变差。孔渗的大小在一般情况下与碳酸盐含量呈负相关关系，从对碳酸盐胶结物的分布情况分析表明，胶结作用弱的情况下有利储层才有可能良好的发育，而胶结作用强的地域，储层物性较差。

（2）次生石英、长石胶结

石英、长石次生加大现象在本区普便发生，铸体薄片与扫描电镜资料表明，自生石英晶体需要空间，只有向孔隙方向扩张，交错相嵌，进而堵塞孔隙，降低了孔渗，使储层物性变差。

三、溶蚀作用

储层孔隙的其中一个类型是溶蚀孔隙，来自于溶蚀作用的发生。这种类型的孔隙在本区孔隙类型中占据很大比重，改善了储层物性，使储集性能变好。

铸体薄片与扫描电镜资料表明，岩屑、长石以及浊沸石胶结物分布地区常发生溶蚀作用。

四、破裂作用

由于储层渗率低，于是流体渗流与油气运移主要于裂缝中发生，所以裂缝显著改善了储层渗率。通过岩心观察和扫描电镜发现本区有微裂缝发育。裂缝对渗率的改善程度极大，甚至可成倍数增长，于是在实际开采过程中可以进一步实施人工开裂，提高产量。

综上所述，在分析影响本区延8段砂岩储层物理性质的主因素基础上，认为成岩作用影响了储层在横向上和垂向上的非均质程度，而影响的具体表现既有积极作用也有消极作用，其消极作用表现为压实作用与胶结作用，严重破坏孔隙度，是使储层物性变差的主因；其积极作用表现为溶蚀作用，溶蚀孔隙由于溶蚀作用的普遍发生而广泛分布，使储层物性显著变好；在低渗储层背景下，流体渗流与油气运移主要位于破裂作用产生的微裂缝中。

5 结论

（1）本区延8段整体上储层物性较好，以低-高孔、低-高渗储层为主。

（2）本区延8段储层非均质性大体来说呈现中等非均质性。

（3）延8段内夹层钻遇率较低，夹层非均质性较弱，同时渗透率参数表明储层为中等非均质性，而层间隔层对流体上下运移的阻碍加强了储层非均质性。

（4）成岩作用和沉积作用主要影响延8段的储层物性，储层的孔隙和物性主要受到成岩作用的影响，而三角洲平原的分流河道则是对储层物性和储层的展布有着极为重要的影响作用。

参考文献

[1]亓校湘，马德勇，刘雷.河道砂体内部夹层特征研究 [J].大庆石油地质与开发，2005，24（3）：14-16.

[2]于翠玲，林承焰.储层非均质性研究进展 [J].油气地质与采收率，2007，14（4）：15-18.

[3]张云鹏，汤艳.油藏储层非均质性研究综述 [J].海洋地质前沿，2011，27（3）：17-22.

[4]裘亦楠，薛叔浩.油气储层评价技术 [M].北京：石油工业出版社，2001.

（作者单位：西北大学）