什股壕地区下石盒子组储层孔隙结构特征

中国石化华北油气分公司勘探开发研究院，河南 郑州 450006

什股壕地区位于鄂尔多斯盆地北部，构造属于杭锦旗断阶。研究区二叠系中统下石盒子组总体分布稳定，平面上地层厚度由南向北逐渐变厚。由下至上可划分出盒1段、盒2段及盒3段三个岩性段，岩性以砂砾岩及砂质岩为主，粒度表现为下粗上细的特点，底部可见砾岩及含砾砂岩，正旋回明显，总体岩性向上变细泥质含量增多。

1 储层孔喉参数特征

1.1 压汞孔喉结构参数特征

根据压汞参数统计（表1），对上述井段孔喉参数进行研究。什股壕地区下石盒子组储层具有孔喉分选程度中等，孔喉连通程度差，储集性能中等～差的特征[1]。总体从孔喉结构特征来看，盒3好于盒2，盒2段储集性能相对盒1较好，盒1段储集性能较差。盒3段排驱压力平均为0.4581 MPa，饱和度中值压力平均为6.2744 MPa，最大孔喉半径平均为8.4912μm，喉道中值半径最平均为0.5162μm，孔喉分选系数平均为1.43，数据分布较平均，孔喉分选中等，优于盒1和盒2。

表1 什股壕地区下石盒子组砂岩压汞分析储层孔喉结构参数统计表Table 1 Statistical table of pore throat structure parameters of sandstone mercury pressure analysis of xiashibox formation in shishuigou area

1.2 孔喉结构参数与储层物性的关系

统计表明，排驱压力和中值压力总体上与孔隙度和渗透率负相关关系，最大孔喉半径（Rmax）和平均孔喉半径（Rm）与孔渗之间存在较好的正相关关系，R2在0.6～0.9之间（图1-A），而中值半径（R50）与孔渗关系为正相关关系，但相对性略差（图1-B），表明储层的孔喉连通性较差，储层物性主要受粒间孔喉的控制。当孔喉系数为1的时候，储层物性最好[2]，远离1的时候，储层物性变差，反映储层孔喉的物性越差，储层非均质性越强（图1-C）。

图1 什股壕地区孔喉结构参数与储层物性关系图Fig. 1 Relationship between pore throat structure parameters and reservoir physical properties in Shiguhao area

2 储层喉道分布

什股壕地区下石盒子组砂岩储层经历过强压实作用、胶结作用、溶蚀作用、蚀变作用等成岩作用。根据压汞曲线资料计算喉道分布曲线进行统计分析表明，什股壕地区下石盒子组砂岩储层的孔喉分布可以划分为I、II、III、IV四种类型。

I型孔喉分布曲线：在孔喉分布曲线上，具有四个峰分布，其中1～10μm的峰多代表薄片尺度下的微裂缝发育；0.5～1μm的峰多代表粒间孔—缩颈喉道的孔喉组合模式；0.05～0.5μm的峰多代表混合孔—弯片状/片状喉道的孔喉组合模式；＜0.05μm的峰多代表粒内孔—管束状喉道的孔喉组合模式。在这类样品中，孔喉结构模式多样，储层物性好，孔隙度＞20%，渗透率＞500 mD，其渗透率贡献主要来自微裂缝。这类储层是什股壕地区分布最少的类型，大约可占样本的5%左右。为最好储层，典型实例可见见图J15井H2-1小层。见图2-A。

II型孔喉分布曲线：在孔喉分布曲线上，主要有3个总体组成，包括粒间孔—缩颈喉道的孔喉组合模式，混合孔—弯片状/片状喉道的孔喉组合模式及粒内孔—管束状喉道的孔喉组合模式。在这类样品中，前两类孔喉结构模式较发育，后一类孔喉结构模型发育程度较差。这类储层物性较好，孔隙度＞10%，渗透率＞1 mD，其渗透率贡献主要来自粒间孔—缩颈喉道。为较好储层。这类储层是什股壕地区分布最多的类型，大约可占样本的80%左右。典型实例可见见图J44井H2-2小层，见图2-B。

III型孔喉分布曲线：在孔喉分布曲线上，主要有3个总体组成，0.5～1μm的峰多代表粒间孔—缩颈喉道的孔喉组合模式，该峰最为发育；0.05～0.5μm的峰多代表混合孔—弯片状/片状喉道的孔喉组合模式，该峰发育程度较差，往往与前锋叠合；＜0.05μm的峰代表粒内孔—管束状喉道的孔喉组合模式，该峰较弱。整体来看，前锋最为发育，类似单峰。

可见在这类样品中，前两类粒间孔—缩颈喉道的孔喉组合模式最为发育，后二类孔喉结构模型发育程度较差。总体来看，这类储层物性一般，孔隙度5%～10%，渗透率＞0.2～1 mD，其渗透率贡献主要来自粒间孔—缩颈喉道。为较差储层。这类储层是什股壕地区分布较少的类型，大约可占样本的10%左右。典型实例可见图J11井H3-1小层（图2-C）。

IV型孔喉分布曲线：一般为单峰型曲线，主要位于＜0.05μm的位置，代表粒内孔—管束状喉道的孔喉组合模式。这类储层物性最差，孔隙度＜5%，渗透率＜0.1 mD，为非储层。这类储层是什股壕地区下石盒子组样本中较少，大约可占样本的5%左右。典型实例可见见图J46井H1-3小层，该层段储层岩性为泥质细砾岩，为洪泛泥石流成因，泥质含量高，储层物性差。见图2-D。

图2 什股壕地区孔喉分布曲线图Fig. 2 Distribution curve of pore throa in Shiguhao area

3 储层孔喉结构分类

根据什股壕地区下石盒子组10口井23块压汞样品的压汞曲线叠加，可见压汞曲线可以划分出4类，与前述的四类孔喉分布模式可以对应。即：

I类压汞曲线：图3为不同类型储层的压汞曲线。Ⅰ类储层为图中红色部分：含砾粗粒与粗粒岩屑石英砂岩和岩屑砂岩，测井相类型主要为微齿化箱形，沉积微相主要为河道滞留及心滩沉积[3]。孔隙度15.3%～21.8%，平均为18.4%；渗透率48.98～640 mD，平均354 mD。该类储层排驱压力低，最小仅为0.0185 MPa，平均0.0408 MPa，在压汞曲线上为倾斜直线，一般平缓平台发育较弱，且平台低，说明该类储层主要为微裂缝+粒间孔喉+次生溶孔[4]，孔喉分选较差，主要为粗孔—粗喉型+微裂缝型储层，为好储层，大约占5%。

图3 什股壕地区下石盒子组压汞曲线分类Fig. 3 Classification of mercury intrusion curve of Lower Shihezi Formation in Shiguhao area

II类压汞曲线为图中粉红色曲线。粗粒与中粗粒岩屑石英砂岩和岩屑砂岩，测井相类型主要为锯齿化箱形、钟形，沉积微相主要为心滩沉积。孔隙度7.4%～14%，平均为12.4%；渗透率0.323～8.61 mD，平均1.67 mD。该类储层排驱压力相对I型较高，为0.2788～0.9872 MPa，平均0.5575 MPa，压汞曲线可见较为平缓倾斜直线段，一般平缓平台发育较弱，且平台较高，说明该类储层主要为粒间孔（次生溶孔）+粒内孔喉，孔喉分选略好，主要为中孔—中喉型储层，为较好储层，大约占70%。

III类压汞曲线为蓝色曲线。主要为中粒和中细粒岩屑石英砂岩与岩屑砂岩，测井相类型主要为漏斗形、钟形及指形，沉积微相主要为河道充填或废弃河道沉积。孔隙度3.9%～10.2%，平均为8.05%；渗透率0.114～1.41 mD，平均为0.51 mD。该类储层排驱压力相对II型较高，为0.5089～4.5797 MPa，平均2.5855 MPa，压汞曲线可见较为平缓台阶直线段，平台较高（说明进汞压力高），说明该类储层主要为粒内孔喉发育，有时可见少量粒间孔喉。孔喉分选较好，孔喉分布曲线多为单峰（0.01～0.1μm之间），主要为细孔—细喉型储层。为差储层，大约占20%。

IV类压汞曲线为图中黑色曲线。岩性粒度较细，为细岩屑砂岩，测井相类型为指形，沉积微相为河漫滩沉积。孔隙度＜2%，平均为1.5%；渗透率＜0.041 mD，平均0.0221 mD。该类储层排驱压力高，平均16.4 MPa，压汞曲线为高平台，平台段，最大进汞饱和度＜40%，说明该类储层主要为粒内+晶间孔纳微米孔喉。主要为微孔—微喉型储层，为非储层，大约占5%。

4 储层综合分类

综合考虑储层的岩石相、成分、沉积微相、储层物性、孔喉结构等要素[5]，对下石盒子储层进行综合分类，划分四种类型，其中I—III类为储层，分别对应好、中、差等三类，IV类砂岩为非储层。其分类标准见表2。

表2 什股壕地区下石盒子组砂岩储层综合分类标准Table 2 Comprehensive classification standard for sandstone reservoir of Lower Shihezi Formationin Shiguhao area

5 结论

（1）研究区下盒子组储层主要为河道沉积，储集空间类型主要为残余粒间孔、粒间溶蚀孔、格架颗粒内溶孔、微裂缝等。

（2）根据孔喉结构、孔喉分布曲线和进汞饱和度等参数，将下盒子组储层分为 I 类（粗孔—粗喉型+微裂缝性）、Ⅱ类（中孔—中喉型）、Ⅲ类（细孔—细喉型）、Ⅳ类（微孔—微喉型储层）四个类型，其中I类和Ⅱ类储层是有利储层分布区。