志丹地区长2—长3储层物性研究

2016-12-09郭强

西部探矿工程 2016年11期

关键词：志丹区长物性

郭　强

（陕西延长石油<集团>有限责任公司研究院，陕西西安710075）

志丹地区长2—长3储层物性研究

郭强*

（陕西延长石油<集团>有限责任公司研究院，陕西西安710075）

为了研究志丹地区长2—长3砂岩的储层物性及成岩作用之间的关系,采用普通薄片、铸体薄片、扫描电镜、X射线衍射等多种测试手段进行分析。研究表明：研究区延长组砂岩主要为长石砂岩，其次为岩屑长石砂岩，矿物成熟度低,结构成熟度高。长2储层的孔隙度平均值为16.9%。长3储层的孔隙度平均值为13.2%。长2、长3储层为低孔、低渗面，砂岩中的黑云母含量、碳酸盐含量、填隙物含量及砂岩粒度与孔渗的变化关系比较明显。

岩石学特征；物性特征；长2—长3储层；志丹地区

1　地质背景

志丹探区地理上位于陕西省志丹县境内，横跨纸坊、义正、吴堡、旦八、金鼎等5个乡镇，勘探面积约1200km2。构造上位于伊陕斜坡中部，区域构造为一平缓的西倾单斜，局部具有差异压实形成的鼻状隆起[1-3]。长2—长3储层为研究区主要产油层段，属于三角洲前缘亚相沉积，沉积微相可分为水下分流河道、河口坝、分流间湾和远砂坝等类型。

2　岩石学特征

志丹地区长2、长3储层以灰色细粒长石砂岩为主，其次为粉—细粒长石砂岩及中—细粒长石砂岩[4]。它们具有共同的岩石学特征，即矿物成熟度低，结构成熟度高，成岩作用强烈，为低渗透致密砂岩储层。砂岩颗粒分选好，粒级比较均一，以细粒为主，主要粒级占70%～80%，平均粒径0.1～0.25mm者居多。圆度为次棱状。颗粒排列具定向性，云母及炭质沿层面富集，杂基含量小于1%，反映了砂岩沉积时低能稳定的沉积环境[5-6]。

长2、长3砂岩中的自生矿物产状相同。绿泥石为孔隙衬边产状；方解石和铁白云石为孔隙充填产状，在砂岩中呈斑状分布；高岭石及水云母呈不规则的微晶集合体充填在孔隙中，硅质及长石质以加大边产状为主[7]。

3　储层物性

3.1孔隙度

据志丹探区20余口井741个样品的岩芯分析资料统计，长2储层的孔隙度最大值为22.2%，最小值为7%，平均值为16.9%。从孔隙度频率分布直方图（图1）看出，长2孔隙度近似正态分布，集中分布在14%～21%之间，孔隙度大于14%的样品占总数的88%。

另据本区3口井60个样品的统计，长3储层的孔隙度最大值为17.9%，最小值为7.1%，平均值为13.2%。从长3孔隙度频率分布（图2）看出，其频率分布比较零散，比较集中地分布在12%～15%之间，孔隙度大于12%的样品占总数的77.5%。

图1　志丹探区长2孔隙度直方图

3.2渗透率

图2　志丹探区长3孔隙度直方图

根据与孔隙度分析对应的741个样品的渗透率分析结果统计，长2储层的渗透率最大值为40.1×10-3μm2，最小值0.1×10-3μm2，平均值为5.3×10-3μm2。从渗透率频率分布直方图（图3）看出，长2渗透率分布的众数值为负偏态，集中分布在（0.5～6）×10-3μm2之间，占样品总数的62.5%，（6～50）×10-3μm2的样品约占样品总数的30%。

图3　志丹探区长2渗透率直方图

长3储层60个样品分析渗透率的统计结果为：渗透率最大值0.82×10-3μm2，最小值为0.03×10-3μm2，平均值为0.4×10-3μm2。从渗透率频率分布直方图（图4）可以看出，长3储层渗透率虽然很低，但分布仍很散，相对集中的有两个区间，即（0.1～0.3）×10-3μm2和（0.5～0.7）× 10-3μm2，分别占样品总数的32%和27%，渗透率小于0.1×10-3μm2的样品占总数的14%。

图4　志丹探区长3渗透率直方图

将志丹探区北部（寨科区）与南部（正2井区）长2储层物性数据进行比较，发现两地区长2储层物性变化不大。正2井区长2孔隙度、渗透率平均值略高于寨科区。长33储层的沉积、成岩环境与长2储层不太相同，薄片资料反映其压实作用较长2更强烈，自生矿物绿泥石及高岭石含量较长2高，所以储层物性更差，孔隙度平均值较长2低3.7%，渗透率平均值仅为长2的十分之一。

3.3影响孔隙度、渗透率的因素

志丹探区长2、长3储层孔隙度和渗透率之间存在正变关系（图5、图6），渗透率随孔隙度的增加而增加。将储层的物性分析资料和铸体薄片资料结合起来进一步分析这种关系，可以看到图中部的密集点群（斜线内）的孔、渗关系比较正常，左上方的点群砂岩粒级较粗（中—细砂岩），孔隙度较低（15.5%～17%）而渗透率较高；图中右下方的点群多为粉细砂岩或某种自生矿物含量高的砂岩，其孔隙度较高而对应的渗透率较低（图6）。从资料对比分析中发现，黑云母含量高于10%的样品渗透率一般低于1×10-3μm2，含泥粉砂岩和钙质胶结的致密砂岩其孔隙度低于10%，渗透率低于0.1×10-3μm2。

图5　志丹探区长2储层孔隙度和渗透率关系图

图6　志丹探区长3储层孔隙度和渗透率关系图

从上述简要分析中可以看出，影响长2、长3储层孔隙度、渗透率的因素较多，既有沉积因素，如碎屑矿物组分含量、砂岩粒度等因素，也有成岩后生作用的影响，如压实作用、自生矿物充填胶结作用、深部溶蚀作用等，在这些因素的综合作用下，造成长2、长3储层低孔、低渗的面貌[8-9]。

从对本区长2、长3砂岩矿物组分、砂岩粒度、填隙物成分及其含量变化与相应地物性变化关系中分析筛选，发现砂岩中的黑云母含量、碳酸盐含量、填隙物含量及砂岩粒度与孔渗的变化关系比较明显[10]。黑云母在压实作用下易变形，在成岩过程中蚀变，泥化或菱铁矿、钛铁矿化，当它含量较高时，对砂岩孔、渗影响较大；碳酸盐含量对孔隙度的影响较明显，其含量大于5%时，孔隙度就明显下降；填隙物总量对砂岩孔、渗的影响易理解，但是当某种胶结物含量在样品中占压倒优势时，这个点就不服从一般规律[11]。此外，砂岩粒度越细，胶结物含量越高，物性变化就是胶结物含量与砂岩粒度变化共同影响的结果[12]。