基于岩相约束的致密砂岩储层分类评价——以苏里格东二区盒8段致密砂岩储层为例.pdf
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1、 年 月第 卷第 期西安石油大学学报(自然科学版)()收稿日期:基金项目:国家自然科学基金青年科学基金项目“湖相云质岩致密油储层非均质性特征及其定量表征方法”()第一作者:李玢(),男,硕士研究生,研究方向:储层非均质性成因机理及表征方法。:通讯作者:孙盼科(),男,博士,副教授,硕士研究生导师,研究方向:地震地质解释、油气田开发地质、油气地质大数据与人工智能。:中图分类号:文章编号:()文献标识码:基于岩相约束的致密砂岩储层分类评价 以苏里格东二区盒 段致密砂岩储层为例李 玢,张 林,吕凤清,严锐涛,孙盼科,周瑞丰,王 江,甘春玲,敬光彬,陈裕龙,姜世一,朱思成,(中国石油大学(北京)地球科
2、学学院,北京 ;油气资源与探测国家重点实验室,北京 ;中石油西部钻探工程有限公司 苏里格气田分公司,内蒙古 乌审旗 ;西安石油大学 地球科学与工程学院,陕西 西安 )摘要:针对苏里格东二区致密砂岩储层物性差、微观孔隙结构及非均质性特征复杂等问题,开展以岩相为基本单元的储层特征研究,并结合宏观结构与微观特征对储层进行综合分类评价。结果表明,研究区目的层盒下亚段共发育块状层理砾岩相、块状层理中粗砂岩相、交错层理中粗砂岩相、平行层理细砂岩相、波状层理块状层理粉细砂岩相和水平层理 块状层理泥岩相 种岩相类型。其中交错层理中粗砂岩相及块状层理中粗砂岩相物性、孔喉大小及连通性相对较好,非均质弱。基于岩相、
3、孔隙结构及其非均质性表征参数,建立了储层综合分类评价标准,将目的层储层划分为类,并基于单井储层分类评价结果,总结了递变型、厚层交互型、薄层频繁交互型、厚薄相间型 种储层发育模式。关键词:致密砂岩储层;岩相;孔隙结构;储层分类评价 :,(,(),;,;,;,):,:;李玢,张林,吕凤清,等 基于岩相约束的致密砂岩储层分类评价:以苏里格东二区盒 段致密砂岩储层为例 西安石油大学学报(自然科学版),():,:(),():西安石油大学学报(自然科学版)引言致密砂岩气作为一类重要的非常规天然气,在我国能源结构调整中发挥着举足轻重的作用 。我国的致密砂岩气主要分布在中西部盆地,且资源量巨大 。其中,作为典
4、型代表的鄂尔多斯盆地苏里格气田,其致密砂岩气总资源量近 亿 。然而,由于致密砂岩储层物性差、微观孔隙结构复杂、非均质性强,导致致密砂岩气藏开发难度大 。因此,亟需开展储层非均质性特征及分类评价研究,为后续致密砂岩气藏高效开发提供地质指导。目前,关于致密砂岩储层非均质性特征及分类评价研究主要围绕储层的岩性、物性、含油性及微观孔隙结构等不均一性开展相关研究,并在此基础上开展储层综合分类评价 ,而岩相结构对致密砂岩储层质量的影响有待深入研究。针对研究中存在的技术难题,本文以苏里格东二区盒 下亚段为研究对象,基于物性、铸体薄片、扫描电镜、高压压汞、测井等资料,开展宏观岩相结构、微观孔隙结构及其非均质性
5、共同约束下的储层特征、综合分类评价研究,更新了储层发育模式的认识。研究区概况研究区为苏里格气田东二区,地处内蒙古两旗地区,构造上位于陕北斜坡坡折带 (图 ),面积约 。苏里格气田东二区上古生界自下而上发育本溪组、太原组、山西组、石盒子组地层 。根据地层岩性、测井电性组合等特征,石盒子组可进一步分为盒 盒 共 个段。盒 段为研究区主力含气层段,被划分为盒下、盒上这个亚段。盒下亚段为典型的辫状河沉积,盒 上亚段为典型的曲流河沉积 。研究区河流相储层致密且非均质性强,为典型的低孔、低渗致密砂岩储层 。图 研究区区域构造位置及地层综合柱状图 岩相类型及其特征岩相是指在一定沉积环境中形成的岩石或岩石组合
6、,是沉积微相单元的重要组成部分 。目前,岩相类型的划分主要依据岩性特征和层理类型综合确定 。本文通过对盒 下亚段典型辫状河沉积的岩心进行观察与描述,共确定出图 所示的 种岩相类型。块状层理砾岩相(图 ()主要发育在水动力条件较强的辫状河河道底部滞留沉积中;块状层理中粗砂岩相(图 ()多发育于水动力条件相对较强的心滩坝中下部;交错层理中粗砂岩相(图(),多发育在水动力条件较强的心滩坝中部;平李玢等:基于岩相约束的致密砂岩储层分类评价行层理细砂岩相(图 ()所处环境水动力最强,在心滩坝中上部以及河道中较为常见;波状层理 块状层理粉细砂岩相(图 ()多发育于较弱的水动力条件环境,在心滩坝顶部及河道中
7、上部较常见。水平层理 块状层理泥岩相(图 ()主要发育于较弱的水动力条件下,在泛滥平原及废弃河道顶部较常见。图 研究区岩相类型划分及其模式示意图 基于岩相的储层基本特征分析 基于岩相的储层岩矿特征在岩相识别的基础上,基于薄片资料,以岩相为基本单元对储层的岩矿特征进行总结。薄片面积百分比分析结果表明,盒 下亚段矿物成分主要为石英,次为岩屑,长石含量极少,储层岩石类型主要为石英砂岩、岩屑质石英砂岩以及岩屑砂岩(图 )。图 研究区不同岩相岩石类型 西安石油大学学报(自然科学版)不同岩相之间岩石类型略有差异。其中,块状层理砾岩相岩石类型复杂,以岩屑质石英砂岩与岩屑砂岩为主;块状层理中粗砂岩相岩石类型以
8、岩屑质石英砂岩与石英砂岩为主;交错层理中粗砂岩相岩石类型以石英砂岩为主;平行层理细砂岩相岩石类型以岩屑质石英砂岩与岩屑砂岩为主;波状层理 块状层理粉细砂岩相岩石类型单一,以岩屑砂岩为主。总体而言,水动力条件较强位置石英含量较高,岩屑含量相对较低。基于岩相的储层物性特征对多个样品的物性统计分析发现,研究区储层孔隙度整体小于 ,渗透率小于 (表 ),符合典型的低孔、低渗致密砂岩储层的标准。不同岩相的物性特征各不相同。交错层理中粗砂岩相物性最好,孔隙度平均 ,渗透率平均 ;其次为块状层理中粗砂岩相,孔隙度平均 ,渗透率平均 ;平行层理细砂岩相物性中等,孔隙度平均 ,渗透率平均 ;块状层理砾岩相物性较
9、差,孔隙度平均 ,渗透率平均 ;波状层理 块状层理粉细砂岩相物性最差,孔隙度平均 ,渗透率平均 。表 研究区不同岩相的物性特征 岩相类型样本量 个孔隙度 渗透率 最大值最小值平均值最大值最小值平均值交错层理中粗砂岩相 块状层理中粗砂岩相 平行层理细砂岩相 块状层理砾岩相 波状层理 块状层理粉细砂岩相 基于岩相的储层孔隙结构特征致密砂岩储层孔隙结构类型多样、孔喉连通程度复杂、非均质性强。选择恰当的方法精细表征微观孔隙结构特征,对致密砂岩储层分类评价具有重要作用。本文利用铸体薄片、扫描电镜、高压压汞资料,结合分形理论对微观孔隙结构特征进行定量表征。储集空间类型及特征根据研究区常规薄片、铸体薄片、扫
10、描电镜等资料的统计分析可知,盒 下亚段储集空间类型主要有 种:一是原生孔隙经过压实、胶结作用后保留下来的残余原生粒间孔隙(图 ();二是经历溶蚀作用形成的溶蚀孔,主要为杂基、胶结物等粒间填隙物溶蚀而形成的粒间溶孔(图 (),以及长石、岩屑等颗粒内部溶蚀而形成的粒内溶孔(图 ()();三是分布于粒间孔和溶蚀孔中自生黏土矿物内部的晶间孔(图 ();四是刚性颗粒受到较强压实或者构造应力作用发生破裂而形成的粒间裂缝图 研究区储集空间类型及其特征 李玢等:基于岩相约束的致密砂岩储层分类评价(图 ()。不同岩相类型储集空间特征各有差异:块状层理砾岩相储集空间以晶间孔为主,晶间孔主要发育于绿泥石、伊利石等黏
11、土矿物中,呈网状、片状或不规则多边形的特征,其次为岩屑溶孔及杂基溶孔;块状层理中粗砂岩相储集空间以岩屑溶孔为主,其次为晶间孔及粒间溶孔;交错层理中粗砂岩相储集空间以粒间溶孔为主,粒间溶孔主要发育于胶结物、杂基颗粒的边缘部分,呈现锯齿状或不规则状的特征,次为粒间孔隙及岩屑溶孔;平行层理细砂岩储集空间以晶间孔为主,其次为粒内溶孔,晶间孔主要发育在黏土矿物之中,多呈不规则状;波状层理 块状层理粉细砂岩相储集空间以晶间孔为主,其次为杂基溶孔,岩屑含量较高,易发生压实,原生孔隙大量减少,导致储层物性变差。基于高压压汞的孔隙结构表征高压压汞法是目前研究储层微观孔隙结构特征应用最广泛的方法 。本次研究在充分
12、分析研究区 个高压压汞资料的基础上,对微观孔隙结构进行定性和定量分析。根据压汞曲线形态及对应的压汞特征参数,将压汞曲线分为 类(图 (),并绘制了对应的孔径分布曲线(图 ()()。图 不同类型高压压汞曲线及对应孔径分布特征 类压汞曲线为低排驱压力 粗喉型,压汞曲线呈现宽缓的平台形态,排驱压力低,中值压力小,粗歪度,分选好(图 (),孔径分布曲线呈单峰状,主要集中在 (图 (),孔喉半径大、连通性好,代表典型的优质储层类型;类压汞曲线为中排驱压力 中喉型,压汞曲线呈缓坡状,排驱压力相对较低,中值压力较小,中等歪度,分选较好(图 (),孔径分布在 (图(),具备该类压汞曲线特征的储层具有孔喉较大、
13、孔喉连通性较好的特征,代表较好的储层类型;类压汞曲线为中排驱压力 细喉型,压汞曲线呈陡坡状,排驱压力相对较高,中值压力较大,细歪度,分选差(图 (),孔径分布于 (图 (),孔喉较细、连通性较差,代表较差储层;类压汞曲线为高排驱压力 细喉型,压汞曲线呈先陡后缓的形态,排驱压力相对较高,中值压力大,细歪度,分选较好(图 (),孔径集中分布在 (图 (),具备该类压汞曲线特征的储层具有孔喉小、连通性差的特征,代表典型的差储层类型。在此基础上,分不同岩相单元对孔隙结构特征进行统计分析。研究发现:交错层理中粗砂岩相主要发育类压汞曲线,孔径分布呈单峰状,集中在 (图 (),其排驱压力最小,孔隙度、渗透率
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