鄂尔多斯盆地华庆地区长6_3致密砂岩储层微观特征研究_何子琼.pdf

2023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.1doi:10.3969/j.issn.1004-275X.2023.01.38鄂尔多斯盆地华庆地区长 63致密砂岩储层微观特征研究*何子琼，王诗怡，蒋正昊(成都锦城学院建筑学院，四川成都611731)摘要:针对鄂尔多斯盆地华庆地区长 63致密砂岩储层，运用铸体薄片和高压压汞实验对其储层微观特征进行研究。根据毛管压力曲线将储层分三类，并对每种类型储层孔喉结构的分形维数进行研究，根据分形维数将储层中孔喉结构分为较大和较小两类，最后其影响因素进行探讨。结果表明:类储层非均质性最差，储层物性最好，类储层非均质性最强，储层物性最差，类储层介于两者之间。较大孔喉的分形维数通常大于 3，说明其孔喉结构复杂，孔隙和喉道半径差距较小，不利于油气运移;较小孔喉分形维数一般介于 2 3 之间，孔喉半径差距较小，均一性较好。影响储层孔喉结构差异的因素主要有岩石成分和成岩作用。关键词:鄂尔多斯盆地;华庆地区;延长组;储层微观特征中图分类号:P618文献标识码:A文章编号:1004 275X(2023)01 0139 04Study on Microscopic Characteristics of Chang 63Tight Sandstoneeservoir in Huaqing Area，Ordos Basin*He Ziqiong，Wang Shiyi，Jiang Zhenghao(Architecture Project Engineering，Chengdu Jincheng College，Chengdu 611731，China)Abstract:This paper studies the microscopic characteristics of the Chang 63tight sandstone reservoir in the Huaqing area of the Ordos Basin Themicroscopic characteristics of the reservoirs were studied by casting thin sections and high pressure mercury intrusion experiments Accordingto the capillary pressure curve，the reservoirs are divided into three types，and the fractal dimension of the pore throat structure of each type ofreservoir is studied According to the fractal dimension，the pore throat structure in the reservoir is divided into two categories:larger and smal-ler Finally，the influencing factors are discussed The results show that:Type I reservoirs have the worst heterogeneity and the best reservoirphysical properties Type reservoirs have the strongest heterogeneity and the worst reservoir physical properties Type II reservoirs are in be-tween The fractal dimension of larger pore throats is usually greater than 3，indicating that the pore throat structure is complex，and the gap be-tween pore and throat radius is small，which is not conducive to oil and gas migration The fractal dimension of the smaller pore throat is generallybetween 2 and 3，the difference between the radius of the pore throat is small，and the uniformity is better The main factors affecting the differ-ence of reservoir pore throat structure are rock composition and diagenesisKey words:Ordos basin;Huaqing area;Yanchang formation;reservoir microscopic characteristics鄂尔多斯盆地，作为我国第二大沉积盆地1 2，为我国油气开发做出了重要贡献，尤其是延长组致密砂岩，在我国致密油开发中扮演者重要角色3。但由于较强的压实作用和欠发育的构造作用，导致该层孔喉结构复杂、非均质性较强，在生产实践中存在单井产量低、稳产周期短等问题。因此明确研究区长63储层致密砂岩储层微观特征对生产实践具有重要理论和实践意义。1岩石学特征根据 Folk 的砂岩分类标准4(图 1)，岩石类型主要为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩。根据薄片数据统计，石英含量分布在在 15%55%(质量分数，下同)，平均为 30.8%;长石含量分布在 9.2%54%，平均为 32.1%;云母含量分布在 0 19.7%，平均为6.9%;岩屑含量在4.7%26%，平均为13%;碳酸盐胶结物分布在0 49%，平均为4.6%;粘土矿物含量分布在 0 40%，平均为 10.1%;硅质含量在 0 5.2%，平均为 1.6%(表 1)。储集空间类型以颗粒间残留孔和溶蚀孔为主，此外储层中存在少量裂缝。图 1华庆地区长 63储层砂岩三角图9312023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.1表 1研究区长 63储层岩石成分统计表w/%石英长石火山岩屑变质岩屑沉积岩屑岩屑云母粘土矿物碳酸盐胶结物硅质最大值55548.513.618.52619.740495.2最小值159.21.70.504.70000平均值30.832.14.54.83.7136.910.14.61.6据统计，长石溶蚀孔隙和颗粒间残留孔是研究区长63储层的主要储集空间。其中，粒间孔体积占总孔隙空间的 54.92%，占总孔隙体积比例最大;长石溶孔次之，体积占比分布在 0.2%3%之间，平均为0.74%，占总孔隙空间的 38.34%。岩屑溶孔、晶间孔和微裂缝占空隙空间体积较小，岩屑溶孔分布在0.1%1%，平均为0.1%，占总孔隙空间的5.18%;晶间孔体积占比分布在 0%0.6%，平均为 0.02%，占总孔隙空间的 1.04%;微裂缝空间占比在 0 0.6%，平 0.01%，占总孔隙空间的 0.52%。面孔率分布在 0.3%6%，平均为 1.84%(表 2)。表 2华庆地区长 63储层孔隙类型统计表孔隙类型长石溶孔/%粒间孔/%晶间孔/%岩屑溶孔/%微裂隙/%面孔率/%最大值360.610.66最小值0.20.100.100.3平均值0.741.060.020.10.011.84占总孔隙空间比例/%38.34%54.92%1.04%5.18%0.52/%2储层微观特征2.1储层物性特征对储层物性进行研究，孔隙度主要分布在 3.4%15.5%，平均 10.29%，渗透率分布在 0.021 0.233 103m2，平均为 0.108 103m2。渗透率和孔隙度相关性较好，2为 0.6169(图 2)，说明研究区长63储层渗透率和孔隙度相对一致。根据相关标准(SY/T6285 2011)，属于特低孔，超低渗致密砂岩储层。图 2华庆地区长 63储层孔渗关系图2.2储层孔喉特征通过高压压汞实验对储层孔喉结构进行研究，可根据毛管压力曲线将储层分为三类，各种类型中选取代表曲线进行研究。类储层代表样品为样 1，曲线具有较大的进汞饱和度和较低的毛管压力，孔喉半径峰值 分 布 在 0.11 0.33 m，最 大 汞 饱 和 度 为15.28%，储层具有较大的孔喉半径，且孔喉之间连通性较好，储层性质为三类中最好。样 2 是类储层代表样品，该类样品具有较高的毛管压力和进汞饱和度，最大进汞饱和度为 13.11%，孔喉半径峰值分布在 0.01 0.11 m，储层中虽然孔喉半径较小，但其相互连通性较好，储集性能次于类储层。类储层代表样品为样 3，曲线形态上具有最低的进汞饱和度和较高的毛管压力，最大进汞饱和度三类中最低，为3.4%，孔喉半径峰值分布于 0.01 0.11 m，说明此类储层孔喉结构最为复杂，并且连通性较差，储集性能为三类储层中最差。图 3华庆地区长 63储层进退汞曲线0412023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.1图 4华庆地区长 63储层孔喉半径分布特征2.3孔喉分形特征分形维数是一种表征复杂形体内部不均一性的度量。经过多年的探索实践，分形维数在解决地质问题，尤其是在表征泥页岩、致密砂岩、煤层孔喉结构方面取得了大量的成果 5 6。基于分形维数表征储层孔喉结构用到的数据只要来自于高压压汞、核磁共振、恒速压汞等实验手段。基于高压压汞表征孔喉结构的模型主要有管束状和球形模型，本文基于高压压汞数据，对研究区长63致密砂岩储层孔喉特征进行研究采用的模型是管束状分形模型。分形维数不仅可以用于表征孔喉表面的粗糙度，还可以表征孔喉半径之间的差异性，即孔隙和喉道半径之间的差值 7 8。用管束状模型表征孔喉结构，分形维数一般分布在 2 3，也有部分学者得出了分形维数大于 3 的结论，并被认为是合理的 9 10。分形维数越接近 2，说明储层中孔喉半径具有越小的差距，孔喉的非均一性越小;分形维数越接近 3，说明孔隙与喉道半径差距越大，储层非均质性越强。管束状分型模型相关公式及参数说明见表3。表 3管束状分形模型公式统计表模型公式参考文献管束状分形模型SHg=VHgVp(1)SHgP(2 Df)c(2)lg(SHg)=(D 2)lg(Pc)+(3)D=2+k(4)王小垚，2018 11 程浩，2021 12 杨毅，2022 13 式中:Pc:毛细管压力;r:孔隙半径，m;SHg:进汞饱和度;D:分形维数;k:拟合曲线斜率;VHg:进汞体积;VP:整个岩心样品的孔隙体积;:常数。根据上文毛管压力曲线对研究区长 63致密砂岩储层的分类，分别对样 1、样 2 和样 3 进行分形维数研究，结果见图 5。a 样 1 分形特征;b 样 2 分形特征;c 样 3 分形特征;d 管束状分形模型拐点与转折半径相关性图 5研究区长 63致密砂岩分形特征结果表明，根据曲线形态，样1 和样2 的分形维数可以分为明显的两段，样3 则只有一段。根据式(4)，样1 和样 2 第一段曲线分形维数分别为 4.4089 和4.0738，第三段曲线分形维数为 3.1722，均大于 3;样1 和样2 第二段分形维数分别为 2.1948 和 2.5538，介于2 3。根据管束状分形模型拐点与转折半径相关性图可以看出，样品最大进汞饱和度对应的峰值半径和分形维数图中的转折半径存在良好的对应关系(2=0.9985)，说明分形维数曲线中的转折点与孔喉半径峰值基本上对应一致。