-
0 引言
-
苏里格气田其独特的地质特点决定了其气井单井产量低、压力下降快，且气井普遍产水，生产水气比较高，并存在局部富水区，从而给气田开发带来很大困难（刘圣志等，2005；吴凤等，2015；张超等，2016；孙佳兴等，2018）。前人针对苏里格气田开展了大量研究，认为其致密砂岩气藏具有高压、低产气、高产水的特点，苏里格地区上古生界储层为致密砂岩储层，储层孔喉细小、毛细管压力大，导致储层含水饱和度变化分布范围较为广泛，鄂尔多斯盆地上古生界不同层位、不同地区致密砂岩气运移聚集特征存在明显差异。（李良等，2000；李仲东等，2007；姚泾利等，2009；赵靖舟等，2012a，2012b； 王香增，2014；杨国平等，2014；任淑悦等，2018）。盒 8 段作为苏里格气田主力产层，众多学者对其进行了大量研究，其中二叠系各层位河流相与三角洲平原归属的问题一直是争论的焦点。徐宁宁等 （2021）指出二叠系下石盒子组的优势相为辫状河 —辫状河三角洲。叶泰然等（2006）认为苏东地区为辫状河沉积。侯四方等（2014）认为盒8段为三角洲相，并将盒 8 段归结为辫状河三角洲平原亚相和辫状河三角洲前缘亚相。任淑悦等（2018）则认为苏东地区盒 8 段为辫状河三角洲相储层，而苏西地区盒8段属于辫状河三角洲—曲流河三角洲相砂体沉积。李易隆等（2018）认为二叠系下石盒子组为平缓斜坡带的辫状河—三角洲沉积。任大忠等 （2019）进一步分析了关于黏土矿物对储层特性、孔隙结构和渗流规律的影响。但对于苏东地区石盒子组盒 8 段储层特征方面的研究相对薄弱，本文在前人工作基础上，对盒 8 地区岩石成分等相关数据进行了深入分析，研究了不同控制因素对于苏东地区盒 8 段物性的影响，以期为苏里格气田苏东地区致密砂岩储层油气勘探开发提供参考。
-
1 区域地质概况
-
苏里格气田苏东地区行政区域上位于内蒙古自治区伊金霍洛旗西南部，面积约 1800 km2（图1）。该区主要出露上古生界石炭系至中生界三叠系，岩性以砂岩、泥岩和炭质岩石为主。构造相对稳定，总体表现为单斜构造，仅发育少量鼻状隆起。岩浆岩主要为花岗岩、辉长岩等（张君峰和兰朝利， 2006；王卫红，2016；程昱，2019）。苏东地区其泥岩多为红棕色，说明其沉积环境多为暴露的氧化环境。
-
图1 苏里格气田苏东地区大地构造位置图
-
2 岩石学及物性特征
-
2.1 岩石学特征
-
2.1.1 岩石类型
-
岩石类型主要为岩屑砂岩和岩屑石英砂岩，并且同层位岩屑含量由北向南逐渐减少。该趋势在盒8下段尤为明显，各分区不同层位中，岩屑砂岩含量由盒 8下2向盒 8上1略有降低。砂岩矿物成分分析表明，研究区具有除高含量岩屑特点之外，填隙物含量也相对较高。
-
碎屑组分方面，苏东地区 4 个小层碎屑组分特征存在差异，其中各小层石英含量差距较小，岩屑、长石的含量差异较大。盒8下2中石英占比为40%～80%，长石含量为0～12%，岩屑含量为0～42%；盒8 下1中石英含量为 20%～73%，长石含量为 0～7%，岩屑含量为 0%～75%；盒 8 上2中石英含量为 60%，长石含量约为 4%，岩屑含量为 0～30%；盒 8 上1石英含量为 55%～60%，平均值为 58%，长石含量为 5%～15%，平均含量为 8%，岩屑所占百分含量为 0～24%。整个苏里格气田苏东地区盒 8 段的长石含量都比较低，盒 8 段石英含量差异不大，但是岩屑、长石含量存在较大差距。
-
2.1.2 填隙物特征
-
通过对该区采集到的 210 块样品分析可知，苏东地区盒 8段填隙物体积分数为 5%～31%，其中伊利石含量最高，其次按含量从高到低排序依次为高岭石、碳酸盐、硅质、绿泥石以及凝灰质。可以看出，盒 8下段高岭石的含量要高于盒 8上段；伊利石含量从盒8上1段至盒8下2段逐渐增加；绿泥石含量在盒 8 上段低于盒 8 下段；碳酸盐含量除盒 8 上1段之外，其他2小层差异不大；硅质含量由上至下逐渐增加（表1）。
-
2.2 物性特征
-
通过分析苏东地区 38口井 2600余块样品物性特征可知，苏东地区储层大部分为低渗储层，常规储层较少（表2）。
-
苏东地区盒 8 段孔隙度占比 0.54%～18.33%。平均 8.36%，中值为 13.50%。渗透率 0. 001～10.477 mD，其中大部分小于 1 mD（图2）。整体上，从孔隙度和渗透率的相关性分析（图2），盒8下段的物性条件都要优于盒8上段。
-
3 沉积相发育类型
-
盒 8 段作为本研究的目的层位，其沉积相研究是后续研究气水关系控制作用因素分析的基础。通过 130余口井的资料对苏东地区盒 8段苏东区块盒 8 段进行分析，盒 8 下1与盒 8 下2的砂体非常发育，单砂体厚度较大，盒 8 上段砂体发育情况变差，盒 8 上段为曲流河三角洲平原沉积，砂体主要为单一孤立的砂体，以边滩沉积及较细粒的河道沉积为主。盒8下段的厚层砂体是由多期河道垂向切割叠置形成的复合河道砂体，结果表明，苏东地区沉积相类型表现为由辫状河三角洲平原逐渐过渡为曲流河三角洲平原。
-
图2 苏里格气田苏东地区盒8段孔隙度与渗透率交汇图
-
4 成岩作用特点
-
苏东地区地质条件复杂，成岩作用对储层也有着十分重要的影响，他们影响了储层孔隙的形成、保存或破坏等过程（图3）。
-
图3 苏里格气田苏东地区盒8段黏土矿物充填特征
-
a—Z64井2970.50 m粒间孔及岩屑溶孔； b—Z48井2979.84 m少量溶孔； c—Z65井3069.24 m晶间孔、溶缝
-
通过观察岩心，结合镜下薄片观察可知溶孔、残余粒间孔、晶间孔，微孔隙为苏东地区盒8段主要储集空间，该地区裂隙不发育。粒间孔在盒8上1较为发育，在盒 8 上2发育最少，溶孔与晶间孔主要发育在除盒8上2，即盒8上1、盒8下1、盒8下2这3个小层中，其中，盒8上1粒间孔所在比例为0.75%，溶孔含量为 0.375%，盒 8上2溶孔所占比例为 0.65%，晶间孔含量所占比例 0.33%。盒 8 下1粒间孔、溶孔、晶间孔所占比例依次为 0. 02%、0.91%、0.22%，微裂隙所占百分比含量为 0. 03%。盒 8 下2粒间孔所占百分比约为0.13%，溶孔含量为1.56%，晶间孔含量为 0.24%，微裂隙含量为 0. 001%。由上至下盒 8 上1溶孔面孔率有逐渐增大的趋势（表3）。盒8段的面孔率由盒8上1至盒8下2逐渐增大，溶孔和晶间孔对面孔率的贡献最大。且盒 8段 4个小层的晶间孔相对含量差距不大，所以溶孔是造成面孔率之间差异的主要原因。岩屑溶孔、其次为粒间溶孔和长石溶孔为盒8段的主要溶孔类型。
-
5 储层物性主控因素探讨
-
5.1 矿物成分对储层物性的影响
-
5.1.1 碎屑颗粒含量对储层物性的影响
-
通过分析碎屑颗粒含量与相关的物性参数可知，盒8下2～盒8上1小层的石英含量与孔隙度呈显著正相关，但从长石含量与孔隙度、渗透率的交汇图分析，发现长石含量与物性并无明显相关关系。岩屑含量先增加后减少，与孔隙度呈现阶段相关性，但与渗透率无明显相关性（图4），因此石英含量为影响储层物性的主要因素。
-
5.1.2 黏土矿物对储层物性的影响
-
苏里格气区苏东地区填隙物为伊利石、高岭石、碳酸盐、二氧化硅和绿泥石。其中高岭石的含量，盒 8下部要高于盒 8上部，但其绿泥石含量要低于盒 8上部。苏东地区盒 8段高岭石与孔隙度和渗透率为正相关性关系，且相关性较弱，孔隙度的峰值为 16.2%（图5a，图5b）；绿泥石含量与孔隙和渗透率呈负相关性关系，且相关性也较弱（图5c，图5d），但伊利石与物性从交汇图并没有看出有明显的相关性（图5e，图5f）。综合分析，影响储层物性的主要黏土矿物为高岭石和绿泥石。
-
5.2 沉积相对物性的控制因素
-
苏东地区盒8段沉积相类型为辫状河三角洲平原向曲流河三角洲平原过渡。盒8上段为砂体连通性较差的曲流河三角洲沉积，盒 8 下段为辫状河三角洲沉积，其砂体为多期河道垂直切割重叠形成，因此较为发育。苏东地区主体砂体粒度较粗、分选较好，砂体类型主要为孤立性、下切堆叠型以及离散堆叠型。其中，开发井孤立型砂体渗透率范围为 0.115～0.196 mD，孔隙度范围 4.94%～7.59%，探井孤立型砂体渗透率范围为 0.229～0.653 mD，孔隙度范围为7.82%～9.29%。开发井下切堆叠型砂体渗透率范围为 0.238～0.391 mD，孔隙度范围为 6.20%～8.54%，探井下切堆叠型型砂体渗透率范围为 0.328～0.551 mD，孔隙度范围为 6. 03%～10. 01%。开发井离散堆叠型砂体渗透率范围为 0.205～0.285 mD，孔隙度范围为 6.4%～7.1%，探井离散堆叠型砂体渗透率范围为 0.319～0.469 mD，孔隙度范围为 7.91%～9.98%。下切堆叠砂体内部无明显泥岩隔夹层发育，故厚度相对较薄，因此下切堆叠型砂体比孤立型砂体具有更高的渗透率。河道中大量粒度较细的砂体及其顶部落淤层起到了阻塞的作用。由于后期强烈的水动力作用，造成一些分布在河道的细粒沉积物流失。
-
图4 苏里格气田苏东地区主要矿物组分与物性关系图
-
a—石英含量与孔隙度；b—石英含量与渗透率；c—岩屑含量与孔隙度；d—岩屑含量与渗透率； e—长石含量与孔隙度； f—长石含量与渗透率
-
图5 苏东地区盒8各小层主要填隙物与物性交汇图
-
a—高岭石含量与孔隙度交汇图；b—高岭石与渗透率交汇图；c—绿泥石与孔隙度交汇图；d—绿泥石与渗透率交汇图； e—伊利石与孔隙度交汇图；f—伊利石与渗透率交汇图
-
5.3 成岩作用对储层的影响
-
成岩作用对苏东地区砂岩储集性能也有一定影响和改造作用，主要有机械压实作用、胶结作用和溶蚀作用。
-
（1）机械压实作用。机械压实是影响苏东地区盒8段物性变化的主要原因之一，在机械压实下，大部分岩屑刚性颗粒包围，其中一些充满孔隙。这些紧密的碎屑颗粒会显著降低岩隙孔隙度，从而使得储层物性能力降低。
-
（2）胶结作用。对苏东地区各井区砂岩进行胶结物类比分析表明，盒 8 段主要表现为三种主要的胶结充填类型：钙质胶结，硅质胶结以及黏土杂基充填。钙质胶结表现为方解石胶结，是使得储层砂岩物性变差的主要原因之一。
-
（3）溶蚀作用。苏东地区盒 8 段砂岩中常见岩屑溶蚀和长石溶蚀，岩屑溶蚀所形成的溶孔在数量及大小上都与长石溶蚀所形成的溶孔相差甚远，溶蚀产生的次生孔隙为现今孔隙的重要组成。溶蚀作用同样对改善苏东地区储层物性起到了重要作用。
-
6 结论
-
（1）苏里格气区苏东地区沉积相为辫状河三角洲平原向辫状河三角洲前缘过度，主要发育岩屑砂岩和岩屑石英砂岩。如果按粒度分类，则发育粗砂岩和中砂岩两种主要岩性，粗砂岩溶孔及晶间孔发育程度较中砂岩更好，粗砂岩物性好于中砂岩。盒 8上段砂体不发育，构型样式多为孤立型。盒8下段整体砂厚较大，主要是多期砂体叠置的厚层砂，构型样式主要为箱状下切堆叠型和箱状离散堆叠型为主，复合下切堆叠型次之。
-
（2）伊利石、高岭石、碳酸盐、二氧化硅和绿泥石是苏东地区最主要的填隙物。盒8下段高岭石含量高于盒 8 上段，绿泥石含量盒 8 下段低于盒 8 上段。石英含量与孔隙度、渗透率呈显著正相关。高岭石的含量与孔隙度和渗透率为正相关性关系，且相关性较弱，绿泥石含量与孔隙和渗透率呈负相关性关系，石英含量、高岭石含量及绿泥石含量是影响苏东地区储层物性的主要矿物成分。
-
（3）苏东地区盒8储层压实作用程度强，降低了储层的物性。其钙质胶结作用也使得储层砂岩物性变得更差，苏东地区盒 8 段砂岩中常见的溶蚀类型为岩屑溶蚀和长石溶蚀。其中，溶孔对物性的影响占比最大。
-
参考文献
-
程昱. 2019. 苏里格气区苏东区块盒8段储盖层特征及其控气性研究［D］. 西安： 西安石油大学.
-
侯四方， 蔡兴利， 高旺斌. 2014. 鄂尔多斯盆地西南部上古生界盒8段沉积相分析［J］. 中国新技术新产品， （3）： 59-60.
-
李良， 袁志祥， 惠宽洋， 刘树平. 2000. 鄂尔多斯盆地北部上古生界天然气聚集规律［J］. 石油与天然气地质， （3）： 268-271， 282.
-
李易隆， 贾爱林， 冀光， 郭建林， 王国亭， 郭智， 张吉. 2018. 鄂尔多斯盆地中—东部下石盒子组8段辫状河储层构型［J］. 石油学报， 39（9）： 1037-1050.
-
李仲东， 郝蜀民， 李良， 惠宽洋， 过敏， 王震. 2007. 鄂尔多斯盆地上古生界压力封存箱与天然气的富集规律［J］. 石油与天然气地质， （4）： 466-472.
-
刘圣志， 李景明， 孙粉锦， 肖红平， 刘锐娥. 2005. 鄂尔多斯盆地苏里格气田成藏机理研究［J］. 天然气工业， （3）： 4-6， 191.
-
任大忠， 周兆华， 梁睿翔， 周然， 柳娜， 南郡祥. 2019. 致密砂岩气藏黏土矿物特征及其对储层性质的影响——以鄂尔多斯盆地苏里格气田为例［J］. 岩性油气藏， 31（4）： 42-53.
-
任淑悦， 孙卫， 刘登科， 郭云峰. 2018. 苏里格西区苏48区块盒8段储层微观孔隙结构及对渗流能力的影响［J］. 地质科技情报， 37（2）： 123-128.
-
孙佳兴. 2018. 鄂尔多斯子洲气田清涧地区盒8气藏储层特征评价［D］. 北京： 中国地质大学（北京）.
-
王卫红. 2016. 苏里格气田东区盒8段河流砂体沉积及其非均质性研究［D］. 成都： 成都理工大学.
-
王香增. 2014. 延长探区天然气勘探重大突破及启示［J］. 石油与天然气地质， 35（1）： 1-9.
-
吴凤， 田飞， 段昕婷， 邓南涛， 李广涛. 2015. 鄂尔多斯盆地南部延长探区长8油层组储层特征及影响因素分析［J］. 石油地质与工程， 29（5）： 50-53， 146.
-
徐宁宁， 张守鹏， 王永诗， 邱隆伟. 2021. 鄂尔多斯盆地北部二叠系下石盒子组致密砂岩成岩作用及孔隙成因［J］. 沉积学报， 40（2）： 1-16.
-
杨国平， 张吉， 强小龙， 徐森， 万单夫， 赵当妮， 刘鹏飞. 2014. 水平井地质导向技术在致密砂岩气藏中的应用及技术难点——以苏里格气田为例［J］. 天然气勘探与开发. 37（4）： 58-62， 11-12.
-
姚泾利， 黄建松， 郑琳， 李泽敏. 2009. 鄂尔多斯盆地东北部上古生界天然气成藏模式及气藏分布规律［J］. 中国石油勘探， 14（1）： 10-16， 2.
-
叶泰然， 郑荣才， 文华国. 2006. 高分辨率层序地层学在鄂尔多斯盆地苏里格气田苏6井区下石盒子组砂岩储层预测中的应用［J］. 沉积学报， （2）： 259-266.
-
张超， 李文洁. 2015. 弹性地质学统计反演预测薄储层技术研究［J］. 天然气勘探与开发， 38（3）： 27-30， 42， 8.
-
张君峰， 兰朝利. 2006. 鄂尔多斯盆地榆林—神木地区上古生界裂缝和断层分布及其对天然气富集区的影响［J］. 石油勘探与开发， （2）： 172-177.
-
赵靖舟， 付金华， 姚泾利， 刘新社， 王宏娥， 曹青， 王晓梅， 马艳萍， 凡元芳. 2012a. 鄂尔多斯盆地准连续型致密砂岩大气田成藏模式［J］. 石油学报， 33（S1）： 37-52.
-
赵靖舟， 白玉彬， 曹青， 耳闯. 2012b. 鄂尔多斯盆地准连续型低渗透-致密砂岩大油田成藏模式［J］. 石油与天然气地质 ， 33（6）： 811-827.
-
摘要
苏里格气田其气井存在单井产量低、压力下降快等问题，研究储层对物性的控制作用就显得十分重要。本文在前人工作基础上，结合野外露头观察、岩心观察描述，深入分析苏东地区大量的储层岩矿、物性、铸体、电镜、阴极发光等测试分析资料，认为（1）苏东地区沉积相类型为河流相，砂体粒度较粗、分选较好，砂体类型主要为孤立性、下切堆叠型以及离散堆叠型；（2）苏里格气田苏东地区盒8段的砂岩碎屑成分中的石英、高岭石、绿泥石对影响物性起到了主导作用；（3）成岩作用中的溶蚀作用也直接控制了储层物性。研究成果对推进苏东地区的勘探开发有一定理论指导意义。
Abstract
There are many problems in Sulige gas field， such as low production and rapid pressure drop， so it is very important to study the control effect of reservoir on physical properties. On the basis of previous work， combined with field outcrop observation and core observation description， this paper deeply analyzes a large number of reservoir rock and mineral， physical properties， cast， electron microscopy， cathodoluminescence and other test analysis data in eastern Sulige. It is concluded that （1） sedimentary facies in eastern Sulige are fluvial facies with coarse sand body size and good sorting， and sand body types are mainly isolated， downcut stacked and discrete stacked. （2） The quartz， kaolinite and chlorite in the detrital composition of the sandstone of He 8 member in the eastern area of Sulige Gas Field play a leading role in influencing the physical properties；（3） Dis- solution in diagenesis also directly controls reservoir physical properties. The research results have a certain theoretical significance for promoting the exploration and development of the eastern Soviet area.
