安塞油田王窑区长6油层储层地质

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1、安塞油田王窑区长6油层储层地质Reservoir Geology of Chang-6 O il-bearing Formation in Wangyao Tract,Ansa iO ilf ield李怒军1)吴志宇 张金亮2)张晓玲1)长庆油田第一采油厂,延安, 716000; 2)西安石油学院, 710065.第一作者:男, 1963年生,高级工程师摘 要 通过岩心描述和分析,并结合砂体分布形态,确认安塞油田王窑区长6油层为湖泊三 角洲沉积体系,储集砂体为三角洲前缘相带的各种砂坝和分流河道,在单井微相分析的基础上,对该区的砂体微相进行了分析.通过铸体薄片、 扫描电镜、X2射线衍射和电子探针

2、等多项分析手段, 对长6油层的储层特征进行了分析,该区储层岩性为细粒长石砂岩,主要自生矿物类型为方解石、 绿泥石、 浊沸石、 伊利石、 石英、 长石和少量伊一蒙混层.储层面孔率一般5%8% ,主要为粒间孔 隙、 骨架颗粒溶孔、 浊沸石溶孔和少量裂缝孔隙.部分微裂缝在地下处于开启状态.在成岩特征研究 的基础上,建立了长6油层成岩演化序列.油砂体研究结果表明,油藏分布和聚油面积受三角洲沉积作用控制,储层性质受砂体微相和成岩作用的双重控制. 主题词 安塞油田,三角洲沉积,非均质性,沉积微相,储层特征 中图资料分类法分类号 TE112. 23陕甘宁盆地从晚三叠世开始进入内陆坳陷盆地沉积,上三叠统延长组

3、为第一个沉积旋回.在区域地质调查和钻井控制下,可把延长组地层划分为10个油层组,安塞钻井一般仅钻至长7油层.通过对长7 长1厚约500600m地层的岩性和电性组合特征的对比分析,在标志层的控制下对延长组地层进行了层组划分,并对长6油层进行了小层划分.长6油层可进一步划分为61、 长62和长63三个砂岩组,其中长61为王窑区的主要产层,可进一步划分为长611和长612二个小层,根据生产需要还可将长611小层进一步细分为长611- 1、 长611- 2和长611- 3三个细层.王窑区位于陕甘宁盆地陕北斜坡中部的安塞油田塞6井区,地层平缓,倾角半度左右,为一大型的西倾单斜,其上分布有因差异压实而形成

4、的低缓鼻状隆起.油层顶部埋深10051060m ,油层平均厚度12. 0m ,平均孔隙度13. 7% ,平均渗透率2. 2910- 3m2,原始地层压力9. 1 M Pa,压力系数0. 70.8,属低渗、 低压、 低产且地面条件又极差的边际油田.安塞油田王窑区自1983年发现以来,先后经历了探井试采、 井组、 先导性和工业化开发试验, 1991年全面投入注水开发,已动用 类地质储量2951104t,含油面积43. 5km2,钻井545口,其中探井22口,开发井523口,取心井91口(含油面积内81口).有油井399口,注水井146口,采油速度1.00% ,累积采油174. 2104t,采出程度

5、8. 29% ,综合含水33. 3% ,单井日产油2. 49t?d,月注采比1. 2,累积注采比1. 12.油藏开发实践证明,油井产能的大小、 注水效果的好坏以及油水运动方向与储层性质密切相关,因此开展储层研究是提高开发水平、 实现稳产的重要手段之一.1 沉积相及砂体展布晚三叠世自长10 长8沉积期,湖盆处于整体沉降状态,至长7沉积期,已形成广泛分布的湖泊相,深湖区面积广,生油层发育,厚度可达100m ,盆地东北部地区形成了宽阔的三角洲沉积体,面积可达6000km2.进入长6沉积期,湖泊水体开始收缩,盆地东北方向三角洲体系发育,形成巨大的三角洲复 合 体,仅 安 塞 三 角 洲 复 合 砂 体

6、 的 面 积 可 达2000km2.长4+ 5沉积期基本上保持了长6时期的沉积格局,但物源供屑能力减弱,泥质沉积发育,成为区域性的盖层.进入长3沉积时期,物源供屑能力增强,三角洲向湖心推进,湖泊水体进一步收缩变43西安石油学院学报1998年7月第13卷第4期(J. of Xian Petr. Inst .Jul . 1998 Vol. 13 No. 4)浅.长2沉积时期,湖泊水体进一步收缩,陕北三角 洲主体逐渐被河流和冲积平原占 据.进入长1沉积 时期,发生区域性大面积沼泽化,形成著名的 “瓦窑堡煤系”,从而结束了晚三叠世的湖泊沉积作用. 安塞长6沉积厚度120m左右,砂体厚度5080m.近年

7、来,对安塞地区长6沉积相研究认为,长6 为湖泊河控三角洲体系,物源来自于北侧的内蒙地 轴和内蒙褶皱带.111 主要砂体沉积层序对于一个坳陷湖盆来说,湖岸坡度一般较小,浅 湖相带较宽,波浪和岸流作用较强,由于离老山较 远,河流流速相对缓慢,因此在河流入湖后沉积砂体易受湖泊作用的改造,形成大面积分布的厚度不均 一的砂体.通过对王窑区20余口取心井岩心观察和 分析,可将长61油层的砂体沉积层序划分为以下几 种类型:(1) 滨外砂坝:滨外砂坝分布于三角洲边缘,实为三角洲前缘的水下砂坝.滨外砂坝内部构造以低角 度交错层理为主,局部出现浪成沙纹层理.滨外砂坝 与下伏灰色和深灰色泥岩呈突变接触关系.根据垂

8、向序列叠加特征和电性特征可划分为两种滨外砂坝 层序.第一种为前积式沉积序列,可以王13- 14、 王12- 23、 王11- 20和王20- 4井的沉积层序为代 表,这种类型是本区最为常见的类型,可能发育在三 角洲迅速前展的部位或河口的两侧,反映河流供屑 能力较强;第二种缺乏前积式沉积序列,自然电位曲 线表现为顶底渐变的箱形或钟形,可能反映了屑能力较弱,沉积物在波浪和岸流作用下迁移并沉积而 成,可以王7- 25,王24- 12和王13- 20井的沉积 层序为代表.(2) 近岸砂坝:近岸砂坝一般发育在波浪作用甚强的河口地区,河流所携带的沉积物 尚未形成河口坝即被改造为近岸坝,或形成河口坝后,很快

9、改造为近 岸坝,多分布于河口两侧.近岸砂坝内部层理构造主 要为低角度交错层理、 低角度斜层理、 平行层理和浪 成沙纹层理,局部出现高角度斜层理.砂岩底部与下 伏层多为突变接触,砂坝常位于碳质泥页岩和薄煤 层之上,可能反映了砂体在波浪和岸流的作用下向湖湾相的迁移,这类砂体常不具进积层序,可以王13- 28和王22- 13为代表.(3) 河口砂坝:本区与安塞油田其它三角洲朵体不同之处是可能受到较强的湖泊作用的改造,因而使 得典型的河口砂坝层序难以保存,这也增加了我们识别的难度.从沉积层序来看,有的砂坝层序与下 伏泥质沉积物呈渐变关系,沉积物向上变粗,可能代 表了河口坝的沉积作用类型.有的河口砂南层

10、序上部可受到水下分流河道的侵蚀,共同组成了河口坝 一河道反韵律复合层序,可以王12- 13井为代表. 一般来说,河口砂坝形态顺河流方向呈伸长状 或呈朵状,而滨外坝或近岸坝多呈伸长状平行于岸 线展布.但是有些滨外砂坝处于浅湖下部较深水地带,其水下基座较宽阔,可形成席状砂体.滨外坝和 近岸坝随着三角洲的发展也会发生互相演变.对于 波浪作用较强的三角洲体系来讲,即使在正常的发 育过程中,也可形成砂坝湖湾体系,三角洲的堆 积前展使滨外坝形成新的水下坝,它由水下增长至水上,拦截新的水域,形成新的局限浅湖或湖湾,原 来的滨外坝也就形成了新湖湾内的砂体.在某些海 洋三角洲体系中,这一现象非常普遍,如尼日尔三

11、角 洲和滦河三角洲.(4) 水下分流河道:在王窑区的取心中,底部具冲刷的向上变细的层序较少,反映了该区河道作用并 不明显或分布较少,在东部和南部地区少数井中见 到河道化的砂层底部特征.在南部地区如24- 010 井河道充填沉积发育,构成较好的储集砂体.本区分 流河道层序出现形式有两种,一种是与河口砂坝或障壁砂坝共生,另一种是独立出现在地层层序中,并 与碳质泥岩互层(图1).112 砂体及微相分布王窑区长61沉积时期是三角洲前缘砂体最为发育的时期,也是安塞三角洲体系伸入湖区最远的 沉积朵体,南北长15km ,东西宽13km ,面积约为200km2.通过单井微相分析和砂体展布特征可以看 出,长61

12、沉积时期,王窑三角洲经历了发生、 发展和 旋回重复阶段. 长621沉积期为王窑三角洲的初始进积阶段,主要发育单一的水下河道和少量共生的河口砂体,这 一河道砂体主要沿王窑区南部23排井一线分布,而 区内除东部出现一系列改造型砂坝和砂席外,大部 分地区以细粒的浅水湖泊相沉积为主(图2). 长611沉积期为王窑三角洲的发展和旋回重复阶段,三角洲前缘体系渐趋完整,各种砂体十分发育 (图3).在中部地区形成了较大的砂坝复合体,以1710井附近的砂体最为发育,在该砂体北侧的王127和王915井附近的两个河口砂坝也较为典 型.从砂体分布来看,该时期物源供屑能力较强,分53李恕军等:安塞油田王窑区长6油层储层

13、地质流河道频繁改道或已发育成水下河道网状体系.图1 王9- 26井长61井砂组水下分流河道沉积特征 图2 王窑区长612砂体分布图图3 王窑区长611砂体分布图2 储层特征211 砂岩成分王窑区长6油层的砂岩为细粒长石砂岩类.碎 屑含量一般85%95% ,填隙物含量2%15% ,孔 隙含量2%10%.碎屑中石英含量20%25% ,占 碎屑总量的24%28%;长石含量30%50% ,占 碎屑总量的55%58%;岩屑总量的6%9% ,占 碎屑总量的9%12% ,主要为岩浆岩、 石英岩、 千 枚岩、 板岩和沉积岩的岩屑.黑云母含量2%8%. 砂岩粒度较为均一,粒径一般150180m,颗粒分 选较好,

14、具较高的结构成熟度.通过对13块砂岩样 品的X2射线衍射分析,给出了矿物类型及含量数据 (表1).矿物含量平均值为:石英28. 71% ,斜长石36. 25% ,钾长石11. 12% ,黑云母2. 84% ,方解石6. 69% ,浊沸石2. 69% ,绿泥石9. 17% ,伊利石2.52%.212 成岩作用通过铸体薄片、 扫描电镜、X2射线衍射和电子 探针分析,对本区长6油层的自生矿物和孔隙发育 特征进行分析.本区主要自生矿物为方解石、 绿泥 石、 浊沸石、 石英、 长石和伊利石,部分样品中出现伊 2蒙混层(表2).此外,在个别样品中还可以见到黄 铁矿晶体和石盐晶体.63西安石油学院学报(JX

15、API)1998年王窑区长61储层的孔隙在埋藏成岩过程中逐 渐被压实和充填或局部进一步扩大,原始沉积组成 可以被溶解而产生新的孔隙,因此今天所看到的油气储集空间是一个包括了多种不同成因孔隙组成的 孔隙体系.据铸体薄片面孔率测定,王窑区长61油 层储层可分辨孔隙的面孔率变化较大,从不可见孔 隙到15% ,一般5%8% ,平均为6. 6%.主要为粒 间孔隙、 骨架颗粒溶孔、 浊沸石溶孔和少量裂缝孔隙(表2).据铸体薄片观察,在该区长61储层中存在微裂隙,有的薄片可出现相互垂直的两组裂缝.沿裂缝 处可发生溶浊,不仅裂缝被溶蚀变宽,某些靠近裂缝 的长石也受到明显的溶蚀.有的裂缝被方解石充填而愈合,开启

16、 的裂缝内可充填自生钠长石晶体.虽 然天然裂缝、 层理微裂缝和成岩裂缝在地层条件下 对流体的渗 流作用 不明显,但在压裂改造过程中, 它们成为薄弱环节,控制着压裂缝的形成和展布方 向.表1 王窑区长61油层全岩X射线衍射定量分析数据表 %序号井号深度?m岩性石英斜长石钾长石黑云母方解石浊沸石绿泥石伊利石1王11- 201137. 8砂岩23 . 6035. 116. 856 . 1020 . 0908 . 2502王12- 231157. 0砂岩32 . 1723. 2812 . 924 . 1218 . 2409 . 2703王13- 141245. 8砂岩30 . 8841. 4213 . 5401. 344 . 076 . 871 . 884王13- 14 1254 . 40砂岩24 . 5234. 659. 294 . 8515 . 0309 . 632 . 035王13- 141260. 7砂岩23 . 1951. 4011 . 410 . 494. 6508 . 8606王21- 51