子長(zhǎng)油田棗灣區(qū)長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6儲(chǔ)層流體性質(zhì)與油水分布控制因素

唐建云，殷　文，宋紅霞，師　劍，王彥龍

(1．克拉瑪依理工學(xué)院，新疆 克拉瑪依 834000；2．中國(guó)石油吐哈油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，新疆 哈密 839009；3．延長(zhǎng)油田股份有限公司，陜西 延安 716005；4．克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 克拉瑪依 834000)

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子長(zhǎng)油田棗灣區(qū)長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6儲(chǔ)層流體性質(zhì)與油水分布控制因素

唐建云1，4，殷文1，4，宋紅霞2，師劍3，王彥龍3

(1．克拉瑪依理工學(xué)院，新疆 克拉瑪依 834000；2．中國(guó)石油吐哈油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，新疆 哈密 839009；3．延長(zhǎng)油田股份有限公司，陜西 延安 716005；4．克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 克拉瑪依 834000)

[摘要]通過(guò)巖心觀(guān)察、測(cè)井及各類(lèi)分析測(cè)試資料，對(duì)子長(zhǎng)油田棗灣區(qū)長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6儲(chǔ)層流體性質(zhì)與油水分布控制因素進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6砂巖主要為細(xì)-中粒長(zhǎng)石砂巖。碎屑成分以長(zhǎng)石為主，其次為石英、巖屑和云母。巖石致密程度深，碎屑顆粒主要呈次圓-次棱角狀，分選程度中等～好，接觸關(guān)系以線(xiàn)狀接觸為主，膠結(jié)類(lèi)型以孔隙式膠結(jié)為主；長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6孔隙度平均8.32%，滲透率平均0.62×10-3μm2，屬于典型的低孔-低滲儲(chǔ)層；長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6原油具低密度、低粘度、低凝固點(diǎn)、微含硫等特點(diǎn)且具有較好的流動(dòng)性，屬于正常的原油；長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6地層水為弱酸性，水型為CaCl2型水；長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6儲(chǔ)層油水混儲(chǔ)，縱向分異較差，油水分布受沉積相、微觀(guān)孔隙結(jié)構(gòu)、巖性、裂縫與物性、低鼻狀構(gòu)造等多重因素的控制。

[關(guān)鍵詞]子長(zhǎng)油田；長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6儲(chǔ)層；流體性質(zhì)；控制因素

子長(zhǎng)油田塊位于陜西省子長(zhǎng)縣棗灣區(qū)王家溝—馬家貶任家溝一帶，地面海拔一般為1 100～1 300 m，地表為第四系黃土覆蓋，地面高差達(dá)100～200 m，溝深坡陡，地形復(fù)雜，屬黃土高原的侵蝕梁峁地貌。區(qū)域構(gòu)造上其屬于鄂爾多斯盆地東部二級(jí)構(gòu)造單元—陜北斜坡之上。鄂爾多斯盆地構(gòu)造形態(tài)總體為一東翼寬緩、西翼陡窄的南北向不對(duì)稱(chēng)矩形大向斜盆地，面積25×104km2，盆地內(nèi)部構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，地層平緩，僅盆地邊緣褶皺斷裂比較發(fā)育[1-7]。陜北斜坡為鄂爾多斯盆地的主體部分，形成于早白堊世，為一平緩西傾的大單斜，地層傾角一般小于1°, 平均地層梯度10 m/km左右[8-10]。

圖1　長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6砂巖成分分類(lèi)圖

目前，研究區(qū)已進(jìn)行了大量的研究工作，尤其是在沉積和儲(chǔ)層方而，取得了許多重要的研究成果，但是油氣富集及油水分布規(guī)律一直沒(méi)有清晰的認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致近年來(lái)的勘探未有大的突破。位于盆地東部的子長(zhǎng)油田油氣富集及油水分布規(guī)律較為復(fù)雜，制約了該地區(qū)油田的開(kāi)發(fā)水平。

為更加合理、有效地進(jìn)行該套地層的石油勘探和開(kāi)發(fā)，本文擬在大量基礎(chǔ)資料分析基礎(chǔ)上，對(duì)該區(qū)沉積相演化特征進(jìn)行研究，并結(jié)合實(shí)際地質(zhì)條件對(duì)油水分布規(guī)律及主要控制因素進(jìn)行探討，以期對(duì)下一步油氣勘探起到一定的指導(dǎo)作用。

圖2　長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6巖石組分直方圖

1儲(chǔ)層特征

1.1儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

根據(jù)巖性觀(guān)察和薄片鑒定結(jié)果，本區(qū)三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6儲(chǔ)層段巖性主要為一套淺灰色細(xì)-中粒長(zhǎng)石砂巖，其次為少量的中砂巖、粉細(xì)砂巖及粉砂巖(圖1)。砂巖儲(chǔ)層中碎屑成分一般約占80%～90%，以長(zhǎng)石為主，其次為石英、巖屑和云母。巖石組分中石英含量為25.4%，長(zhǎng)石含量為66.8%，巖屑含量為7.9%，主要為中、細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖。膠結(jié)物主要為硅質(zhì)和碳酸鹽，其中方解石占34.4%。該類(lèi)砂巖分布在研究區(qū)三角洲相的河道型砂巖體中，是構(gòu)成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的基礎(chǔ)。巖屑以變質(zhì)巖巖屑為主，含少量巖漿巖、沉積巖巖屑(圖2)。巖石致密程度深，碎屑顆粒主要呈次圓-次棱角狀，分選程度中等～好，接觸關(guān)系以線(xiàn)狀接觸為主，也見(jiàn)凹凸接觸，膠結(jié)類(lèi)型以孔隙式膠結(jié)為主，也有壓嵌式膠結(jié)。填隙物含量一般為4%～10%，平均6%左右，填隙物主要以方解石、綠泥石為主，其次為濁沸石、石英質(zhì)，具體見(jiàn)(圖3)。

圖3　長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6砂巖填隙物成分直方圖

圖4　長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6孔隙度分布直方圖

圖5　長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6滲透率分布直方圖

圖6　長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6鈣質(zhì)含量與滲透率關(guān)系圖

1.2儲(chǔ)層物性特征

根據(jù)本區(qū)9口井664塊樣品的巖心分析資料統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6儲(chǔ)層物性具有以下特征(圖4～6)?？紫抖茸钚?.8%，最大15.1%，平均8.32%，主要分布于7%～11%，占總樣品數(shù)的60.9%。滲透率在0.02～15.33×10-3μm2之間，平均0.62×10-3μm2，主要分布在0.1～0.55×10-3μm2之間，占全部樣品數(shù)的75.8%。孔隙度大于7.5%樣品平均值為9.5%，占樣品數(shù)的69.6%。滲透率大于0.2×10-3μm2的樣品平均值為0.82×10-3μm2，占樣品數(shù)的71.5%。研究區(qū)長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6儲(chǔ)層的低孔、特低滲性主要與沉積和成巖作用有關(guān)，諸如粒度粗細(xì)、分選好壞、膠結(jié)物成分和含量、膠結(jié)類(lèi)型、次生孔隙發(fā)育程度等。填隙物中的碳酸鹽類(lèi)(如方解石等)與孔、滲呈負(fù)相關(guān)，碳酸鹽含量越高，孔、滲越差(圖7～9)。

圖7　長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6鈣質(zhì)含量與孔隙度關(guān)系圖

圖8　長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6巖屑、雜基與滲透率關(guān)系圖

圖9　長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6巖屑、雜基與孔隙度關(guān)系圖

2流體性質(zhì)

依據(jù)棗灣區(qū)內(nèi)油井單井試采資料和單層生產(chǎn)層的油、水樣分析，延長(zhǎng)組主要油層組流體性質(zhì)的基本特征如下：

2.1原油性質(zhì)

長(zhǎng)4+5油層組與長(zhǎng)6油層組原油性質(zhì)相似，具有密度低0.832～0.846 g/cm3(平均0.838 g/cm3)、低動(dòng)力粘度和低運(yùn)動(dòng)粘度，分別為4.05～5.03 mm2/s(平均4.10 mm2/s)和4.41～5.97 mm2/s(平均4.90 mm2/s)、低凝固點(diǎn)-2℃～+3℃(平均-1℃)、較低初餾點(diǎn)(多在65℃～87℃，平均72.6℃)、含鹽量較低(37～290 mgNaCl/L之間，平均96.0 mgNaCl/L)、餾出物含量較高(≥300℃時(shí)餾出物含量在19.5%～23.1%之間，平均21.8%)等特點(diǎn)。相比而言，長(zhǎng)4+5油層組原油的初餾點(diǎn)(81℃～86.7℃，平均83.9℃)比長(zhǎng)6油層組(64.5℃～69.8℃，平均66.9℃)為高；長(zhǎng)4+5原油含鹽量范圍較穩(wěn)定(變化于65～70 mgNaCl/L之間)，而長(zhǎng)6原油的含鹽量變化范圍較大(變化于37～290 mgNaCl/L之間)。但兩者均屬于較低粘度、流動(dòng)性較好的原油(見(jiàn)表1)。

表1　研究區(qū)長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6原油常規(guī)分析測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

2.2地層水性質(zhì)

研究區(qū)內(nèi)三口井的地層水分析結(jié)果顯示，棗灣區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6地層水主要為弱酸性，少量為弱堿性，其pH=6.1～7.6，平均pH=7.0，水型均為CaCl2型水。地層水的礦化度較高，總礦化度為78 127.1～105 740.7 mg/L，平均94 475.3 mg/L，其中以Na+(K+)、Cl-為地層水的主要成分，構(gòu)成地層水中的第一鹽類(lèi)，占68.0%～80.6%，平均74.6%，而Ca2+、Mg2+、HCO3-含量較低，并偶有SO42-出現(xiàn)，它們構(gòu)成了第二鹽類(lèi)，占19.5%～28.0%，平均23.6%。表明長(zhǎng)6地層與長(zhǎng)4+5地層水的礦化度較高，以第一鹽類(lèi)占主導(dǎo)，地層水的封閉性比較好(見(jiàn)表2)。

表2　研究區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)4+5與長(zhǎng)6地層水分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

3油水分布規(guī)律及控制因素

根據(jù)宏觀(guān)地質(zhì)特征和微觀(guān)地質(zhì)特征研究，棗灣區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6地層油水分布特征及其控制因素主要有以下幾點(diǎn)：

3.1油水混儲(chǔ)，縱向分異較差

研究區(qū)長(zhǎng)4+5與長(zhǎng)6油層組具有低含油飽和度、油水縱向分異較差、非均質(zhì)性較強(qiáng)的特征。長(zhǎng)4+5砂巖的含油飽和度在1.7%～45.1%之間，平均22.8%。長(zhǎng)6砂巖的含油飽和度在1.7%～58.5%之間，平均24.0%。試油產(chǎn)量一般0.2～1.6 m3/d，含水率36.7～79.5%，平均達(dá)到54.3%，一般產(chǎn)出油水層或水層。長(zhǎng)4+5與長(zhǎng)6油層組，在儲(chǔ)層物性、油藏特征方面基本一致，油層均表現(xiàn)為低滲、特低滲特點(diǎn)。油、水的微觀(guān)分布形成復(fù)雜的油水關(guān)系，油水分異較差，一般無(wú)統(tǒng)一的油水界面，多為油、水混儲(chǔ)。當(dāng)含油砂層較厚時(shí)一般油水分異明顯，多存在底邊水，呈現(xiàn)上油下水之規(guī)律。產(chǎn)出情況表現(xiàn)為含水率隨生產(chǎn)期而逐漸下降，證明微觀(guān)孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)油水分布起控制作用。

3.2沉積相與含油性

沉積相不僅控制了砂體的分布和儲(chǔ)層物性與含油性，同時(shí)控制了儲(chǔ)蓋層的分布與空間配置關(guān)系[11-15]。研究區(qū)沉積相分析研究表明，棗灣區(qū)長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6油層組為三角洲平原亞相沉積。位于三角洲平原亞相分流河道微相的砂體，具有分布規(guī)模較大、厚度較厚、顆粒較粗、巖性相對(duì)均勻等特點(diǎn)，因此，儲(chǔ)層砂巖的物性好，含油性較好；橫向上至河道間微相，砂體減薄甚至尖滅，巖性變細(xì)，泥質(zhì)成份增多，非均質(zhì)性增強(qiáng)，物性變差，含油性也隨之變差。

分流河道間細(xì)粒沉積可作為油氣的有利側(cè)向遮擋，使油氣在分流河道砂體中聚集成藏。分流河道砂體的遷移會(huì)引起物性在空間上的變化，造成平面和剖面上的分流河道砂體與分流河道間沉積相互疊置，儲(chǔ)集層與非儲(chǔ)集層或較差儲(chǔ)集層相間，從而形成復(fù)雜的油水關(guān)系。砂體厚度、砂體部位等控制著油、水的分布。因此，沉積相、尤其是沉積微相是控制地層油氣分布的主要作用。

3.3微觀(guān)孔隙結(jié)構(gòu)與含油性

孔隙結(jié)構(gòu)與物性對(duì)油水分布起明顯的控制作用。通常平面上、剖面上物性顯示好者，其含油性也好，儲(chǔ)層電阻率明顯增加；隨著泥質(zhì)含量的增加，儲(chǔ)層變?yōu)橹旅軐硬缓突蛭⒑停淇紫抖扰c滲透率都有下降，儲(chǔ)層電阻率也略有下降，并可能作為分割層，破壞油層之間的連通性，進(jìn)而使含油性變差?？紫督Y(jié)構(gòu)主要受巖性和成巖作用的影響，因此，油水的微觀(guān)分布規(guī)律間接反映了巖性及成巖作用對(duì)油水分布的控制。

3.4巖性與含油性

砂巖儲(chǔ)集層的巖性、物性、電性以及含油氣性均具有一定的內(nèi)在聯(lián)系，巖石顆粒粗、砂巖中雜基的含量與塑性碎屑、特別是黑云母碎屑及其蝕變產(chǎn)物的含量、碳酸鹽膠結(jié)物含量愈低、薄的綠泥石襯邊愈發(fā)育、石英次生加大愈不發(fā)育，這樣粒間孔被較好地保存下來(lái)，則砂巖的物性愈好、含油性愈好、儲(chǔ)油能力愈強(qiáng)、產(chǎn)油能力愈高，反之，則儲(chǔ)油能力差、產(chǎn)油能力低。物性較好的砂巖一般多分布于水動(dòng)力條件相對(duì)較強(qiáng)的三角洲平原亞相分流河道微相，少量為天然堤砂巖，因此，儲(chǔ)層砂巖的巖性主要受沉積微相的制約。

3.5裂縫與物性

裂縫及微裂縫的存在使儲(chǔ)層滲透能力提高，非均質(zhì)性增強(qiáng)。巖心觀(guān)察、鏡下統(tǒng)計(jì)和物性分析結(jié)果均表明，研究區(qū)各油層組中裂縫和微裂縫不發(fā)育。僅局部地段發(fā)育少量微裂縫，裂縫大多為開(kāi)啟無(wú)充填裂縫，少量為半開(kāi)啟無(wú)充填裂縫和充填裂縫。裂縫的分布一方面與構(gòu)造應(yīng)力的方向和風(fēng)化作用的強(qiáng)度有關(guān)，另一方面與成巖作用有關(guān)。在成巖作用過(guò)程中，由于壓實(shí)作用及礦物的結(jié)晶作用，致使礦物重新組合排列、發(fā)生收縮和膨脹等作用，在此過(guò)程中可以產(chǎn)生一些微裂縫。微裂縫的發(fā)育可增大巖石的滲流能力，在一定程度上改善儲(chǔ)集層的滲透率，對(duì)油水的運(yùn)移提供有利的通道，進(jìn)而使儲(chǔ)層的含油性能提高。同時(shí)，微裂縫的存在，加大了儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性和各向異性。

3.6低鼻狀構(gòu)造對(duì)含油性的影響

與鄂爾多斯盆地其它地區(qū)延長(zhǎng)組油氣藏類(lèi)型類(lèi)似，研究區(qū)長(zhǎng)4+5與長(zhǎng)6油層在儲(chǔ)層巖性、儲(chǔ)層物性、油藏特征方面基本一致，屬于典型的巖性油藏。下傾方向受低幅度構(gòu)造鼻狀控制，上傾方向?yàn)閹r性圈閉[16-19]。

本區(qū)長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6油層組三角洲平原亞相各沉積期分流河道展布方向與規(guī)模具有明顯的繼承性，各沉積期分流河道砂體在空間上基本上堆疊在主砂體之上，這些砂體可因壓實(shí)作用成為鼻狀構(gòu)造，造成有利的圈閉。試油及初步開(kāi)發(fā)結(jié)果證明，本區(qū)長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6主要含油層段的含油氣井都處在各油層段的鼻狀構(gòu)造帶上此外，棗灣區(qū)處于陜北斜坡的東部，地層傾角只有半度，油氣圈閉主要依賴(lài)于巖性因素，圈閉的形成主要取決于上傾方向巖性的遮擋條件。分流河道砂體上傾方向的分流河道間細(xì)粒沉積可對(duì)油氣起到良好的遮擋作用；透鏡狀分流河道砂體向兩側(cè)有變薄并相變?yōu)榉至骱拥篱g泥巖的趨勢(shì)，砂體邊緣也常因地層水停滯成為膠結(jié)致密帶者，可對(duì)油氣的聚集起遮擋作用。

4結(jié)語(yǔ)

1)研究區(qū)長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6砂巖主要為細(xì)-中粒長(zhǎng)石砂巖。碎屑成分以長(zhǎng)石為主，其次為石英、巖屑和云母。填隙物主要以方解石、綠泥石為主，其次為濁沸石。巖石致密程度深，碎屑顆粒主要呈次圓-次棱角狀，分選程度中等～好，接觸關(guān)系以線(xiàn)狀接觸為主，膠結(jié)類(lèi)型以孔隙式膠結(jié)為主。

2)研究區(qū)長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6隙度最小為0.8%，最大15.1%，平均8.32%，主要分布于7%～11%。滲透率在0.02～15.33×10-3μm2之間，平均0.62×10-3μm2，主要分布在0.1～0.55×10-3μm2之間，屬于典型的低孔-低滲儲(chǔ)層。儲(chǔ)層的低孔、特低滲性主要與沉積和成巖作用有關(guān)。填隙物中的碳酸鹽類(lèi)與孔、滲呈負(fù)相關(guān)，碳酸鹽含量越高，孔、滲越差。

3)研究區(qū)長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6原油具低密度、低粘度、低凝固點(diǎn)、微含硫等特點(diǎn)且具有較好的流動(dòng)性，屬于正常的原油；長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6地層水為弱酸性，水型為CaCl2型水；長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6儲(chǔ)層油水混儲(chǔ)，縱向分異較差，油水分布受沉積相、微觀(guān)孔隙結(jié)構(gòu)、巖性、裂縫與物性、低鼻狀構(gòu)造等多重因素的控制。

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[中圖分類(lèi)號(hào)]P618.130.2

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1004-1184(2016)02-0185-04

[作者簡(jiǎn)介]唐建云(1980-)，男，陜西寶雞人，講師，研究方向：儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)研究。

[基金項(xiàng)目]山東省自然科學(xué)基金(ZR2010DM016)

[收稿日期]2015-11-08