紅河油田延長(zhǎng)組長(zhǎng)9儲(chǔ)層含油飽和度值域探討

關(guān) 聞

（中國(guó)石化華北油氣分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，河南鄭州 450006）

紅河油田位于甘肅省東部鎮(zhèn)原、崇信和涇川三縣交界處，屬黃河中游黃土高原溝壑區(qū)，延長(zhǎng)組長(zhǎng)9儲(chǔ)層屬于典型的低孔–中孔、特低滲–低滲儲(chǔ)層，非均質(zhì)性強(qiáng)，油水分布規(guī)律復(fù)雜，而原始含油飽和程度低是其產(chǎn)量低、穩(wěn)產(chǎn)差的根本原因之一。前人研究表明[1–5]，紅河油田長(zhǎng)9原油富集受斷裂、有利烴源巖分布、地層壓差等因素影響；充注程度受砂體發(fā)育程度、疊置關(guān)系和物性條件控制。本文擬通過(guò)實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)資料的對(duì)比分析，探討紅河油田延長(zhǎng)組長(zhǎng)9儲(chǔ)層的含油飽和度值域，為長(zhǎng)9油藏注水開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。

1 儲(chǔ)層特征與含油性關(guān)系

中生界三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)9期主要發(fā)育三角洲前緣亞相水下分流河道、分流間灣和河口壩等沉積微相，儲(chǔ)層巖石類(lèi)型主要為細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑及巖屑長(zhǎng)石砂巖，儲(chǔ)層發(fā)育雙孔喉結(jié)構(gòu)，大孔隙和微孔隙共存，孔隙度為 2.82%～19.05%，平均 13.32%，滲透率0.003×10-3～42.430×10-3μm2，平均 1.58×10-3μ m2。錄井顯示油斑、油跡較多，油浸、熒光級(jí)別顯示相對(duì)較少，油跡及以上級(jí)別的油氣顯示占62.9%，且所有錄井顯示層段巖性均以細(xì)砂巖為主，次為中砂巖，巖石類(lèi)型對(duì)其含油性起到有效控制作用。根據(jù)長(zhǎng)9段189塊壓汞資料和79塊鑄體薄片資料，將砂巖含油產(chǎn)狀進(jìn)一步劃分為無(wú)顯示、油跡、油斑、油浸四類(lèi)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。該區(qū)儲(chǔ)層滲透率和孔隙度之間具有較明顯的兩段式關(guān)系（圖1），油浸與油斑砂巖物性分布在物性關(guān)系圖上的高滲儲(chǔ)層段，即長(zhǎng)9儲(chǔ)層含油性受控于物性。

從鑄體薄片、壓汞資料統(tǒng)計(jì)分析看（圖2），后半段砂體儲(chǔ)層空間類(lèi)型主要發(fā)育原生殘留孔和粒間溶孔，平均最大孔隙半徑為286～340 μm，主要孔徑為 20～250 μm，孔喉相對(duì)較發(fā)育，以細(xì)喉和微細(xì)喉為主，其次為中喉，平均孔喉半徑0.12～2.00 μ m；前半段砂體儲(chǔ)層空間類(lèi)型主要發(fā)育粒間溶孔，平均最大孔隙半徑小于162 μm，主要孔徑為10～150 μm，孔喉發(fā)育以微喉為主，其次為微細(xì)喉，平均孔喉半徑0.01～0.20 μm。由此可見(jiàn)，長(zhǎng)9儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)發(fā)育有效控制著儲(chǔ)層含油產(chǎn)狀及油氣顯示級(jí)別。

圖2 長(zhǎng)9儲(chǔ)層喉道半徑與汞飽和度關(guān)系

2 原始含油飽和度分析

根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究成果，0.1 μm厚度大致相當(dāng)于水濕性碎屑巖表面附著水膜厚度。油藏形成過(guò)程中油氣驅(qū)替水需克服非常高的毛管壓力[6]，當(dāng)儲(chǔ)層的孔喉小于0.1 μm時(shí)，油氣難以進(jìn)入其中而形成有效的儲(chǔ)層，故將0.1 μm作為儲(chǔ)層的孔喉下限。

2.1 通過(guò)壓汞資料分析原始含油飽和度

壓汞資料顯示（表 1），油浸砂巖孔喉半徑 0.1 μm時(shí)汞飽和度49.9%～74.3%，平均值58.9%；油斑砂巖孔喉半徑0.1 μm時(shí)汞飽和度35.2%～58.7%，平均值 49.2%；油跡砂巖孔喉半徑 0.1 μm時(shí)汞飽和度7.97%～49.40%，平均值28.80%；無(wú)含油顯示砂巖孔喉半徑0.1μm時(shí)汞飽和度0.025%～59.700%，平均值 27.8%。以孔喉半徑 0.1 μm時(shí)汞飽和度作為紅河油田長(zhǎng)9油藏原始含飽和度，即從油跡到油浸砂巖原始含油飽和度 7.97%～74.30%，平均值47.1%，中值49.2%。

根據(jù)中值半徑與中值壓力關(guān)系，以0.1 μm作為長(zhǎng)9儲(chǔ)層最小孔喉半徑，充分飽和油氣時(shí)所需壓力為7.1 MPa（圖3），在平均毛管壓力曲線上求取所對(duì)應(yīng)的汞飽和度為 38.5%～74.1%，平均汞飽和度58.5%（圖4），從而得到紅河油田長(zhǎng)9儲(chǔ)層理論平均原始飽和度為58.5%。

表1 紅河油田長(zhǎng)9儲(chǔ)層壓汞資料統(tǒng)計(jì)

圖3 中值半徑與中值壓力關(guān)系

根據(jù)壓汞資料進(jìn)行長(zhǎng)9儲(chǔ)層物性與含油產(chǎn)狀相關(guān)分析，油浸與油斑砂巖物性分布在二者物性關(guān)系圖第二段上，油氣明顯分布在長(zhǎng)9中孔中高滲儲(chǔ)層中；對(duì)滲透率大于0.3×10-3μm2的壓汞0.1 μm汞飽和度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，0.1 μm汞飽和度為 15.4%～74.3%，平均值為49.5%，峰值為35%～65%（圖5）。

2.2 通過(guò)相滲資料分析原始含油飽和度

圖4 長(zhǎng)9儲(chǔ)層平均毛管壓力曲線

據(jù)紅河油田長(zhǎng)9儲(chǔ)層90塊巖心樣品相滲化驗(yàn)分析結(jié)果（表2），束縛水飽和度23.4%～68.2%，平均值39.2%，中值39.3%。以此推算紅河油田長(zhǎng)9油藏充分飽和充注情況下，其原始含油飽和度可達(dá)23.4%～68.4%，原始含油飽和度平均值60.8%。

2.3 通過(guò)核磁測(cè)井解釋原始含油飽和度

根據(jù)核磁共振測(cè)井定量評(píng)價(jià)的定義[7]，孔喉半徑大于0.2 μm的孔喉體積為可采出流體體積。根據(jù)紅河油田長(zhǎng)9儲(chǔ)層189塊壓汞資料統(tǒng)計(jì)，油浸砂巖孔喉半徑 0.2 μm時(shí)可采出流體體積占比為34.2%～63.3%，平均值 49.3%，油斑砂巖孔喉半徑0.2 μm時(shí)可采出流體體積占比為20.4%～47.3%，平均值 34.9%；油跡砂巖孔喉半徑 0.2 μm時(shí)可采出流體體積占比為0～23.2%，平均值10.3%，無(wú)顯示砂巖孔喉半徑0.2 μm時(shí)可采出流體體積占比為0～48.9%，平均值15.4%。

核磁測(cè)井解釋束縛水飽和度為 34.9%～58.5%，平均值43.5%（表3），以此推算紅河油田長(zhǎng)9油藏充分飽和充注情況下，其原始含油飽和度可達(dá)42.5%～65.1%，平均值57.5%；扣除長(zhǎng)9油藏可動(dòng)水部分，含油飽和度可達(dá) 22.3%～50.3%，平均值37.2%，中值38.0%。

圖5 0.1μm含油飽和度頻率分布

表2 紅河油田長(zhǎng)9儲(chǔ)層樣品化驗(yàn)分析統(tǒng)計(jì)

2.4 通過(guò)密閉取心分析原始含油飽和度

據(jù)HH4XP3井長(zhǎng)9儲(chǔ)層密閉取心分析校正后統(tǒng)計(jì)，油斑砂巖分析含油飽和度為13.0%～48.1%，平均值 32.5%；油跡砂巖分析含油飽和度為 3.8%～20.5%，平均值13.8%。與壓汞資料、相滲統(tǒng)計(jì)和核磁測(cè)井解釋數(shù)據(jù)對(duì)比分析來(lái)看，砂巖孔喉半徑 0.1 μm時(shí)對(duì)應(yīng)的汞飽和度與核磁測(cè)井和相滲分析的束縛水飽和度具有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系?？缀戆霃?0.1 μ m時(shí)對(duì)應(yīng)的汞飽和度能有效地反映紅河油田長(zhǎng)9儲(chǔ)層理論上的原始含油飽和度值，但密閉取心分析含油飽和度小于壓汞0.1 μm時(shí)對(duì)應(yīng)的汞飽和度值。

據(jù)前期鄂爾多斯盆地近源儲(chǔ)層與遠(yuǎn)源儲(chǔ)層具有不同的石油運(yùn)移充注成藏條件成果分析[8-9]，紅河油田長(zhǎng)9油藏油源來(lái)自相對(duì)較厚的張家灘泥頁(yè)巖，與張家灘泥頁(yè)巖呈非接觸式上生下儲(chǔ)生儲(chǔ)蓋組合，主要通過(guò)“源”斷裂、“相–壓”耦合選擇性成藏[10–11]，長(zhǎng)7張家灘泥頁(yè)巖生成的油沿?cái)嗫p漸進(jìn)式賦存在孔隙半徑大于0.1μm的長(zhǎng)9儲(chǔ)層空間之中，因此，遠(yuǎn)離“油源”斷裂的紅河油田長(zhǎng)9儲(chǔ)層未得到油氣飽和充注。

3 長(zhǎng)9儲(chǔ)層含油飽和度值域探討

從6口井核磁測(cè)井解釋數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來(lái)看，可動(dòng)水飽和度為3.5%～33.9%，平均值20.1%（表3）；據(jù)6口井錄井碎屑核磁實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，可動(dòng)水飽和度為8.1%～49.1%，可動(dòng)水飽和度平均值25.3%。結(jié)合 12口井在未注水前試采統(tǒng)計(jì)，含水率 2.2%～77.5%，平均值37.6%。由于紅河油田延長(zhǎng)組長(zhǎng)9油藏主要是通過(guò)“油源”斷裂、“相-壓”耦合選擇性成藏，并未得到油氣飽和充注，因此，根據(jù)以上四種方法討論紅河油田長(zhǎng)9儲(chǔ)層含油性及原始含油飽和度分布情況，認(rèn)為長(zhǎng)9油層原始含油飽和度為15%～55%，峰值為25%～45%，平均值32.7%，中值33.0%（圖6）。

圖6 長(zhǎng)9儲(chǔ)層原始含油飽和度分布

4 結(jié)論

紅河油田長(zhǎng)9儲(chǔ)層通過(guò)長(zhǎng)7烴源巖的“源”斷裂方式充注成藏，綜合化驗(yàn)分析與核磁測(cè)井解釋長(zhǎng)9儲(chǔ)層可動(dòng)水飽和度及生產(chǎn)產(chǎn)水情況，認(rèn)為紅河油田長(zhǎng)9油藏含油飽和度主要為25%～45%。

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