華慶油田長8油藏儲(chǔ)集條件及其對(duì)成藏的影響

陳海兵，趙 馳，杜 坤，嚴(yán)巧丹，韓雪亮，王藝穎

（長慶油田分公司第十采油廠，甘肅慶陽 745100）

1 概述

華慶油田位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡西南部，三疊系延長組長8層發(fā)育一套河湖相三角洲前緣砂體沉積。受特殊的古沉積環(huán)境和沉積砂體條件影響，華慶油田長8油藏油水分布復(fù)雜，往往高阻水層和低阻油層并存出現(xiàn)[1-3]，對(duì)該區(qū)儲(chǔ)層含油性的識(shí)別造成了一定的困難。筆者在深入研究該區(qū)長8油藏沉積環(huán)境和儲(chǔ)層特征的基礎(chǔ)上，分析了儲(chǔ)集條件在油藏成藏過程中的影響和作用，認(rèn)為該區(qū)獨(dú)特的儲(chǔ)集條件是造成華慶油田長8油藏富集和復(fù)雜油水關(guān)系分布的主要原因。

2 儲(chǔ)集條件

2.1 沉積特征

華慶油田位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡西南部，三疊紀(jì)長8期，華慶地區(qū)臨近湖盆中心位置，來自東北、西南兩大物源在此交匯沉積[4]，形成多條近南北向的三角洲前緣砂帶沉積。平面上，數(shù)條近南北向水下分流河道和分流間灣泥巖交互出現(xiàn)；剖面上，多期水下分流河道砂體疊置出現(xiàn)，形成多個(gè)底粗頂細(xì)的韻律組合。地質(zhì)剖面和巖芯觀察可見，華慶油田三疊系長8層砂巖主體砂帶大型槽狀層理、板狀層理以及平行層理發(fā)育，在主體砂帶側(cè)翼粉砂巖、泥巖剖面可見波紋層理、小型交錯(cuò)層理及脈狀層理。

由于三疊紀(jì)長8期鄂爾多斯盆地湖盆較淺，入湖河流受重力影響有限，在水流慣性力的作用下，攜帶大量沉積物的水流不斷向湖盆中心延伸推進(jìn)，直至將攜帶的載荷推進(jìn)到河口以外的湖區(qū)沉積，在河口區(qū)域很難形成沉積砂體，因此該區(qū)沉積體系主要為三角洲前緣水下分流河道體，而較缺乏河口壩沉積。同時(shí)，由于湖盆平緩，以垮塌為主的重力流作用在該區(qū)不甚出現(xiàn)，故該區(qū)重力流垮塌沉積砂體亦不發(fā)育。

2.2 巖礦特征

華慶油田長8 油藏儲(chǔ)層巖性以長石巖屑砂巖和巖屑長石砂巖為主，夾雜少量的長石砂巖。粒度主要為中細(xì)砂巖，以及少量的粉砂巖，粒徑主要分布在0.065～0.20mm 之間。通過對(duì)研究區(qū)10 口井長8 巖石薄片分析數(shù)據(jù)可以看出，該區(qū)石英含量26.5%～37%，平均為30.25%；長石含量23.6%～33%，平均為31.7%,巖屑含量8.8%～17.7%，平均為15.6%（表1）。碎屑顆粒結(jié)構(gòu)成熟度較好，砂巖膠結(jié)以薄膜—孔隙式膠結(jié)為主。填隙物組分多見綠泥石薄膜、綠泥石、鐵方解石、水云母孔隙充填，其次為硅質(zhì)和高嶺石充填，此外還有少量黃鐵礦、鐵白云石、菱鐵礦。其中，綠泥石薄膜相對(duì)含量為54%，絕對(duì)含量為4.40%，厚度6～14μm。

表1 華慶油田長8儲(chǔ)層巖石組分含量表

2.3 孔滲特征

從華慶油田巖芯鏡下鑒定、物性統(tǒng)計(jì)資料分析可知，三疊系長8 儲(chǔ)層平均孔隙度、平均滲透率分別為10.02%、0.58×10-3μm2，是典型的低孔低滲儲(chǔ)層。

長8 儲(chǔ)層孔隙類型有溶蝕孔、粒間孔、微小孔以及微裂隙，但多為粒間孔和溶蝕孔，粒間孔對(duì)面孔率的貢獻(xiàn)率為57.81%，次生溶孔貢獻(xiàn)率35.75%，這兩種類型孔隙很大程度決定了儲(chǔ)層的儲(chǔ)集能力。

粒間孔邊緣呈齒化或多邊形,孔隙半徑分布在15～100μm。溶蝕孔大多為次生長石溶孔,巖屑溶孔較少,易溶顆粒多以粒緣溶蝕與表面溶蝕為主,也可見極少量的鑄膜溶孔，粒間孔與粒緣溶孔組合孔隙半徑大,分布在20～110μm,最高可達(dá)120μm以上。

長8 儲(chǔ)層喉道類型以中、細(xì)喉為主，含少量粗喉和微喉，喉道半徑集中在0.10～1.75μm。管束狀喉道主要分布在伊利石、高嶺石膠結(jié)及巖屑溶蝕處,喉道半徑一般小于0.3μm，點(diǎn)狀與縮徑狀喉道也有少量發(fā)育,甚至存在部分“H”型盲孔，半徑一般大于0.5μm。

華慶油田長8儲(chǔ)層電鏡資料顯示，填隙物充填對(duì)儲(chǔ)層孔隙性有較大影響。綠泥石以填隙物形式充填孔隙或以孔隙襯邊方式粘土膜賦存（圖1），導(dǎo)致儲(chǔ)層孔隙度減小。同時(shí)，喉道也會(huì)因綠泥石存在而堵塞或減小，影響儲(chǔ)層的滲透性。碳酸鹽（主要是鐵方解石）在成巖早期對(duì)于增加儲(chǔ)層的抗壓能力具有積極的作用，而后期不同期次的碳酸鹽膠結(jié)物占據(jù)了砂巖中存在的孔隙，也會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)層的滲透性降低。

圖1 華慶油田長8儲(chǔ)層綠泥石薄膜鏡下分布特征圖

2.4 地層水特征

地層水是油藏邊底水、層間水和束縛水的總稱。由于與巖石和原油直接接觸，地層水類型一定程度反映了儲(chǔ)層的古沉積環(huán)境特點(diǎn)。根據(jù)地層水分析資料，華慶油田長8 段儲(chǔ)層地層水礦化度主要分布于32.0～43.0g/L，平均為39.6g/L，屬氯化鈣水型，代表了儲(chǔ)層沉積環(huán)境較為封閉，油氣聚集和保存良好。華慶油田長8段儲(chǔ)層地層水礦化度在鄂爾多斯盆地同類油層中屬于較低類型。由于電解質(zhì)的濃度小，導(dǎo)電性能不高，在測(cè)井電阻率曲線上顯示為高值，影響儲(chǔ)層含油性的判斷。

2.5 電性特征

油田上一般采用裸眼井電測(cè)技術(shù)來探測(cè)儲(chǔ)層巖性、物性和含油性特征，電性特征就是儲(chǔ)層條件在測(cè)井曲線上的直觀反映。在測(cè)井曲線上，華慶油田長8段儲(chǔ)層表現(xiàn)為自然伽馬低值，自然電位負(fù)異常，微電極曲線分開，聲波時(shí)差曲線低值，而電阻率曲線因儲(chǔ)層物性、地層水及含油性不同而變化。

研究發(fā)現(xiàn)，華慶油田長8儲(chǔ)層由于具有較高的填隙物含量和較細(xì)的砂巖粒度，導(dǎo)致巖石中先期存在的瀝青質(zhì)與孔隙壁上的綠泥石膜形成瀝青質(zhì)油膜，降低了儲(chǔ)層的導(dǎo)電性能，增大了儲(chǔ)層電阻率，在測(cè)井電阻率曲線上一般顯示為高值，形成高電阻率水層。

同時(shí)由于地層水礦化度較低，電解質(zhì)的濃度小，導(dǎo)電性能不高，在測(cè)井電阻率曲線上顯示為高值，也會(huì)形成高阻水層。

高阻水層的出現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)層含油性評(píng)價(jià)造成一定影響。華慶油田長8儲(chǔ)層地層水礦化度較低，孔隙殘留瀝青質(zhì)油膜導(dǎo)致了該區(qū)低阻油層和高阻水層的出現(xiàn)，因此從電阻率變化判斷儲(chǔ)層含油性時(shí)，必須剔除影響電阻率升高的此類非含油性因素。

通過該區(qū)143口井電阻率曲線和含油性關(guān)系研究，由于瀝青質(zhì)油膜或地層水影響使儲(chǔ)層電阻率升高時(shí)，電阻率曲線形態(tài)出現(xiàn)“凹形”，錄井顯示為油跡或無錄井顯示；當(dāng)儲(chǔ)層含油性較好，電阻率形態(tài)表現(xiàn)“凸形”，錄井顯示為油斑及以上。

3 儲(chǔ)集條件對(duì)成藏的影響

華慶油田三疊系長8 層獨(dú)特的儲(chǔ)集條件決定了該區(qū)長8油藏在區(qū)域上的分布。該區(qū)三角洲前緣分流河道沉積相巖石顆粒組分成熟度高、粒度中等，對(duì)該區(qū)儲(chǔ)層物性的控制作用明顯，成為該區(qū)的主要儲(chǔ)層。長8儲(chǔ)層巖石粒間孔和溶蝕孔分布廣泛，其結(jié)構(gòu)造就了原油的微觀分布；而巖礦較高的的組分及結(jié)構(gòu)成熟度對(duì)于儲(chǔ)層滲透性具有良好的正向促進(jìn)作用；長7烴源巖、長8 層分流河道以及間互發(fā)育的多期分流間灣泥巖構(gòu)成的生儲(chǔ)蓋組合為長8層原油的富集提供了優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)存環(huán)境。

3.1 分流河道是油藏主要的儲(chǔ)存空間

根據(jù)油源分析資料，鄂爾多斯盆地長7層是長8層主要的生油層，長7層優(yōu)質(zhì)烴源巖是長8層主要的石油來源。在生排烴過程中，長7層烴源巖產(chǎn)生的升壓效應(yīng)出現(xiàn)超壓，迫使油氣可以向低勢(shì)能方向運(yùn)逸。由于與長8 層位于長7 層下部，具有得天獨(dú)厚的運(yùn)移方向優(yōu)勢(shì)，近南北向發(fā)育的三角洲前緣分流河道為油氣聚體提供了主要的儲(chǔ)集空間。

該區(qū)發(fā)育三條近南北向砂帶，平均砂體寬度3.8km，平均砂厚14.3m,主體帶分流河道范圍與含油有利區(qū)匹配良好，平均油層厚達(dá)11.1m。

3.2 儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)造就了原油的微觀空間分布

華慶油田長8 層儲(chǔ)層孔隙類型以粒間孔和溶蝕孔為主。根據(jù)鏡下觀察，原油在粒間孔隙賦存狀態(tài)主要以薄膜狀分布于孔隙邊緣、或與填隙物伴生于粒間孔隙中，填隙物多為未充填到半充填在孔隙中。原油在溶蝕孔中分布，一般沒有填隙物混入，偶爾可見有少量黃鐵礦。

通過熒光顯微鏡可以發(fā)現(xiàn)，同一含油薄片中不同地方熒光顏色不同，有的呈橙色、褐色，有的呈黃色，這反映了原油在儲(chǔ)層砂巖微觀結(jié)構(gòu)中的分布具有不均性。橙褐色或褐色熒光，一般為膠質(zhì)瀝青或?yàn)r青質(zhì)瀝青，橙黃色或淡黃色一般為油質(zhì)瀝青。出現(xiàn)這種不同主要是低成熟原油中重質(zhì)組分（瀝青質(zhì)瀝青或膠質(zhì)瀝青）分子結(jié)構(gòu)大，活動(dòng)能力弱，不能運(yùn)移到微孔中，而輕質(zhì)組分（油質(zhì)瀝青）分子結(jié)構(gòu)小，活動(dòng)能力強(qiáng)，可以滲透到較小的微孔。

3.3 巖礦組分及結(jié)構(gòu)成熟度影響著儲(chǔ)層的滲透性

巖礦組分及結(jié)構(gòu)成熟度是儲(chǔ)層的格架基礎(chǔ)，對(duì)儲(chǔ)層滲透性影響較大。巖礦組分及結(jié)構(gòu)成熟度越高，儲(chǔ)層滲透性越好。石英含量越高，儲(chǔ)層滲透率越好，巖屑含量越低，儲(chǔ)層滲透率越好，巖屑中粒砂巖儲(chǔ)層物性明顯好于細(xì)粒砂巖。研究發(fā)現(xiàn)，該區(qū)長8儲(chǔ)層砂巖以中粒砂巖為主，石英含量高，而巖屑含量低。砂巖平均粒徑與石英含量有較好的正向相關(guān)性，而與巖屑含量呈負(fù)向相關(guān)性，反映了巖石顆粒越粗，巖礦組分及結(jié)構(gòu)成熟度越高，儲(chǔ)層物性越好。

巖石次生溶蝕孔隙和巖石原始沉積時(shí)的結(jié)構(gòu)成熟度關(guān)系密切。鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，華慶油田長8儲(chǔ)層砂巖溶蝕孔均發(fā)育在細(xì)砂以上級(jí)別的巖性，與巖石粒度呈正相關(guān)性，砂巖粒度的大小影響著次生溶孔的分布頻率。中粗砂巖次生溶蝕孔最發(fā)育，占面孔率可達(dá)12%～16%；細(xì)砂次之，可達(dá)6%～11%；粉砂粒級(jí)以下的巖石不發(fā)育次生孔隙或者很少發(fā)育。受巖石顆粒分選磨圓度的控制，分選好的中粗砂巖次生孔隙最發(fā)育。

3.4 良好的生儲(chǔ)蓋組合決定了原油的區(qū)域富集

原油能否在地層聚集成藏，很大程度取決于生、儲(chǔ)、蓋組合在地層中的合理匹配。長7層優(yōu)質(zhì)烴源巖為長8層提供了充足的油源供應(yīng)基礎(chǔ)，長8層孔滲性俱佳的三角洲前緣分流河道為油氣聚體提供了優(yōu)良的儲(chǔ)集空間。而上覆長7 烴源巖與長8 層間互發(fā)育的分流間灣泥巖為油藏的保存提供了良好的圈閉條件。當(dāng)油氣由長7段進(jìn)長8層三角洲前緣分流河道砂體時(shí)，由于分流河道形態(tài)地貌上是由高向低，只要砂體根部下凹或端部抬升多層砂體形成上傾尖滅，便會(huì)使油氣沿砂體主體帶聚集成藏。由于在長7段生排烴后，鄂爾多斯盆地未再發(fā)生大規(guī)模的斷裂構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，地殼運(yùn)動(dòng)主要以小微升降為主，對(duì)油藏的破壞有限，因此在長7烴源巖生排烴以前形成的油藏不會(huì)受到大的影響。

4 結(jié)論

（1）華慶油田長8 儲(chǔ)層粒間孔和溶蝕孔發(fā)育，為典型的低孔低滲儲(chǔ)層；低地層水礦化度和孔隙殘留瀝青質(zhì)油膜共同作用導(dǎo)致了該區(qū)低阻油層和高阻水層的出現(xiàn)。

（2）華慶油田三疊系長8儲(chǔ)層三角洲前緣分流河道沉積、粒間孔和溶蝕孔孔隙類型、較高的巖礦組分和結(jié)構(gòu)成熟度以及良好的空間生儲(chǔ)蓋組合決定了長8油藏在宏觀和微觀空間的分布。