劉超威，陳世加，姚宜同，黃囿霖，張瀟文

（西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610500）

鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)長2油藏低含油飽和度成因

劉超威，陳世加，姚宜同，黃囿霖，張瀟文

（西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610500）

在儲層含油飽和度測試資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合油源、油氣成藏動力、儲層物性及含油性分析，明確了鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)長2油藏低含油飽和度的成因機(jī)理。研究表明：研究區(qū)長2儲層遠(yuǎn)離下部長7烴源巖生烴中心，油源不足是姬塬地區(qū)長2油藏含油飽和度低的根本原因；由于長2油藏構(gòu)造幅度低，油氣運(yùn)移的動力較小，而且長2儲層中束縛水飽和度較高，油氣難以驅(qū)替，從而使得長2油藏含油飽和度低；此外，長2儲層較強(qiáng)的非均質(zhì)性，也是長2油藏低含油飽和度的原因。

低含油飽和度；長2油藏；姬塬地區(qū)；鄂爾多斯盆地

0　引言

美國致密油的成功勘探開發(fā)，引發(fā)了國內(nèi)油氣勘探向致密油領(lǐng)域的轉(zhuǎn)變［1］。隨著酸化壓裂技術(shù)的不斷改進(jìn)，鄂爾多斯盆地三疊系延長組低—特低滲油層成為國內(nèi)致密油勘探開發(fā)的重點(diǎn)示范區(qū)［2-3］。姬塬地區(qū)作為鄂爾多斯盆地新的勘探熱點(diǎn)地區(qū)之一，是近年來長慶油田提交規(guī)模儲量較多、開發(fā)效果較好、產(chǎn)量上升幅度較大的油田之一。該區(qū)延長組下組合長8、長6、長4+5等層均發(fā)育大型巖性油藏，呈現(xiàn)多層系復(fù)合含油特征，在近年油田增儲上產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用［4-5］。在延長組下組合的勘探過程中，該區(qū)延長組上部地層長2中也發(fā)現(xiàn)了一些高產(chǎn)油流井，總體呈現(xiàn)油氣顯示井點(diǎn)多、儲層含油飽和度低且普遍低阻的特征，展現(xiàn)出了該區(qū)長2油層良好的勘探、評價(jià)潛力。

前人對鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)長2油層的研究，主要集中在沉積儲層［6-7］與低阻油層的成因及識別方面［8-10］，對油層低飽和度成因機(jī)理卻未進(jìn)行相關(guān)的研究。因此，開展姬塬地區(qū)長2油藏低含油飽和度成因的研究，可為長2油氣勘探提供更有力的地質(zhì)依據(jù)。

1　研究區(qū)地質(zhì)概況

姬塬地區(qū)位于陜西省定邊縣、寧夏回族自治區(qū)鹽池縣及甘肅省環(huán)縣交界處，構(gòu)造位置上橫跨鄂爾多斯盆地伊陜斜坡和天環(huán)坳陷2個(gè)構(gòu)造單元（見圖1）?？碧浆F(xiàn)狀表明，研究區(qū)長2地層平緩，地層傾角一般小于1°，為一低幅度的西傾單斜，局部發(fā)育一系列近東西向的鼻狀隆起［11-12］。

圖1　研究區(qū)位置

2　低飽和度油層成因

2.1低飽和度油層特征

根據(jù)姬塬地區(qū)重點(diǎn)井試油井段含油飽和度參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，該區(qū)重點(diǎn)井長2儲層含油飽和度一般低于30%（見圖2），平均含油飽和度僅為23.1%?？傮w而言，姬塬地區(qū)長2儲層含油飽和度較低，而含水飽和度（可動水）則相對較高，屬于典型的低含油飽和度油藏。

圖2　姬塬地區(qū)長2儲層單井含油、含水飽和度分析

2.2低飽和度油層成因

2.2.1遠(yuǎn)離烴源巖生烴中心

前人研究認(rèn)為，姬塬地區(qū)延長組下組合長4+5、長6、長7、長8及長9地層中均存在具一定生烴能力的泥質(zhì)巖，但長7烴源巖仍為研究區(qū)延長組砂巖儲層的主要供烴源巖層［13］；因此，長7優(yōu)質(zhì)烴源巖生成的油氣，在垂向運(yùn)移至上部長2砂巖儲層聚集成藏過程中，首先要對長7本身的砂巖、長6、長4+5及長3砂巖儲層進(jìn)行充注（見圖3）［14］。

圖3　姬塬地區(qū)油氣運(yùn)移模式

此外，從不同層位砂巖儲層的含油飽和度對比（見圖4）可以看出，自下而上，隨著與長7烴源巖距離的增大，長6、長4+5、長3和長2儲層的含油飽和度逐漸降低。這表明：由于研究區(qū)延長組長2砂巖儲層遠(yuǎn)離長7烴源巖生烴中心，油氣需經(jīng)過長距離運(yùn)移才能到達(dá)長2砂體成藏，同時(shí)長6、長4+5及長3地層中均有一定規(guī)模的砂體發(fā)育，造成進(jìn)入姬塬地區(qū)長2儲層的油氣數(shù)量較少；因此，長2油藏充滿度較低，含油飽和度較低。

圖4　研究區(qū)不同層位儲層含油、含水飽和度對比

2.2.2構(gòu)造幅度低，油水置換不完全

油氣成藏的過程，就是烴源巖生成的油氣驅(qū)替儲集砂體中水的過程；從油氣成藏動力學(xué)的角度來講，一般就是油氣運(yùn)移動力（浮力）克服油氣運(yùn)移阻力（毛細(xì)管壓力）的過程［15］。

式中：Ff為浮力，Pa；ρw，ρo分別為地層水、油的密度，kg/ m3；g為重力加速度，m/s2；Hh為含烴高度，m；pc為毛細(xì)管壓力，Pa；σ為界面張力，N/m；θ為潤濕角，（°）；r為孔喉半徑，m。

從式（1）、式（2）可以看出，含烴高度、油水密度差及孔隙結(jié)構(gòu)控制了油藏中含油飽和度的大小。油水密度差越大、孔隙結(jié)構(gòu)越好（特別是粒度粗）、含烴高度越大，則油氣驅(qū)替力越大，導(dǎo)致含油飽和度高、含水飽和度低；反之，則含油飽和度低、含水飽和度高，并導(dǎo)致油水分異差。

結(jié)合前人研究確定的不同系統(tǒng)中的θ，σ值（見表1），選取θ（Hg）=140°，σ（Hg）=480 mN/m；θow=30°，σow= 30 mN/m。經(jīng)計(jì)算得知，油藏條件下毛細(xì)管壓力pcr與壓汞分析獲得的毛細(xì)管壓力pc（Hg）存在以下關(guān)系：

表1　不同系統(tǒng)中的θ，σ值

將計(jì)算的油氣運(yùn)移最大浮力與姬塬地區(qū)長2油藏毛細(xì)管壓力（見表2）進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)最大浮力僅大于部分樣品的毛細(xì)管壓力。這表明在最大浮力存在的條件下，仍只有部分儲層能被油氣充注，因此研究區(qū)長2砂巖儲層的含油飽和度低。

表2　長2油藏毛細(xì)管壓力計(jì)算

2.2.3束縛水飽和度高

通過對研究區(qū)長2低飽和度油藏的含油砂巖樣品進(jìn)行核磁共振分析，將其中的流體性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)分類。結(jié)果表明：研究區(qū)油藏束縛水飽和度均較高，一般大于20%，高者近50%；束縛水占地層水比例均較高，一般在50%以上，高者可達(dá)到80%以上（見表3）。

石油要進(jìn)入儲層孔隙中成藏，首先要將其先存的孔隙水排出。而以上分析說明，姬塬地區(qū)長2砂巖儲層中束縛水所占比例較高，大量束縛水的存在，使得儲層成藏過程中油氣可進(jìn)入的孔隙空間較少，從而造成研究區(qū)長2油藏的含油飽和度低。

表3　束縛水飽和度分析

2.2.4儲層的非均質(zhì)性

巖心觀察發(fā)現(xiàn)，多口井同一套連續(xù)砂體的含油性均存在差異現(xiàn)象（見圖5）。結(jié)合研究區(qū)長2砂巖儲層特征及油藏成藏動力學(xué)分析，該區(qū)長2砂巖儲層存在一定的非均質(zhì)性。在非均質(zhì)性的作用下，研究區(qū)長2同一套砂巖儲層含油性存在較大的差異，從而使得一套砂巖儲層的含油飽和度綜合解釋結(jié)果較低。

圖5　姬塬地區(qū)儲層巖心

3　結(jié)論

1）姬塬區(qū)長2砂巖儲層遠(yuǎn)離下部長7生烴源巖，長7烴源巖生成的油氣首先進(jìn)入長6、長4+5及長3儲層，運(yùn)移到長2砂巖儲層的油氣不充足，是長2油藏含油飽和度低的根本原因。

2）研究區(qū)構(gòu)造幅度低，油氣運(yùn)移動力（浮力）較小；因此，對于研究區(qū)“中孔低滲”的長2儲層，毛細(xì)管壓力較大，浮力克服運(yùn)移阻力的難度大，生成的油氣不能把低滲透儲層中的水完全置換出來。此外，研究區(qū)砂巖儲層束縛水飽和度較高，生成的油氣難以驅(qū)替，儲層可供油氣進(jìn)入的孔隙空間較少，造成油藏含油飽和度低。

3）在儲層非均質(zhì)性的影響下，同一套砂體含油性存在差異，物性好的砂巖含油飽和度高，物性較差的砂巖含油飽和度低或者不含油，因此整段解釋會使儲層含油飽和度降低。

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（編輯趙衛(wèi)紅）

Causes of low oil saturation for Chang 2 reservoir in Jiyuan Area of Ordos Basin

Liu Chaowei，Chen Shijia，Yao Yitong，Huang Youlin，Zhang Xiaowen
（School of Geoscience and Technology，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China）

Based on the test data of oil saturation and in combination with the analysis of source rock，hydrocarbon accumulation dynamics，physical properties and oiliness of reservoir，this paper studies the formation mechanism of low oil saturation for Chang 2 reservoir in Jiyuan Area of Ordos Basin.The results show that Chang 2 reservoir is far from oil generation center and the lack of hydrocarbon source is the underlying causes of low oil saturation.Because the structure amplitude is low，the motivating force of migration is small，the irreducible water content is high and it is difficult to be displaced for oil and gas，the oil saturation of Chang 2 reservoir is low.Furthermore，the strong heterogeneity is the reason resulting in low oil saturation.

low oil saturation；Chang 2 reservoir；Jiyuan Area；Ordos Basin

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）項(xiàng)目“中國陸相致密油（頁巖油）形成機(jī)理與富集規(guī)律基礎(chǔ)研究”（2014CB239005）

TE132.2

A

10.6056/dkyqt201503008

2014-12-14；改回日期：2015-03-17。

劉超威，男，1990年生，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)橹旅苡蜌獬刹丶坝蜌獾厍蚧瘜W(xué)。E-mail：lcwdzkt2007@163.com。

引用格式：劉超威，陳世加，姚宜同，等.鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)2油藏低含油飽和度成因［J］.斷塊油氣田，2015，22（3）：305-308. Liu Chaowei，Chen Shijia，Yao Yitong，et al.Causes of low oil saturation for Chang 2 reservoir in Jiyuan Area of Ordos Basin［J］.Fault-Block Oil &Gas Field，2015，22（3）：305-308.