張明學(xué)， 李金寶， 王志勇

(東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院， 黑龍江 大慶 163318)

0 引 言

永樂(lè)油田位于松遼盆地中央坳陷區(qū)，跨越大慶長(zhǎng)垣和三肇凹陷兩個(gè)二級(jí)構(gòu)造帶，斜坡呈“峰形”[1-2]。由于巖性、微構(gòu)造及斷層等因素的控制，油水關(guān)系復(fù)雜，許多區(qū)塊都出現(xiàn)構(gòu)造高部位含水的現(xiàn)象。葡49區(qū)塊在永樂(lè)向斜的西側(cè)斜坡上，由東向西構(gòu)造位置逐漸抬高，屬于中孔中—低滲油層。葡萄花油層屬于下白堊統(tǒng)姚家組一段的下部地層，頂界為一套紫紅色、灰綠色泥巖，是盆地標(biāo)志層[3]。底界以塊狀綠色泥巖與青山口組頂部接觸。

葡49區(qū)塊儲(chǔ)層沉積三角洲前緣呈扇形向南、東在三肇地區(qū)散開(kāi)展布，平均地層沉積厚度在46.0 m左右[4]。葡49區(qū)塊位于永樂(lè)油田西側(cè)，儲(chǔ)層類(lèi)型主要為水下分流河道、前緣席狀砂。層序劃分在縱向上可分上、中、下3個(gè)砂巖組，并進(jìn)一步劃分11個(gè)小層。葡I1～5號(hào)層為上砂巖組，葡I6～9號(hào)層為中砂巖組，葡I10～11號(hào)層為下砂巖組[5]。筆者著重研究葡49區(qū)塊葡萄花油層的成藏機(jī)理，弄清油水分布特征及規(guī)律，并進(jìn)一步剖析構(gòu)造高部位含水的原因，提高油田產(chǎn)量[6-9]。

1 成藏條件

1.1 生、儲(chǔ)、蓋條件

研究區(qū)油源主要來(lái)自齊家—古龍凹陷，青一段源巖為區(qū)內(nèi)最重要的源巖[10]。從生油、排油和有效排烴范圍來(lái)看，葡南地區(qū)西部在有效排烴范圍之內(nèi)，區(qū)內(nèi)成藏有利，為油氣聚集的有利區(qū)，對(duì)于油氣藏的形成，青山口烴源層提供了豐富、優(yōu)質(zhì)的資源基礎(chǔ)。

沉積儲(chǔ)集體為多種類(lèi)型圈閉的形成提供了良好的條件。沉積相帶具有繞湖相呈環(huán)狀展布的特點(diǎn)，沉積相帶從宏觀上控制了儲(chǔ)層分布格局，砂體空間分布特征決定了油藏類(lèi)型和資源分布。以平行盆地長(zhǎng)軸方向的西北部沉積體系最為發(fā)育，控制了研究區(qū)葡萄花油層儲(chǔ)層發(fā)育。

目前研究區(qū)已發(fā)現(xiàn)的葡萄花油層含油井絕大多數(shù)都集中在有利生油區(qū)的三角洲外前緣相。三角洲外前緣相砂體利于油氣的聚集，尤其是主體砂砂體較發(fā)育、儲(chǔ)集層發(fā)育且物性好，并楔入生油層中，在其前緣生油層又是蓋層，可形成良好的生儲(chǔ)蓋組合[11]。通過(guò)沉積相研究，西北部、北部近物源區(qū)，多為分支河道發(fā)育區(qū)，砂巖呈片狀南北向展布，南部以大面積席狀砂發(fā)育為主，砂體呈零星狀發(fā)育，含油面積區(qū)域絕大部分與砂壩和席狀砂微相重疊。油氣主要聚集在分支河道及席狀砂中，同時(shí)相同成因砂體在不同地區(qū)含油程度不同。

根據(jù)巖心分析結(jié)果，儲(chǔ)層包括粉砂巖、熒光粉砂巖等多種巖性，并以粉砂巖居多，占39.4%。應(yīng)用12口井885塊巖心分析資料，儲(chǔ)層巖性分析統(tǒng)計(jì)如圖1所示，儲(chǔ)層孔隙度φ和滲透率k如圖2所示。

圖1 巖性分析統(tǒng)計(jì)Fig. 1 Statistical of lithology analysis

圖2 儲(chǔ)層物性統(tǒng)計(jì)Fig. 2 Statistics of reservoir physical properties

葡萄花油層孔隙度主要分布在10%～20%之間，平均14.8%，葡萄花油層含油層屬于中—低孔、中—低滲儲(chǔ)層。

葡萄花油層產(chǎn)狀總厚度18.47 m，含油產(chǎn)狀以油浸為主，油浸10.79 m，占產(chǎn)狀總厚度的58.42%，油斑6.41 m，占產(chǎn)狀總厚度的34.70%，油跡1.27 m，占產(chǎn)狀總厚度的6.88%。

1.2 油氣輸導(dǎo)體系

研究區(qū)油氣疏導(dǎo)通道主要為油源斷層和砂體。油源斷層具備3個(gè)條件：①青一段大量排烴時(shí)期主要為明水組末時(shí)期，該時(shí)期活動(dòng)的斷層很有可能是油源斷層；②具有溝通源巖能力的斷層，在有效生排烴范圍內(nèi)斷層很有可能是油源斷層；③主要生排烴時(shí)期斷層垂向?yàn)橛驮磾鄬印?/p>

研究區(qū)為一單斜構(gòu)造，葡186-148井區(qū)是單斜構(gòu)造下的地壘斷塊，如圖3所示，葡186-148構(gòu)造在EW向由一反向斷層和3條順向斷層圍限而成，3條順向斷層為油源斷層，反向斷層為后期活動(dòng)的調(diào)節(jié)斷層。

圖3 葡186-148井區(qū)葡萄花油層地震剖面Fig. 3 Seismic profile of Putaohua oil layer in well block Pu186-148

2 油水分布與規(guī)律

2.1 油水分布特征

綜合測(cè)井解釋結(jié)果和試油解釋結(jié)果，研究區(qū)含油情況垂向上油水分布是以含油、含水油同層和水層為主。葡萄花油層下部單元含油性好于上部單元，具有同一口井含油差異大，相鄰單元含油性繼承性差的特點(diǎn)。

油氣橫向分布具有“以空間換取時(shí)間”的特點(diǎn)，油氣被優(yōu)先通道攔截，在有限油源條件下，斷層下降盤(pán)優(yōu)先成藏。沿?cái)嗔炎呦蚍较驕贤ㄔ磶r能力不同，單一斷裂疏導(dǎo)油氣部位具有分段性，只有直接與源巖溝通斷裂部位試油井多為高產(chǎn)油層或同層，遠(yuǎn)離油源斷層區(qū)或邊部油水復(fù)雜，試油結(jié)論多見(jiàn)水層。

2.2 油水規(guī)律認(rèn)識(shí)

研究區(qū)油水分布規(guī)律主要有以下3種認(rèn)識(shí)。

認(rèn)識(shí)1：葡186-148井區(qū)下部是油氣潛力重點(diǎn)層。結(jié)合單井綜合圖和砂體對(duì)比圖來(lái)看(圖4、5)，下部砂巖厚度較上部砂巖厚度發(fā)育，油氣是PI7、PI9、PI10小層的砂巖厚度平均大于其他小層，砂巖多以塊狀為主，測(cè)井曲線(xiàn)呈現(xiàn)低伽馬、高電阻測(cè)井響應(yīng)特征。井與井之間砂體連通性較好。以葡186-斜150井為例，測(cè)井解釋顯示下部含油條件好于上部，即下部以油層、油水同層為主，上部則是油水同層和水層，為“下油上水”。儲(chǔ)層相對(duì)較薄，砂體連井對(duì)比同樣具有該特征。因此，總體看來(lái)，葡186-148井區(qū)下部含油好于上部，下部是油氣潛力的重點(diǎn)層。

圖4 葡186-斜150井油水綜合解釋Fig. 4 Comprehensive oil-water interpretation of well Pu186-xie150

圖5 葡182-斜150-葡182-斜156井砂巖對(duì)比Fig. 5 Sandstone comparison of well Pu 182-xie 150-Pu 182-xie 156

認(rèn)識(shí)2：供烴不足是葡186-148井區(qū)高含水的關(guān)鍵所在。①受油源斷裂、砂體等匹配關(guān)系制約，油氣被優(yōu)先通道攔截，斷層下降盤(pán)優(yōu)先成藏；②葡186-148井區(qū)為多向供烴通道，鄰近斷層含油富集；③沿?cái)鄬酉驏|側(cè)同一套砂層，含水率逐漸上升，表明油源供給有限。

認(rèn)識(shí)3：斷層與砂體小角度相交，具有局部構(gòu)造控界、單砂控層的特點(diǎn)。單一圈閉內(nèi)，油水分布具有“局部構(gòu)造控界，砂體控層”的聚集特征[12]。即油水平面分布邊界受局部構(gòu)造邊界和砂體邊界控制，砂體的垂向發(fā)育特征控制了油水的垂向分布層位。作為研究區(qū)主要儲(chǔ)層類(lèi)型的非主體砂具有側(cè)變性，砂體兩側(cè)巖性尖滅，上、下部層間被席間泥巖局部封蓋，油氣只能在窄帶狀砂體內(nèi)向局部構(gòu)造的高部運(yùn)移，上傾方向遇到有效遮擋(巖性尖滅、局部構(gòu)造高點(diǎn)和斷層遮擋等)即聚集成藏。

綜合上述分析認(rèn)為，葡186-148井區(qū)油氣運(yùn)移屬于烴外油氣側(cè)向沿?cái)鄬釉诘筒课粌?yōu)先聚集成藏模式。

3 高部位含水分析

在葡186-148地壘周?chē)鷧^(qū)域，構(gòu)造低部位試油結(jié)論均為工業(yè)油層或高產(chǎn)工業(yè)油層，即地壘斷塊四周含油條件好。在葡186-148地壘塊內(nèi)，則是高部位的葡186-148井，試油結(jié)論為日產(chǎn)25.89 t，而地壘塊內(nèi)構(gòu)造低部位卻呈現(xiàn)出高含水，在該斷塊投產(chǎn)的開(kāi)發(fā)井中，初期投產(chǎn)采出液含水率超過(guò)90%的超過(guò)10口井(圖6)，呈現(xiàn)出高部位高產(chǎn)水的現(xiàn)象。

圖6 葡186-148井區(qū)試油分布Fig. 6 Distribution of oil testing in well block Pu186-148

針對(duì)高部位高產(chǎn)水的現(xiàn)象，分析其原因有3種：

(1)地壘周?chē)陆当P(pán)優(yōu)先成藏。葡186-148地壘周?chē)陆当P(pán)優(yōu)先成藏，斷層下將盤(pán)油氣充注模式如圖7所示。在有限的烴源巖條件下，油氣經(jīng)過(guò)三肇凹陷長(zhǎng)距離運(yùn)移至此，消耗了大量的排烴能量，當(dāng)油氣與油源斷層接觸時(shí)，油氣充注無(wú)選擇性，油氣分布具有“以空間換取時(shí)間”的特點(diǎn)，油氣被優(yōu)先通道攔截，即先充注葡186-148地壘周?chē)陆当P(pán)區(qū)域，受油水重力分異影響，構(gòu)造低部位水被油置換出來(lái)。當(dāng)斷層上盤(pán)與下盤(pán)重疊接觸時(shí)，油氣繼續(xù)向兩盤(pán)運(yùn)移，此時(shí)，斷層下盤(pán)與上盤(pán)均含油。但由于有限油源條件，油氣向橫向推進(jìn)運(yùn)移，一些構(gòu)造位置較高的區(qū)域，則油氣未充注。

圖7 斷層下降盤(pán)油氣充注模式Fig. 7 Oil and gas filling mode of fault downcomer

(2)地壘周?chē)聪驍鄬映刹?。?86-148地壘西部反向斷層油氣充注模式如圖8所示。油氣經(jīng)過(guò)三肇凹陷長(zhǎng)距離運(yùn)移至構(gòu)造高部位，油氣運(yùn)移進(jìn)入孔隙中，將孔隙中的水排除，油必須依靠浮力克服孔隙喉道的毛細(xì)管阻力，沿?cái)鄬舆\(yùn)聚成藏。由于晚期構(gòu)造反轉(zhuǎn)擠壓作用，形成反向斷層，受斷層遮擋與微構(gòu)造雙重作用，反向斷層兩側(cè)均含油，這就是葡186-148地壘高部位含油的主要原因。

圖8 反向斷層油氣充注模式Fig. 8 Reverse fault oil and gas filling mode

(3)油源斷層不同部位垂直斷距差異是造成同一斷層不同部位葡萄花頂部油水差異的主要原因。由圖9可以看出，位于葡186-148地壘東部的油源斷層自南向北差異較大，按斷層分隔，把該斷層分為3段：北部葡168-154井區(qū)段、中部葡186-148井區(qū)段和南部葡49井區(qū)段。平均而言，葡186-148段斷層的垂直斷距較大，而南部的葡49井區(qū)、北部的葡168-154井區(qū)段垂直斷距較小，其斷層上下盤(pán)落差小，相比葡186-148井區(qū)而言，處于構(gòu)造低部位，如圖10所示，油優(yōu)先進(jìn)入該區(qū)域，縱向上斷層兩盤(pán)含油相對(duì)較好，尤其是在葡49井與葡168-154井區(qū)葡萄花油層頂部以含油為主，如圖11所示，而葡186-148井區(qū)表現(xiàn)為高部位產(chǎn)水。

圖9 葡186-148地壘東部的油源斷層垂直斷距和水平斷距統(tǒng)計(jì)Fig. 9 Vertical and horizontal fault distances of oil source faults in east of Pu186-148 horst

4 結(jié) 論

(1)油氣分布具有“以空間換取時(shí)間”的特點(diǎn)，油氣被優(yōu)先通道攔截，在有限油源條件下，斷層下降盤(pán)優(yōu)先成藏，導(dǎo)致高部位含水。

(2)葡186-148地壘塊反向斷層后期調(diào)節(jié)作用，受斷層遮擋與微構(gòu)造雙重作用，反向斷層兩側(cè)均含油。

(3)地壘周?chē)陆当P(pán)優(yōu)先成藏、地壘周?chē)聪驍鄬映刹匾约坝驮磾鄬硬煌课淮怪睌嗑嗖町愂茄芯繀^(qū)高部位含水的主要原因。該研究可為下一步油田的勘探開(kāi)發(fā)提供指導(dǎo)及借鑒。