劉 璽，楊興利，張珊珊，張道亮，薛金泉

(1. 延長油田股份有限公司 勘探開發(fā)技術(shù)研究中心，陜西 延安716000；2. 延長油田股份有限公司 志丹采油廠，陜西 延安717500)

0 引言

任山—楊圪嶗區(qū)位于鄂爾多斯盆地中部志丹油田西部，緊鄰油源中心，充足的油源供給、有利的運(yùn)移通道[1-2]，使得該區(qū)長2油層具備富集成藏的條件。研究區(qū)受構(gòu)造作用地層剝蝕、沉積作用、成巖作用等因素影響，儲(chǔ)層地質(zhì)特征、油藏油水特征復(fù)雜，油層呈低電阻率特征。研究認(rèn)為該區(qū)域長2油層能否富集成藏受縱向遠(yuǎn)源運(yùn)移、有利沉積相帶及局部微弱構(gòu)造控制因素、有效泥巖蓋層等多重因素作用控制[3-5]。研究區(qū)長2油藏呈典型的非常規(guī)低電阻率特征，綜合研究區(qū)長2低阻油藏地質(zhì)研究、儲(chǔ)層特征研究及油藏特征研究，結(jié)合巖石物理實(shí)驗(yàn)成果分析，認(rèn)為任山—楊圪嶗區(qū)長2油藏低阻成因受低幅度鼻狀構(gòu)造、沉積因素以及成巖作用3種控制因素約束[6-9]。

1 長2低阻油藏成藏地質(zhì)特征

鄂爾多斯盆地任山—楊圪嶗長2油層電阻率呈非常規(guī)低阻特征，其油層電阻率與水層相當(dāng)，約為5～9 Ω·m，按照純砂巖解釋模型，定性為水層或含油水層。隨著研究區(qū)及延長油田其他探區(qū)近年來長2低阻油藏的深入勘探和開發(fā)實(shí)踐，在此類油藏大量獲得高產(chǎn)工業(yè)油流，顯示了巨大的增儲(chǔ)上產(chǎn)潛力，但長2低電阻率油藏在電性特征方面的低對(duì)比性使得認(rèn)識(shí)其低阻油藏成因及識(shí)別方法成為研究難點(diǎn)。

對(duì)研究區(qū)油藏地質(zhì)特征進(jìn)行分析：1)從源-儲(chǔ)配置關(guān)系方面分析油氣長7張家灘烴源巖運(yùn)移至長2儲(chǔ)集層，長7烴源巖生烴增壓作用為油氣運(yùn)移的重要?jiǎng)恿?，同時(shí)烴源巖經(jīng)過長7、長6、長4+5和長3儲(chǔ)層再縱向遠(yuǎn)距離運(yùn)移至長2成藏，導(dǎo)致長2油藏含油豐度降低[10]；2)鄂爾多斯盆地中-晚三疊系長2期地層抬升剝蝕，長2油層組頂部地層缺失，儲(chǔ)蓋組合及儲(chǔ)層油氣的封存能力是長2油氣成藏不可或缺的重要因素；3)有利沉積相帶形成良好的油氣儲(chǔ)集體，同時(shí)局部微幅度構(gòu)造特征導(dǎo)致儲(chǔ)層油水界面不明顯[11]。

1.1 縱向遠(yuǎn)源運(yùn)移

任山—楊圪嶗區(qū)地理位置緊鄰鄂爾多斯盆地生烴中心，如圖1所示。長7油頁巖有機(jī)碳含量為2%～14%，高有機(jī)質(zhì)豐度為上覆地層三疊系延長組晚期長2油層組提供油源供給[12]。

通過研究資料和研究區(qū)巖心分析及地質(zhì)研究，認(rèn)為研究區(qū)油氣縱向運(yùn)移通道有3類：

一是基于巖心觀察分析縱向及高角度微裂縫對(duì)長2油氣成藏發(fā)揮一定作用，如圖2所示。

二是基于研究區(qū)地層特征分析，長6—長2砂體縱向疊置及長2儲(chǔ)層分流河道沉積體系構(gòu)成的儲(chǔ)滲砂體是油氣縱向運(yùn)移成藏的重要通道，如圖3所示。

圖3 長2地層砂體縱向疊置剖面圖Fig.3 Longitudinal superimposed section of Chang2 formation sand body

三是晚三疊世末期印支運(yùn)動(dòng)盆造成延長組長1—長2地層遭受剝蝕，個(gè)別區(qū)域剝蝕殆盡，形成的地層不整合接觸面使得長2下覆地層油氣運(yùn)移至長2殘留地層儲(chǔ)存，使得個(gè)別井區(qū)長21、長22殘留地層儲(chǔ)集砂體富集成藏，如圖4所示。

圖4 任山—楊圪嶗地區(qū)YJ147-2井—4247-4井地層剝蝕不整合接觸剖面圖Fig.4 Strata unconformity contact of wells YJ147-2—4247-4 in Renshan-Yanggelao Area

1.2 油氣富集成藏有利區(qū)域

通過測(cè)井相、巖心觀察及粒度分析資料，結(jié)合大量研究資料，綜合判斷研究區(qū)長2屬于三角洲平原亞相，分流河道較為發(fā)育，在河道匯流處砂體疊置厚度可達(dá)到20m以上，孔隙度大于15%，滲透率不低于10 μm2，物性較好，形成良好的儲(chǔ)集層。河道側(cè)翼微相以及分流尖灣微相形成側(cè)向遮擋，阻止油氣進(jìn)一步擴(kuò)散，如圖5所示。

圖5 沉積相變遮擋成藏模式圖Fig.5 Sedimentary phase change shielding accumulation pattern diagram

研究區(qū)整體呈現(xiàn)東高西低西傾單斜構(gòu)造特征，同時(shí)發(fā)育多條鼻狀微構(gòu)造帶，對(duì)長2油氣富集成藏及分布特征起著一定程度的控制作用[17]。研究區(qū)目前高產(chǎn)開發(fā)井位于分流河道砂體發(fā)育及物性較好的區(qū)域，同時(shí)其產(chǎn)量受到鼻狀微構(gòu)造的雙重控制，二者共同構(gòu)成油氣富集成藏的有利區(qū)域[18]，如圖6所示。

圖6 任山—楊圪嶗區(qū)長2主力儲(chǔ)層沉積-構(gòu)造疊合圖Fig.6 Sedimental-tectonic superposition map of Chang2 reservoir in Renshan-Yanggelao Area

1.3 儲(chǔ)蓋組合控制油氣富集

有利的儲(chǔ)蓋組合能夠有效的保存油氣，然而三疊系晚期長1—長2頂部地層剝蝕造成蓋層缺失或變薄以至個(gè)別井區(qū)無法有效保存油氣，油氣逸散導(dǎo)致長2儲(chǔ)層含油氣豐度較低。因此對(duì)于儲(chǔ)蓋組合的分析是判斷能否有效保存油氣的關(guān)鍵，對(duì)研究油氣有利區(qū)分布具有重要的意義。研究區(qū)4247-8井長21段泥巖蓋層保存完整，厚度達(dá)30 m以上，且該井位于含油有利區(qū)，對(duì)該井實(shí)施儲(chǔ)層改造求產(chǎn)，獲得5.8 t/d的高產(chǎn)油流。任山—楊圪嶗地區(qū)長2儲(chǔ)蓋組合特征如圖7所示。

圖7 任山—楊圪嶗地區(qū)長2儲(chǔ)蓋組合特征Fig.7 The characteristics of Chang2 reservoir-cap in Renshan-Yanggelao Area

2 長2低阻油藏成因分析

2.1 遠(yuǎn)源成藏對(duì)電阻率的影響

依據(jù)現(xiàn)有研究區(qū)長2的油氣勘探及試油試采資料分析，部分井分布在構(gòu)造及砂體發(fā)育有利區(qū)，但是試油試采顯示為含油水層或水層，長7張家灘油氣運(yùn)移經(jīng)下覆長6—長3砂巖儲(chǔ)集層并滯留，隨著油氣供給增多，才有潛力進(jìn)一步沿優(yōu)勢(shì)通道運(yùn)移至長2儲(chǔ)層并聚集成藏。研究區(qū)長6、長4+5等油層地質(zhì)研究及開發(fā)實(shí)踐證實(shí)，下部油層普遍發(fā)育較好且開發(fā)潛力較長2油層更好。往往一口井鉆遇長6油藏而長2儲(chǔ)層卻并無油氣顯示，供烴條件限制導(dǎo)致長2儲(chǔ)層油氣充注率低；泥巖蓋層和側(cè)向封堵較薄或缺失造成油氣進(jìn)一步逸散；儲(chǔ)層封閉能力的降低，引起下部地層水向上部地層隨油氣運(yùn)移，含水飽和度較高，同時(shí)引起地層水礦化度較高，是任山—楊圪嶗地區(qū)長2油層呈低阻特征的一項(xiàng)重要地層因素。圖8所示為長2儲(chǔ)層及下覆油層組。

圖8 長2儲(chǔ)層及下覆油層組Fig.8 Chang2 reservoir and overlying oil formation

2.2 地層水礦化度對(duì)電阻率的影響

表1 任山—楊圪嶗長2地層水礦化度參數(shù)Table 1 Salinity parameter of formation water in Chang2 of Renshan-Yanggelao Area

續(xù)表1

2.3 儲(chǔ)層微觀特征分析

分流河道寬度較窄與河道側(cè)翼過渡造成黏土礦物充填長2儲(chǔ)層孔隙造成束縛水含量增加，微弱鼻狀隆起構(gòu)造造成油水分異程度低也是研究區(qū)長2呈低電阻率特征的重要地層內(nèi)部因素。從儲(chǔ)層微觀特征分析，長2低電阻率油層成巖作用以泥質(zhì)膠結(jié)的細(xì)粉砂巖為主要巖性特征，伊利石、高嶺石為主的黏土礦物呈分散狀態(tài)分布于泥質(zhì)砂巖地層，如圖9所示，巖石表面易形成水膜，增強(qiáng)了巖石的親水性和導(dǎo)電性。

圖9 儲(chǔ)層黏土礦物膠結(jié)掃描電鏡Fig.9 Scanning electron microscopy of reservoir clay mineral cementation

圖10 研究區(qū)長2儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)與電阻率參數(shù)關(guān)系圖Fig.10 Relationship between reservoir porosity andresistivity parameters of Chang2 in study area

3 低阻油層識(shí)別方法

3.1 鄰井對(duì)比評(píng)價(jià)法

低電阻率油層的地層電阻率和水層電阻率相當(dāng)，使得油水層的解釋異常困難，可依托關(guān)鍵井和關(guān)鍵層的認(rèn)識(shí)，通過小層橫向?qū)Ρ茸粉?，確定儲(chǔ)層橫向空間展布，定性判斷油氣分布范圍[21]。圖11所示為地層對(duì)比輔助識(shí)別低阻油層實(shí)例。4247-4井長22深感應(yīng)電阻率為7.6 Ω·m，和地層水電阻率相當(dāng)，査層撿漏日產(chǎn)油1.15 t，綜合含水30%并穩(wěn)產(chǎn)，二次解釋為含水油層；通過臨井對(duì)比，低幅高構(gòu)造點(diǎn)試采的4247-7井和4247-8井平均深感應(yīng)電阻率為6.2 Ω·m，均獲得工業(yè)油流，其中4247-7井獲得5.21 t/d、含水42%，4247-8井獲得4.99 t/d、含水40%的高產(chǎn)工業(yè)油流并穩(wěn)產(chǎn)，二次解釋為油水同層。

圖11 研究區(qū)長2層 4247-4井與臨井平面對(duì)比圖Fig.11 Comparison of well 4247-4 and adjacent wells of Chang2 Member in the study area

3.2 自然電位差值法

基于泥質(zhì)砂巖自然電位模型，通過計(jì)算自然電位差值法反映儲(chǔ)層的含油性，這種方法在鄂爾多斯盆地的泥質(zhì)砂巖成因低阻油層中較為常用，識(shí)別效果較好，定義SP′為泥質(zhì)砂巖自然電位，與砂巖模型自然電位SP對(duì)比，ASP為自然電位差值。

當(dāng)為水層時(shí)，Sw=Sxo，ASP=SP-SP′=0，即SP=SP′；當(dāng)為油層時(shí)，Sw

圖12 研究區(qū)長2油層組油水識(shí)別圖(以YJ146-1井為例)Fig.12 Oil & water identification of Chang2 in the study area(YJ146-1)

3.3 可動(dòng)水分析法

圖13所示為長2油層組巖心核磁共振T2譜的頻率分布和累計(jì)分布。借鑒研究區(qū)和鄰區(qū)油藏區(qū)長2低電阻率油層組2塊砂巖巖心核磁共振試驗(yàn)資料，分析地層可動(dòng)流體飽和度，2塊樣品都成不明顯的雙峰態(tài)，主峰的分布各有不同，但主峰位置較明顯，位于T2截止時(shí)間(T2cutoff)的右側(cè)，T2截止時(shí)間(T2cutoff)左側(cè)的存在說明樣品物性較好同時(shí)還發(fā)育細(xì)小孔喉，孔喉大小不均，可動(dòng)流體飽和度為57%～66%。

圖13 長2油層組巖心核磁共振T2譜的頻率分布和累計(jì)分布Fig.13 The NMR T2 spectrum frequency and cumulative distribution of Chang2 reservoir

微孔隙對(duì)應(yīng)的T2cutoff譜作為確定可動(dòng)流體和束縛流體的重要評(píng)價(jià)參數(shù)[22]，對(duì)任山—楊圪嶗區(qū)及其鄰區(qū)長2油層組2塊砂巖巖心樣品進(jìn)行核磁共振實(shí)驗(yàn)分析，獲得儲(chǔ)層束縛水參數(shù)指標(biāo)(見表2)，束縛水含量較高Swi>40%，是造成儲(chǔ)層低電阻率的重要特征。用可動(dòng)水分析法評(píng)價(jià)低阻油層含油性：當(dāng)Sw≈Swi，為油層，不存在可動(dòng)水；當(dāng)Sw>Swi，為油水同層，存在少量可動(dòng)水；當(dāng)Sw?Swi，為水層，存在大量可動(dòng)水。

表2 長2油層組巖心樣品核磁共振實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)表Table 2 The NMR experimental results data of Chang2 reservoir

3.4 交會(huì)圖法

對(duì)于具體的研究區(qū)塊，在特定的地質(zhì)條件下形成儲(chǔ)層低阻特征的因素，綜合各種測(cè)井信息參數(shù)(多信息的有效融合或者賦予測(cè)井信息一地質(zhì)意義)，包括RILD(RT)，ΔGR以及DT(Δφ)等，ΔGR反映巖性特征、泥質(zhì)含量等，DT反映儲(chǔ)層孔隙特征。綜合分析RILD與DT，ΔGR和DT/GR，DT/ΔGR的關(guān)系，RILD與ΔGR呈負(fù)相關(guān)，與DT呈正相關(guān)，建立RILD(RT)與DT/ΔGR能夠更好地劃分偏油同層、偏水同層和(含油)水層。根據(jù)任山—楊圪嶗試油試采數(shù)據(jù)及DT/ΔGR和深感應(yīng)電阻率RILD交會(huì)圖，認(rèn)為DT/ΔGR大于16.2，深感應(yīng)電阻率數(shù)值大于5.7 Ω·m時(shí)為偏油同層。圖14所示為視地層電阻率RILD與儲(chǔ)層特征參數(shù)交會(huì)圖。

圖14 視地層電阻率RILD與儲(chǔ)層特征參數(shù)交會(huì)圖Fig.14 crossplot of apparent formation resistivity RILD and reservoir characteristic parameters

4 結(jié)論

1)任山—楊圪嶗地區(qū)緊鄰鄂爾多斯盆地生烴中心，長7烴源巖供給結(jié)合下伏地層天然微裂縫的發(fā)育為長2成藏創(chuàng)造油源條件和運(yùn)移通道，但受遠(yuǎn)源運(yùn)移成藏動(dòng)力限制、構(gòu)造地質(zhì)活動(dòng)長1—長21頂部地層剝蝕油氣逸散及鼻狀隆起構(gòu)造幅度低等影響，含油飽和度偏低、油水界面不明顯形成低阻油氣藏，平均地層電阻率7.82 Ω·m。

2)基于地質(zhì)成因的低阻油層成因分析及綜合判斷技術(shù)，長2儲(chǔ)層位于水下分流河道或天然堤微相砂體，橫向上砂巖、黏土巖過渡分布，縱向上砂泥巖疊置，形成平面及縱向封堵的同時(shí)，油水系統(tǒng)更加復(fù)雜，儲(chǔ)層高含水，地層水礦化度高達(dá)32 422.9～75 038.1 mg/L。以泥質(zhì)膠結(jié)的細(xì)粉砂巖為主的成巖特征，使長2油層孔隙結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，同時(shí)造成儲(chǔ)層呈親水特征，基于核磁共振T2cutoff譜可動(dòng)和束縛流體參數(shù)評(píng)價(jià)，在Sw≈Swi或當(dāng)Sw>Swi的情況下，儲(chǔ)層分別為油層和油水同層。

3)基于地質(zhì)因素、油藏因素及儲(chǔ)層特征因素全面分析任山—楊圪嶗地區(qū)長2低阻油藏主控因素的基礎(chǔ)上，通過臨井對(duì)比定性分析法、自然電位差值法、核磁共振T2cutoff法和RILD-(DT/ΔGR)交會(huì)圖法等定量分析地層水、泥質(zhì)含量等低電阻率主要干擾因素，研究區(qū)Sw>Swi，解釋為油水同層，通過(DT/ΔGR)擴(kuò)大影響因子，區(qū)分偏油同層與偏水同層及水層。以上4種方法在研究區(qū)長2低電阻率油層識(shí)別評(píng)價(jià)方面得到較好的應(yīng)用。