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。研究認為該區(qū)域長2油層能否富集成藏受縱向遠源運移、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、儲層特征研究及油藏特征研究，結(jié)合巖石物理實驗成果分析，認為任山—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，顯示了巨大的增儲上產(chǎn)潛力，但長2低電阻率油藏在電性特征方面的低對比性使得認識其低阻油藏成因及識別方法成為研究難點。

對研究區(qū)油藏地質(zhì)特征進行分析：1)從源-儲配置關(guān)系方面分析油氣長7張家灘烴源巖運移至長2儲集層，長7烴源巖生烴增壓作用為油氣運移的重要動力，同時烴源巖經(jīng)過長7、長6、長4+5和長3儲層再縱向遠距離運移至長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，儲蓋組合及儲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集體，同時局部微幅度構(gòu)造特征導(dǎo)致儲層油水界面不明顯[11]。

1.1 縱向遠源運移

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油頁巖有機碳含量為2%～14%，高有機質(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，認為研究區(qū)油氣縱向運移通道有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儲層分流河道沉積體系構(gòu)成的儲滲砂體是油氣縱向運移成藏的重要通道，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動盆造成延長組長1—長2地層遭受剝蝕，個別區(qū)域剝蝕殆盡，形成的地層不整合接觸面使得長2下覆地層油氣運移至長2殘留地層儲存，使得個別井區(qū)長21、長22殘留地層儲集砂體富集成藏，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，阻止油氣進一步擴散，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，同時發(fā)育多條鼻狀微構(gòu)造帶，對長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 儲蓋組合控制油氣富集

有利的儲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別井區(qū)無法有效保存油氣，油氣逸散導(dǎo)致長2儲層含油氣豐度較低。因此對于儲蓋組合的分析是判斷能否有效保存油氣的關(guān)鍵，對研究油氣有利區(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30 m以上，且該井位于含油有利區(qū)，對該井實施儲層改造求產(chǎn)，獲得5.8 t/d的高產(chǎn)油流。任山—楊圪嶗地區(qū)長2儲蓋組合特征如圖7所示。

圖7 任山—楊圪嶗地區(qū)長2儲蓋組合特征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 遠源成藏對電阻率的影響

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張家灘油氣運移經(jīng)下覆長6—長3砂巖儲集層并滯留，隨著油氣供給增多，才有潛力進一步沿優(yōu)勢通道運移至長2儲層并聚集成藏。研究區(qū)長6、長4+5等油層地質(zhì)研究及開發(fā)實踐證實，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儲層卻并無油氣顯示，供烴條件限制導(dǎo)致長2儲層油氣充注率低；泥巖蓋層和側(cè)向封堵較薄或缺失造成油氣進一步逸散；儲層封閉能力的降低，引起下部地層水向上部地層隨油氣運移，含水飽和度較高，同時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重要地層因素。圖8所示為長2儲層及下覆油層組。

圖8 長2儲層及下覆油層組Fig.8 Chang2 reservoir and overlying oil formation

2.2 地層水礦化度對電阻率的影響

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，增強了巖石的親水性和導(dǎo)電性。

圖9 儲層黏土礦物膠結(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 低阻油層識別方法

3.1 鄰井對比評價法

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)鍵層的認識，通過小層橫向?qū)Ρ茸粉?，確定儲層橫向空間展布，定性判斷油氣分布范圍[21]。圖11所示為地層對比輔助識別低阻油層實例。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；通過臨井對比，低幅高構(gòu)造點試采的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，通過計算自然電位差值法反映儲層的含油性，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對比，ASP為自然電位差值。

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

圖12 研究區(qū)長2油層組油水識別圖(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資料，分析地層可動流體飽和度，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截止時間(T2cutoff)的右側(cè)，T2截止時間(T2cutoff)左側(cè)的存在說明樣品物性較好同時還發(fā)育細小孔喉，孔喉大小不均，可動流體飽和度為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分布Fig.13 The NMR T2 spectrum frequency and cumulative distribution of Chang2 reservoir

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

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

3.4 交會圖法

對于具體的研究區(qū)塊，在特定的地質(zhì)條件下形成儲層低阻特征的因素，綜合各種測井信息參數(shù)(多信息的有效融合或者賦予測井信息一地質(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交會圖，認為DT/ΔGR大于16.2，深感應(yīng)電阻率數(shù)值大于5.7 Ω·m時為偏油同層。圖14所示為視地層電阻率RILD與儲層特征參數(shù)交會圖。

圖14 視地層電阻率RILD與儲層特征參數(shù)交會圖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)造油源條件和運移通道，但受遠源運移成藏動力限制、構(gòu)造地質(zhì)活動長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，油水系統(tǒng)更加復(fù)雜，儲層高含水，地層水礦化度高達32 422.9～75 038.1 mg/L。以泥質(zhì)膠結(jié)的細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，同時造成儲層呈親水特征，基于核磁共振T2cutoff譜可動和束縛流體參數(shù)評價，在Sw≈Swi或當(dāng)Sw>Swi的情況下，儲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低電阻率油層識別評價方面得到較好的應(yīng)用。