刘超威，陈世加，姚宜同，黄囿霖，张潇文

（西南石油大学地球科学与技术学院，四川 成都 610500）

鄂尔多斯盆地姬塬地区长2油藏低含油饱和度成因

刘超威，陈世加，姚宜同，黄囿霖，张潇文

（西南石油大学地球科学与技术学院，四川 成都 610500）

在储层含油饱和度测试资料的基础上，结合油源、油气成藏动力、储层物性及含油性分析，明确了鄂尔多斯盆地姬塬地区长2油藏低含油饱和度的成因机理。研究表明：研究区长2储层远离下部长7烃源岩生烃中心，油源不足是姬塬地区长2油藏含油饱和度低的根本原因；由于长2油藏构造幅度低，油气运移的动力较小，而且长2储层中束缚水饱和度较高，油气难以驱替，从而使得长2油藏含油饱和度低；此外，长2储层较强的非均质性，也是长2油藏低含油饱和度的原因。

低含油饱和度；长2油藏；姬塬地区；鄂尔多斯盆地

0　引言

美国致密油的成功勘探开发，引发了国内油气勘探向致密油领域的转变［1］。随着酸化压裂技术的不断改进，鄂尔多斯盆地三叠系延长组低—特低渗油层成为国内致密油勘探开发的重点示范区［2-3］。姬塬地区作为鄂尔多斯盆地新的勘探热点地区之一，是近年来长庆油田提交规模储量较多、开发效果较好、产量上升幅度较大的油田之一。该区延长组下组合长8、长6、长4+5等层均发育大型岩性油藏，呈现多层系复合含油特征，在近年油田增储上产中发挥了重要作用［4-5］。在延长组下组合的勘探过程中，该区延长组上部地层长2中也发现了一些高产油流井，总体呈现油气显示井点多、储层含油饱和度低且普遍低阻的特征，展现出了该区长2油层良好的勘探、评价潜力。

前人对鄂尔多斯盆地姬塬地区长2油层的研究，主要集中在沉积储层［6-7］与低阻油层的成因及识别方面［8-10］，对油层低饱和度成因机理却未进行相关的研究。因此，开展姬塬地区长2油藏低含油饱和度成因的研究，可为长2油气勘探提供更有力的地质依据。

1　研究区地质概况

姬塬地区位于陕西省定边县、宁夏回族自治区盐池县及甘肃省环县交界处，构造位置上横跨鄂尔多斯盆地伊陕斜坡和天环坳陷2个构造单元（见图1）。勘探现状表明，研究区长2地层平缓，地层倾角一般小于1°，为一低幅度的西倾单斜，局部发育一系列近东西向的鼻状隆起［11-12］。

图1　研究区位置

2　低饱和度油层成因

2.1低饱和度油层特征

根据姬塬地区重点井试油井段含油饱和度参数统计结果，该区重点井长2储层含油饱和度一般低于30%（见图2），平均含油饱和度仅为23.1%。总体而言，姬塬地区长2储层含油饱和度较低，而含水饱和度（可动水）则相对较高，属于典型的低含油饱和度油藏。

图2　姬塬地区长2储层单井含油、含水饱和度分析

2.2低饱和度油层成因

2.2.1远离烃源岩生烃中心

前人研究认为，姬塬地区延长组下组合长4+5、长6、长7、长8及长9地层中均存在具一定生烃能力的泥质岩，但长7烃源岩仍为研究区延长组砂岩储层的主要供烃源岩层［13］；因此，长7优质烃源岩生成的油气，在垂向运移至上部长2砂岩储层聚集成藏过程中，首先要对长7本身的砂岩、长6、长4+5及长3砂岩储层进行充注（见图3）［14］。

图3　姬塬地区油气运移模式

此外，从不同层位砂岩储层的含油饱和度对比（见图4）可以看出，自下而上，随着与长7烃源岩距离的增大，长6、长4+5、长3和长2储层的含油饱和度逐渐降低。这表明：由于研究区延长组长2砂岩储层远离长7烃源岩生烃中心，油气需经过长距离运移才能到达长2砂体成藏，同时长6、长4+5及长3地层中均有一定规模的砂体发育，造成进入姬塬地区长2储层的油气数量较少；因此，长2油藏充满度较低，含油饱和度较低。

图4　研究区不同层位储层含油、含水饱和度对比

2.2.2构造幅度低，油水置换不完全

油气成藏的过程，就是烃源岩生成的油气驱替储集砂体中水的过程；从油气成藏动力学的角度来讲，一般就是油气运移动力（浮力）克服油气运移阻力（毛细管压力）的过程［15］。

式中：Ff为浮力，Pa；ρw，ρo分别为地层水、油的密度，kg/ m3；g为重力加速度，m/s2；Hh为含烃高度，m；pc为毛细管压力，Pa；σ为界面张力，N/m；θ为润湿角，（°）；r为孔喉半径，m。

从式（1）、式（2）可以看出，含烃高度、油水密度差及孔隙结构控制了油藏中含油饱和度的大小。油水密度差越大、孔隙结构越好（特别是粒度粗）、含烃高度越大，则油气驱替力越大，导致含油饱和度高、含水饱和度低；反之，则含油饱和度低、含水饱和度高，并导致油水分异差。

结合前人研究确定的不同系统中的θ，σ值（见表1），选取θ（Hg）=140°，σ（Hg）=480 mN/m；θow=30°，σow= 30 mN/m。经计算得知，油藏条件下毛细管压力pcr与压汞分析获得的毛细管压力pc（Hg）存在以下关系：

表1　不同系统中的θ，σ值

将计算的油气运移最大浮力与姬塬地区长2油藏毛细管压力（见表2）进行对比，发现最大浮力仅大于部分样品的毛细管压力。这表明在最大浮力存在的条件下，仍只有部分储层能被油气充注，因此研究区长2砂岩储层的含油饱和度低。

表2　长2油藏毛细管压力计算

2.2.3束缚水饱和度高

通过对研究区长2低饱和度油藏的含油砂岩样品进行核磁共振分析，将其中的流体性质进行了详细分类。结果表明：研究区油藏束缚水饱和度均较高，一般大于20%，高者近50%；束缚水占地层水比例均较高，一般在50%以上，高者可达到80%以上（见表3）。

石油要进入储层孔隙中成藏，首先要将其先存的孔隙水排出。而以上分析说明，姬塬地区长2砂岩储层中束缚水所占比例较高，大量束缚水的存在，使得储层成藏过程中油气可进入的孔隙空间较少，从而造成研究区长2油藏的含油饱和度低。

表3　束缚水饱和度分析

2.2.4储层的非均质性

岩心观察发现，多口井同一套连续砂体的含油性均存在差异现象（见图5）。结合研究区长2砂岩储层特征及油藏成藏动力学分析，该区长2砂岩储层存在一定的非均质性。在非均质性的作用下，研究区长2同一套砂岩储层含油性存在较大的差异，从而使得一套砂岩储层的含油饱和度综合解释结果较低。

图5　姬塬地区储层岩心

3　结论

1）姬塬区长2砂岩储层远离下部长7生烃源岩，长7烃源岩生成的油气首先进入长6、长4+5及长3储层，运移到长2砂岩储层的油气不充足，是长2油藏含油饱和度低的根本原因。

2）研究区构造幅度低，油气运移动力（浮力）较小；因此，对于研究区“中孔低渗”的长2储层，毛细管压力较大，浮力克服运移阻力的难度大，生成的油气不能把低渗透储层中的水完全置换出来。此外，研究区砂岩储层束缚水饱和度较高，生成的油气难以驱替，储层可供油气进入的孔隙空间较少，造成油藏含油饱和度低。

3）在储层非均质性的影响下，同一套砂体含油性存在差异，物性好的砂岩含油饱和度高，物性较差的砂岩含油饱和度低或者不含油，因此整段解释会使储层含油饱和度降低。

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（编辑赵卫红）

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

国家重点基础研究发展计划（973计划）项目“中国陆相致密油（页岩油）形成机理与富集规律基础研究”（2014CB239005）

TE132.2

A

10.6056/dkyqt201503008

2014-12-14；改回日期：2015-03-17。

刘超威，男，1990年生，在读硕士研究生，研究方向为致密油气成藏及油气地球化学。E-mail：lcwdzkt2007@163.com。

引用格式：刘超威，陈世加，姚宜同，等.鄂尔多斯盆地姬塬地区2油藏低含油饱和度成因［J］.断块油气田，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.