华庆油田长8油藏储集条件及其对成藏的影响

2024-01-12陈海兵严巧丹韩雪亮王艺颖

西部探矿工程 2023年12期

陈海兵，赵驰，杜坤，严巧丹，韩雪亮，王艺颖

（长庆油田分公司第十采油厂，甘肃庆阳 745100）

1 概述

华庆油田位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡西南部，三叠系延长组长8层发育一套河湖相三角洲前缘砂体沉积。受特殊的古沉积环境和沉积砂体条件影响，华庆油田长8油藏油水分布复杂，往往高阻水层和低阻油层并存出现[1-3]，对该区储层含油性的识别造成了一定的困难。笔者在深入研究该区长8油藏沉积环境和储层特征的基础上，分析了储集条件在油藏成藏过程中的影响和作用，认为该区独特的储集条件是造成华庆油田长8油藏富集和复杂油水关系分布的主要原因。

2 储集条件

2.1 沉积特征

华庆油田位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡西南部，三叠纪长8期，华庆地区临近湖盆中心位置，来自东北、西南两大物源在此交汇沉积[4]，形成多条近南北向的三角洲前缘砂带沉积。平面上，数条近南北向水下分流河道和分流间湾泥岩交互出现；剖面上，多期水下分流河道砂体叠置出现，形成多个底粗顶细的韵律组合。地质剖面和岩芯观察可见，华庆油田三叠系长8层砂岩主体砂带大型槽状层理、板状层理以及平行层理发育，在主体砂带侧翼粉砂岩、泥岩剖面可见波纹层理、小型交错层理及脉状层理。

由于三叠纪长8期鄂尔多斯盆地湖盆较浅，入湖河流受重力影响有限，在水流惯性力的作用下，携带大量沉积物的水流不断向湖盆中心延伸推进，直至将携带的载荷推进到河口以外的湖区沉积，在河口区域很难形成沉积砂体，因此该区沉积体系主要为三角洲前缘水下分流河道体，而较缺乏河口坝沉积。同时，由于湖盆平缓，以垮塌为主的重力流作用在该区不甚出现，故该区重力流垮塌沉积砂体亦不发育。

2.2 岩矿特征

华庆油田长8 油藏储层岩性以长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩为主，夹杂少量的长石砂岩。粒度主要为中细砂岩，以及少量的粉砂岩，粒径主要分布在0.065～0.20mm 之间。通过对研究区10 口井长8 岩石薄片分析数据可以看出，该区石英含量26.5%～37%，平均为30.25%；长石含量23.6%～33%，平均为31.7%,岩屑含量8.8%～17.7%，平均为15.6%（表1）。碎屑颗粒结构成熟度较好，砂岩胶结以薄膜—孔隙式胶结为主。填隙物组分多见绿泥石薄膜、绿泥石、铁方解石、水云母孔隙充填，其次为硅质和高岭石充填，此外还有少量黄铁矿、铁白云石、菱铁矿。其中，绿泥石薄膜相对含量为54%，绝对含量为4.40%，厚度6～14μm。

表1 华庆油田长8储层岩石组分含量表

2.3 孔渗特征

从华庆油田岩芯镜下鉴定、物性统计资料分析可知，三叠系长8 储层平均孔隙度、平均渗透率分别为10.02%、0.58×10-3μm2，是典型的低孔低渗储层。

长8 储层孔隙类型有溶蚀孔、粒间孔、微小孔以及微裂隙，但多为粒间孔和溶蚀孔，粒间孔对面孔率的贡献率为57.81%，次生溶孔贡献率35.75%，这两种类型孔隙很大程度决定了储层的储集能力。

粒间孔边缘呈齿化或多边形,孔隙半径分布在15～100μm。溶蚀孔大多为次生长石溶孔,岩屑溶孔较少,易溶颗粒多以粒缘溶蚀与表面溶蚀为主,也可见极少量的铸膜溶孔，粒间孔与粒缘溶孔组合孔隙半径大,分布在20～110μm,最高可达120μm以上。

长8 储层喉道类型以中、细喉为主，含少量粗喉和微喉，喉道半径集中在0.10～1.75μm。管束状喉道主要分布在伊利石、高岭石胶结及岩屑溶蚀处,喉道半径一般小于0.3μm，点状与缩径状喉道也有少量发育,甚至存在部分“H”型盲孔，半径一般大于0.5μm。

华庆油田长8储层电镜资料显示，填隙物充填对储层孔隙性有较大影响。绿泥石以填隙物形式充填孔隙或以孔隙衬边方式粘土膜赋存（图1），导致储层孔隙度减小。同时，喉道也会因绿泥石存在而堵塞或减小，影响储层的渗透性。碳酸盐（主要是铁方解石）在成岩早期对于增加储层的抗压能力具有积极的作用，而后期不同期次的碳酸盐胶结物占据了砂岩中存在的孔隙，也会导致储层的渗透性降低。

图1 华庆油田长8储层绿泥石薄膜镜下分布特征图

2.4 地层水特征

地层水是油藏边底水、层间水和束缚水的总称。由于与岩石和原油直接接触，地层水类型一定程度反映了储层的古沉积环境特点。根据地层水分析资料，华庆油田长8 段储层地层水矿化度主要分布于32.0～43.0g/L，平均为39.6g/L，属氯化钙水型，代表了储层沉积环境较为封闭，油气聚集和保存良好。华庆油田长8段储层地层水矿化度在鄂尔多斯盆地同类油层中属于较低类型。由于电解质的浓度小，导电性能不高，在测井电阻率曲线上显示为高值，影响储层含油性的判断。

2.5 电性特征

油田上一般采用裸眼井电测技术来探测储层岩性、物性和含油性特征，电性特征就是储层条件在测井曲线上的直观反映。在测井曲线上，华庆油田长8段储层表现为自然伽马低值，自然电位负异常，微电极曲线分开，声波时差曲线低值，而电阻率曲线因储层物性、地层水及含油性不同而变化。

研究发现，华庆油田长8储层由于具有较高的填隙物含量和较细的砂岩粒度，导致岩石中先期存在的沥青质与孔隙壁上的绿泥石膜形成沥青质油膜，降低了储层的导电性能，增大了储层电阻率，在测井电阻率曲线上一般显示为高值，形成高电阻率水层。

同时由于地层水矿化度较低，电解质的浓度小，导电性能不高，在测井电阻率曲线上显示为高值，也会形成高阻水层。

高阻水层的出现对储层含油性评价造成一定影响。华庆油田长8储层地层水矿化度较低，孔隙残留沥青质油膜导致了该区低阻油层和高阻水层的出现，因此从电阻率变化判断储层含油性时，必须剔除影响电阻率升高的此类非含油性因素。

通过该区143口井电阻率曲线和含油性关系研究，由于沥青质油膜或地层水影响使储层电阻率升高时，电阻率曲线形态出现“凹形”，录井显示为油迹或无录井显示；当储层含油性较好，电阻率形态表现“凸形”，录井显示为油斑及以上。

3 储集条件对成藏的影响

华庆油田三叠系长8 层独特的储集条件决定了该区长8油藏在区域上的分布。该区三角洲前缘分流河道沉积相岩石颗粒组分成熟度高、粒度中等，对该区储层物性的控制作用明显，成为该区的主要储层。长8储层岩石粒间孔和溶蚀孔分布广泛，其结构造就了原油的微观分布；而岩矿较高的的组分及结构成熟度对于储层渗透性具有良好的正向促进作用；长7烃源岩、长8 层分流河道以及间互发育的多期分流间湾泥岩构成的生储盖组合为长8层原油的富集提供了优质的储存环境。

3.1 分流河道是油藏主要的储存空间

根据油源分析资料，鄂尔多斯盆地长7层是长8层主要的生油层，长7层优质烃源岩是长8层主要的石油来源。在生排烃过程中，长7层烃源岩产生的升压效应出现超压，迫使油气可以向低势能方向运逸。由于与长8 层位于长7 层下部，具有得天独厚的运移方向优势，近南北向发育的三角洲前缘分流河道为油气聚体提供了主要的储集空间。

该区发育三条近南北向砂带，平均砂体宽度3.8km，平均砂厚14.3m,主体带分流河道范围与含油有利区匹配良好，平均油层厚达11.1m。

3.2 储层孔隙结构造就了原油的微观空间分布

华庆油田长8 层储层孔隙类型以粒间孔和溶蚀孔为主。根据镜下观察，原油在粒间孔隙赋存状态主要以薄膜状分布于孔隙边缘、或与填隙物伴生于粒间孔隙中，填隙物多为未充填到半充填在孔隙中。原油在溶蚀孔中分布，一般没有填隙物混入，偶尔可见有少量黄铁矿。

通过荧光显微镜可以发现，同一含油薄片中不同地方荧光颜色不同，有的呈橙色、褐色，有的呈黄色，这反映了原油在储层砂岩微观结构中的分布具有不均性。橙褐色或褐色荧光，一般为胶质沥青或沥青质沥青，橙黄色或淡黄色一般为油质沥青。出现这种不同主要是低成熟原油中重质组分（沥青质沥青或胶质沥青）分子结构大，活动能力弱，不能运移到微孔中，而轻质组分（油质沥青）分子结构小，活动能力强，可以渗透到较小的微孔。

3.3 岩矿组分及结构成熟度影响着储层的渗透性

岩矿组分及结构成熟度是储层的格架基础，对储层渗透性影响较大。岩矿组分及结构成熟度越高，储层渗透性越好。石英含量越高，储层渗透率越好，岩屑含量越低，储层渗透率越好，岩屑中粒砂岩储层物性明显好于细粒砂岩。研究发现，该区长8储层砂岩以中粒砂岩为主，石英含量高，而岩屑含量低。砂岩平均粒径与石英含量有较好的正向相关性，而与岩屑含量呈负向相关性，反映了岩石颗粒越粗，岩矿组分及结构成熟度越高，储层物性越好。

岩石次生溶蚀孔隙和岩石原始沉积时的结构成熟度关系密切。镜下观察发现，华庆油田长8储层砂岩溶蚀孔均发育在细砂以上级别的岩性，与岩石粒度呈正相关性，砂岩粒度的大小影响着次生溶孔的分布频率。中粗砂岩次生溶蚀孔最发育，占面孔率可达12%～16%；细砂次之，可达6%～11%；粉砂粒级以下的岩石不发育次生孔隙或者很少发育。受岩石颗粒分选磨圆度的控制，分选好的中粗砂岩次生孔隙最发育。

3.4 良好的生储盖组合决定了原油的区域富集

原油能否在地层聚集成藏，很大程度取决于生、储、盖组合在地层中的合理匹配。长7层优质烃源岩为长8层提供了充足的油源供应基础，长8层孔渗性俱佳的三角洲前缘分流河道为油气聚体提供了优良的储集空间。而上覆长7 烃源岩与长8 层间互发育的分流间湾泥岩为油藏的保存提供了良好的圈闭条件。当油气由长7段进长8层三角洲前缘分流河道砂体时，由于分流河道形态地貌上是由高向低，只要砂体根部下凹或端部抬升多层砂体形成上倾尖灭，便会使油气沿砂体主体带聚集成藏。由于在长7段生排烃后，鄂尔多斯盆地未再发生大规模的断裂构造运动，地壳运动主要以小微升降为主，对油藏的破坏有限，因此在长7烃源岩生排烃以前形成的油藏不会受到大的影响。