隐蔽油气藏中“四性关系”的复杂性及综合评价方法

杨春梅, 孟召平 (中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院, 北京 100083)

刘卫东 (中国石油勘探开发研究院, 北京 100083)

隐蔽油气藏中“四性关系”的复杂性及综合评价方法

杨春梅, 孟召平 (中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院, 北京 100083)

刘卫东 (中国石油勘探开发研究院, 北京 100083)

以低幅度型隐蔽油藏及位于构造运动活跃区的隐蔽油气藏为研究对象，通过综合分析其构造演化特征、成藏动力及储层非均质特征，研究了此类油藏中的油水分布规律及控制因素。并在此基础上通过理论计算及建立地层压力预测模型，提出了准确评价此类油藏的2种辅助方法：临界油柱高度计算法和地层压力预测法。

储层；四性关系；非均质；压力异常；临界油柱高度

随着油田勘探开发进程的不断深入，复杂及隐蔽油藏展示出了良好的勘探前景[1～3]，由于其特殊的地质背景，隐蔽油藏中构造特征及储层非均质性对流体分布的控制作用强烈，油水分布极其复杂，“四性关系”即岩性、物性、含油性及电性之间的关系也表现出不同于常规油气的复杂性，为此类油气藏的开发及评价带来严重困扰[4～6]。为此，笔者以低幅度型隐蔽油藏及位于构造运动活跃区的隐蔽油气藏为研究对象，通过综合分析其构造演化特征、成藏动力及储层非均质特征，研究了此类油藏中的油水分布规律及控制因素。

1 隐蔽油气藏中的“四性关系”

图1 FX井储层物性特征与含油性关系

一直以来，“四性”关系始终是储层研究的核心及重点，储层岩性、物性、含油气性和电性特征及其相互关系研究是油水层评价及油气增储上产的依据。相对于典型的构造油气藏而言，隐蔽油气藏中“四性”之间的关系更为密切，突出表现在储集层中流体非均质现象严重，不同物性储层之间的含油性差别明显，含油井段内纯油层、油水同层、含油水层间互现象普遍。

1.1油气差异充注现象

图1是物性控制含油性的一口典型井，FX井馆陶组13号层物性较好，孔隙度30%，射开1710.3～1720.5m后日产油44.52t，日产气3033m3；按照此标准，12号层顶部也是纯油层，孔隙度为31%；相对于上下2个物性较好的纯油层而言，12号层中下部孔隙度在20%～25%，物性相对较差，其含油性也较差，表现为电阻率较低。图1中电阻率与声波时差曲线相关对比结果显示，物性越好，

电阻率越高，2条曲线叠合面积越大，物性与含油性之间的相关关系非常明显。

岩性、物性控制下的油水间互或油水倒置现象只是物性与含油性关系的一种表象，非均质控油作用的本质原因在于成藏动力与阻力之间的耦合关系，在于纵向上不同物性的储层叠合在一起。

1.2非均匀天然水淹现象

图2 NX井天然水淹曲线特征

NX井天然水淹曲线特征如图2。图2中NX井50m井段范围内自然电位曲线变化复杂，单层厚度大、物性好的层自然电位异常幅度明显大于物性差、单层厚度薄的层段，产生这种差异的原因在于两者的水性存在差异，也就是油藏中发生过后期水侵过程。试油结果证实图2中SP(自然电位)异常幅度较大的是矿化度较低的水层，SP异常幅度小的是油层。图2中自然电位曲线清楚地反映出油气成藏后淡水侵入的特征，油层段与天然水淹段的自然电位曲线差别非常明显。

油藏经历次生改造时往往伴随天然水淹过程，受储层物性影响，后期侵入的大气淡水在油藏内部渗流的部位具选择性，物性越好，单层厚度越大，淡水侵入的几率越大。成藏后的次生改造作用一般发生在断层及剥蚀窗附近。

2 复杂“四性关系”形成2类低阻油藏

含油性及水性的差异对岩石电阻率的影响非常显著，渤海湾盆地中、浅层中的2种非均质控油作用形成了这一地区2种典型的低电阻率类型。

2.1低幅度型低阻油藏

渤海湾地区中、浅层老井复查及勘探所发现的低电阻油层，油柱高度在10～20m范围内的占相当大的比重，有些低阻油藏的油柱高度甚至小于10m。在低幅度油藏背景下，平面及纵向的物性非均质性导致储层的含油性差异非常明显，不同物性储层之间饱和度的差异比较大，从岩石物理角度而言，饱和度非均一性导致的直接结果就是电阻率的差异，形成高阻的好油层与低阻的低丰度储层间互的现象，严重干扰流体性质识别与评价。

不仅如此，渤海湾盆地中、浅层非典型油藏低幅度引起的饱和度非均一性也给油田开发带来严重困扰，图1中FX井13号层开采初期产纯油，2个月后含水率显著上升，6个月后含水100%，这是此类油藏开发的典型特征。开发初期高含水甚至暴性水淹的主要原因在于饱和度不同的储层共存于同一油藏中，由于油水粘度差异明显，原油的启动压差远大于水的启动压差，一旦生产过程中压力降低波及到低含油饱和度层段，储层将主要以出水为主，油产量很低甚至不出。对于这类油藏要加强开发初期的油藏精细描述，研究储层非均质性及韵律性，加强油水层评价；除此之外要加强油藏管理，有效控制生产压差，使原油的排驱压力低于含油高度的重力作用和水的排驱压力，达到控水增油的目的。

2.2油、水层矿化度差异型低阻油藏

油藏剖面上地层水性质紊乱造成的低对比度油层是另外一种低电阻率油层，由于含高矿化度束缚水的油层和低矿化度的水层发育在同一油藏剖面中，水性的差异削弱、掩盖甚至抵消了含油性对电阻率的影响，给测井解释和油田开发工作带来严重困扰。

水洗氧化后原油中的重质残余组分对录井结论、岩石的润湿性和电性质都会产生严重影响，其特点可以归纳为“三好一差”，即化探好、录井(取心)显示好、解释好、出油差。上述特点严重干扰这类油藏的油水层评价工作，对这类油藏中好油层的预测识别尤为重要，构造运动活跃地区是此类油层发育的重点区域。

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3 隐蔽油气藏的综合评价方法

对于绝大多数储层而言，岩性、物性及含油性是影响电性的主要因素，因此流体性质识别过程中一般采用建立电阻率与反映岩性变化的自然伽马或自然伽马相对值以及电阻率与物性(孔隙度)或反映物性变化的声波时差(或中子、密度)交会图的方法。但是对于“四性关系”比较复杂的隐蔽油气藏而言，除岩性、物性外还存在其他因素干扰油水层识别，这就要求在运用常规图版进行油水层识别的基础上，还要考虑其他方法综合识别油水层。

3.1储层分类及临界油柱高度计算

储层非均质控制下的油水间互或油水倒置现象只是物性与含油性关系的一种表象，非均质控油作用的本质原因在于成藏动力与阻力之间的耦合关系，在于纵向上不同物性、需要不同临界油柱高度的储层叠合在一起。

按照毛管压力理论与油气成藏理论，成藏过程是驱替力克服阻力(毛管力)的过程，只有当下式成立时，油气才可能进入储集空间。

(1)

式中，F为驱替力，MPa；Pc为毛管压力，MPa；H为油柱高度，m；Δρ为水、油密度差，g/cm3；r为孔喉半径，μm；g为重力加速度，m/s2；a为与岩石、水、油界面表面张力及接触角等有关的常数。

由式(1)可以看出，决定油气充满度的主要因素是储层物性、油水密度差及有效驱替力，其中有效驱替力主要取决于油藏幅度，油柱高度越小，有效驱替力越小。

表1 不同类型储层分类标准及临界油柱高度

陆相沉积碎屑岩油气储集层具有多物源、近物源、堆积快、多旋回性的特点，特有的地质条件导致储层岩性、物性变化大，储层平面及纵向非均质性强：平面上砂体连续性差，横向展布复杂；纵向上不同相带砂体相互叠置，由于不同亚相、微相储集层之间骨架颗粒含量、填隙物总量差别较大，导致纵向上储层的物性差别较大，非均质特征非常明显，在宏观与微观、横向与纵向均有所体现。

表2 理论计算各类储层饱和度与油柱高度关系

陆相沉积储层的非均质特征对于闭合幅度比较大的构造油气藏而言影响不是很严重，由于油柱高度大，各类储层之间的饱和度差别不是很大；而对于圈闭幅度比较小的隐蔽油气藏而言，由于有效驱替力较小，各类储层的饱和度则差别很大。表2是实际资料计算得到的不同物性储层在各种油柱高度下的饱和度差异。

3.2地层压力预测

异常地层压力是含油气盆地中的一种重要地质现象，实际资料显示油气分布与流体压力关系密切，图3中GX井三孔隙度曲线显示在3200～3280m附近存在异常压力带，试油结果显示5层27.4m合试，日产油88.3t，日产气12530m3，而在其上部正常压力层段3层21.2m合试，日产油24.5t，日产气4225m3，异常压力造成的产量差别非常明显。

对于隐蔽油气藏而言，由于其“四性”关系比较复杂，需要综合运用多种方法进行油藏及流体性质评价，异常压力的预测和研究就是隐蔽油气藏勘探及流体性质综合评价的重要手段之一。

对于一个地区而言，有一个相对稳定的压实特征，建立正常压实情况下泥岩声波时差与深度之间的关系，得到正常压实趋势线，通过与正常压实趋势线对比，证实了GX井产量与地层压力关系密切(如图4)。以正常压实趋势线为界，异常压力(高压)层段高产概率大，低于正常压实趋势线的层段产量一般较低。这一方法在实际应用过程中取得了较好的效果，不仅能够进行产能预测，还能够辅助进行油水层评价，因为压力特征反应某一油藏具有相对封闭还是开放的压力系统。

图3 压力异常典型井GX井曲线特征 图4 GX井异常压力特征

4 结 论

1)隐蔽油气藏中“四性关系”复杂，非均质控油作用突出，2种非均质控油作用中物性与含油性的关系截然相反，但是所产生结果都是使油藏中出现严重的流体非均质现象；

2)油水分布的非均一性给油层评价及油田开发带来严重困扰，先期油藏精细描述、加强油水层精确评价及油藏管理是此类油藏成功勘探及开发的先决条件；

3)临界油柱高度计算及压力预测等方面的研究是辅助进行油藏及流体性质评价的有效手段。

[1]谯汉生.渤海湾盆地油气勘探现状与前景[J].勘探家, 1999, 4(1): 18～21.

[2]赵政璋, 杜金虎, 牛嘉玉, 等.渤海湾盆地“中石油”探区勘探形势与前景分析[J].中国石油勘探, 2005, (3): 1～7.

[3]赵文智, 窦立荣.中国陆上剩余油气资源潜力及其分布和勘探对策[J].石油勘探与开发, 2001, 28(1): 1～5.

[4]贾承造, 赵文智, 邹才能, 等.岩性地层油气藏勘探研究的两项核心技术[J].石油勘探与开发, 2004, 31(3): 3～9.

[5]Hohn M E, McDowell R R, Matchen D L,etal.Heterogeneity of fluvial-deltaic reservoirs in the Appalachian Basin; a case study from the Lower Mississippian oil field in central West Virginia[J].AAPG Bulletin,1997, 81(6): 918～936.

[6]朱扬明, 张敏, 徐中一.油藏非均质性及聚油史初探[J].石油实验地质, 1996,18(2): 162～167.

[编辑] 洪云飞

TE122.23

A

1673-1409(2009)01-N044-04

2008-09-04

国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2007CD209502)。

杨春梅(1968-)，女，1991年大学毕业，博士(后)，高级工程师，现主要从事油气藏评价方面的研究工作。