辽河油田边顶水超稠油油藏特征及其成因探讨

才 业，樊佐春

（中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院）

辽河油田边顶水超稠油油藏特征及其成因探讨

才 业，樊佐春

（中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院）

辽河油田边顶水超稠油油藏具有构造平缓、岩石颗粒粗、物性好、成岩作用弱、非均质性较弱、油水关系复杂的特征。通过对该类油藏的成因探讨，认为生物降解作用是形成边顶水超稠油油藏的物质基础；水动力和水洗作用使浮力对原油运动力的影响变得极小；氧化作用形成的“沥青壳”阻止了地层水的下渗，有利于油藏的保存。

超稠油；油藏特征；生物降解作用；边顶水油藏；辽河油田

边顶水超稠油油藏是按油水关系和油品性质划分的油藏类型，它是一种四周和顶部都被水包围而底部为油的特种油藏，整个油藏的形态呈馒头状。近年来，该类油藏在我国稠油油藏的研究中越来越多地被发现，如辽河油田D84块、D239块馆陶组边顶水超稠油油藏等日益受到人们的重视。但是目前国内并没有对该类油藏开展系统研究，笔者旨在研究边顶水超稠油油藏的特征，并对其成因进行探讨，为今后该类油藏的开发提供有利的地质基础。

1 油藏特征

1.1 构造特征

辽河油田边顶水超稠油油藏地层平缓，构造简单。D84块与D239块均位于辽河盆地西斜坡带构造高部，尽管该区古近系断裂较多，但在新近系地层沉积时基本不活动，到馆陶组沉积时期构造活动微弱，从目前已有资料来看，该区馆陶组未发现断层。D84块与D239块馆陶组底面呈向南东倾斜的单斜构造，地层倾角为2°～3°，地层厚度为150～210 m，与下伏的沙河街组地层呈角度不整合接触。

1.2 储层特征

辽河油田边顶水超稠油油藏储层岩性主要为粗碎屑的中砂岩、粗砂岩及含砾不等粒砂岩。D84块、D239块储层粒度中值一般为0.3～0.7 mm；分选系数1.28～1.79，为中等—差类型；砾屑颗粒磨圆度多为次棱—次圆状（图1a），砂屑以中砂为主，少量为粗砂和细砂［1-2］。

1.2.1 储层埋藏浅，成岩作用弱

D84块、D239块馆陶组储层埋藏深度为500～750 m，油层埋深为530～680 m，油藏埋藏较浅。储层结构疏松，压实作用和胶结作用均不明显（图1b），粒间原生孔隙保存良好，碎屑矿物无溶蚀和重结晶现象，黏土矿物组合为伊利石+高岭石+绿泥石+蒙皂石组合，蒙皂石基本上还未向伊/蒙混层矿物转化，尚处于早成岩作用阶段A期。

图1 岩心照片Fig.1 Core photos

1.2.2 储层物性好

通过对D84块馆陶油层冷冻取心井127块样品的分析得出，平均孔隙度为36.3%，平均渗透率为5539 mD，平均泥质含量为5.9%；对D239块馆陶油层63块岩心分析得出：平均孔隙度为35.4%，平均渗透率为6073 mD，均属于特高孔、特高渗储层。

1.2.3 孔隙结构较好，孔大喉宽

D84块馆陶油层平均孔隙半径为107.5 μm，平均喉道宽为35.7 μm，平均孔喉半径为 25.4 μm，均质系数为0.2，属于大孔中喉，孔隙结构好。

1.2.4 储层非均质性较弱

根据D84块、D239块储层非均质性参数统计分析（表1），综合评价该区边顶水超稠油油藏呈弱—中弱非均质性。

表1 辽河油田边顶水超稠油油藏非均质性参数统计表Table 1 Heterogeneity parameters of super heavy oil reservoir with top water and edge water in Liaohe Oilfield

1.3 流体特征

辽河油田边顶水超稠油油藏原油属于超稠油［3］，原油物性具有“一大、三高、一低”的特点，即地面脱气原油密度大，黏度高、凝固点高、胶质+沥青质含量高，含蜡低（表2）。虽然原油黏度很大，但其对温度的敏感性特别强。通过黏度与温度的敏感性实验可以看出（图2），当温度升至60℃时，黏度降至 12000 mPa·s；当温度升至 100℃ 时，黏度降到1500 mPa·s以下。因此，辽河油田边顶水超稠油油藏适合热力开采［4］。

表2 辽河油田边顶水超稠油油藏原油物性统计表Table 2 The physical properties of crude oil in super heavy oil reservoir with top water and edge water in Liaohe Oilfield

图2 原油黏度与温度关系图Fig.2 Relationshipbetweencrudeoilviscosityandtemperature

1.4 油水分布规律

辽河油田边顶水超稠油油藏油水关系复杂，无统一的油水界面。平面上，该类油藏受岩性控制，形态为不规则的圆形和椭圆形［5-6］，油层由中部向四周减薄，并直接与边水接触（图3）；纵向上，油层顶面埋深浅，油层和顶水之间没有纯泥岩隔层，二者直接接触，而且在馆陶油层的少数井组发育底水，因此，整个油层在空间上呈馒头状（图4）。

图3 辽河油田D239块馆陶组油层平面分布图Fig.3 Reservoir distribution of Guantao Formation in D239 district of Liaohe Oilfield

图4 辽河油田边顶水超稠油油藏剖面图Fig.4 Reservoir profile of super heavy oil reservoir with top water and edge water in Liaohe Oilfield

2 油藏成因探讨

辽河油田超稠油油藏形成于盆地的后期，在构造抬升背景下通过生物降解、地层水洗和氧化等作用［7-8］，致使原油正构烷烃消耗殆尽，而支链烷烃和含O，N，S等的环状烃类大规模富集，其中生物降解作用是致使原油稠变最重要的因素［9］。

2.1 生物降解作用

D84块、D239块边顶水超稠油油藏油源来自下伏的沙四段和沙三段，油源埋藏深，原油运移至馆陶组时组分已发生明显改变。当近地表补给水中富含氧、温度低于65℃、原油中无H2S时，喜氧细菌开始代谢分解原油，使原油中的烃类（尤其是正构烷烃）损失，抗生物降解能力强的胶质沥青含量增加，并使原油的比重增加，黏度升高［10］。通过分析图5得出，D84块、D239块边顶水超稠油油藏原油中的正构烷烃已全部消失，老鲛烷、植烷已消失，规则甾烷大部分已消失，残留部分以重排甾烷为主，五环三萜烷-25-降藿烷尚存，表明原油遭受了严重的生物降解［11］。

图5 不同程度的生物降解对典型成熟原油的影响对比图［11］Fig.5 Comparison diagram of effects of varying degreesbiodegradation on typical mature crude oil

2.2 水动力作用和水洗作用

辽河盆地西斜坡带地层东倾，供水源头一般为西部凸起带的地层出露区，地层水总体上由西向东顺层流动，因此水压力阻碍了工区原油顺层向上（向西）运移，同时使顶部原油在地层水流动过程中发生水洗作用，致使原油黏度进一步增大，凝固点进一步下降。这种高密度、高黏度的超稠油在500～650 m的浅层范围内自我粘结、封闭，形成油藏的顶部封隔层。

2.3 氧化作用

辽河盆地内源的氧化剂非常有限，而外源的氧化剂主要是随大气降水下渗所携带的微量氧气。由于受构造作用影响，地层抬升剥蚀，氧化剂随着近地表的补给水下渗到油藏中，使近地表原油遭受氧化，进一步增大了原油的密度和黏度，并在油水接触面形成一层较致密的“沥青壳”，阻止地层水下渗，封堵油藏。

总之，在原油运移过程中，生物降解作用、水洗作用及氧化作用促使原油黏度增大、密度升高。当原油密度与地层水密度相差很小甚至大于地层水密度时，加之构造幅度较缓，浮力对原油产生的运移动力极小，致使无法克服岩层孔隙的毛管压力，而氧化作用形成的“沥青壳”更是阻止了地层水的下渗，从而形成自我封闭的油藏，由此形成了边顶水超稠油油藏。

3 结论

（1）辽河油田边顶水超稠油油藏储层岩性以粗碎屑的中砂岩、粗砂岩及含砾不等粒砂岩为主，储层埋藏浅，成岩作用弱，储层物性好，非均质性较弱，为特高孔、特高渗储层。

（2）辽河油田边顶水超稠油油藏原油物性具有“一大、三高、一低”的特点，没有统一的油水界面，油水关系复杂。

（3）生物降解作用是形成边顶水超稠油油藏的物质基础，是致使原油稠变最重要的因素，水动力和水洗作用使浮力对原油运动力的影响变得极小，而氧化作用形成的“沥青壳”更是阻止了地层水的下渗，从而形成自我封闭的边顶水超稠油油藏。

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Characteristics and genesis of super heavy oil reservoir with top water and edge water in Liaohe Oilfield

CAI Ye，FAN Zuo-chun
（Research Institute of Exploration and Development， Liaohe Oilfield Company， PetroChina， Panjin 124010， China）

Super heavy oil reservoir with top water and edge water in Liaohe Oilfield is characterized by gentle structure,coarse rock particles,good physical properties,weak diagenesis,poor heterogeneity,no oil-water interface.The genesis ofthis special reservoir is discussed.The result shows that biodegradation is material basis,hydrodynamic force and water washing make the buoyancy affect crude oil movement little,and the “asphalt shell” formed by oxidation prevents the formation water infiltration,which is favorable for reservoir preservation.

superheavyoil； reservoircharacteristics；biodegradation； topwaterandedgewaterreservoir； LiaoheOilfield

TE345

A

2011-03-06；

2011-04-23

才业，1983年生，女，工程师，主要从事油田开发地质研究工作。地址：（124010）辽宁省盘锦市兴隆台区石油大街95号辽河油田勘探开发研究院。 电话：（0427）7290475。 E-mail：cy_2003@126.com

1673-8926（2011）04-0129-04

王会玲）