柴达木盆地油砂山油田油砂体分布及其控制因素

吴 凤，田 飞，段昕婷，邓南涛，李广涛，李红进

（1. 陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院，陕西 西安 710075； 2. 延长油田股份有限公司永宁采油厂，陕西 延安 717500 ）

柴达木盆地油砂山油田油砂体分布及其控制因素

吴 凤1，田 飞2，段昕婷1，邓南涛1，李广涛1，李红进1

（1. 陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院，陕西 西安 710075； 2. 延长油田股份有限公司永宁采油厂，陕西 延安 717500 ）

柴达木盆地油砂山油田为一典型的复杂断块油藏，该类油藏构造复杂、油砂体分布零散，开发难度较大。鉴于此，综合利用地质、测井以及开发动态资料，开展了油砂体分布及其控制因素等研究。研究成果不仅对该油藏今后注采完善、提高区块的水驱动用具有重要的实际意义，而且为同类油藏的勘探开发提供了相应的参考和借鉴。

复杂断块油藏；油砂体；分布；控制因素

油砂山油田位于柴达木盆地西部坳陷亚区，狮子沟－油砂山二级构造背斜带，油砂山－II号大逆断层上盘，油砂山构造主高点－油砂沟高点上（图1）。油藏整体上埋深100～1 100 m，埋深浅，含油面积8.6 km2，地质储量为2 366万t，年产油12万t。油砂山油藏为一断块油田，断裂丰富，7个主要的断层把油砂山油藏共分为6个不同的断块，各个断块之间物性、地层压力差异很大，增加了地质工作的难度，因而更增大了油藏开发的难度。前人基础地质工作相对比较扎实，但由于油砂体分布复杂，面积小，动用困难，在油砂体的分布及控制因素方面的研究相对薄弱，这制约了进一步挖掘剩余油潜力及提高油藏开发水平。签于此，本文在综合利用地质、测井以及开发动态等资料，结合地层精细对比、构造精细解释以及沉积微相等研究成果，通过油砂体分布图的编制，对研究区油砂体的形态、分布特征、影响因素进行研究，研究成果对油藏工程研究、开发方案的编制以及相关研究的开展具有十分重要的意义，也可为复杂断块油田提高采收率、合理动用剩余储量提供一个新的思路和方法。

图1 柴达木盆地油砂山油田区域地理位置图Fig.1 Location of Youshashan oilfield in Qaidam basin

1 地质概况

油砂山油田构造为一顶部平缓，南陡（40～60°）北缓（11～26°）的不对称半背斜箱状构造，构造长轴总体呈北西～南东向，与油砂山大逆断层走向近平行，被一系列正断层及少数逆断层复杂化，形成局部的断垒、断堑及台阶式下滑形态。构造东高西低，北东翼因断层影响，其地层倾角变化较大，一般 19°～27°。构造长轴为北西（298°）向，长轴约8.15 km，短轴北东向，约1.8 km，长轴/短轴为5：1，褶皱强度约4.0，按闭合海拔2 070 m线计算，该构造面积大于14 km2。油田上、下构造形态变异小，构造闭合度在400 m左右，闭合面积为6.40～7.56 km2，自上而下闭合度及闭合面积有逐渐变大的趋势。油砂山油田经地面细测发现大小断层共100条。断层倾向多为东西向，倾角一般为55～89°，为高角度断层，断距随深度增加而减小，大部分断层消失于300 m以上。

油砂山油田主要为下油砂山组（N21）和上干柴沟组（N1）两套地层，厚度500～900 m，埋深20～1200 m。地层总体表现为“上粗下细、上红下灰”的反旋回沉积。下油砂山组（N21）：视厚度450 m，未见顶。岩性主要为棕黄、棕红色泥岩、砂质泥岩夹灰色、棕色砂岩、砾状砂岩。其下部物性较好，是油田的主要储油层段。中、西部高部位有缺失，其厚度分布呈西及西南部薄、东部及东北厚的趋势。上干柴沟组（N1）：视厚度650 m，未见底。其上部为绿灰色、棕灰色泥岩夹灰色、棕灰色砂岩，少量含砾砂岩，是主要储油层段。下部为绿灰、棕灰色泥岩、钙质泥岩、钙质粉砂岩夹砂岩。厚度分布图上显示其厚度变化与下油砂山组类似的趋势。K5以下高阻段为深灰色钙质泥岩，是本油田生油岩之一。根据地层对比，共分为13个油层组，211个小层，平面上油层散，大多数油砂体零星分布，纵向上油层薄、多，单层厚度一般1～2 m。

林克湘、雷卞军等对油砂山油田的沉积相以及砂体的储集特征和成岩作用都有过研究，认为柴达木盆地油砂山油田属间歇性涨缩湖盆网状河三角洲沉积，少数段表现为辨状河三角洲沉积特征[1,2]。王琳等对油砂山油田沉积相进行了综合研究认为，油砂山地区N1-N21是在湖退背景下沉积的辨状河三角洲-浅湖体系。整体上为反旋回沉积，主要发育的微相有分支河道、决口扇、分支河道间、远砂坝、席状砂等微相[3]。本区三角洲沉积可划分出三个亚相[4,5]，即三角洲平原亚相、三角洲前缘亚相和前三角洲亚相以及若干微相[6,7]。

2 油砂体的分布

油砂体是储层含油层系的最小单元，也是认识油层分布规律的基本单元，而扎实的地层、构造、沉积微相研究是油砂体研究的基础和前提。油砂体的研究经历了从定性的判断油砂体的形状、分布以及影响因素等方面，到用定量的指标和方法对其进行储量计算、分类、评价、以及开发方案研究的过程[8-14]。鉴于研究区的实际情况，本文主要是在地层精细对比、构造精细解释以及沉积微相研究的基础上，进行油砂体分布图的编制，从定性的角度对油砂体的形状、分布以及影响因素等方面进行研究。

2.1 油砂体图的编制原则

（1）构造底图的选择：

在新编构造图上，油层组各小层采用其相应油层组底界标准层面构造图为底图。

（2）有效厚度的确定：

以最新的测井解释成果解释出的油层和油水同层的有效厚度为准，油层取全有效厚度，油水同层取厚度的1/2，以小层为单元勾绘油砂体含油面积。

（3）油砂体含油面积圈定原则：

a．油层与水层、干层之间取井距之半为油砂体边界。

b. 油层与泥岩之间，取井距1/3为油砂体边界。

c．油层与油水同层，油砂体边界从油水同层井心通过。

d．单独油水同层井未勾含油面积。

e．当外围无井点控制，超过一个标准井距的取井距之半作为油砂体边界。

f．油层井附近剥蚀线，以距油层井2/3距离勾绘油砂体边界，其外1/3井距带为干砂层带。

g．断层附近的油砂体边界，与构造图及断层要素结合起来考虑。对于延伸短的小断层，若延伸长度小于油砂体或二分之一包含于油砂体中，按无断层处理；若延伸长大于油砂体，则以断层圈定油砂体边界；油田内断距大，延伸长和较长的断层所夹持的条块，一口井有油层，又无其它井控制，垂向以断层为界，纵向上以井距之半圈定边界。

h．凡勾绘油砂体边界与油层组边界矛盾者，以油层组含油边界为准。

2.2 油砂体的形态

从小层平面图上可以明显看出油砂体的形态多种多样，大致可以分为三类。第一类为单井控制的圆形或椭圆形油砂体；第二类为长条或近似长条形油砂体；第三类为不规则片状油砂体。

单井控制的油砂体，由于受岩性和物性的控制，形成以圆形或椭圆形以及受断层遮挡的弧立油砂体。这类形态的油砂体构成了Ⅰ－Ⅵ断块的主体。约有1187个这种形态的油砂体，约占总数的58%。

其次为长条或近似长条形油砂体。这类油砂体受两口以上井点控制。其长轴展布方向有四种：东西向；南北向；北东－南西向、北西－南东向。其中以东西向和北西－南东向为主，数量占油砂体总数的 22.3%，而南北向及北东－南西向仅占油砂体总数的12%。这类油砂体的含油性不仅受岩性、物性控制外，构造因素也非常明显，尤其是长轴呈东西向展布的油砂体更为明显。在Ⅳ断块，它们的长轴方向往往地层走向一致，北部含油边界与构造线大致平行。东部Ⅴ、Ⅵ断块，随着地层走向的改变，这类油砂体的轴向也随之改变（图2）。

不规则片状油砂体数量较小，占油砂体总数的7.7%。它们的含油性也主受岩性和物性控制。

图2 Ⅵ-5油砂体分布图Fig.2 Distribution map of oil sand body of Ⅵ-5

3 油砂体分布的控制因素

3.1 沉积微相的控制作用

不同沉积微环境所形成的砂岩沉积体具有不同的组构特征，不同的组构也具有不同的孔隙结构，不同的孔隙结构决定了不同的含油性。因此，不同的沉积微相对油砂体的分布同样有着不同程度的影响（部分受成岩环境，成岩作用和强度的影响）。这种影响直接体现在油砂体的发育程度上。图 3是Ⅶ-1沉积微相和油砂体叠合图，Ⅶ油组发育的相为三角洲相和湖泊相，从图看出，大部分的油砂体都分布在三角洲相的河道微相、河口坝微相，少量的油砂体分布在席状砂微相，而浅湖微相并没有油砂体的分布。说明三角洲相较浅湖相油砂体发育的程度高，而三角洲相中尤以分流河道、河口坝微相的油砂体最为发育，从中证实不同沉积微相控制着油砂体的分布。

图4是Ⅶ-1小层沉积相带与日产油量的关系分布图。从图上可以明显看出，目前分布在河湾和浅湖相油井其日产油量非常低，例如中 24-3井位于河湾亚相，其日产油量为0.52 t/d，中136井位于浅湖亚相，其日产油量为0.55 t/d；而分布在主体相带分流河道微相和砂坝微相的油井其日产油量就比较高，一般位于0.97～3.43 t/d区间（中27井、中95井、油砂2井、中276井、中343井、中242井）；而分布在席状砂的油井日产油量介于两者之间，例如井167井，其日产油量为0.63 t/d，其它各小层的油井日产油量情况存在着与此类似的规律性，其特征同样表明了沉积相带是油层发育的重要控制因素。

图3 Ⅶ-1沉积相和油砂体叠合图Fig.3 Congruent map of sedimentary facies and oil sand body of Ⅶ-1

图4 Ⅶ-10沉积相和日产油量关系图Fig.4 The relation graph of sedimentary facies and oil production of Ⅶ-10

3.2 构造的控制作用

3.2.1 背斜的控制作用

油砂体受背斜的控制和油层类似，从图6可以看出，油砂体多分布在构造的高部位，而中低部位多为水区。

3.2.2 断层的控制作用

通过对研究区油砂体分布图分析统计发现，大部分油砂体的分布都和断裂有关，有的油砂体被断层单向封堵，有的被断层双向封堵（图2）。在统计XII-IV油组的1 676个油砂体中，以断裂有关的油砂体1 400个，占83.5%，其中单断式油砂体756个，占45.1%，双断夹持的油砂体644个，占38.4%，与断裂无关的油砂体276个，占16.5%（图5），可见断裂对油砂体分布的影响显著。究其原因，断层对油砂体的控制主要表现在两个方面：一是断裂对地下流体的流动提供了一个通道，使得储层中的不稳定组分发上溶解，改善了储层的渗流能力；二是断层对油气的运移起到一个封堵的作用，使得油气在断层附近聚集。

图5 与断裂相关的油砂体个数柱状图Fig.5 Histogram of oil sand body with fault

另外，在Ⅳ断块也出现中低部位含油、砂体发育的高部位为干的特殊现象。图6和图7分别是Ⅶ-1四断块油砂体分布图和沉积相与油砂体叠合图，从图可以看出，油砂体分布在构造的中低部位，而高部位并未分布，然而构造的高部位为河道沉积，岩性物性都比较好。和控制油气分布的因素类似，由于地层剥蚀，盖层厚度减小，上覆盖层不足以遮挡油气，一方面导致油气中的轻质组分甚至原油发生散失，原油中的胶质、沥青质等重质组分相对增多，增加了原油的粘度；另一方面，由于地表水的加入以及细菌活动，导致原油的粘度进一步增大，对下覆油气起到封堵作用。

4 结 论

（1）油砂山油田油砂体的形态多种多样，具有“薄、多、散、杂”的特征，大致可以分为三类：第一类为单井控制的圆形或椭圆形油砂体；第二类为长条或近似长条形油砂体；第三类为不规则片状油砂体。

（2）影响油砂体分布的因素主要包括背斜的控制作用、断层的控制作用、沉积微相的控制作用、以及沥青的侧向封堵作用。在此基础上后期可采用容积法，对油砂体的储量分布分断块、分油组进行研究，进而对油砂体开展综合评价，这为进一步进行层系内的油砂体合层开采的经济界限评价奠定了基础。

图6 Ⅶ-1Ⅳ断块油砂体分布图Fig.6 Distribution of oil sand body of Ⅶ-1 in fault block Ⅳ

图7 Ⅶ-1Ⅳ断块沉积相和油砂体叠合图Fig.7 Congruent map of sedimentary faciesand oil sand body of Ⅶ-1 in fault block Ⅳ

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Distribution and Controlling Factors of Oil Sand Bodies of Youshashan Oilfield in Qaidam Basin

WU Feng1, TIAN Fei1, DUAN Xin-ting1, DENG Nan-tao1, LI Guang-tao1, LI Hong-jin1
(1. Research Institute of Shaanxi Yanchang Petroleum (Group) Co.,Ltd., Shaanxi Xi’an 710075, China；2. Yanchang Oilfield Co.,Ltd. Yongning Oil Production Plant，Shaanxi Yan’an 717500, China)

Youshashan oilfield is a typical complex fault block reservoir; this kind of reservoirs have a lot of characteristics, such as complex structure, loosely scattered oil sand bodies, and difficulty in developing fault block reservoir. In this paper, based on geology, logging and developing dynamic data, distribution and controlling factors of oil sand bodies were synthetically studied. The research results not only have an important practical significance for future perfection of injection-production of the reservoir and improving waterflooding production of blocks, but also provide corresponding reference for exploration and development of the same type of reservoirs.

Complex fault reservoir; Oil sand bodies; Distribution; Controlling factors

TE 122

A

1671-0460（2014）12-2702-04

2014-06-10

吴凤（1983-），女，陕西西安人，工程师，硕士研究生，2009年毕业于长江大学矿物学、岩石学、矿床学专业，现主要从事于石油地质研究工作。E-mail：156621567@qq.com。