吴起地区延长组长6单砂体条带状含油分布特征及其成因

杜寻社，阳兴华，范绍雷，魏钦廉，米慧慧

（1.陕西延安石油天然气有限公司，陕西 西安 710018；2.西安石油大学地球科学与工程学院，陕西 西安 710065）

吴起地区延长组长6单砂体条带状含油分布特征及其成因

杜寻社1，阳兴华1，范绍雷1，魏钦廉2，米慧慧2

（1.陕西延安石油天然气有限公司，陕西 西安 710018；2.西安石油大学地球科学与工程学院，陕西 西安 710065）

储层非均质性对油气田的勘探和开发效果影响较大。结合岩心观察、薄片资料、扫描电镜、物性、录井等资料，对吴起地区长6油层组条带状含油分布特征进行研究。结果表明：层内非均质和微观非均质是造成单砂体条带状含油分布的主要原因，储层韵律段的粗粒部分含油性较好，层理密度大则含油性差；钙质夹层越发育的储层，含油性越差；胶结作用使孔隙结构复杂化，造成储层含油性不均；单砂体条带状含油分布形成不同的油水系统，导致油藏含有多个油水界面。研究成果对研究区进一步勘探、开发具有一定的指导意义。

层内非均质；单砂体；含油分布；延长组

鄂尔多斯盆地陆相沉积作用所特有的地质条件使得储集层具有砂体分布复杂、物性较差的特点。经历了后期成岩和构造等改造作用，储层非均质性较强，其在微观与宏观、纵向与横向均有所体现[1-3]。目前，储层非均质研究成为油气成藏和富集规律研究的重点与核心，但涉及储层非均质性对油气成藏影响的研究仍较少[4-6]。

研究区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡带上吴起地区，区内主要开发油层为三叠系延长组长6油层组，其沉积环境主要为三角洲前缘沉积，储层非均质性极强，以低孔、低渗、微孔喉为主，油水关系复杂[7]。因此，以单砂体为研究单元，分析其条带状含油分布特征，探讨单砂体条带状含油分布的成因，对研究区的进一步勘探、开发具有一定的指导意义。

1 单砂体条带状含油垂向分布特征

单砂体内条带状含油分布模式主要有4种，分别是油下水上、油上水下、油水互层和油水边界复杂模式。其中，油下水上分布模式出现在物性呈正韵律的储层中，如图1中1 722～1 728 m井段，油出现在下部物性较好的储层，而上部水层含水饱和度为80%左右，其物性较差，孔隙度小于5%；油上水下分布模式出现在物性呈反韵律的储层中，图1中1 717～1 722 m井段，下部层位含水饱和度较大物性较差，而上部含水饱和度较小的储层物性较好；油水互层模式中，油层颜色为灰褐色—褐色，厚度一般0.5～10 cm，含油层滴水不渗或弱渗，而水层颜色为灰白色，厚度一般为0.5～8 cm，滴水速渗，含油层与水层互层出现（图2、3、4）；油水边界复杂模式中，油水界限不是平直（图5）。

图1 塞537井长6储层油水解释综合图Fig.1 Interpretation of Chang6 reservoir of well Sai537

2 单砂体条带状含油分布成因

储层的非均质性是指储层基本性质在三维空间上分布不均一性，其对油藏开发效果具有重要的影响[8-9]。储层非均质导致相同构造背景或油源条件下油水在储层中不均匀分布，层内非均质和微观非均质是造成单砂体内含油条带状分布的重要原因。

2.1 层内非均质性

单砂体在垂向上非均质变化，包括粒度韵律性、渗透率韵律性（高渗透段位置）、层理构造引起的渗透率各向异性、层内不连续薄夹层分布等。

储层的韵律性对渗透率垂向分布有很大影响，粒度韵律性直接决定了剩余油的分布特征，储层韵律性变化导致单砂体内油水分布呈现油下水上和油上水下两种分布模式。研究区长6油层粒度韵律特征主要表现为反韵律、正韵律和复合韵律。无论哪种韵律存在，都对储层的含油性有一定的影响。对于物性较好、粒度较粗的岩层通常含油性较好，例如，图3的正韵律储层底部的含油饱和度值较高，而图6的反韵律岩层刚好相反。

岩心观察发现（图2、图4），层理构造和储层含油性有着密切的关系，它主要引起单砂体内油水呈互层分布现象。通常油气沿着层理方向分布，垂直层理方向其含油性较差，这是层理的存在导致渗透率在垂向上有着明显的差异。另外，层理发育密度的大小对储层含油性也有重要影响，相同岩性，板状层理或平行层理构造密度较大层段的含油较差甚至不含油（图4）；而层理密度较小层段，其含油较好，如图2和图7上部层段含油较好。

图2 层理发育导致含油条带分布Fig.2 Bedding developmental cause oily strip distribution

图3 粒度韵律导致含油条带分布Fig.3 Rhythm strip size cause oily strip distribution

图4 平行层理导致含油条带分布Fig.4 Parallel bedding cause oily strip distribution

图5 钙质夹层导致含油条带分布Fig.5 Calcareous interbeds cause oily strip distribution

图6 粒度反韵律导致含油条带分布Fig.6 Size reverse rhythm cause oily strip distribution

图7 槽状交错层理，上部含油较好Fig.7 Trough cross-bedding,Upper oil well

研究区内单砂体夹层类型主要为钙质夹层，厚度上从数厘米到数米变化。钙质夹层的存在使储层中流体的流动受到阻挡或遮挡，对油气的运移影响很大。油水边界复杂模式主要出现在含有钙质夹层的单砂体中（图5）。夹层对石油运聚成藏有较大影响，一方面夹层的存在阻止了石油的垂向运移，在垂向上形成不饱和油藏，导致油藏含油饱和度低和产能低；另一方面钙质夹层对砂体内部的石油运移起到遮挡作用，形成不同的油水系统，导致油藏含有多个油水界面。

2.2 微观非均质性

包括孔隙、颗粒和填隙物非均质。孔隙非均质主要指微观孔隙结构的非均质；颗粒非均质主要指颗粒结构及矿物学特征变化；填隙物非均质为填隙物的含量、矿物组成及敏感性等。微观非均质性是导致单砂体中油水边界复杂分布的重要原因之一。

研究区长6储层孔隙类型以粒间孔、长石溶孔、岩屑溶孔、晶间孔等为主，并见有少量的微孔微裂缝（图8）。胶结作用使孔隙形态复杂化，增大储层非均质性，严重的可使岩石丧失储集性能，造成储层上、下含油性不均（图9、10）。胶结作用在研究区主要是绿泥石薄膜胶结和钙质胶结[10]，其中，绿泥石一般覆盖在岩石颗粒的表面，造成孔喉半径的缩小，在此过程中，就会产生微孔隙，这样就引起孔隙结构的变化，最终对孔隙结构产生影响。此外，该种作用对压实作用具有明显的抑制性，从而保护原生孔隙，造成储层物性较好，进而引起储层非均质性变弱，所以绿泥石的存在从侧面反映了储层的好坏（图11），进一步反映了非均质性的强弱。钙质胶结含量高的地方，岩石致密，岩石含油性差或基本不含油（图9），而在钙质胶结含量少的地方，孔隙中含油较好（图10）。

低渗储层微观非均质性特征是造成纯油层难以大规模发育的重要原因：由于物性较差，微观非均质性较强，油水重力分异程度也差[11]；加上油藏束缚水饱和度较高，而油藏实际含油饱和度低，含水饱和度大于储层的束缚水饱和度，因此油层中可动水的含量较高；由于微观非均质性的影响，低渗油藏油水过渡带的厚度不一，最高接近30 m，一般分布于10 m以下，而低渗储层厚度较薄，单砂体厚度主要3～10 m，难以满足油水完全重力分异的需要，因此这些因素是造成油水同层发育的重要原因。

综上所述，在微观范围内，油气在非均质输导层中的运移路径受运移阻力大小分布的控制，优先通过运移阻力较小的优势通道[11]，造成在高孔渗储层部分具有较高的含油饱和度，而低孔渗部分含油饱和度低甚至不含油（图12）。

图8 吴起地区延长组长6油层组储集空间类型统计Fig.8 Reservoir space types statistics of Chang-6 oil reservoir of Yanchang formation in Wuqi region

图9 碳酸盐胶结物含量过多，致使岩石致密Fig.9 Carbonate cement resulting in dense rock

图10 部分孔隙中含油，黑色为沥青，碳酸盐胶结物所占据区域不含油Fig.10 Part of the pores of oil,black as pitch, carbonate cements occupied area without oil

3 结论

1）单砂体内带状含油分布模式主要有4种，分别是油下水上、油上水下、油水层互层和油水边界复杂型。其中，油下水上和油上水下两种分布模式主要由储层粒度韵律性变化引起，油水互层模式主要出现在板状层理或平行层理构造中，油水复杂关系模式则主要由层内夹层和微观非均质性引起。

2）储层层内粒度的韵律性变化、层理的发育程度、微观孔喉结构与单砂体条带含油性非均质分布存在一定关系，储层韵律段的粗粒部分含油性较好，层理密度大则含油性差。另外，绿泥石胶结物发育的储层，储层物性和含油性较好，而钙质夹层的存在是造成纯油层难以大规模发育的重要原因，钙质夹层越发育的储层，储层含油性越差。微观非均质性造成高孔渗储层部分具有较高的含油饱和度，而低孔渗部分含油饱和度低甚至不含油。

3）条带状含油分布是研究区长6油层组具有复杂油水关系和油水同层发育特征的重要原因，建议射孔层段优先选择层理密度较小和钙质夹层不发育的含油层段。

图11 吴起地区长6储层物性与绿泥石、碳酸盐含量相关性Fig.11 Correlation of reservoir properties with chlorite and carbonate content of Chang-6 reservoir in Wuqi area

图12 油气运移微观“优势通道”（据姜振学等，2005）Fig.12 Microscopic advantage channel of hydrocarbon migration(Jiang Zhenxue,et al,2005)

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（编辑 严骏）

Characteristics and genesis of banding oil distribution in single sandstone of Yanchang formation Chang-6 reservoir in Wuqi area

Du Xunshe1,Yang Xinghua1,Fan Shaolei1,Wei Qinlian2and Mi Huihui2
(1.Shaanxi Yan’an Oil and Gas Co.,LTD,Xi’an,Shaanxi 710018,China; 2.School of Earth Science and Engineering,Xi’an Shiyou University,Xi’an,Shaanxi 710065,China)

The reservoir anisotropy has an important effect on the exploration and development of oil and gas fields.By combination of the core observation,thin section,scanning electron microscope,reservoir physical property and logging,the banding oil distribution characteristics of Chang-6 reservoir in Yanchang formation of Wuqi area were studied.The results showed that the inner layer heterogeneity and micro-heterogeneity are the primary causes of banding oil distribution.The coarse grains of rhythm layer have higher oil potentials.The denser of beddings and calcareous interbeds developed have poor oil potentials.The cementation further complicates pore structure and causes uneven distribution of reservoir oil-bearing.The banding oil distribution in single sandstone form the different oil-water system and lead to the multiple oil and water interface of reservoir.The research has guiding significance for the further exploration and development of the resources in this area.

internal anisotropy,single sandstone,oil distribution,Yanchang formation

TE122.2

：A

2015-06-30。

杜寻社（1965—），男，高级工程师，油田勘探开发研究。

国家科技重大专项“鄂尔多斯盆地大型低渗透岩性地层油气藏开发示范工程”（2011ZX05044-02）。