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鄂尔多斯盆地中生界油藏序列特征及主控因素

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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中 国 矿 物 岩 石 地 球 化 学 学 会 第 1 7 届 学 术 年 会 论 文 摘 要 集5 1 6专 题 10: 地 质 过 程 的 流 体 作 用 及 成 矿 、 成 藏 效 应鄂 尔 多 斯 盆 地 中 生 界 油 藏 序 列 特 征 及 主 控 因 素齐 亚 林 1, 赵 彦 德 1, 李 海 龙 2, 杨 晓 刚 3, 邹 章 明 4 1. 中 国 石 油 长 庆 油 田 分 公 司 勘 探 开 发 研 究 院 , 西 安 710018; 2. 中 国 石 油 测 井 有 限 公 司 长 庆 事 业 部 , 西 安710201; 3. 中 国 石 油 长 庆 油 田 分 公 司 油 气 工 艺 研 究 院 , 西 安 710018; 4. 中 国 石 油 川 庆 钻 探 长 庆 井 下 技 术作 业 公 司 , 西 安 710018勘 探 地 质 研 究 的 主 要 目 的 是 解 释 和 预 测 , 以 全 面 、 精 细 、 准 确 的 描 述 和 分 类 为 基 础 , 合理 的 成 因 解 释 可 为 有 针 对 性 应 用 测 录 井 、 试 油 等 工 艺 即 地 质 工 程 一 体 化 提 供 依 据 , 有 利 目 标区 的 准 确 判 断 和 合 理 预 测 可 有 效 指 导 井 位 部 署 。 进 一 步 明 确 鄂 尔 多 斯 盆 地 中 生 界 (延 长 组 及延 安 组 )油 聚 集 程 度 、 油 藏 类 型 、 油 的 组 成 及 性 质 、 油 水 赋 存 状 态 及 油 相 渗 流 能 力 、 地 层 水型 (离 子 构 成 )等 油 藏 序 列 特 征 并 揭 示 其 微 观 机 理 和 主 控 因 素 , 可 为 深 入 理 解 油 藏 特 征 , 揭 示油 藏 分 布 规 律 , 优 选 油 层 评 价 手 段 , 优 化 试 油 层 段 和 工 艺 及 方 案 , 客 观 评 价 油 层 的 产 能 提 供依 据 。油 充 注 、 聚 集 程 度 及 油 水 分 布 特 征 决 定 了 试 油 工 艺 的 选 择 。 储 层 物 性 、 碎 屑 颗 粒 润 湿 性 及 产 状 , 烃 源 岩 组 成 、 热 演 化 程 度 及 生 烃 强 度 , 微 观 上 控 制 了 油 充 注 、 聚 集 程 度 的 差 异 及 油水 分 布 特 征 。 储 层 中 油 水 的 微 观 分 布 受 毛 管 力 的 控 制 , 油 充 注 、 聚 集 程 度 是 毛 管 力 与 浮 力 平衡 作 用 的 结 果 。 矿 物 的 组 成 、 表 面 形 态 或 孔 隙 结 构 的 微 观 非 均 质 性 , 以 及 由 烃 源 岩 组 成 、 热演 化 程 度 决 定 的 表 面 活 性 组 分 的 微 观 非 均 质 性 , 导 致 储 层 润 湿 性 存 在 微 观 非 均 质 性 (“混 合 润湿 ”或 “斑 状 润 湿 ”)。 孔 隙 结 构 的 微 观 非 均 质 性 和 润 湿 性 的 微 观 差 异 , 导 致 毛 管 力 微 观 分 布 的差 异 , 油 优 先 充 注 于 毛 管 力 小 的 大 孔 喉 , 并 将 其 中 的 孔 隙 水 部 分 驱 替 ; 随 着 更 多 油 的 充 注 ,浮 力 增 大 , 油 向 较 小 的 孔 喉 充 注 , 并 将 孔 隙 水 部 分 排 出 (油 难 以 将 赋 存 在 未 连 通 的 死 孔 隙 、微 细 孔 隙 或 吸 附 在 碎 屑 颗 粒 表 面 的 孔 隙 水 完 全 驱 替 , 水 以 束 缚 或 残 余 形 式 存 在 )。 烃 源 岩 热演 化 程 度 或 生 烃 强 度 高 , 喉 道 半 径 大 或 偏 亲 油 , 油 充 注 、 聚 集 程 度 高 ; 烃 源 岩 热 演 化 程 度 或生 烃 强 度 低 , 喉 道 半 径 小 或 偏 亲 水 , 油 充 注 、 聚 集 程 度 低 。油 藏 类 型 决 定 了 含 油 有 利 区 预 测 的 方 法 和 试 油 工 艺 的 选 择 。 砂 体 厚 度 大 且 物 性 好 的 储层 , 易 形 成 统 一 的 构 造 圈 闭 。 重 力 分 异 作 用 下 , 随 着 油 在 圈 闭 内 充 注 、 聚 集 。 微 观 上 , 油 滴在 浮 力 作 用 下 向 上 运 移 ; 宏 观 上 , 油 水 界 面 向 下 运 移 ; 表 现 为 “油 气 倒 灌 ”。 发 育 中 低 渗 -低 渗 构 造 和 特 低 渗 构 造 -岩 性 2 类 油 藏 。 ① 远 油 源 或 烃 源 岩 生 烃 强 度 低 , 油 充 注 、 聚 集 程 度 低 ,圈 闭 仅 部 分 被 充 满 , 斑 点 状 -均 匀 含 油 , 存 在 明 显 的 呈 波 状 起 伏 的 油 水 边 界 , 属 中 低 渗 -低 渗构 造 油 藏 , 具 有 底 水 , 易 发 生 锥 进 。 延 安 组 、 长 9、 天 环 坳 陷 两 侧 延 长 组 油 藏 具 该 特 征 。 ②近 油 源 或 烃 源 岩 生 烃 强 度 高 , 油 充 注 、 聚 集 程 度 高 , 圈 闭 近 乎 完 全 被 充 满 , 斑 块 状 -不 均 匀含 油 , 存 在 较 为 模 糊 的 油 水 边 界 , 属 特 低 渗 构 造 -岩 性 油 藏 。 湖 盆 中 部 延 长 组 中 上 组 合 油 藏具 该 特 征 。 而 物 性 差 的 储 层 , 难 以 形 成 统 一 的 圈 闭 , 宏 观 上 的 岩 性 圈 闭 是 由 不 同 尺 度 微 圈 闭构 成 。 近 油 源 或 烃 源 岩 生 烃 强 度 高 的 条 件 下 , 油 优 先 充 注 、 聚 集 、 成 藏 于 毛 管 力 小 的 微 圈 闭中 , 形 成 微 油 藏 群 , 条 带 状 -均 匀 含 油 , 不 存 在 明 显 的 油 水 边 界 , 属 超 低 渗 -致 密 (页 岩 )油 藏 。微 观 上 , 微 油 藏 群 呈 分 散 状 态 , 油 表 现 为 不 受 浮 力 控 制 , 存 在 “上 水 下 油 ”和 “油 气 倒 置 ”现 象 。宏 观 上 , 油 藏 连 片 大 面 积 分 布 。 湖 盆 中 部 延 长 组 中 下 组 合 油 藏 具 该 特 征 。 油 层 能 被 有 效 动 用的 前 提 是 其 中 的 油 能 以 较 快 的 渗 流 速 度 进 入 人 工 裂 缝 系 统 , 而 人 工 裂 缝 系 统 形 成 的 前 提 是 高 中 国 矿 物 岩 石 地 球 化 学 学 会 第 1 7 届 学 术 年 会 论 文 摘 要 集 5 1 7压 流 体 能 以 较 快 的 速 度 在 储 层 中 被 挤 注 , 上 述 均 要 求 储 层 具 有 较 强 的 渗 流 能 力 。 超 低 渗 -致密 (页 岩 )油 层 因 基 质 渗 流 能 力 过 低 , 压 力 传 导 难 度 较 大 , 难 以 满 足 上 述 需 要 。 体 积 压 裂 被 认为 是 解 放 该 类 油 层 的 有 效 途 径 , 但 形 成 体 积 缝 的 前 提 条 件 是 储 层 天 然 裂 缝 发 育 。 天 然 裂 缝 发育 是 超 低 渗 -致 密 (页 岩 )油 层 有 效 动 用 的 必 要 条 件 。油 的 组 成 及 性 质 是 油 层 评 价 和 试 油 工 艺 选 择 的 关 键 指 标 。 烃 源 岩 组 成 或 热 演 化 程 度 差 异导 致 不 同 地 区 、 层 系 和 期 次 油 的 组 成 及 性 质 存 在 差 异 。 岩 性 圈 闭 内 的 层 析 作 用 以 及 构 造 圈 闭内 的 分 异 作 用 , 导 致 圈 闭 内 油 的 组 成 、 气 油 比 等 性 质 进 一 步 发 生 变 化 。 中 低 渗 -低 渗 构 造 油藏 , 由 于 分 异 作 用 , 轻 组 分 相 对 于 重 组 分 更 易 于 向 圈 闭 上 倾 方 向 调 整 和 运 移 , 圈 闭 下 倾 方 向 ,含 油 饱 和 度 可 能 较 高 , 但 主 要 是 重 组 分 为 主 的 残 余 油 , 以 吸 附 状 态 存 在 , 试 油 通 常 表 现 为 水层 。 特 低 渗 构 造 -岩 性 油 藏 和 超 低 渗 -致 密 (页 岩 )油 藏 , 由 于 层 析 作 用 , 随 着 运 移 (侧 向 或 垂 向 )距 离 增 加 , 保 存 条 件 相 近 的 条 件 下 , 油 的 重 组 分 含 量 下 降 , 轻 组 分 含 量 上 升 , 密 度 和 黏 度 减 小 , 油 相 渗 流 能 力 增 强 。 气 油 比 , 邻 近 烃 源 岩 的 长 7 油 层 最 高 (100~120m3/t), 随 着 距 烃 源 岩距 离 的 增 大 依 次 降 低 , 延 安 组 油 层 最 低 (10~30m3/t)。 随 着 运 移 距 离 增 加 , 气 逐 渐 从 油 中 分 离出 来 , 甲 烷 含 量 增 多 , 重 烃 含 量 减 少 (如 , 盆 地 中 部 长 9, 气 测 值 普 遍 较 高 , 组 成 以 甲 烷 为主 , 难 以 反 映 含 油 性 )。油 水 赋 存 状 态 、 油 相 渗 流 能 力 是 油 层 评 价 的 重 要 内 容 。 烃 源 岩 组 成 或 热 演 化 程 度 、 储 层碎 屑 颗 粒 润 湿 性 及 产 状 等 差 异 , 导 致 不 同 地 区 、 层 系 储 层 油 水 赋 存 状 态 、 油 相 渗 流 能 力 等 存在 差 异 。 如 , 早 期 生 成 的 低 熟 油 , 含 氮 、 氧 等 具 有 表 面 活 性 特 征 的 烃 类 化 合 物 (沥 青 质 、 胶质 )含 量 较 高 。 绿 泥 石 是 普 遍 存 在 的 黏 土 矿 物 , 对 储 集 空 间 的 保 存 具 有 建 设 性 , 因 其 特 殊 的矿 物 组 成 和 表 面 形 态 导 致 表 面 能 的 不 均 匀 , 导 致 不 同 程 度 吸 附 具 表 面 活 性 特 征 的 烃 类 化 合 物而 具 有 偏 亲 油 属 性 。 绿 泥 石 以 环 边 包 裹 碎 屑 颗 粒 形 式 产 出 , 使 储 层 表 现 为 “混 合 润 湿 ”或 “斑状 润 湿 ”, 降 低 了 油 运 移 的 毛 管 阻 力 , 有 利 于 油 的 运 移 、 充 注 。 局 部 地 区 或 层 系 储 层 中 不 同程 度 含 有 的 低 熟 油 , 易 与 绿 泥 石 黏 土 膜 结 合 , 形 成 黏 土 膜 有 机 质 复 合 体 , 使 油 水 赋 存 状 态 表现 为 “油 包 水 ”, 导 致 油 层 不 同 程 度 具 有 消 光 、 高 孔 、 高 渗 、 高 油 饱 、 高 阻 特 征 , 影 响 油 相 渗 流 能 力 , 乳 状 液 从 油 包 水 型 (w/o)转 为 水 包 油 型 (o/w)。 较 高 含 量 的 绿 泥 石 等 偏 亲 油 矿 物 的 存在 对 油 藏 的 有 效 动 用 具 有 破 坏 性 (如 蔡 家 庙 -悦 乐 -城 壕 长 8)。 上 述 差 异 可 能 是 盆 地 周 缘 中 生界 局 部 油 藏 油 相 渗 流 能 力 偏 弱 的 重 要 原 因 。地 层 水 型 (离 子 构 成 ), 曾 作 为 评 价 油 藏 是 否 遭 受 次 生 改 造 的 标 志 , 存 在 原 生 沉 积 和 次 生改 造 2 种 成 因 。 其 中 , 原 生 沉 积 地 层 水 离 子 构 成 总 体 受 湖 盆 的 古 地 理 格 局 和 沉 积 环 境 控 制 。蚀 源 区 地 层 岩 石 矿 物 组 成 的 差 异 , 尤 其 是 蚀 源 区 沉 积 地 层 水 离 子 构 成 的 差 异 , 决 定 了 不 同 沉积 体 系 CaCO3和 CaSO4等 化 学 沉 积 岩 含 量 的 差 异 , 也 决 定 了 不 同 沉 积 体 系 原 生 地 层 水 离 子构 成 的 差 异 。 地 质 历 史 上 不 同 层 系 地 层 水 可 能 存 在 不 同 程 度 的 交 换 , 但 现 今 地 层 水 离 子 构 成总 体 继 承 了 原 生 沉 积 地 层 水 离 子 构 成 。 中 生 界 现 今 地 层 水 型 存 在 较 大 差 异 , 延 长 组 以 CaCl型 地 层 水 为 主 , NaHCO 3:MgCl:Na2SO4:CaCl 型 地 层 水 的 比 例 约 为 1:2:4:43, 地 层 水 型 的 比 例与 层 位 关 系 不 明 显 , 不 存 在 随 层 位 加 深 , NaHCO3和 Na2SO4水 型 减 少 的 趋 势 ; 延 安 组 以 CaCl型 地 层 水 为 主 , NaHCO3和 Na2SO4型 地 层 水 比 例 有 所 增 大 。 油 水 同 出 油 流 井 中 , CaCl 或MgCl 型 地 层 水 约 占 80%, NaHCO3或 Na2SO4型 地 层 水 约 占 20%。 论 证 油 藏 -地 层 水 型 的 关系 , 不 能 仅 考 虑 水 的 离 子 构 成 , 而 忽 视 油 的 有 机 化 学 组 成 。 目 前 没 有 足 够 的 油 的 有 机 地 化 组成 或 特 征 化 合 物 证 实 , 与 CaCl 或 MgCl 型 地 层 水 伴 生 的 油 确 定 未 受 到 氧 化 或 生 物 降 解 , 或者 与 NaHCO3或 Na2SO4型 地 层 水 伴 生 的 油 确 定 受 到 氧 化 或 生 物 降 解 。 沉 积 地 层 水 的 多 旋 回性 决 定 了 原 生 的 NaHCO3或 Na2SO4型 水 不 反 映 保 存 条 件 必 然 差 , 次 生 改 造 后 的 CaCl或 MgCl型 水 也 不 意 味 保 存 条 件 必 然 好 。 地 层 水 型 (离 子 构 成 )不 具 备 准 确 评 价 油 藏 次 生 变 化 的 能 力 ,评 价 油 藏 保 存 条 件 最 直 接 、 最 可 靠 的 标 志 是 油 的 特 征 生 物 标 志 化 合 物 的 相 对 含 量 。
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