陕北华庆地区长8油藏复杂水体成因与分布

董满仓，杨水胜，王全，付国民

(1.延长油田股份有限公司，陕西 延安 716000；2.延长油田股份有限公司勘探开发技术研究中心，陕西 延安 716001；3.长安大学地球科学与资源学院，陕西 西安 710054)

华庆地区隶属甘肃省华池县，构造上位于鄂尔多斯盆地西南部陕北斜坡与天环凹陷之间，三叠系延长组长7烃源岩之下的长8油层组是目前该区的主力开发层系之一。随着油田勘探开发进程的推进，发现该区长8油藏油水关系复杂，局部主砂体的高渗带出水，砂体边部低渗带出油，且部分开发井组发育高阻水层，同一井组开发的同一砂体部分井产水，所部署开发井试采高含水井及纯水井达40%以上，建产难度大，复杂的油水关系及其水体成因与分布规律是目前制约开发部署的关键因素。

前人研究普遍认为鄂尔多斯盆地延长组下组合油层组为致密岩性油藏(张志升等，2020)。该类油藏的油驱水过程一般进行得不彻底，油气最终占据砂岩主体带上毛管阻力相对较小的大、中孔隙空间，而细、小孔隙一般仍为原生地层水所占据。油藏特征表现为无边底水、油水分异差、油水混储、含油性较差、水饱和度相对较高，试油试产多为油水层(赵靖舟等，2012；苏复义等，2012；唐海发等，2007；丁晓琪等，2007；杨华等，2007；窦伟坦等，2008；姚宜同等，2015)。故此类油藏一般发育在砂岩主体带上，且以周边相对低渗透带为(边界)形成圈闭，河道侧翼砂体孔喉细小且渗透性较差，油气很难进入发生油水替换，多为低产层或水层，同时局部地区高渗河道主砂体远离优质烃源灶，油源不足，侧向运移条件差，储层致密形成高含水层(陈世加等，2012；王维斌等，2017；张创等，2014；苏妮娜等，2007；孙宁亮等，2019)。然而华庆地区长8油层组临近长7优质烃源，部分分布在主砂体高渗带发育规模较大水体，与其毗邻的砂体侧缘低渗带反而发育油层，前述研究无法解释该类复杂水体的成因及其发育规律。笔者通过油藏控制因素及储层结构差异性研究，分析复杂水体成因及分布特征，为有利建产区筛选奠定基础。

1 油藏基本特征

华庆地区长8油层组自下而上可进一步细分为长82、长81两个油层，岩性分别以灰色、深灰色中细粒长石石英砂岩、长石岩屑砂岩为主，成因类型主要为三角洲前缘水下分流河道砂体，储层总体表现为低孔-特低渗储层。与陕北其他地区延长组储层不同的是该区长8储层中普遍发育沥青，类似孔隙中的填隙物堵塞孔隙，降低了孔隙连通性，造成储层非均质性更强。

华庆地区长8油藏构造形态单一，总体呈平缓倾斜的大单斜(约1°～2°)，外力的作用(外围板块的挤压作用)及局部的软弱层岩体的塑性流动或差异压实作用仅形成低幅度的隆起，总体对油层分布无明显控制作用，圈闭成因与砂岩的侧向尖灭及岩性致密遮挡有关，为岩性油藏，进一步可划分为砂岩上倾尖灭岩性油藏和砂岩透镜体岩性油藏2类。与此同时，储层中发育广泛的碳酸盐胶结，在局部区域形成了储层物性变化封堵的非均质性油藏(陈林等，2015；陈世加等，2013；张纪智等，2013)。

华庆油田长8油藏总体油水分异程度较差，主要目的层段油水同出，多数井区油水关系符合常规规律，即构造较高或砂体主体带含油饱和度较高，试油或试产产量较高，以纯油或油水同层为主，但局部仍存在规模较大水体，油水关系复杂，代表性水体有：坪1111井区长81主砂体高渗带发育水体，而砂体侧缘低渗带发育油层；白465井区、白441井区同一井组、同一砂体投产，个别开发井发育水体，试采为水层；山126井区长81低渗带发育滞留水，试油低产或为水层(图1)。由于对上述复杂的油水关系认识不清，导致原主砂带30%以上勘探部开发部署井试油试采全为水层，如何规避主砂带水体成为提高勘探开发部署成功率的关键。

图1 华庆地区坪111井区主砂体高渗带水体分布特征Fig.1 Water distribution characteristics of main sand body hyperpermeability zone in Ping111 well area, Huaqing Area

2 水体发育主控因素分析

2.1 储层结构差异性与油水分布关系

沉积环境、成岩演化控制着储层岩石非均质性，而储层结构差异及非均质性又进而控制着储层孔隙空间中流体的非均质分布和流动(位云生等，2009；何拓平等，2020)。研究区长8储层结构差异性及非均质性造成局部油水分布复杂化，形成局部产水带。

2.1.1 储层隔夹层发育与油水分布关系

储层中夹层的分布对流体起隔挡作用，同时使储层致密，从而影响油气充注，使部分厚砂体产水或成为干层，如白498井长81及白473井长81层，储层中泥质和钙质夹层增多，导致储层品质差，增加油气从上往下充注难度，不利于油水替换，故因夹层密集发育，试油出水(图2)。

图2 白498井夹层分布对产能影响Fig.2 Influence of sandwich distribution on productivity of Well Bai498

同时，单砂体连通性—层间隔层会对流体起阻碍作用(图3)，白241-白473等井砂体厚度小，层间隔层发育，以产水为主，而白280井砂层厚度大，连通性好，试油高产。

图3 白280井等砂体连通性剖面图Fig.3 Connectivity profile of sands of Bai280 Well，et al

2.1.2 长7烃源岩与长8储层间泥岩发育与油水关系

华庆油田由于长8储层与长7烃源岩之间存在泥质层段，阻挡油气向下充注，致使原始水体置换不彻底，含水饱和度高，形成产层出水。统计各井长8储层与长7烃源岩之间泥岩厚度(图4)，总体来看顶部泥岩层厚度大，出水井所占比例增高，如在白241、白254、白240、白506等井区(图5)。但中部出水区，砂层与烃源岩之间夹层厚度较小。可见，烃源岩与长811砂层之间的泥岩隔层厚度小，不是导致长811出水的唯一原因。

图4 白241等井小段泥岩隔层发育示意图Fig.4 Schematic illustration of the development of mudstone interbeds in the small section of Bai 241 well，et al

图5 华庆地区长8砂层顶部泥岩厚度分布图Fig.5 Mudstone thickness distribution on top of Chang 8 sand layer in Huaqing area

2.2 沥青发育与油水分布关系

研究区白456-坪110砂体储层富含沥青等有机质，岩石荧光薄片特征为沥青等黑色填隙物多，残余孔隙聚集少量油，岩石形成孔隙黑边为绿泥石膜-有机质复合体(沥青)，黏土-有机质复合体等影响了油水在孔隙中的微观分布，并导致在同等饱和度条件下此类岩石具有更高的电阻率，大量生烃时的油主要运移到填隙物少的储层或储层的残余孔中，从而形成沥青充填包水带(图6)。可见，沥青充填及其绿泥石膜-有机质复合体(沥青)致使局部油水关系复杂，形成产水带。

a.白456井，长81，2 137.50 m，×10，矿物边缘及充填物发荧光;b.白473井，长81，2 062.79 m，×10，充填物发荧光

2.3 储层润湿性与油水分布关系

岩石润湿性对产层性质具有一定影响(表1)，与延长组其他亲水性油层不同，华庆油田长8油层以亲油性为主，储层受早期低成熟油充注影响，低成熟油占据孔隙或孔喉，形成“油包水”，水相容易流动，在富集程度较低时，试油含水率较高。

表1 华庆地区储层润湿性统计表Tab.1 Statistical table of reservoir wettability in Huaqing area

3 水体成因类型及模式

在综合分析长8油藏水体发育控制因素基础上，逐一剖析研究区各水体成因，建立水体发育模式图(图7)，将水体分为以下7类：①高渗带残余沥青充填包水带。②高渗带砂体致密透镜体滞留水体。③顶部泥岩段隔档未置换带水体。④局部边底水。⑤致密砂岩透镜体水体。⑥河道边部层间夹层隔档水体。⑦上部层位注入水渗漏。其中，高渗带残余沥青充填包水带、高渗带砂体致密透镜体滞留水体与顶部泥岩段隔档未置换带水体是区内最发育的水体类型。研究区水体成因类型相当复杂，控制因素多样，常见某井区水体受多种因素控制，储层宏观与微观非均质性是造成油水分布复杂的主要因素。

①.高渗带残余沥青充填包水带；②.局部边底水；③.高渗带砂体致密透镜体滞留水体；④.顶部泥岩段隔挡位置换带水体；⑤.致密砂岩透镜体水体；⑥.河道边部层间夹层隔挡水体；⑦.上部层位注入水渗透

根据以上水体发育主控因素分析及成因类型划分，研究区白448-坪110-白504主要为高渗带残余沥青充填包水带，砂体边部物性较差部位含有性较好；白240等井为顶部泥岩段隔档未置换带水体，白505井区主要为高渗带砂体致密透镜体滞留水体，东南部山101等主要为致密砂岩透镜体水体。

综合油井产能控制因素分析，研究区高产油井与高产油低产水的油水同层井储层物性好，沥青等充填少，且长7主泥岩段与长8储层直接接触或相距较近，无夹层或很少。因此，在建产部署中，针对不同水体成因，应因地制宜，合理规避可能发育水体的区域，例如通过储层沥青测井响应判别进而预测主砂带中部分残余沥青充填包水带，通过长7烃源岩与长8储层间小段泥岩发育判别储层中原始水体置换程度。

4 结论

(1)长庆油田长8油藏油水关系复杂，局部水体分布主要受储层结构差异、沥青充填及其绿泥石膜-有机质复合体的形成、储层润湿性等因素控制。

(2)通过对各水体成因分析，建立了研究区水体发育模式图，将水体分为以下7类：①高渗带残余沥青充填包水带。②局部边底水。③高渗带砂体致密透镜体滞留水体。④顶部泥岩段隔档未置换带水体。⑤致密砂岩透镜体水体。⑥河道边部层间夹层隔档水体。⑦上部层位注入水渗漏。其中，高渗带残余沥青充填包水带、高渗带砂体致密透镜体滞留水体与顶部泥岩段隔档未置换带水体是区内最发育的水体类型。

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