低滲透砂巖油藏特征及其發(fā)展趨勢

胡延旭

（西北大學地質學系/大陸動力學國家重點實驗室，陜西 西安 710069）

伴隨世界能源格局的不斷轉變及技術的不斷發(fā)展,非常規(guī)油氣逐漸成為世界研究的熱點。低孔滲油氣資源作為主要的非常規(guī)資源,已成為世界上油氣勘探開發(fā)和科學研究的熱點?？碧介_發(fā)實踐表明,世界上低滲透油氣資源十分豐富,廣泛分布于美國落基山地區(qū)諸盆地[1]和加拿大阿爾伯達盆地[2],我國也廣泛發(fā)育低滲透非常規(guī)油氣藏,主要分布于四川盆地地[3]、松遼盆地[4]和鄂爾多斯盆地三疊系[5]等地區(qū)。隨著勘探開發(fā)階段的深入,非常規(guī)低滲透油氣資源在能源格局中將占有越來越重要的地位，加大非常規(guī)儲層的研究投入，創(chuàng)新相應的理論和技術是我們迫切需要解決的問題。

1 低滲透儲層的定義

低滲透油藏通常指的是基質滲透率較低的儲層，通常表現為孔隙度低、喉道小、流體滲透能力差，通常需要進行油藏改造才能維持正常生產。低滲透砂巖油藏按成因分為原生低滲透砂巖油藏和次生低滲透砂巖油藏。原生低滲透油氣藏主要是受沉積作用的影響，巖石的成分成熟度和結構成熟度均較低，泥質雜基含量高，埋深大多較淺，成巖作用改造較弱。次生低滲透油氣藏主要是原來的常規(guī)油氣藏經過強烈的成巖作用改造后，原生孔隙大量減少,形成致密層，我國現在發(fā)現的低滲透儲層主要是次生低滲透油氣藏[6]。

事實上，低滲透是一個相對的概念，目前尚未對其概念取得統(tǒng)一的看法，所以，針對其界限的劃定，因時間不同、油氣資源狀況不同、技術經濟條件不同和地域不同而存在一定的差異，國內外學者主要通過基質滲透率作為劃分低滲透儲層的主要標準,代表性的主要有:①前蘇聯(lián)學者根據地層產能、導水性、孔隙空間結構和經濟標準,將滲透率小于50×10-3μm2的儲層定為低滲透油藏；②美國石油地質學家萊復生則把低滲透儲層的上限劃為10×10-3μm2；③1986年，我國學者羅蟄潭和王允成將滲透率小于100×10-3μm2的儲層劃分為低滲透儲層[7]；④1992 年，國內外學者在西安召開的“國際低滲透油氣藏”會議上,對于低滲透儲層的定義取得了基本一致的看法:將基質滲透率小于50×10-3μm2，大于 0.1×10-3μm2的儲層定義為低滲透儲層[8]；⑤唐曾熊(1994)將低滲透儲層的上限定為100×10-3μm2,并把滲透率小于10×10-3μm2的儲層劃分為特低滲透儲層[9]；⑥1997 年，李道品等提出將小于50×10-3μm2的儲層定義為低滲透儲層，并提出了“超低滲透儲層”的概念[10]；⑦1997 年，將小于 50×10-3μm2的儲層定義為低滲透儲層[11]。另外，近年來，隨著頁巖氣和頁巖油等致密儲層的勘探開發(fā)成功，國內外學者相繼提出了致密油的概念，并將其滲透率上限設定為1×10-3μm2[12]，其相當于我國行業(yè)標準的超低滲儲層。

2 低滲透砂巖儲層的地質特征

2.1 源儲特征

非常規(guī)油氣的源儲關系多數為源儲共生，對于低滲透砂巖儲層，主要表現為源儲接觸型油氣聚集。相比于常規(guī)油氣藏的圈閉和油氣聚集區(qū)帶，低孔滲非常規(guī)油氣藏演變?yōu)橛蜌饩奂瘜酉?，突破了油氣藏邊界的概念和作用，更強調大面積源儲共生層系納米級孔喉系統(tǒng)等儲集空間中的連續(xù)型油氣聚[13]。

2.2 儲層特征

相比于常規(guī)儲層的微米級孔吼直徑，低滲透砂巖油儲集層主要大規(guī)模發(fā)育納米級孔隙結構，以鄂爾多斯盆地延長組長6儲層為例，孔喉直徑主要為60～800nm，是導致儲層物性差和致密的根本原因。相對于常規(guī)儲層，低滲透的非常規(guī)儲層具備以下主要特征[14]：①成巖后生作用強烈,次生孔隙孔隙的大量形成，常能較好地改善儲層；②常發(fā)育層控作用明顯的裂縫（特別是微裂縫）;③非均質性嚴重，開發(fā)中水敏和酸敏明顯，導致儲層傷害較大，驅油效果差；④常發(fā)育特殊的巖性圈閉；⑤常表現為復雜的滲流特征，與達西定律不符，多表現為非達西流。

2.3 運聚特征

非常規(guī)油氣是廣覆式、大面積油氣聚集，圈閉和蓋層的界限不明顯。低滲透砂巖油藏的油氣運聚過程中，受水動力影響小，浮力與水柱壓力作用不明顯，以非達西滲流的擴散和超壓作用為主，油水分異不明顯，主要靠滲透擴散。烴源巖的排烴壓力為其提供運聚動力，阻力主要為較小的孔吼產生的毛管壓力，兩者相互耦合控制油氣邊界或范圍。

2.4 油藏特征

在我國，低滲透的砂巖油氣藏分布范圍較廣，以四川盆地中侏羅系致密砂巖和鄂爾多斯盆地三疊系延長組致密砂巖為主要代表，前人對于鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)三疊系延長組的低孔滲砂巖油藏特征進行了深入的研究，總結出了以下幾個重要特征[15]：（1）含油飽和度低，與儲層物性關系復雜。（2）油水關系復雜，無明顯的油水界面。（3）距離源巖越遠，石油富集程度越差。

3 低滲透儲層勘探開發(fā)的發(fā)展趨勢

3.1 低滲透儲層勘探開發(fā)理論的發(fā)展

隨著油氣勘探與開發(fā)的重心由常規(guī)油藏向非常規(guī)油藏的轉變,石油地質學的理論也發(fā)生了巨大的轉變，經歷了不斷的理論創(chuàng)新，推動了石油工業(yè)的一次又一次的飛速發(fā)展。傳統(tǒng)的石油地質研究強調油氣運移（從烴源巖到圈閉），油氣勘探的核心是尋找有效的聚油圈閉;而非常規(guī)油氣系統(tǒng)和大面積連續(xù)型油氣聚集理論,淡化了圈閉成藏概念,強調原位滯留或短距離運移的頁巖系統(tǒng)源儲共生型油氣聚集,尋找有效儲集體成為油氣勘探的核心。

3.2 低滲透儲層的研究方法

勘探開發(fā)實踐表明，低滲透儲層中常存在一些相對高孔滲的部位，這些部位是富集油氣并有可能獲得高產的地帶，稱為“優(yōu)質儲層”，即在生產實踐中經常提到的“甜點”。

優(yōu)質儲層是一個相對的概念,并沒有絕對意義上的儲層物性指標,是指低孔滲背景下的相對高孔滲部位。在低滲透油氣田中，優(yōu)質儲層中往往儲集了大部分的油氣，因此,搞清楚優(yōu)質儲層形成條件及主控因素,能夠提高勘探低滲透油藏的效率,是解決低滲透油藏勘探成功率低的重要途徑。

沉積作用和成巖作用控制碎屑巖儲層的形成[17]，且成巖作用在低滲透油藏儲集體的形成中占有重要作用。因此，在具體的研究工作中,對埋藏深度大、受成巖作用影響明顯的儲層應側重于成巖作用對儲層貢獻的分析，并將成巖相作為判斷優(yōu)質儲層的標準,在國內，成巖相分析是我們經常采用的方法[18]，即通過儲集巖次生成巖特征(包括膠結物特征、壓實作用強度、孔隙特征等)的區(qū)別定義劃分成巖相,進一步對碎屑巖儲層預測評價。但是這忽略了沉積作用和儲層的巖石學組分的作用，而沉積作用和儲層的巖石學組分特征直接決定了成巖作用的方向，是不可分割的整體。所以，在對儲層進行預測評價中，應綜合考慮沉積作用、成巖作用和儲層巖石學特征等有利儲集層形成的主要控制因素,以更加全面和客觀地評價優(yōu)質儲層。國外研究人員則多側重于綜合考慮沉積作用和成巖作用[19],綜合沉積相和成巖相，劃分出有利的沉積—成巖相帶,預測和評價優(yōu)質儲層。

4 存在的問題

雖然近幾年國內外研究人員對于低滲透儲層進行了大量的研究,且在一些方面也取得了較大的創(chuàng)新,但受到低滲透儲層復雜性及勘探開發(fā)的局限性影響，低滲透儲層仍然存在大量亟待解決的問題,主要包括以下幾方面:(1)明晰控制低滲透儲層形成的主要因素。(2)定量評價低滲透油氣藏形成主控因素。(3)建立統(tǒng)一的低滲透儲層分類評價標準。(4)明晰低滲透油藏的油水分布規(guī)律。

5 結語

隨著油氣資源的不斷勘探和開發(fā)，非常規(guī)油藏逐漸取代常規(guī)油藏成為未來勘探開發(fā)的主體，我國低滲透油氣資源非常豐富,開展低滲透油氣勘探開發(fā)是我國油氣能源工業(yè)進一步發(fā)展的必由之路。但是，在低滲透油氣資源勘探開發(fā)中仍然存在著大量的問題，主要表現為石油地質理論仍舊停留在常規(guī)儲層的層面，不能夠解決非常規(guī)油藏的問題，創(chuàng)新適合非常規(guī)油藏的地質理論是我們未來發(fā)展的主要難題。

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