鄂爾多斯盆地杭錦旗地區(qū)十里加汗區(qū)帶下石盒子組1段巖性圈閉成藏動力及氣水分布特征

張　威，李　良，賈會沖

(中國石化 華北油氣分公司 勘探開發(fā)研究院，河南 鄭州 450006)

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鄂爾多斯盆地杭錦旗地區(qū)十里加汗區(qū)帶下石盒子組1段巖性圈閉成藏動力及氣水分布特征

張威，李良，賈會沖

(中國石化 華北油氣分公司 勘探開發(fā)研究院，河南 鄭州 450006)

鄂爾多斯盆地杭錦旗地區(qū)十里加汗區(qū)帶發(fā)育低滲透砂巖氣藏，主力含氣層二疊系下石盒子組1段(盒1段)儲層非均質(zhì)性強，局部含水。因此，明確氣水賦存狀態(tài)、分布特征及其主控因素是該區(qū)天然氣勘探開發(fā)的關(guān)鍵。為了分析在浮力作用下致密儲層中氣水垂向分異條件，對研究區(qū)盒1段3類儲層開展了壓汞和氣水相滲實驗，并計算了3類儲層在氣藏條件下的毛細管阻力。結(jié)果表明，由于儲層非均質(zhì)性強、連續(xù)厚度小，儲層中連續(xù)氣柱浮力小于毛管中值壓力，因此盒1段儲層不具備氣水完全分異的條件。在平緩構(gòu)造背景下，浮力很難成為大面積低滲儲層的充注動力，超壓是低滲巖性圈閉的主要成藏動力。通過分析研究區(qū)3個巖性圈閉的氣層、氣水同層及水層的含氣飽和度及毛細管壓力曲線的差異性，反推了3個巖性圈閉成藏動力。西部的獨貴加汗圈閉成藏動力最大，定義為“強動力圈閉”，東部的蘇布爾嘎圈閉成藏動力最小，定義為“弱動力圈閉”。在圈閉成藏動力的研究基礎(chǔ)上，根據(jù)氣層與水層在致密非均質(zhì)性儲層中的賦存狀態(tài)與疊置類型，將3個圈閉中的氣、水層分為6種模式。通過分析不同圈閉成藏條件、圈閉動力與氣水分布的差異，認為生烴強度和圈閉封閉性是圈閉成藏動力主控因素，圈閉動力和儲層非均質(zhì)性展布共同控制氣水分布。

氣水分布；毛細管阻力；成藏動力；巖性圈閉;杭錦旗地區(qū);鄂爾多斯盆地

杭錦旗地區(qū)十里加汗區(qū)帶位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡北部，緊鄰蘇里格氣田。該區(qū)帶面積2 200 km2，目前已在石炭系太原組及二疊系山西組、下石盒子組發(fā)現(xiàn)6套氣藏，具備形成大型氣田的地質(zhì)條件和儲量規(guī)模，其中下石盒子組1段(盒1段)氣藏規(guī)模最大，為該區(qū)主力含氣層。近期勘探和研究表明，十里加汗區(qū)帶巖性氣藏局部呈現(xiàn)出含水特征。因此，氣水層賦存狀態(tài)與分布規(guī)律成為本區(qū)氣藏研究的重點問題之一。

對于致密巖性氣藏的成藏規(guī)律與氣水分布特征，近年來很多學(xué)者做了大量研究[1-3]，提出了深盆氣理論[4-6]、連續(xù)型油氣聚集理論[7]、近源箱形成藏模式[8-10]和準連續(xù)型油氣聚集理論[11-12]等。對于巖性圈閉的成藏動力，李明誠等[13]提出“動力圈閉”的概念，認為超壓是油氣在低滲透致密儲層中運聚的主要動力，“動力圈閉”就是油氣被超壓充注到低滲透致密儲層中最重要的一種成藏作用。馮志強等[14]在松遼盆地發(fā)現(xiàn)“油氣超壓運移包絡(luò)面”，包絡(luò)面為油氣超壓運移所波及的空間范圍，包絡(luò)面內(nèi)多形成致密性油氣藏，包絡(luò)面外通常形成常規(guī)油氣藏，泄壓層是大規(guī)模油氣超壓運移的必要條件。龐雄奇[15]等通過物理模擬實驗說明了含油氣盆地的地質(zhì)相、流體勢、烴源灶是影響圈閉含油氣性的決定性因素。

以上研究表明，巖性圈閉的含氣性不僅取決于儲層物性，還取決于圈閉的成藏動力。但成藏動力的恢復(fù)是目前巖性圈閉成藏研究的難點，它不僅與成藏期源-儲壓差有關(guān)，還與成藏期的泄壓作用有關(guān)。為此，本文以十里加汗區(qū)帶盒1段為研究對象，從儲層的孔喉結(jié)構(gòu)和壓汞實驗為切入點，根據(jù)天然氣充注阻力來逆向分析成藏動力，進一步結(jié)合氣水層的測井響應(yīng)特征，總結(jié)了不同成藏動力下氣水賦存模式和分布特征。

1　氣藏基本特征

杭錦旗地區(qū)十里加汗區(qū)帶現(xiàn)今構(gòu)造整體為東部高、西南低的寬緩單斜，平均坡降為5 m/km。區(qū)內(nèi)除有少數(shù)的鼻狀構(gòu)造外，地層大都十分平緩，不具備形成大型構(gòu)造圈閉的條件，主要發(fā)育大面積的巖性圈閉氣藏。

上古生界內(nèi)部沉積連續(xù)，以海陸過渡相-陸相河道砂巖沉積為主，地層自下而上發(fā)育石炭系太原組以及二疊系山西組、下石盒子組、上石盒子組和石千峰組，其中，太原組與山西組的煤層為主要烴源巖。連續(xù)分布的上石盒子組大套泥巖為區(qū)域性蓋層。主力含氣層段為盒1段、盒3段和山西組2段。

盒1段氣藏主要儲集體為三角洲平原及沖積扇上的辮狀河砂體，巖石類型為(含礫)粗-中粒石英砂巖和巖屑石英砂巖，儲層地面分析空氣滲透率為(0.15～1.5)×10-3μm2，孔隙度為5%～15%，氣藏壓力系數(shù)為0.85～0.94，天然氣CH4含量占總烴的92.8%，不含 H2S。平均直井井口產(chǎn)量小于1.0×104m3/d，大部分井不經(jīng)壓裂改造無法獲得工業(yè)產(chǎn)量。

盒1段試氣出水井平均出水量為 2～20 m3/d。地層水分析資料表明，水型均為 CaCl2型，礦化度為35～69 g/L，主要為原始地層沉積水。氣藏?zé)o明顯的氣水界面與邊底水，具有大面積含氣、局部含水的特征。

2　巖性氣藏氣、水分異及圈閉成藏動力

2.1巖性氣藏氣、水垂向分異的動力條件

研究區(qū)盒1段低滲透砂巖氣藏為高壓充注成藏[8]，成藏后氣水分布主要受儲層毛細管力與氣體向上浮力共同控制[16]。本次研究利用壓汞法獲得的毛細管壓力曲線來分析成藏動力及分異動力。

2.1.1氣藏條件下儲層毛細管阻力

首先將實驗室內(nèi)毛細管壓力轉(zhuǎn)換為氣藏條件下毛細管壓力[17](圖1)。

(1)

式中：pcr為氣藏條件下毛細管壓力，MPa；pcl為實驗室條件下毛細管壓力，MPa；δr為氣藏條件下氣、水兩相界面張力，在研究區(qū)盒1段氣藏條件下 (27 MPa，90 ℃)δr取30 mN/m;θr為氣藏條件下水-氣-巖石接觸角，由于水是完全潤濕流體，天然氣為強非潤濕相，θr取 0°;δl為試驗室內(nèi)水銀的界面張力，取480 mN/m;θl為試驗室內(nèi)水銀-巖石接觸角，取140°。

由以上參數(shù)可得：

(2)

2.1.2氣、水垂向分異條件

天然氣的向上浮力pgr為天然氣成藏的主要動力，在儲層中的大小與氣柱連續(xù)高度和氣、水密度差成正比[17]。

(3)

式中：pgr為浮力，MPa；H為氣柱高度，m；ρw為氣藏條件下地層水的密度，取1.05 g/cm3;ρg為氣藏條件下天然氣的密度，取0.15 g/cm3。

當(dāng)氣柱產(chǎn)生的浮力pgr大于毛細管阻力pcr，使儲層含氣飽和度達到氣體能夠流動所對于的門檻值，可產(chǎn)生氣水垂向分異作用。

根據(jù)本區(qū)盒1段儲層非穩(wěn)態(tài)法氣水相滲實驗，當(dāng)含氣飽和度大于20%時，氣體開始流動，當(dāng)含氣飽和度大于50%時，地層水滲透率為零(圖1)。

若成藏期儲層氣水置換不充分，就會有部分孔隙中殘留地層水，形成氣水混層。成藏以后，物性好、厚度大的儲層中的天然氣會逐漸聚集形成較高的氣柱，若氣柱的浮力大于儲層pc20(含氣飽和度達到20%時產(chǎn)生的毛細管阻力)，則天然氣開始向上流動，產(chǎn)生氣水垂向弱分異，儲層頂部含氣飽和度大于底部，但尚不能形成純氣層。隨著氣柱的增大，若氣柱的浮力大于儲層pc50，可在儲層內(nèi)產(chǎn)生氣水垂向分異，儲層頂部形成純氣層(圖1)。

根據(jù)儲層物性和孔喉結(jié)構(gòu)特征，研究區(qū)儲層可以分為3類儲層，分別對應(yīng)3組pc20與pc50。根據(jù)公式(2)與公式(3)，可以分別計算出3類儲層中氣水垂向分異所需要的氣柱高度(圖1)。當(dāng)Ⅰ類儲層中氣柱高度達到5.5 m以上時，可以產(chǎn)生氣水垂向弱分異，當(dāng)氣柱高度達到20 m以上時，可以產(chǎn)生氣水垂向分異。Ⅱ類儲層氣水垂向弱分異、氣水垂向分異所需氣柱高度為20 m和67 m。Ⅲ類儲層氣水垂向弱分異、氣水垂所需氣柱高度為67 m和373 m。

本區(qū)盒1段Ⅰ類儲層單層厚度分布在5～10 m，Ⅰ+Ⅱ類儲層連續(xù)疊加厚度為10～25 m。根據(jù)以上分析，當(dāng)成藏期儲層中氣水置換不充分時，成藏后局部儲層可在浮力作用下形成氣水垂向弱分異。當(dāng)氣柱高度產(chǎn)生的浮力不足以使儲層中的天然氣和地層水產(chǎn)生完全分異，不能形成上氣下水的賦存狀態(tài)。

2.2巖性圈閉成藏動力

鄂爾多斯盆地石炭系-二疊系致密巖性氣藏為高壓充注、近源成藏[10,18-19]。由于地層平緩，十里加汗區(qū)帶盒1段地層傾角為0.3°，儲層平面非均質(zhì)性強，單套高滲儲層厚度一般小于10 m，其橫向連續(xù)延伸長度不超過1 000 m，連續(xù)氣柱高度不超過25 m，可見浮力很難成為低滲透致密儲層大面積成藏的主要油氣運聚動力。超壓是油氣向低滲透致密儲層中充注運移的主要動力。超壓主要是由鄰近的烴源巖在大量生烴期間所產(chǎn)生，并在幕式排烴過程中傳遞到儲層中[8-9]。

成藏期巖性圈閉充注動力不僅與源-儲壓差有關(guān)，還與圈閉的封閉性及泄壓作用相關(guān)。根據(jù)巖性圈閉的特點，本文提出 “圈閉成藏動力”是生烴增壓與圈閉泄壓的綜合作用結(jié)果。生烴超壓向儲層傳遞的通道是層間孔縫網(wǎng)絡(luò)，傳遞介質(zhì)是烴類和地層水等孔隙流體，孔隙流體在傳遞高壓過程中會在圈閉中有一定的散失量，因而會產(chǎn)生泄壓作用[20]。當(dāng)圈閉封閉性較強時，生烴高壓向巖性圈閉傳遞時孔隙流體散失量小，泄壓作用較弱，壓力損失小，圈閉充注動力強，形成“強動力圈閉”；當(dāng)圈閉中儲層物性好、厚度大、連通性強時，圈閉封閉性較差，生烴高壓向巖性圈閉傳遞時孔隙流體散失量大，泄壓作用較強，壓力損失大，圈閉充注動力較弱，形成“弱動力圈閉”。

巖性圈閉成藏過程實際上是油氣依靠成藏動力驅(qū)替儲層中地層水的過程[21]，充注主要阻力是儲層的毛細管壓力。當(dāng)圈閉成藏動力大于儲層排驅(qū)壓力時，油氣開始進入儲層驅(qū)替水。在成藏初期，油氣首先驅(qū)替較大孔隙中的地層水，當(dāng)大孔隙中可動水被驅(qū)替之后，如果成藏動力足，則開始驅(qū)替小孔隙中的地層水，成藏動力越大，作用時間越長，被驅(qū)替的有效孔隙中的地層水越多，含水飽和度越大。因此，圈閉成藏動力決定了天然氣能突破的最大毛細管阻力和能充注的最小孔喉，強動力圈閉中氣層的最大毛細管壓力要大于弱動力圈閉；相同物性和孔喉結(jié)構(gòu)的儲層，成藏動力越大，含氣飽和度越高。

圖1　用壓汞實驗和氣水相滲法分別確定十里加汗區(qū)帶盒1段3類儲層氣、水垂向分異條件Fig.1　Vertical differentiation conditions of gas-water obtained via mercury injection and gas-water relative permeability measurement respectively in the reservoir of the 1st Member of Xiashihezi Formation in Shilijiahan zone

根據(jù)以上分析，本次研究利用氣層的含氣飽和度和毛細管阻力來逆向分析圈閉成藏動力特征及其差異性。

根據(jù)氣水相滲和壓汞實驗，在氣水置換過程中，當(dāng)儲層含氣飽和度大于20%且小于50%時，氣相開始連續(xù)流動，會形成氣水同層，測試后氣水同出。隨著含氣飽和度繼續(xù)增大，當(dāng)含氣飽和度大于50%時，水相停止流動，形成純氣層，測試后只產(chǎn)氣、不產(chǎn)水。對本區(qū)3個不同圈閉的氣層、含氣水層、水層和致密層進行壓汞實驗，分別獲得它們的壓汞曲線(圖2)。本區(qū)純氣層的含氣飽和度50%～70%，氣水同層的含氣飽和度為30%～50%。因此，在發(fā)育純氣層的圈閉內(nèi)，純氣層的壓汞曲線pc50最大值反映該圈閉的成藏動力。在不發(fā)育純氣層，只發(fā)育氣水同層和水層的圈閉中，說明圈閉充注動力不足以使圈閉內(nèi)儲層完成氣水置換，氣水同層的壓汞曲線pc30最大值也反映該圈閉的成藏動力。

獨貴加汗圈閉，純氣層的壓汞曲線pc50最大值為20 MPa，根據(jù)公式(2)，對應(yīng)的氣藏條件下的pc50為1.6 MPa，說明圈閉成藏期的充注動力至少可以突破1.6 MPa的毛細管阻力。在十里加汗圈閉，純氣層的壓汞曲線pc50最大值為8.0 MPa，對應(yīng)的氣藏條件下的pc50為0.64 MPa，說明圈閉成藏期的充注動力至少可以突破0.64 MPa的毛細管阻力。在蘇布爾嘎圈閉，不發(fā)育純氣層，氣水同層的壓汞曲線pc30最大值為3.0 MPa，對應(yīng)的氣藏條件下的pc30為0.24 MPa，說明圈閉成藏期的充注動力至少可以突破0.24 MPa的毛細管阻力。根據(jù)3個圈閉成藏動力相對值，定義獨貴加汗圈閉為“強動力圈閉”，十里加汗圈閉為“較強動力圈閉”，蘇布爾嘎圈閉為“弱動力圈閉”(圖2;表1)。

3　不同圈閉成藏動力下氣、水賦存模式

在圈閉成藏動力研究基礎(chǔ)上，利用致密砂巖氣、水層的測井響應(yīng)特征[16，22]，根據(jù)氣層與水層的疊置關(guān)系，天然氣與地層水的賦存狀態(tài)，將研究區(qū)分為6類氣水賦存類型(圖3)。其中，強動力圈閉中發(fā)育高飽和氣層與弱分異氣層為主，較強動力圈閉發(fā)育氣水相間疊置層與氣水兩相混層為主，局部發(fā)育高飽和氣層，弱動力圈閉發(fā)育氣水兩相混層與弱分異含氣水層為主，孤立水層在不同圈閉均有發(fā)育。

3.1高飽和氣層

高飽和氣層是指物性好、含氣飽和度高，測試氣產(chǎn)量大于10 000 m3/d，不產(chǎn)水的氣層。在較強的圈閉動力背景下，孔隙結(jié)構(gòu)好、相對高孔滲的(含礫)粗粒砂巖儲層由于排驅(qū)壓力較低(小于0.5 MPa)，天然氣充注阻力小，自由水被天然氣充分置換，僅小孔喉中殘余少量束縛水，從而形成高含氣飽和度氣層。

圖2　十里加汗區(qū)帶3個圈閉氣層、氣-水同層、水層及致密層壓汞曲線特征Fig.2　Capillary pressure curves of gas layers,gas-water layers,water layers and tight layers in the three traps in Shilijiahan zone表1　十里加汗區(qū)帶不同動力圈閉差異性及氣、水分布特征Table 1　Gas-water distribution in different dynamic lithologic traps in Shilijiahan zone

圈閉動力類型能突破的最大毛細管阻力/MPa生烴強度/(108m3·km-2)泄壓作用純氣層的中值pc50(實驗室)/MPa氣水同層的pc30(實驗室)/MPa氣水賦存模式氣水分布特征強動力圈閉1.6020～45弱1～20—高飽和氣層弱分異氣層整體連片含氣,局部孤立含水較強動力圈閉0.6410～40較強2～81～6氣水相間疊置層氣水兩相混層孤立水層氣水相間疊置,物性控制甜點弱動力圈閉0.245～35強—1～3弱分異含氣水層孤立水層整體氣水同層,局部高產(chǎn)富集

圖3　十里加汗區(qū)帶盒1段氣藏氣、水賦存類型Fig.3　Gas-water occurrence patterns in the reservoir of the 1st Member of Xiashihezi Formation in Shilijiahan zone

3.2弱分異氣層

弱分異氣層是指物性和含氣飽和度在縱向上存在上高下低的差異，測試氣產(chǎn)量大于10 000 m3/d，不產(chǎn)水或僅產(chǎn)微量水的氣層。在厚層反旋回沉積儲層中，儲層滲透率表現(xiàn)為上高下低，上部排驅(qū)壓力小于0.5 MPa，氣水置換阻力小，形成高飽和氣層。下部孔喉結(jié)構(gòu)和物性變差，排驅(qū)壓力為0.5～2.0 MPa，氣水置換不完全，形成相對低飽和氣層，殘余微量自由水，仍以束縛水為主。這種含氣飽和度上高下低差異的主要成因是物性的差異。在厚度較大的儲層中，可以形成足夠高的連續(xù)氣柱，成藏后的浮力作用也會造成縱向上含氣飽和度的差異。

3.3氣、水相間疊置層

氣水相間疊置層是指氣層與含氣水層在縱向上由致密夾層分割、交互疊置的氣層。在沉積水動力相對較弱的河道上，形成的儲層往往非均質(zhì)性較強，致密夾層較多，儲層被分割成較薄的獨立單元，相互不連通。當(dāng)成藏動力不足時，天然氣優(yōu)先充注物性好、阻力小的儲層。物性較差的儲層由于毛細管阻力較大，氣水置換程度小，形成含氣水層。因此，在氣水相間疊置層較發(fā)育的區(qū)域，物性對氣層的含氣性具有較強控制作用，物性和孔喉結(jié)構(gòu)較好的儲層往往能成為含氣 “甜點”。

氣水相間疊置層一般測試無自然產(chǎn)能，壓裂后氣產(chǎn)氣量1 000～10 000 m3/d，甜點層段產(chǎn)氣量較高，產(chǎn)水量0.5～5.0 m3/d。

3.4氣、水兩相混層

氣水兩相混層是指天然氣與地層水在儲層中呈混儲狀態(tài)，無明顯氣水分異。這類儲層排驅(qū)壓力一般0.5～2.0 MPa，在成藏期充注動力不足的情況下，受毛管阻力限制，天然氣只能進入大喉道孔隙，在小喉道孔隙中殘余地層水，形成氣水混層。

3.5弱分異含氣水層

弱分異含氣水層是指厚度大、物性好、含氣飽和度小于50%且上高下低的含氣水層。這類儲層排驅(qū)壓力一般小于1.0 MPa，物性相對較好。在成藏動力較弱的圈閉中，這類儲層在成藏期不能完成氣水置換，形成含氣水層；成藏后儲層中形成的氣柱浮力大于毛細管阻力，推動天然氣向儲層頂部運移，導(dǎo)致氣水呈弱分異，儲層頂部含氣飽和度相對較高，底部為滯留水層。

3.6孤立水層

孤立水層是指呈透鏡體狀或薄層狀、與相鄰氣層或水層不連通的水層。在河漫灘發(fā)育部位或河道側(cè)翼部位，容易形成“泥包砂”的巖性組合，儲層厚度小且被周圍泥巖封閉，成藏期無法進行氣水置換而形成孤立水層。

4　圈閉成藏動力差異機理及氣、水層平面分布特征

根據(jù)以上分析，圈閉成藏動力與生烴增壓正相關(guān)，與圈閉泄壓反相關(guān)，因此圈閉之下烴源巖的生烴強度與圈閉上傾方向的封閉性是圈閉成藏動力的主控因素。而圈閉成藏動力與沉積相及儲層非均質(zhì)性特征則控制圈閉內(nèi)氣水分布(表1；圖4，圖5)。

4.1強動力圈閉——獨貴加汗圈閉

該圈閉下覆地層烴源巖的生烴強度最大，主體分布在(20～40)×108m3/km2，局部大于40×108m3/km2,較強的生烴能力是該圈閉具備強動力的基礎(chǔ)；同時，在該圈閉砂體上傾方向，北部盒1段尖滅缺失，東北部漸變?yōu)楹勇练e，砂體變薄，使得該圈閉具有較強的封閉性，泄壓作用弱(圖4)。

圈閉內(nèi)盒1段分流河道砂體的自然伽馬曲線以鐘型和箱形為主，Ⅰ類與Ⅱ類儲層比較發(fā)育，儲層內(nèi)部致密夾層少，單層厚度不大，主體分布為5～10 m，呈多層疊合連片分布。河漫沉積區(qū)發(fā)育孤立砂體，與主河道儲層不連通，物性相對較差。在強充注動力作用下，圈閉內(nèi)Ⅰ類與Ⅱ類儲層均可以完成氣水置換，分流河道上大面積發(fā)育高飽和氣層和弱分異氣層，河漫區(qū)局部發(fā)育氣水相間疊置層和孤立水層，形成“整體連片含氣、局部孤立含水”的氣水分布格局(圖4，圖5)。

4.2較強動力圈閉——十里加汗圈閉

該圈閉下覆地層烴源巖的生烴強度略低于獨貴加汗圈閉，主體分布在(20～40)×108m3/km2,同樣具備較好的生烴超壓的條件。在圈閉上傾方向，沉積相向北漸變?yōu)楹勇练e，砂體變薄，總體封堵性較強，但在圈閉東北部上傾方向發(fā)育主河道沉積，砂體厚度大，北東向連通性較好，具有一定的泄壓條件(圖4)。

圖4　十里加汗區(qū)帶盒1段巖性圈閉綜合評價Fig.4　Comprehensive evaluation graph of lithologic traps in the reservoir of the 1st Member of Xiashihezi Formation in Shilijiahan zone

圖5　十里加汗區(qū)帶不同動力類型巖性圈閉盒1段氣藏發(fā)育特征Fig.5　Characteristics of gas reservoirs in different dynamic lithologic traps of the 1st Member of Xiashihezi Formation in Shilijiahan zone

圈閉內(nèi)盒1段河道砂體的自然伽馬曲線以齒化箱形和鐘形為主，儲層非均質(zhì)性較強，Ⅰ類儲層厚度小，單層厚度為5 m左右，Ⅱ類儲層和Ⅲ類儲層比較發(fā)育，單層厚度5～15 m，但致密夾層較多，儲層被致密夾層分割。在較強動力作用下，Ⅰ類儲層可以完成氣水置換，形成高飽和氣層，成為“甜點”。Ⅱ類儲層和Ⅲ類儲層中氣水置換不徹底，形成氣水相間疊置層和氣水兩相混層；總體為“氣水相間疊置，物性控制甜點”的氣水分布格局(圖4，圖5)。

4.3弱動力圈閉——蘇布爾嘎圈閉

該圈閉下覆地層烴源巖的生烴強度最低，主體分布在(10～30)×108m3/km2,仍具備一定的生烴超壓的條件。在圈閉北部和東北部上傾方向，分流河道大面積發(fā)育，砂體厚度大，連通性較好，具備較好的泄壓條件(圖4)。

圈閉內(nèi)盒1段河道砂體的自然伽馬曲線以光滑箱形為主，Ⅰ類儲層與Ⅱ類儲層比較發(fā)育，儲層物性好，單層厚度大，主體分布為10～15 m，致密夾層少，呈大面積疊合連片分布。在弱動力作用下，圈閉內(nèi)大部分儲層在成藏期氣水置換不充分，形成氣水兩相混層，成藏后在一些厚度大、物性好的儲層中產(chǎn)生局部氣水分異，形成弱分異含氣水層；部分物性較好、厚度不大的儲層也可以形成高飽和氣層?？傮w上為“整體氣水同層、局部高產(chǎn)富集”的氣水分布格局(圖4，圖5)。

5　結(jié)論

1) 盒 1 段儲層為低孔、低滲特征，非均質(zhì)性強，不具備氣水垂向徹底分異的條件。當(dāng)Ⅰ類儲層單層厚度大于5.5 m，Ⅰ+Ⅱ類儲層連續(xù)疊加厚度大于20 m時，具備氣水垂向弱分異的條件。

2) 研究區(qū)盒1段3個巖性圈閉具備不同的成藏動力，獨貴加汗圈閉成藏動力可以突破1.6 MPa阻力，為“強動力圈閉”。十里加汗圈閉成藏動力可以突破0.64 MPa阻力，為“較強動力圈閉”。蘇布爾嘎圈閉成藏動力可以突破0.24 MPa的阻力，為“弱動力圈閉”。

3) 3類不同動力圈閉中氣水賦存狀態(tài)和疊置類型不同，可分為6類氣水賦存模式。其中，強動力圈閉中發(fā)育高飽和氣層與弱分異氣層為主，較強動力圈閉發(fā)育氣水相間疊置層與氣水兩相混層為主，局部發(fā)育高飽和氣層，弱動力圈閉發(fā)育氣水兩相混層與弱分異含氣水層為主，孤立水層在不同圈閉均有發(fā)育。

4) “圈閉成藏動力”是生烴增壓與圈閉泄壓的綜合作用結(jié)果，因此圈閉之下烴源巖的生烴強度與圈閉上傾方向的封閉性是圈閉成藏動力的主控因素。圈閉成藏動力與沉積相分布及儲層非均質(zhì)性則控制圈閉內(nèi)氣水分布。

5) 獨貴加汗圈閉氣水分布特征為“整體連片含氣、局部孤立含水”，十里加汗圈閉的氣水分布特征為“氣水相間疊置，物性控制甜點”，蘇布爾嘎圈閉的氣水分布特征為“整體氣水同層、局部高產(chǎn)富集”。

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(編輯張亞雄)

Reservoir-forming dynamics and gas-water distribution characteristics of lithologic traps in the 1stMember of Xiashihezi Formation in the Shilijiahan zone,Hangjinqi area,Ordos Basin

Zhang Wei,Li Liang,Jia Huichong

(ExplorationandDevelopmentResearchInstitute,SINOPECNorthChinaCompany,Zhengzhou,Henan450006,China)

Low-permeability sandstone gas reservoir is the main reservoir type in Shilijiahan zone of Hangjinqi area,Ordos Basin.The 1stMember of Xiashihezi Formation,which is the major gas bearing reservoir,is characterized by strong heterogeneity and locally complex gas-water contact.Making clear of the occurrence,distribution characteristics and main controlling factors of gas and water is the key to explore and develop gas reservoirs in Shilijiahan zone.In order to analyze the vertical water-gas differentiation under the control of buoyancy in tight reservoir,the capillary resistance in three types of reservoirs were calculated on the basis of mercury injection experiment and gas-water relative flow experiment.The results show that there is no sign of water -gas differentiation in the 1stMember of Xiashihezi Formation because the buoyancy of continuous gas column in the reservoir is less than the mean capillary pressure due to the strong reservoir heterogeneity and the small continuous thickness.With a gentle tectonic setting,buoyancy can hardly be the charging force of low permeability reservoir with a large area.Instead,overpressure is the main reservoir-forming dynamics.Reservoir-forming dynamics of three lithologic traps in the study area are deduced by analyzing the gas saturation and differences of capillary pressure curves of gas,gas-water and water reservoirs.Duguijiahan trap which is located in the western part of the study area is defined as a strong dynamic trap because of its strongest reservoir-forming energy,while Subuerga trap which is located in the eastern part is defined as a weak dynamic trap because of the minimum reservoir-forming dynamics.Based on the study of reservoir-forming dynamics,six modes of water and gas layer are recognized in the three traps according to the occurrence and overlapping patterns of gas and water layers.After analyzing the differences of geological conditions,trap dynamics and water-gas differentiation,it is suggested that hydrocarbon generation intensity and trap sealing condition are the main controlling factors of reservoir-forming dynamics.Trap dynamics and reservoir heterogeneity conjointly control the distribution of gas and water.

gas-water distribution,capillary resistance,reservoir-forming dynamic，lithologic trap,Hangjinqi area,Ordos Basin

2015-12-20;

2016-02-20。

張威(1986—)，男,碩士、助理研究員，油氣地質(zhì)勘探。E-mail:cupzhangwei@126.com。

中國石化科技攻關(guān)項目(P13109)。

0253-9985(2016)02-0189-08

10.11743/ogg20160206

TE122.3

A