長81-1區(qū)塊油水分布規(guī)律及主控因素研究

劉吉余，侯鵬飛，劉 佳，楊玉華

(1. 東北石油大學 地球科學學院，黑龍江 大慶 163318； 2. 新疆油田勘探開發(fā)研究院，新疆 克拉瑪依 834000； 3. 大慶油田勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163318)

油水層識別和油水分布規(guī)律是石油勘探開發(fā)工作的重要組成部分。地質(zhì)工作者通過利用構(gòu)造演化、砂體展布、地震反演和油藏解剖等方法，從不同角度和層面對油水分布規(guī)律進行研究。影響油水分布的因素有很多，如構(gòu)造單元控制了油水的平面分布；沉積環(huán)境影響了沉積砂體，沉積砂體對砂巖儲集層含油性也具有一定的控制作用；斷層的封閉作用對油水平面分布有強烈的分割作用，這種分割作用在平面上把富油區(qū)和富水區(qū)分隔開，垂向上阻止不同層位的油水混合[1-5]。利用探井對長81-1區(qū)塊進行初步評價確定，該區(qū)具有很大的開發(fā)潛力。研究區(qū)內(nèi)70余口井試油均有良好的油氣顯示，但是在試油過程中試油井出氣，局部有油水倒置現(xiàn)象，油水分布復雜。地震資料表明該區(qū)斷裂復雜，加上不清楚斷裂發(fā)育史，其沉積體系屬于河道砂體沉積，有效厚度又大，增加了開發(fā)風險，因此有必要開展長81-1區(qū)塊的構(gòu)造重新解釋和油水分布規(guī)律研究，以指導該區(qū)開發(fā)井的優(yōu)選及開發(fā)方案的編制。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

長81-1區(qū)塊地處黑龍江省肇源縣，其構(gòu)造位置位于朝陽溝階地薄荷臺鼻狀構(gòu)造上的中部位。研究區(qū)地下結(jié)構(gòu)比較復雜，該區(qū)塊的原油主要分布在扶余油層的扶一、扶二兩個油層組[6-8]。

圖1 朝陽溝油田長81井扶余油層綜合柱狀圖

2 構(gòu)造特征與油水分布規(guī)律

通過精細構(gòu)造解釋，識別出了斷層性質(zhì)及形成期次，明確了斷層對油水分布具有一定的控制作用。

根據(jù)測井資料解釋結(jié)果，對研究區(qū)全井進行油水分布規(guī)律研究。結(jié)果表明：無論從整體還是分層研究全區(qū)均無統(tǒng)一油水界面(見圖3～5)。

2.1 平面分布特征

從全區(qū)角度分析，沒有統(tǒng)一油水界面，通過進一步研究確定，研究區(qū)儲層非均質(zhì)性較強，斷裂活動的多期性及復雜性等特點是該區(qū)油水關(guān)系復雜的根本原因。根據(jù)研究區(qū)砂體展布和斷層分布情況，利用分斷裂系統(tǒng)的研究方法，將研究區(qū)劃分為11個區(qū)(見圖6)，再針對每個區(qū)進行垂向油水分布研究。

圖2 斷層分布

圖3 扶I扶II油層油氣水分布

圖4 扶I油層油氣水分布

圖5 扶II油層油氣水分布

圖6 分區(qū)劃分示意

分區(qū)研究結(jié)果表明：油水界面分布規(guī)律精度明顯提高。1區(qū)油水界面在海拔-280 m左右(見圖7)；2區(qū)油水分布較深，無統(tǒng)一界面；3區(qū)南部在-550～-650 m之間，北部較深，在-850～-950 m之間；4區(qū)西北部2區(qū)油水分布較深，無統(tǒng)一油水界面；5區(qū)油水分布在-680～-800 m之間；6區(qū)全部為水；7區(qū)油水分布在-450～-580 m之間；8區(qū)油水在-400～-510 m之間；9區(qū)油水分布在-460～-500 m之間；10區(qū)油水在-300～-370 m之間；11區(qū)油水分布在-250～-400 m之間。每個小區(qū)也沒有統(tǒng)一油水界面。整體來看，11個分區(qū)內(nèi)部沒有統(tǒng)一的油水界面；但是，從北往南，油水相對的界面越來越淺。由于構(gòu)造在原油基本聚集之后又發(fā)生較大變動，并且由切割構(gòu)造形成的斷層有著非常好的封閉作用，因此在全區(qū)沒有存在統(tǒng)一的油水界面。油水界面整體分布趨勢為由東南向西北分布逐漸降低，并且在兩個相鄰的斷斷塊油水分布界面也存在很大差異，隨斷塊埋深越深，油水界面也相應的越深。

圖7 1區(qū)油氣水分布

在研究過程中對10個含油小層進行了分析，并制作了對小層油水分布圖(見圖8)。從圖中看出，小層中的油水分布比較復雜，在北部主要分布在3和4區(qū)，南部主要分布在7和8區(qū)。

圖8 各小層油水分布

最終總結(jié)長81-1區(qū)中油水分布主要呈現(xiàn)3大特點[9]：

1)原油主要分布在構(gòu)造斜坡區(qū)，其次為構(gòu)造高部位，這種分布現(xiàn)象說明油源供給不足；

2)原油主要分布在斷裂密集區(qū)域，這表明研究區(qū)中的斷裂和油氣運聚成藏有著緊密的關(guān)聯(lián)；

3)斷裂密集區(qū)的油水分布為上層為油，下層為水，而南部分布規(guī)律則是上下層為水，中部為油。

2.2 垂向分布特點

根據(jù)長81-1區(qū)塊的評估結(jié)果可知，從縱向分布的角度來分析，這個區(qū)塊中的油氣分布主要具有2大特征：

1)原油主要集中在FI油層組(見圖9)。FI層中的原油所占比重為79%，少量分布在FII油層組。

2)由于研究區(qū)油水分布復雜，通過對研究區(qū)的6條油藏剖面的研究(見圖10)，從縱向角度分析，油水主要分布規(guī)律是上層為油，下層為水，部分為上下層為水，中層為油(見圖10～14)。

圖9 長81-1區(qū)塊含有層分布

3 主控因素分析

通過對研究區(qū)的油氣成藏條件及機理分析，研究區(qū)油氣來源廣，充注期次多，有大量的密集斷裂帶，斷裂的縱橫分布與砂層斷續(xù)分布有著積極的導流作用，這是導致區(qū)油水分布復雜的主要原因。

3.1 較多油氣來源

研究區(qū)中的油藏和氣藏形成存在著明顯的差異，油藏和氣藏的形成時間及來源都不同。研究區(qū)的天然氣藏形成時間早于油藏的形成時間。早期形成的天然氣自下而上的充注在扶余油層的砂體圈閉中，氣量不充足時，上部的砂體就會形成空圈閉；后期形成的來自三肇凹陷的原油通過側(cè)向上運移到扶余油層位置較高的圈閉進行聚集；最終致使區(qū)的油氣呈現(xiàn)下氣上油的分布規(guī)律(見圖15～16)。

3.2 斷裂切割作用

研究區(qū)已發(fā)現(xiàn)的油氣藏規(guī)模較小，存在油氣層上下疊置、沒有統(tǒng)一的油水界面等現(xiàn)象。主要是由研究區(qū)的大量密集斷裂切割河流相橫向不連續(xù)砂體導致的。首先，由于河流相砂體局限性決定了圈閉較小，并且研究區(qū)油氣重力分異不明顯，而油氣差異聚集明顯；大量的密集斷裂帶把砂體切割成若干斷塊，斷裂帶的切割作用將油氣差異聚集變得更加復雜[10]。

圖10 縱向油藏剖面線

圖11 南北油藏剖面1

圖12 南北油藏剖面2

圖13 東西油藏剖面2

圖14 東西油藏剖面3

圖15 長春嶺地區(qū)油氣成藏要素時空配置關(guān)系

圖16 三肇凹陷青山口組烴源巖生排烴史研究成果

3.3 斷裂構(gòu)成的通道具有導流作用

研究表明，斷裂對研究區(qū)的油氣成藏的控制作用主要變現(xiàn)為斷裂作為油氣優(yōu)勢運移通道，將油氣從烴源巖運移到長春嶺背斜。

斷裂密集帶與砂體之間的配置，形成了三肇凹陷烴源巖到長春嶺背斜的橫向油氣輸導通道，通道兩側(cè)斜坡上的砂體均為油氣聚集的有利部位；因此，出現(xiàn)了距離油源近、構(gòu)造低部位油氣聚集豐度高，遠離油源，構(gòu)造高部位油氣聚集豐度低的現(xiàn)象。深部含煤地層烴源巖與長春嶺背斜之間長期發(fā)育的深大斷裂對天然氣垂向運移起著重要的控制作用；在深大斷裂兩側(cè)，靠近源巖位置更容易形成氣藏，遠離源巖位置不容易形成氣藏[11-12]。正是由于深大斷裂的縱向?qū)Я髯饔?，致使了研究區(qū)下部為氣，上部為油的分布規(guī)律(見圖17)。

圖17 長春嶺地區(qū)“深部生烴—垂向斷裂疏導—構(gòu)造高部位聚集”天然氣成藏模式

3.4 油氣資源供給不夠充足

根據(jù)研究區(qū)已發(fā)現(xiàn)油氣藏的規(guī)模、分布范圍、成藏條件等分析結(jié)果顯示，油氣供給不足是研究區(qū)難以形成大規(guī)模油氣田的主要原因。由于三肇凹陷的源巖生排烴數(shù)量有限，長距離運輸?shù)竭h離油源的長春嶺背斜圈閉的油氣就會更少，從而致使長春嶺背斜帶上的油氣藏規(guī)模較小[13]。由于深部含煤地層受到斷裂破壞，原本分布范圍有限的煤系烴源巖，生氣數(shù)量變得更有限；因此，沿著深大斷裂運移到目的層位扶余油層的天然氣量也是有限的(見圖18)。

圖18 長春嶺沿江地區(qū)泉四段頂面(T2)構(gòu)造

4 結(jié) 論

長81-1區(qū)塊原油主要分布層位為FI油層組，少量分布在FII油層組；從垂向上看，研究區(qū)全區(qū)沒有統(tǒng)一的油水界面。平面上看，北部和南部均有油水分布明顯的地區(qū)：北部區(qū)域的3區(qū)和4區(qū)、南部區(qū)域的7區(qū)和8區(qū)。研究區(qū)油氣來源廣，充注期次多，有大量的密集斷裂帶，斷裂的縱橫分布與砂層斷續(xù)分布有著積極的導流作用，這是導致區(qū)油水分布復雜的主要原因。