致密油儲集層基本特征

馬榮譽

【摘 要】近幾年來，圍繞致密油的界定以及儲集條件一直存在較大爭議。在進行大量文獻調(diào)研后，給出了致密油的基本定義，在實際調(diào)研部分致密油儲集層特性后，選取其中部分致密油層典型特征以及運移聚集條件予以說明特征圍繞。

【關(guān)鍵詞】致密油源巖；儲集層孔隙結(jié)構(gòu)

一、致密油定義

致密油是指以吸附或游離狀態(tài)賦存于生油巖中，或與生油巖互層、緊鄰的致密砂巖、致密碳酸鹽巖等儲集巖中，未經(jīng)過大規(guī)模長距離運移的石油聚集（圖1）。一般來說，致密油具有4個明顯的標志：①大面積分布的致密儲層（孔隙度<10%、基質(zhì)覆壓滲透率K<0.1mD、孔喉直徑drt<1μm）；②廣覆式分布的成熟優(yōu)質(zhì)生油層（Ⅰ型或Ⅱ干酪根、 平均TOC大1%、Ro為0.6%～1.3%）；③連續(xù)性分布的致密儲層與生油巖緊密接觸的共生關(guān)系，無明顯圈閉邊界，無油“藏”的概念[1]；④致密儲層內(nèi)原油密度大于40°API或小于0.8251g/cm，油質(zhì)較輕。[1]與常規(guī)油氣相比，致密油具有低孔低滲、低含油飽和度的特點，致密油含油飽和度研究對于明確致密油含油性與資源量具有重要意義，而致密儲層高束縛水飽和度是制約致密油含油性的重要因素。致密油充注實驗顯示致密油充注前儲層束縛水飽和度與充注后含油飽和度總和大于100%，致密儲層在充注初期主要是水潤濕。[2]中國致密油分布十分廣泛，主要分布在鄂爾多斯盆地、四川盆地、松遼盆地、準噶爾盆地和吐哈盆地等，具有廣闊的勘探前景（圖2）。[3]致密油聚集需要強大的源儲剩余壓差以克服納米孔喉系統(tǒng)形成的強大的毛細管阻力。致密油聚集以初次運移為主，只發(fā)生短距離二次運移，這種運移具有非達西流特征。目前對致密油的充注、運移和聚集的研究還不夠深入，致密儲層非均質(zhì)性及源儲壓差演化等因素對致密油聚集的影響尚未被揭示，這些問題都需要進一步深入探討。對今后致密油的研究，建議關(guān)注致密儲層微觀孔喉結(jié)構(gòu)分布的非均質(zhì)性及對石油儲集的有效性、石油充注機理及儲層非均質(zhì)性與致密油富集的耦合關(guān)系等科學問題致密。[2]

2.1 致密油源巖特征

充足的油源條件是致密油聚集的前提。致密油烴源巖有機質(zhì)豐度高，演化程度較高，生烴潛力較強，分布面積廣。例如，四川盆地侏羅系致密油有效烴源巖展布面積為10.0×104km2，厚度為40～240m，TOC值為0.8%～3.0%，生烴潛量為6.59～7.24mg/g，RO值介于0.9%～1.4%之間，生烴強度較高[4]。這些烴源巖在一定條件下能生成大量的油氣，與儲層產(chǎn)生較大的壓力差，為致密油聚集提供良好的物質(zhì)條件與動力條件。

2.2致密油儲層特征

儲層巖性與物性致密油儲層巖性一般為粉細砂巖，其中鄂爾多斯盆地延長組致密油有效儲層主要為粉細砂巖，Bakken組致密油有效儲層主要為白云質(zhì)粉砂巖和粉砂巖。

2.3致密油宏觀聚集條件

國內(nèi)外學者研究表明，致密油主要聚集條件為大面積分布的優(yōu)質(zhì)烴源巖與致密儲層在空間上緊密接觸。這種聚集條件可歸納為3個方面：①廣覆式分布的優(yōu)質(zhì)烴源巖層；②大面積分布的致密儲集層；③連續(xù)型分布的致密儲集層與烴源巖緊密接觸的共生層系。

2.4儲層孔隙結(jié)構(gòu)

目前對于致密砂巖儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)的研究主要集中在儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)的表征以及微觀孔隙結(jié)構(gòu)與儲層宏觀性質(zhì)如滲透率等之間的關(guān)系等方面的研究；并探討了成巖作用對微觀孔隙結(jié)構(gòu)的控制，除了壓實、膠結(jié)等減孔作用和溶蝕等增孔效應外，黏土礦物以及微晶石英對孔隙結(jié)構(gòu)的作用也有較多研究。部分學者指出，呈環(huán)邊狀產(chǎn)出的黏土礦物如綠泥石、伊利石等對抑制砂巖原生孔隙中石英次生加大的生長從而對深埋藏儲層中異常高原生粒間孔起保護作用，并能在一定程度上改善孔喉的分選。

2.5致密油聚集機制

研究表明，致密油聚集過程已突破了過去人們對常規(guī)油氣成藏過程的認識，表現(xiàn)為典型的非浮力聚集。在低滲致密儲層中，由于孔隙較小、喉道極細，喉道處毛細管阻力較大，因此儲層中油水難以靠自然浮力發(fā)生重力分異。由于致密儲層孔隙中油珠所受的浮力遠小于喉道產(chǎn)生的毛細管阻力，油水難以發(fā)生自然重力分異，因此浮力不是致密油運移的主要動力。致密油的運移動力以烴源巖超壓為主，主要受生烴增壓或欠壓實等控制，其中生烴增壓是導致烴源巖超壓的重要因素，烴源巖在大量生烴過程中可產(chǎn)生兆帕級的超壓；運移阻力主要為毛細管壓力，當致密砂巖中的流體壓力差小于毛細管阻力時，石油便發(fā)生滯留聚集作用，二者耦合控制油氣聚集過程。

【參考文獻】

[1]鄒才能，楊智，陶士振，等.納米油氣與源儲共生型油氣聚集[J].石油勘探與開發(fā)，2012，39（1）：13-26.

[2]賈承造，鄒才能，，李建忠，等. 中國致密油評價標準、主要類型、基本特征及資源前景 [J]. 石油學報， 2012， 03）： 343-50.

[3] 曹喆，柳廣弟，柳莊小雪，等. 致密油地質(zhì)研究現(xiàn)狀及展望 [J]. 天然氣地球科學， 2014， 10）： 1499-508.