塔河油田缝洞型油藏机理研究

新疆油田油藏研究概况姓名：阿拉依·阿合提学号: 20071043642班级: 022081指导老师:潘林新疆油田油藏研究之—————塔河油田油藏概况阿拉依·阿合提中国地质大学资源学院湖北武汉（430074）摘要：以油气成藏体系理论为指导，对塔里木盆地塔河地区油气成藏研究概况进行了分析。

阐述了塔河油田油藏成藏的地质背景,油气运移过程,储层的岩性特征,和渗透规律,描述了塔河缝洞型油藏的基本特征,汇总了目前国内对缝洞型油藏的研究动态和研究方向,对流体流动类型和储层评价进行了简单综述。

关键词:塔河碳酸盐岩缝洞油藏流体引言:随着我国油气需求的不断攀升,对油气资源的需求日益增大,进一步勘探出新油气田和提高已有油田的采收率不断得到加强研究.在勘探开发不断深入进展下，碳酸盐岩地层中发现的油气储量和产量越来越多，引起了海内外学者的重视和兴趣。

碳酸盐岩油藏储集空间类型比较多，既有微观孔隙，也有大小和规模相差悬殊的溶蚀孔洞和裂缝，而且储集层纵、横向变化大，给储集层定量评价带来了很大难度也进一步加大了研究的必要性和紧迫性。

我国陆相石油地质理论中对碎屑岩的生烃机制和成烃模式的研究理论已较为成熟。

为我国许多陆相石油的勘探提供了大量技术理论支撑。

然而我国海相碳酸盐岩的沉积分布也比较广泛,已在四川盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地的海相碳酸盐岩中找到了大型和特大型油气田，而且获得了十分可观的地质储量,但对碳酸盐岩的沉积过程和成岩作用的研究却相对缺乏，因为碳酸盐岩和碎屑岩在物理性质和化学组成上都有着本质的差别，碳酸盐岩有机质的演化特征和成烃机制与碎屑岩有很大差异性[1]。

由此可见，深人研究总结碳酸盐岩具有重要意义,塔河油田为我国第一个以古生界奥陶系为主产层的大油田，其缝洞型油藏是最典型的特征，而这对缝洞型油藏的研究影响着塔河油田整个石油勘探开发的全过程。

本文主要对塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏的地质背景和成藏机理进行了简要的概述分析。

1.塔河油田地质环境1.1 塔河油田形成地质背景塔河油田位于塔里木盆地北部沙雅隆起中段阿克库勒凸起西南部，该凸起是在加里东中晚期形成凸起雏形，在海西早期受区域性挤压抬升形成向西南倾伏的北东向大型鼻凸，在海西晚期改造基本定型，后经印支一燕山和喜山运动进一步改造成为大型古隆起口。

[1、2、3]塔里木盆地经历了漫长的构造演化，在整个过程中缺乏热事件的构造改造，早期的油气藏在合适的位置可以长期保存至今，也可能因为后期的区域翘倾而使得油气藏再分配或演化成为成岩圈闭油气藏。

在深凹陷处的烃源岩和古油藏可以进一步裂解形成干气，并对早期斜坡和隆起部位聚集的古油气藏发生气洗作用，使得其物性发生很大变化，构成了塔河复杂的构造成因。

1.2 塔河油田基本地下环境塔河油田奥陶系储层以构造缝和溶蚀孔、洞、缝等次生孔隙为主，同时溶蚀的孔、洞、缝与构造缝又也有重要关系。

这种复杂的环境造就了塔河油田奥陶系油藏成为大型碳酸盐岩岩溶缝洞型油藏。

塔河油田目前总控制含油面积达1 000平方千米，为中国第一个以古生界奥陶系为主产层的大油田。

在油藏的储渗空间中，张清[11]根据常规岩心物性分析，孔隙度0.01％～8．5％，平均为0．76％，康志宏[1]等统计，依据裂缝开度大小，结合塔河地区岩心裂缝发育开度实际，将全区裂缝分为3种类型：大缝，开度大于2.mm;中缝，开度为0.1～2 mm；小缝，开度小于0.1 mm。

其中裂缝中大缝所占比例为12.44% ，中缝为44.59 %，小缝为42.97% 。

从裂缝倾角来统计结果是，水平缝略占优势，为40.76% ；低角度为26.49 %；高角度缝为32．75% 。

整个油藏埋深在5360-6200 m，地层压力59.0583～67.598MPa，压力系数1.O7～1.12。

油气水关系复杂，储层非均质性严重，油藏类型和储层中溶洞裂缝分布特别复杂。

在此基础上构成了塔河多个缝洞单元组成的、三维空间上相互叠置的多油水系统的复合油藏。

2.裂缝发育主要影响因素2.1 构造部位差异导致裂缝构造曲率变化大的部位是裂缝发育的最佳部位，其次是断鼻、褶皱和断块轴向交点部位。

苏培东[6]通过分析位于阿克库勒北东向古鼻凸轴部附近的沙104井区，得出早期构造变形及断裂对下奥陶统裂缝及溶蚀发育有利。

该井下奥陶统裂缝较为发育，平均裂缝线密度为18．13条／m。

说明了在断层发育区也是裂缝发育区，在延伸方向变化的转弯处、断层交汇处及断层端部、断层相交呈“墙角式”组合处、两条或多条断层之间的断块或断垒区以及小断层发育带均为裂缝发育区。

2.2 岩性影响裂缝的发育在碳酸盐岩储层中会有不同程度的白云岩化，而白云岩塑性不高，则在成岩过程中，随白云岩化的加深，裂缝的发育程度会逐渐增强。

苏培东[6]对塔河油田49口钻井岩心统计资料得出，裂缝发育密度从大到小的岩石类型为：泥(微)晶砂屑灰岩一砂屑泥(微)晶灰岩一泥(微)晶灰岩一角砾状灰岩一粒屑灰岩。

此外，当泥微晶灰岩经历白云岩化后，裂缝数量明显增加。

2.3 地层埋深对裂缝发育影响根据大量前人研究资料表明，研究裂缝发育与地层埋深的关系同研究裂缝发育与地层围压的关系近似相同。

因为埋深的增大，根据地温梯度，地层温度会升高、围压均增大，岩石的脆性降低，塑性增高，会降低裂缝发育的可能性。

同时，地层埋深的变化对裂缝的开度也有较显著地影响。

此外裂缝的发育还受如构造运动、地层厚度、温度、孔隙流体等因素控制。

这些因素对于塔河油田裂缝的分布与发育所起的作用都基本一致。

例如构造运动，虽然它是裂缝形成的主要原因，但对任一期构造运动而言，它对塔河油田内任一区块的构造作用力的大小和方向几乎都是一致的或相同的，其对裂缝形成的影响也是一致的。

同样，而对于温度和孔隙流体，在同一构造运动阶段，塔河油田应该处于一个大致相同的温度场和渗流场。

[6]3.油气运移成藏机理塔北早古生代成藏体系的源岩、输导体系和圈闭均处于分离状，属于三位成藏体系。

塔北地区早古生代成藏体系的油气来源为塔北南坡的烃源岩，油气先充注塔河南部古岩溶和礁滩相储集空间中形成古油藏，在海西末期，断裂和不整合面连通油源，油气沿断裂垂向运移，遇到不整合面和高效砂岩输导体再作侧向运移，进入塔河主体的以海西早期岩溶为主的奥陶系碳酸盐岩孔、洞、缝储集体。

喜山期烃源岩再次成熟,成熟-高成熟油气沿断裂垂向运移，同时受到东南方向局部地区的高成熟气侵入。

[7]最后聚集成目前的塔河奥陶系碳酸盐岩油藏。

4.塔河油田油藏特征4.1 裂缝为主要储集流通通道塔河油田为裂缝-溶洞型碳酸盐岩油藏，是由基质、裂缝和溶洞组成的连续介质。

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏裂缝、溶洞发育良好，储集空间主要为较大洞穴河较宽裂缝，前者储集空间巨大，后者对沟通洞穴和改善流动性能作用大。

基质储集空间以粒间溶孔、晶间孔等为主。

流体多储于溶洞之中，裂缝为主要的流动通道。

致密的基岩渗流能力很低，由于其特殊的成藏条件，使得缝洞的非均质性非常强，流体流动状态复杂：裂缝溶洞尺寸较大，其中流体流动可以视为管流；基质非常致密，孔隙尺寸很小,流体流动遵循达西定律。

由于缝洞型油藏同时存在基质的“渗流”与缝洞的“空腔流” [5、8]。

4.2 缝洞型油藏地层潜在驱动能量缝洞型油藏的驱动能量包括缝洞的弹性能、基质弹性能、原油弹性能、底水驱动能和井底压力差。

缝洞型油藏的饱和压差大，属于未饱和油藏。

油藏驱动能量包括缝洞基质的弹性能、原油的弹性能、底水的驱动能及井底的压力差等。

裂缝、溶洞的几何尺寸较大，毛管力作用基本可忽略，重力作用是油藏开发的主要影响因素之一。

基岩块致密，渗透率低，储集空间几何尺寸小是典型的渗流区域，毛管力起重要作用[1]4.3 储集体类型碳酸盐岩储集层物性普遍偏差，微裂缝对储量和产量有较大贡献，近70％的油气当量聚集在碳酸盐岩储集层中，其中3／4的天然气和1／2的石油探明储量分布在碳酸盐岩储集层中。

碳酸盐岩储集层多属非常规储集层，物性普遍较差，多为低孔和低渗储集层，孔隙度一般为3% ～5%。

相对好的储集层多与鲕滩或不整合面共生，储集空间包括孔隙、裂隙、溶孔(洞)、裂缝等，非均质性极强，主要划分为3种类型：①受沉积环境控制的以孔隙为主的储集体，如暴露滩相碳酸盐岩、潮坪隐藻白云岩、生物礁和湖相石灰岩等，其分布受岩相带控制，粒间孔和粒内孔是主要的储集空间．②受不整合面控制的以溶孔(洞)和裂缝为主的储集体；③局部构造应力作用形成的裂缝性为主的储集体。

[8]4.4 特殊缝洞系统-定容体没有纵深断裂沟通深部大水体的封闭缝洞系统称为定容体，定容体的规模大小决定于缝洞系统的总有效体积。

这类储层特点为：(1)储集空间以裂缝、溶洞和溶孔为主，基质不含或含很少油，基本不具备储渗能力，裂缝为主要渗流通道。

(2)储层孔隙度低，溶洞分布不均匀且大小差别很大，与溶洞连通的裂缝数目和大小变化也很大。

(3)储层非均质严重，裂缝渗流能力差别很大，这主要取决于裂缝宽度。

(4)油藏内通常含有少量的封存水，这种水体属于有限水体。

[9]4.5 油藏分布塔河油田奥陶系油藏主要分布在塔3、4、6区，油藏埋深5300～5750m[10]，地层的主要矿物成分是方解石，岩性以颗粒灰岩、微品灰岩为主。

基质物性比较差，受致密基岩和裂缝发育不均质的影响，地表水选择性溶蚀，造成储集层纵、横向变化大。

5.缝洞型油藏储集空间特点及流体流动类型5.1 缝洞型油藏基本特征塔河油田是典型的缝洞型碳酸盐岩油藏。

其储集空间的特点是： (1)类型多样。

不仅有孔隙，还包括裂缝和溶蚀孔洞。

其中，溶洞是主要的储集空间，裂缝主要起沟通作用，基质岩块孔、渗条件差，一般认为对油藏贡献有限； (2)尺度差异大。

基岩中的溶孔只有几个微米，裂缝开度在0.1m左右，而溶洞则有数米，有的甚至数十米、上百米。

缝洞型碳酸盐岩油藏由若干个通过不同级别的裂缝连通的缝洞系统组成，这些相互沟通的缝洞体内都有各自独立的油水系统和统一的油水界面，上部为油，下部为水。

与井筒连通的不同的缝洞体规模不同，裂缝大小不同。

裂缝大小之间的差别，导致流动能力的巨大变化。

[9]5.2 缝洞油藏基本模型建立的思路对塔河油田奥陶系岩溶缝洞型油藏特点进行了分析，建立了小层、构造、裂缝一岩溶、流体4个主要模型：(1)小层模型，解决剥蚀量估算问题，恢复古地貌，并预测早期古岩溶储层的分布。

(2)构造模型，查明应力场对断裂的控制、断裂的空间展布以及对裂缝发育的控制。

(3)裂缝一岩溶模型，查明缝洞储集体的发育成因及空间的展布规律，并对储集性能进行评价。

(4)流体模型，用于描述流体的空间分布特征及其成因。

[2]5.3 流体流动形式缝洞型油藏流体流动形式十分复杂。

目前，对流动形式的分类，是依据储集空间的不同分为孔隙流、缝隙流和洞穴流。