胡延旭

（西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系/大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069）

伴隨世界能源格局的不斷轉(zhuǎn)變及技術(shù)的不斷發(fā)展,非常規(guī)油氣逐漸成為世界研究的熱點(diǎn)。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(xué)研究的熱點(diǎn)?？碧介_發(fā)實(shí)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(dá)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(chǔ)層的研究投入，創(chuàng)新相應(yīng)的理論和技術(shù)是我們迫切需要解決的問題。

1 低滲透儲(chǔ)層的定義

低滲透油藏通常指的是基質(zhì)滲透率較低的儲(chǔ)層，通常表現(xiàn)為孔隙度低、喉道小、流體滲透能力差，通常需要進(jìn)行油藏改造才能維持正常生產(chǎn)。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(jié)構(gòu)成熟度均較低，泥質(zhì)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(jīng)過強(qiáng)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(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的低滲透儲(chǔ)層主要是次生低滲透油氣藏[6]。

事實(shí)上，低滲透是一個(gè)相對(duì)的概念，目前尚未對(duì)其概念取得統(tǒng)一的看法，所以，針對(duì)其界限的劃定，因時(shí)間不同、油氣資源狀況不同、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件不同和地域不同而存在一定的差異，國內(nèi)外學(xué)者主要通過基質(zhì)滲透率作為劃分低滲透儲(chǔ)層的主要標(biāo)準(zhǔn),代表性的主要有:①前蘇聯(lián)學(xué)者根據(jù)地層產(chǎn)能、導(dǎo)水性、孔隙空間結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn),將滲透率小于50×10-3μm2的儲(chǔ)層定為低滲透油藏；②美國石油地質(zhì)學(xué)家萊復(fù)生則把低滲透儲(chǔ)層的上限劃為10×10-3μm2；③1986年，我國學(xué)者羅蟄潭和王允成將滲透率小于100×10-3μm2的儲(chǔ)層劃分為低滲透儲(chǔ)層[7]；④1992 年，國內(nèi)外學(xué)者在西安召開的“國際低滲透油氣藏”會(huì)議上,對(duì)于低滲透儲(chǔ)層的定義取得了基本一致的看法:將基質(zhì)滲透率小于50×10-3μm2，大于 0.1×10-3μm2的儲(chǔ)層定義為低滲透儲(chǔ)層[8]；⑤唐曾熊(1994)將低滲透儲(chǔ)層的上限定為100×10-3μm2,并把滲透率小于10×10-3μm2的儲(chǔ)層劃分為特低滲透儲(chǔ)層[9]；⑥1997 年，李道品等提出將小于50×10-3μm2的儲(chǔ)層定義為低滲透儲(chǔ)層，并提出了“超低滲透儲(chǔ)層”的概念[10]；⑦1997 年，將小于 50×10-3μm2的儲(chǔ)層定義為低滲透儲(chǔ)層[11]。另外，近年來，隨著頁巖氣和頁巖油等致密儲(chǔ)層的勘探開發(fā)成功，國內(nèi)外學(xué)者相繼提出了致密油的概念，并將其滲透率上限設(shè)定為1×10-3μm2[12]，其相當(dāng)于我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的超低滲儲(chǔ)層。

2 低滲透砂巖儲(chǔ)層的地質(zhì)特征

2.1 源儲(chǔ)特征

非常規(guī)油氣的源儲(chǔ)關(guān)系多數(shù)為源儲(chǔ)共生，對(duì)于低滲透砂巖儲(chǔ)層，主要表現(xiàn)為源儲(chǔ)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?qiáng)調(diào)大面積源儲(chǔ)共生層系納米級(jí)孔喉系統(tǒng)等儲(chǔ)集空間中的連續(xù)型油氣聚[13]。

2.2 儲(chǔ)層特征

相比于常規(guī)儲(chǔ)層的微米級(jí)孔吼直徑，低滲透砂巖油儲(chǔ)集層主要大規(guī)模發(fā)育納米級(jí)孔隙結(jié)構(gòu)，以鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)6儲(chǔ)層為例，孔喉直徑主要為60～800nm，是導(dǎo)致儲(chǔ)層物性差和致密的根本原因。相對(duì)于常規(guī)儲(chǔ)層，低滲透的非常規(guī)儲(chǔ)層具備以下主要特征[14]：①成巖后生作用強(qiáng)烈,次生孔隙孔隙的大量形成，常能較好地改善儲(chǔ)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(zhì)性嚴(yán)重，開發(fā)中水敏和酸敏明顯，導(dǎo)致儲(chǔ)層傷害較大，驅(qū)油效果差；④常發(fā)育特殊的巖性圈閉；⑤常表現(xiàn)為復(fù)雜的滲流特征，與達(dá)西定律不符，多表現(xiàn)為非達(dá)西流。

2.3 運(yùn)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(yùn)聚過程中，受水動(dòng)力影響小，浮力與水柱壓力作用不明顯，以非達(dá)西滲流的擴(kuò)散和超壓作用為主，油水分異不明顯，主要靠滲透擴(kuò)散。烴源巖的排烴壓力為其提供運(yùn)聚動(dòng)力，阻力主要為較小的孔吼產(chǎn)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(zhǎng)組致密砂巖為主要代表，前人對(duì)于鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)三疊系延長(zhǎng)組的低孔滲砂巖油藏特征進(jìn)行了深入的研究，總結(jié)出了以下幾個(gè)重要特征[15]：（1）含油飽和度低，與儲(chǔ)層物性關(guān)系復(fù)雜。（2）油水關(guān)系復(fù)雜，無明顯的油水界面。（3）距離源巖越遠(yuǎn)，石油富集程度越差。

3 低滲透儲(chǔ)層勘探開發(fā)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 低滲透儲(chǔ)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(zhuǎn)變,石油地質(zhì)學(xué)的理論也發(fā)生了巨大的轉(zhuǎn)變，經(jīng)歷了不斷的理論創(chuàng)新，推動(dòng)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(zhì)研究強(qiáng)調(diào)油氣運(yùn)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(qiáng)調(diào)原位滯留或短距離運(yùn)移的頁巖系統(tǒng)源儲(chǔ)共生型油氣聚集,尋找有效儲(chǔ)集體成為油氣勘探的核心。

3.2 低滲透儲(chǔ)層的研究方法

勘探開發(fā)實(shí)踐表明，低滲透儲(chǔ)層中常存在一些相對(duì)高孔滲的部位，這些部位是富集油氣并有可能獲得高產(chǎn)的地帶，稱為“優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層”，即在生產(chǎn)實(shí)踐中經(jīng)常提到的“甜點(diǎn)”。

優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層是一個(gè)相對(duì)的概念,并沒有絕對(duì)意義上的儲(chǔ)層物性指標(biāo),是指低孔滲背景下的相對(duì)高孔滲部位。在低滲透油氣田中，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層中往往儲(chǔ)集了大部分的油氣，因此,搞清楚優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)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(chǔ)層的形成[17]，且成巖作用在低滲透油藏儲(chǔ)集體的形成中占有重要作用。因此，在具體的研究工作中,對(duì)埋藏深度大、受成巖作用影響明顯的儲(chǔ)層應(yīng)側(cè)重于成巖作用對(duì)儲(chǔ)層貢獻(xiàn)的分析，并將成巖相作為判斷優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的標(biāo)準(zhǔn),在國內(nèi)，成巖相分析是我們經(jīng)常采用的方法[18]，即通過儲(chǔ)集巖次生成巖特征(包括膠結(jié)物特征、壓實(shí)作用強(qiáng)度、孔隙特征等)的區(qū)別定義劃分成巖相,進(jìn)一步對(duì)碎屑巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)。但是這忽略了沉積作用和儲(chǔ)層的巖石學(xué)組分的作用，而沉積作用和儲(chǔ)層的巖石學(xué)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(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)中，應(yīng)綜合考慮沉積作用、成巖作用和儲(chǔ)層巖石學(xué)特征等有利儲(chǔ)集層形成的主要控制因素,以更加全面和客觀地評(píng)價(jià)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。國外研究人員則多側(cè)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(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。

4 存在的問題

雖然近幾年國內(nèi)外研究人員對(duì)于低滲透儲(chǔ)層進(jìn)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(chǔ)層復(fù)雜性及勘探開發(fā)的局限性影響，低滲透儲(chǔ)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(chǔ)層形成的主要因素。(2)定量評(píng)價(jià)低滲透油氣藏形成主控因素。(3)建立統(tǒng)一的低滲透儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。(4)明晰低滲透油藏的油水分布規(guī)律。

5 結(jié)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(jìn)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(xiàn)為石油地質(zhì)理論仍舊停留在常規(guī)儲(chǔ)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(zhì)理論是我們未來發(fā)展的主要難題。

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