Reservoir conditions and its oil-controlling effect of Chang7-Chang9 in the Southern Zhouchang area, Ordos Basin

在华北地区连绵起伏的丘陵之下，深藏着一个被称为鄂尔多斯盆地的巨大地质宝库。几十年来，地质学家一直在这里寻找石油，从容易触及的、被困在古老岩层褶皱中的油藏，转向更难以捉摸的目标——那些隐藏在极其致密且难以渗透的岩层中的目标。这些困难的目标被称为致密储层。想象一下，一块海绵被过度挤压，以至于其孔隙变得微乎其微；石油虽然可以存在于其中，但很难通过岩石移动到钻头处。在这种条件下寻找石油，需要对岩石的纹理、其微小的内部空间以及允许石油聚集在那里的特定条件有精确的理解。挑战不仅在于寻找石油，还在于弄清楚哪些特定的岩层足够厚、孔隙度足够高，从而能产出具有利润的燃料，而不是仅仅产出混有水的细流。

在名为周昌的一个区域南部，一个研究小组将注意力转向了被称为长7、长8和长9的三层特定岩层。这些岩层位于盆地深处，夹在厚厚的泥岩片之间，这些泥岩充当了天然的盖层。科学家们想要了解这些岩石的物理性质，并确定究竟什么样的条件使其成为石油积聚的好地方。他们收集了来自钻井曲线、岩心样本和生产测试的数据，以构建地下环境的详细图景。他们的工作表明，虽然这些岩石确实很致密，但它们并不均匀；某些部分比其他部分更有前景，而寻找最佳位置的关键在于岩石厚度、孔隙大小和矿物成分的特定组合。

研究人员发现，该地区的岩石主要是细粒砂岩，主要由长石（一种常见的矿物）组成，含有少量的石英和岩屑。在显微镜下，这种岩石展示了复杂的形成和蚀变历史。石油生存的空间并不是巨大的、开放的洞穴，而是由酸性流体溶解了部分岩石颗粒后，在剩余颗粒之间留下的微小孔隙。平均而言，该岩石的孔隙度为6.9%，这意味着不到十分之一的岩石体积是可供流体占据的空隙。石油通过这些空间流动的能力（即渗透率）同样很低，中值值为0.33 × 10⁻³ 微米平方。由于这些数值较低，研究人员将这些地层归类为致密储层。他们根据质量进一步将储层分为三类：I型（流动性能最好）、II型（中等）和III型（最差）。

这些层中的石油分布并不遵循传统的模式，即不是一个位于水面上的大型连续油库。相反，石油被困在透镜状的口袋中，被泥岩和粉砂岩层隔绝，从而阻止了其扩散。这导致了一种情况，即在钻探一口井时，石油和水往往同时存在于同一岩层中并一起流出。团队发现，石油在整个区域是以准连续的方式分布的，这意味着虽然没有单一的巨型储层，但石油存在于这些微小透镜体组成的密集、重叠的网络中。这使得勘探策略与传统油田不同，因为目标是瞄准这个密集网络中的特定“甜点”，而不是钻入单一的大型积聚体。

通过分析，团队确定了控制石油最可能在高浓度下发现的具体因素。最重要的因素是孔隙度；当岩石孔隙度超过7%时，石油饱和度和生产率会显著增加。第二个关键因素是混合在砂岩中的页岩（或细粘土）含量。如果页岩含量超过12%，岩石会变得过于致密，导致石油产量大幅下降。渗透率也起着至关重要的作用，当渗透率大于 0.5 × 10⁻³ 微米平方时，井口的生产效果最好。有趣的是，研究发现砂岩层本身的厚度是一个较不显著的因素。虽然较厚的层通常更好，但研究表明，一旦层厚达到约10米，增加厚度并不能保证更高的产量。岩石的质量远比其单纯的体积更为重要。

研究结果表明，在长7至长9层中，产量最高的井将是那些钻入厚度大于10米、孔隙度大于7%、渗透率超过 0.5 × 10⁻³ 微米平方且页岩含量低于12%的砂岩中的井。通过专注于这些特定标准，石油公司可以更好地针对鄂尔多斯盆地的钻探工作，从猜测转向更具科学性的井位选择。这种方法不仅有助于实现这些困难储层中石油回收的最大化，还为探索其他类似致密油地层提供了清晰的路线图。该研究证实，即使在最具挑战性的地质环境中，通过对岩石性质的详细理解，也能释放出巨大的能源资源。