唐建云，任戰(zhàn)利，梁 宇 ，王彥龍 ，安 勇

(1.西北大學(xué)國家大陸動(dòng)力重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安 710069;2.延長油田股份有限公司子長采油廠，陜西延安 716000)

鄂爾多斯盆地，北起陰山、大青山，南抵秦嶺，西至賀蘭山、六盤山，東達(dá)呂梁山、太行山?？偯娣e37×104km2，是中國第二大沉積盆地［1］。目前，石油工作者對(duì)該盆地石油地質(zhì)已進(jìn)行了大量的研究工作［2－5］，尤其是在沉積和儲(chǔ)層方面，取得了許多重要的研究成果［6－8］，但是油氣富集及油水分布規(guī)律一直沒有清晰的認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致近年來的勘探未有大的突破。位于盆地東部的子長油田油氣富集及油水分布規(guī)律較為復(fù)雜，制約了該地區(qū)油田的開發(fā)水平。為更加合理、有效地進(jìn)行該套地層的石油勘探和開發(fā)，本文擬在大量基礎(chǔ)資料分析基礎(chǔ)上，對(duì)該區(qū)沉積相演化特征進(jìn)行研究，并結(jié)合實(shí)際地質(zhì)條件對(duì)油水分布規(guī)律及主要控制因素進(jìn)行探討，以期對(duì)下一步油氣勘探起到一定的指導(dǎo)作用。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

子長油田位于陜西省子長縣境內(nèi)，東起吳家坪，西至安定，北起奕家坪，南至寺灣，范圍約150 km2。地表多為第四系黃土覆蓋，溝壑縱橫，地面海拔一般為1 100～1 300 m，地面高差達(dá)100～200 m，地形復(fù)雜，屬黃土高原的侵蝕地貌。子長油田區(qū)域構(gòu)造位置屬于鄂爾多斯盆地東部二級(jí)構(gòu)造單元—陜北斜坡之上(見圖1)。鄂爾多斯盆地構(gòu)造形態(tài)總體為一東翼寬緩、西翼陡窄的南北向不對(duì)稱矩形大向斜盆地，盆地內(nèi)部構(gòu)造相對(duì)簡單，地層平緩，僅盆地邊緣褶皺斷裂比較發(fā)育。陜北斜坡為鄂爾多斯盆地的主體部分，主要形成于早白至世，為一平緩西傾的大單斜，地層傾角一般小于1°，平均地層梯度 10 m/km 左右［9］。

2 沉積相演化

延長期鄂爾多斯盆地具有面積大、水域廣、地形平坦和分割性較弱的特點(diǎn)，地層沉積厚度較大。區(qū)域上，由粗碎屑巖組成的沖積扇和扇三角洲主要發(fā)育在西部近古陸或古陸邊緣的地區(qū)，分布面積不大，但厚度巨大。在湖盆的西南部和南部，以發(fā)育湖底扇組成的水下沉積為主，具大面積連片分布的特征。而在北部、東部和南東部地區(qū)，則以發(fā)育向湖盆方向快速推進(jìn)的三角洲相沉積為主。圍繞湖盆北部至南東部邊緣，依次發(fā)育有鹽池、定邊、吳旗、志丹、安塞，延安、富縣和黃陵等8個(gè)規(guī)模較大的湖泊三角洲(見圖2)。平面上，這些三角洲的軸長都在100 km以上，寬度約為15～30 km，個(gè)別可達(dá)40 km以上，面積為千余至數(shù)千平方公里，均呈向湖盆方向強(qiáng)烈推進(jìn)的朵狀體，朵狀體間被相對(duì)狹窄的湖灣分割，構(gòu)成相間分布的半環(huán)狀三角洲裙帶。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置圖

圖2 鄂爾多斯盆地晚三疊世延長期沉積特征示意圖

研究區(qū)位于陜北三角洲裙帶格局中的安塞三角洲平原上。垂向上，安塞三角洲的沉積演化經(jīng)歷了初始生長期(長63期)、高速推進(jìn)期(長62期→長61期)和填平補(bǔ)齊期(長4+5期)三個(gè)階段。大致在長4+5期晚期三角洲沉積趨于終止，全區(qū)進(jìn)入長3至長1期的分流河道與沼澤化沉積階段，長6期沉積物源為北東方向。長6油層組自上而下可進(jìn)一步劃分為長61、長62、長63、三個(gè)亞組。通過大量巖芯、錄井和測(cè)井資料分析認(rèn)為，研究區(qū)長6段除長61沉積體系為三角洲平原沉積，其余都為三角洲前緣亞相，發(fā)育(水下)分流河道、河口壩、遠(yuǎn)砂壩及河道間4種沉積微相砂體，沉積相的演變具有如下特征:

長63期研究區(qū)為三角洲前緣亞相沉積，研究區(qū)范圍主要發(fā)育水下分流河道沉積。從西到東有五一六支規(guī)模較大的由北東向南西延伸的水下分流河道，呈條帶狀展布，河道寬度在1～7 km之間，最寬處可達(dá)8 km2，主河道砂地比值大于60%(見圖3a)。本期分流河道數(shù)量較多，在安定區(qū)及芽坪區(qū)分布面積廣，作用范圍大，連片性較好，是以上兩區(qū)塊的重要油層，安定區(qū)南部的老草灣區(qū)為預(yù)測(cè)有利區(qū)塊。

圖3 子長油田長63(a)、長62(b)、長61(c)沉積微相圖

長62期繼承了長63期的沉積格局。研究區(qū)從西到東有六支規(guī)模較大的水下分流河道，河道寬度在1～8 km之間，主河道砂地比值大于60%，局部砂厚井區(qū)可達(dá)80%。本期分流河道數(shù)量、分布面積、作用范圍等較長63期有一定的繼承性，尤其是研究區(qū)北部連片性較好，也是研究區(qū)主力油層之一。本期研究區(qū)屬于三角洲平原沉積，發(fā)育分流河道六一七支，北東一南西向展布，河道寬度在1～10 km之間，河道間沉積面積擴(kuò)大(見圖3b)。

長61期分流河道數(shù)量、分布面積、作用范圍等較長62期有一定的變化，安定區(qū)分流河道明顯變窄，其油氣連片性亦變差;芽坪區(qū)分流河道較寬，連片性較好，油氣易于富集，油層亞組仍是該區(qū)主力油層，楊家園則區(qū)分流河道寬度亦變寬，作用范圍變大，所以長61油層亞組是該區(qū)主力油層(見圖3c)。

綜上分析可以看出，水動(dòng)力在短期內(nèi)變化較大，但子長油田長6油層組自下而上，砂地比值均總體呈增大趨勢(shì)，說明水體自長63至長61沉積期水體逐漸變淺。表明自長63至長61沉積期，研究區(qū)湖盆逐漸萎縮，三角洲沉積不斷向湖盆推進(jìn)，形成進(jìn)積式三角洲沉積。

3 油水分布及主控因素分析

研究區(qū)油水分布規(guī)律具有一定的特殊性，這種特殊性受沉積微相、儲(chǔ)層物性、鼻狀隆起、優(yōu)質(zhì)區(qū)域蓋層分布、運(yùn)移通道等多重因素的控制，是多重因素共同作用的結(jié)果。

3.1 油水分布受分流河道砂體展布控制

(水下)分流河道控制了優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)和宏觀原油富集區(qū):研究區(qū)長6油藏儲(chǔ)層主要為三角洲前緣水下分流河道沉積，長6期是河流推進(jìn)達(dá)到鼎盛及穩(wěn)定的時(shí)期，主分流河道砂體多以連續(xù)的厚層沉積為主，且多層砂體相互疊置，累計(jì)厚度大，側(cè)向展布寬度大，多連片，有利于油氣在其中運(yùn)移和聚集［1］。分流河道沉積對(duì)長6油層的含油性與原油富集具有較明顯的控制作用，油層分布與主分流河道位置符合較好，多層疊置砂體厚度較大的部位，往往是有效厚度較大的區(qū)域(見圖4)。大量生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)表明，(水下)分流河道平均日產(chǎn)油1.6 t/d，平均日產(chǎn)水1.5 m3/d，河道間微相平均日產(chǎn)油也在0.5 t/d左右。

圖4 子長油田長6沉積微相與試油疊合圖

3.2 油水分布受儲(chǔ)層物性變化控制

不同沉積體系其水動(dòng)力條件亦不同，而水動(dòng)力條件的強(qiáng)弱差異，直接導(dǎo)致不同沉積體系沉積巖石的粒度大小、成分組成、雜基含量、顆粒的分選及磨圓等巖石成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度的差異，并對(duì)后期巖石的抗壓實(shí)能力、膠結(jié)作用、溶蝕作用強(qiáng)弱等成巖作用產(chǎn)生不同的影響，最終導(dǎo)致各沉積體系砂體含油性的差異［10］。研究區(qū)的取心資料表明，物性好的砂巖含油級(jí)別高(見圖5):長6油層組含油級(jí)別達(dá)到油斑和油浸的砂巖物性好，孔隙度一般大于7%，滲透率一般大于0.1×10－3μm2，測(cè)井及試油資料亦顯示，多層疊置砂體中物性好的砂體是油氣富集的主要層段，該層段的油氣顯示較好，含油級(jí)別一般為油斑以上，試油試采過程中，綜合含水較低，油產(chǎn)量在工業(yè)油流標(biāo)準(zhǔn)以上(見圖6);物性不好的層段含油級(jí)別較低(油斑以下級(jí)別)，生產(chǎn)過程中綜合含水較大，油產(chǎn)量較低，難以達(dá)到工業(yè)油流標(biāo)準(zhǔn)。

圖5 含油性和孔隙度、滲透率關(guān)系圖

圖6 長6油層組四性關(guān)系圖 (據(jù)z177井)

3.3 油水分布受鼻狀隆起控制

鼻狀構(gòu)造對(duì)子長油田延長組油藏分布的影響也有一定的意義，主要表現(xiàn)在:由于巖性橫向差異，沉積期后的差異壓實(shí)作用在分流河道的主河道部位(砂體厚度大的部位)容易形成低幅度鼻狀隆起，這類低幅度鼻狀隆起是在西傾單斜背景下，又受巖性控制而形成構(gòu)造一巖性圈閉，有利于油氣成藏;這類低幅度構(gòu)造主要對(duì)儲(chǔ)層物性相對(duì)較好的油層影響較大，其表現(xiàn)特征是構(gòu)造高部位含油性好，構(gòu)造低部位含油性變差或不含油，對(duì)物性差的油層影響減弱或影響不明顯［11］。長62、長63油層含油性與構(gòu)造有較好的吻合，油氣優(yōu)先富集于鼻狀隆起的發(fā)育區(qū)(見圖7)。

圖7 子長油田長6油層頂面構(gòu)造圖與油層厚度分布疊合圖

3.4 油水分布受優(yōu)質(zhì)區(qū)域蓋層分布控制

子長油田延長組共發(fā)育區(qū)域5套蓋層，其中長6油層主要有2套蓋層，即長4+5上部泥巖段、長61頂部泥巖。它們均主要為三角洲平原分流河道間細(xì)粒沉積，包括堤岸、漫灘沉積和沼澤相泥巖等，其分布構(gòu)成了本區(qū)長6油藏頂部和側(cè)向上有利的封擋條件，尤其是長4+5泥巖，其分布及發(fā)育程度對(duì)長6油藏的形成和分布起了重要控制作用。

長4+5上部段泥巖是研究區(qū)分布較穩(wěn)定、質(zhì)量較優(yōu)的一套區(qū)域性蓋層，巖性主要為泥質(zhì)巖或泥巖夾粉砂巖及少量細(xì)砂巖，電測(cè)曲線呈明顯的“細(xì)脖子”狀，厚度20～40 m左右，最厚可達(dá)60 m，長4+5油層組是在長6油層組三角洲發(fā)生大規(guī)模進(jìn)積得基礎(chǔ)上發(fā)生的湖進(jìn)，形成了漫灘、湖沼相泥巖，構(gòu)成了長6油藏最重要的區(qū)域性蓋層。由長4+5泥巖厚度分布圖與含油面積疊合圖(見圖8)可以看出，長6油藏主要分布在長4+5泥巖厚度較大的區(qū)域，泥巖厚度為30～50 m，說明長+5泥巖的厚度分布情況對(duì)研究區(qū)長6油藏的分布有一定的控制作用。

圖8 子長油田長4+5泥巖厚度與含油面積分布疊合圖

3.5 油水分布受運(yùn)移通道控制

子長油田長6油藏屬近源直接式成藏組合，長6油層緊鄰主力生油層長7段，長6油層組砂體發(fā)育，且具有砂體厚度大、分布面積廣、砂體復(fù)合連片等特點(diǎn)。研究區(qū)長6砂層總厚40～90 m，單砂層厚5～30 m這些滲透性砂體在平面上大面積復(fù)合連片和在垂向上相互復(fù)合疊加，尤其是厚度大，物性好的分流河道主砂體，為最有利的油氣運(yùn)移通道，為長6油藏的油氣運(yùn)移和聚集提供了良好的空間(見圖9)。前人對(duì)陜北斜坡的研究結(jié)果顯示，由于該斜坡斷裂不發(fā)育，油氣垂向運(yùn)移的通道主要為砂體疊置點(diǎn)或區(qū)域性蓋層的尖滅點(diǎn)以及微裂縫系統(tǒng)［11］。此外，巖心觀察和物性分析結(jié)果均表明，研究區(qū)長6油層中均有微裂縫或者節(jié)理存在，裂縫或者節(jié)理中可見原油和瀝青分布，說明微裂縫曾有油氣運(yùn)移通過，裂縫為油氣運(yùn)移及聚集的較有利場所。

4 結(jié)語

研究區(qū)長6段地層沉積環(huán)境主要包括(水下)分流河道、河口壩、遠(yuǎn)砂壩及河道間沉積微相，垂向上具有明顯的進(jìn)積演化特征?？傮w上，控制研究區(qū)油水層分布的因素較多，但是主要受沉積相、優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層、鼻狀隆起構(gòu)造、區(qū)域蓋層、運(yùn)移通道等多重因素控制。其中有利的沉積相帶是延長組油氣藏形成并富集的基本條件，區(qū)域蓋層分布情況對(duì)差異成藏有一定的控制作用，鼻狀隆起構(gòu)造是延長組油氣富集并高產(chǎn)的重要因素，裂縫及砂體的疊置等有效運(yùn)移通道的存在是延長組上部儲(chǔ)蓋組合油氣成藏的關(guān)鍵因素。

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