王　巍，馬　超

（中石化華北油氣分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州　450006）

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彬長(zhǎng)地區(qū)延安組淺層砂巖氣成藏地質(zhì)因素分析

王巍，馬超

（中石化華北油氣分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州450006）

摘要：鄂爾多斯盆地南部彬長(zhǎng)地區(qū)在中生界延安組取得了淺層氣突破，有必要對(duì)氣藏的成藏地質(zhì)因素進(jìn)行分析，明確成藏控制因素與有利勘探目標(biāo)。通過(guò)對(duì)該區(qū)淺層氣特征及成因類型、氣藏形成的烴源巖、儲(chǔ)集巖、保存、圈閉等主要成藏地質(zhì)因素的研究，結(jié)果表明：（1）延安組淺層氣以甲烷為主，為濕氣，氣源來(lái)自三疊系延長(zhǎng)組腐泥質(zhì)烴源巖，是石油伴生氣；（2）保存條件是控制延安組淺層氣能否成藏的關(guān)鍵因素，其控制了烴源巖分布、天然氣運(yùn)移通道和圈閉側(cè)向遮擋條件；（3）淺層氣的富集主要受構(gòu)造和砂體共同控制，局部構(gòu)造高部位上的巖性圈閉是淺層氣富集的有利區(qū)，該區(qū)東北部應(yīng)作為淺層氣勘探的重點(diǎn)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：彬長(zhǎng)地區(qū)；延安組；淺層砂巖氣；成藏條件

淺層氣是指埋深小于1 500m的各類天然氣資源，主要包括生物氣、油型氣、煤層甲烷氣、水溶氣、致密砂巖氣等［1］。鄂爾多斯盆地南部中生界石油資源豐富，前人對(duì)該區(qū)的石油資源進(jìn)行了大量研究，但對(duì)于中生界淺層氣的研究相對(duì)較少［2-5］，尤其是對(duì)彬長(zhǎng)地區(qū)中生界延安組的致密砂巖氣成藏地質(zhì)條件的研究尚屬空白。

彬長(zhǎng)地區(qū)位于鄂爾多斯盆地西南部，主體位于伊陜斜坡與渭北隆起結(jié)合部，面積3 000km2。整體構(gòu)造為一東南高西北低的平緩單斜，斷裂不發(fā)育，中生界延安組埋深700m～1 300m。近年來(lái)，該區(qū)及周邊多口鉆井在延安組有淺層氣發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)涇河9井延安組試獲2 110m3的工業(yè)氣流，顯示了該區(qū)淺層氣良好的勘探潛力。筆者在該區(qū)淺層氣主要成藏地質(zhì)條件分析的基礎(chǔ)上，明確了成藏控制因素與成藏有利區(qū)，對(duì)淺層氣的勘探評(píng)價(jià)具有十分重要的意義。

1　淺層氣特征及成因類型

對(duì)涇河9井區(qū)淺層氣樣分析表明，彬長(zhǎng)地區(qū)淺層天然氣組分以烴類氣體為主，其中烴類氣體又以甲烷為主。甲烷含量為77.52%，重?zé)N氣體（本文指C2～C5）的含量為20.76%，干燥系數(shù)0.79，為濕氣。非烴類氣體主要組分為CO2和N2，其中CO2含量為0.22%，N2含量為0.25%。研究認(rèn)為，鄂爾多斯盆地中生界天然氣為石油伴生氣，油氣同源，氣源主要來(lái)自三疊系腐泥質(zhì)烴源巖，其中長(zhǎng)7烴源巖和長(zhǎng)4+5烴源巖是最主要的氣源巖［4-6，7］。

2　淺層氣成藏條件

2.1烴源巖條件

研究區(qū)烴源巖主要發(fā)育在三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)4+5～長(zhǎng)8段，其中以長(zhǎng)7段為最好。長(zhǎng)7沉積期廣泛發(fā)育了一套湖相沉積，巖性主要為深灰色、黑色泥頁(yè)巖和油頁(yè)巖，泥頁(yè)巖厚度5m～20m，向北東湖盆中心方向烴源巖厚度有明顯增加。據(jù)該區(qū)26塊樣品的分析結(jié)果，長(zhǎng)4+5～長(zhǎng)8段有機(jī)碳含量一般大于1.0%，最高達(dá)7.0%，平均值為3.15%；氯仿瀝青含量一般大于0.1%，平均值為0.31%，產(chǎn)油潛率（S1+S2）平均為7.33mg/g。其中長(zhǎng)7段有機(jī)碳含量一般在0.44%～7.00%，平均值為2.92%，屬于好生油巖-極好生油巖。長(zhǎng)7段頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)類型多為Ⅰ、Ⅱ型，表現(xiàn)為腐泥型或接近腐泥型，大部分地區(qū)處于成熟階段，局部地區(qū)向高成熟階段過(guò)渡，屬于油氣兼生期，是有機(jī)質(zhì)大量熱解成烴階段，產(chǎn)物中液態(tài)烴占主導(dǎo)地位，并伴有少量重?zé)N氣［6］。從烴源巖條件看，烴源巖主要集中該區(qū)東北部，厚度大、有機(jī)質(zhì)成熟度高，為淺層氣藏的形成提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.2儲(chǔ)集巖條件

研究區(qū)侏羅系延安組主要為河流相沉積，砂巖儲(chǔ)集體厚度10m～50m，巖性主要為細(xì)-中粒巖屑砂巖，碎屑組分中石英含量48%～59%，長(zhǎng)石含量2%～11%，巖屑含量31%～46%；填隙物以泥質(zhì)雜基為主，其次為白云石、自生高嶺石和黏土礦物等。砂巖的分選中等，磨圓以次圓為主，顆粒支撐，點(diǎn)-線接觸，膠結(jié)類型以孔隙式膠結(jié)為主。根據(jù)巖心實(shí)測(cè)物性資料，延安組儲(chǔ)層孔隙度為10.9%～15.1%，滲透率為0.84×10-3μm2～5.67×10-3μm2，屬于低孔-低滲到低孔-特低滲儲(chǔ)層。從儲(chǔ)集巖條件看，延安組發(fā)育厚層砂巖，砂巖物性好，研究區(qū)不缺乏淺層氣的儲(chǔ)集條件。

2.3保存條件

保存條件是油氣成藏的重要因素，對(duì)淺層天然氣藏更是如此［8］。研究區(qū)延安組以河流相沉積為主，河床亞相和河漫沼澤亞相在區(qū)內(nèi)交替發(fā)育。河道遷移頻繁，砂體縱向和橫向上變化快，砂泥巖交互疊置，河漫沼澤亞相的厚層泥巖形成了該區(qū)主要的蓋層。

受印支運(yùn)動(dòng)影響，探區(qū)內(nèi)中生界地層由于抬升剝蝕，在上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組與侏羅系下統(tǒng)延安組之間形成一個(gè)不整合面，下侏羅統(tǒng)延安組地層超覆充填沉積在上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組剝蝕面上，形成位于不整合面之上的地層圈閉。彬長(zhǎng)地區(qū)延長(zhǎng)組地層由南西向北東地層剝蝕程度逐漸減弱，延安組超覆沉積于延長(zhǎng)組不同層段，這為延長(zhǎng)組烴源巖中產(chǎn)生的天然氣進(jìn)入延安組提供了良好的運(yùn)移通道。天然氣由延長(zhǎng)組烴源巖層進(jìn)入不整合面后，再進(jìn)入延安組底部的古河道砂巖內(nèi)進(jìn)行側(cè)向或垂向運(yùn)移，遇有利圈閉即形成氣藏。

2.4圈閉類型

研究區(qū)主要發(fā)育構(gòu)造和巖性兩類圈閉。構(gòu)造圈閉主要分布在延安組底部厚層砂巖發(fā)育區(qū)，砂巖物性好，側(cè)向上泥巖相對(duì)不發(fā)育，難以形成巖性圈閉，主要作為油氣運(yùn)移的通道，只有在局部構(gòu)造發(fā)育區(qū)由構(gòu)造作用形成側(cè)向遮擋，圈閉才能形成。巖性圈閉主要發(fā)育在延安組河道規(guī)模小、砂巖厚度薄的地區(qū)，次級(jí)河道上砂巖厚度變化快，側(cè)向和垂向泥巖遮擋條件好，更容易形成上傾尖滅型巖性圈閉和砂巖透鏡體型巖性圈閉。從涇河9井與鄰區(qū)的油氣成果來(lái)看，氣層主要發(fā)育在局部構(gòu)造高部位上的中薄層砂巖中，淺層氣的分布受局部構(gòu)造和砂體發(fā)育程度的共同控制，因此局部構(gòu)造上的巖性圈閉是淺層氣發(fā)育和富集的有利區(qū)。

3　成藏控制因素分析

從基本成藏條件分析，保存條件是控制延安組淺層氣藏能否形成的關(guān)鍵因素。保存條件控制了延長(zhǎng)組烴源巖的分布范圍，烴源巖主要分布在研究區(qū)的東北部，宏觀上控制了淺層氣的分布范圍。保存條件控制了淺層氣的運(yùn)移通道，延長(zhǎng)組烴源巖與延安組河道砂巖直接接觸為天然氣的運(yùn)移提供了良好的通道，該區(qū)北西低南東高的構(gòu)造條件有利于延長(zhǎng)組烴源巖形成的天然氣向構(gòu)造高部位運(yùn)移。良好的遮擋保存條件是延安組圈閉能否形成的關(guān)鍵，局部構(gòu)造上的中薄層砂巖巖性圈閉是淺層氣氣藏形成和發(fā)育的有利區(qū)。綜上，彬長(zhǎng)地區(qū)東北部局部構(gòu)造上的巖性圈閉是延安組淺層氣氣藏發(fā)育的有利區(qū)。

4　結(jié)論

（1）彬長(zhǎng)地區(qū)延安組的淺層砂巖氣氣體組分以甲烷為主，甲烷含量77.52%，天然氣干燥系數(shù)0.79，為濕氣。天然氣為石油伴生氣，氣源來(lái)自三疊系延長(zhǎng)組腐泥質(zhì)烴源巖。

（2）成藏條件中的保存條件是控制延安組淺層氣能否成藏的關(guān)鍵因素。保存條件控制了烴源巖的分布、天然氣的運(yùn)移通道和圈閉的側(cè)向遮擋條件。

（3）彬長(zhǎng)地區(qū)延安組淺層氣的富集主要受構(gòu)造和砂體發(fā)育程度的共同控制，局部構(gòu)造高部位上的巖性圈閉是淺層氣富集的有利區(qū)，該區(qū)東北部應(yīng)作為淺層氣勘探的重點(diǎn)目標(biāo)。

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Geological factors analysis of shallow sandstone gas reservoirs in Yan'an formation in the Binchang area

WANG Wei，MA Chao
（Exploration and Development Research Institute of North China Oil & Gas Field Branch of Sinopec，Zhengzhou Henan 450006，China）

Abstract:Binchang area has made a breakthrough in shallow sandstone gas in the mesozoic Yan'an formation. Therefore，it is necessary to analyze the geological factors of gas reservoir forming，and to clarify the controlling factors and favorable exploration targets. Through the research on the characteristics of shallow gas and genetic type and reservoir formation of hydrocarbon source rock，reservoir rock and preservation conditions，trap conditions and main geological factors. Results show that，（1）Yan'an formation in shallow gas with methane，moisture，gas supply from Triassic Yanchang formation sapropelic hydrocarbon source rock is oil associated gas.（2）Preservation condition is Yan'an formation of shallow gas control can be a key factor in pool，the control of the hydrocarbon source rock distribution，natural migration shift channel and trap lateral occlusion conditions.（3）The enrichment of shallow gas is mainly controlled by the structure and sand body. The lithologic traps in the upper part of the local structure are the favorable areas of shallow gas enrichment，which should be regarded as the key target of shallow gas exploration.

Key words：Binchang area；Yan'an formation；shallow sandstone gas；reservoirs conditions

中圖分類號(hào)：TE122.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-5285（2016）06-0121-03

DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.2016.06.030

*收稿日期：2016－04-27