王保戰(zhàn)

(中國石化華北油氣分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州 450001)

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鄂爾多斯南部大面積巖性油藏分布主控因素與勘探方向

王保戰(zhàn)

(中國石化華北油氣分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州 450001)

通過對鄂爾多斯南部中國石化各探區(qū)的烴源巖分布、構(gòu)造格局、砂體展布、成藏組合、斷-縫疏導(dǎo)系統(tǒng)等分析研究，得出大面積巖性油藏形成的控制因素為廣泛發(fā)育的烴源巖和儲(chǔ)集砂體、平緩的構(gòu)造格局、有效的斷-縫疏導(dǎo)系統(tǒng)以及有利的成藏組合。結(jié)合中國石化在鄂爾多斯南部各區(qū)塊的勘探程度對18個(gè)勘探區(qū)帶提出戰(zhàn)略展開、戰(zhàn)略突破、戰(zhàn)略準(zhǔn)備三個(gè)層次的分類。

鄂爾多斯盆地；巖性油藏；主控因素；烴源巖；成藏組合

1　大面積巖性油藏分布特征

鄂爾多斯南部(鄂南)延長組長7底部泥頁巖是延長組主力烴源巖，其中尤以底部張家灘頁巖最優(yōu)，具有分布面積廣、品質(zhì)好的特點(diǎn)；鄂南延長組河流-三角洲分流河道砂體是油氣運(yùn)聚的基本單元，儲(chǔ)層具有特低孔-低孔、超低-特低滲的特點(diǎn)；延長組油藏分布于縱向疊置的長10～長9、長8、長7～長6、長3～長2等4套儲(chǔ)蓋組合中。長7底部泥頁巖晚侏羅-早白堊紀(jì)進(jìn)入成熟階段，晚侏羅紀(jì)末期和早白堊紀(jì)末期為排烴運(yùn)移高峰，目前尚處于生烴高峰期。鄂南中國石化區(qū)塊較為發(fā)育的斷裂-裂縫系統(tǒng)為油氣“縱向雙向排烴”提供良好的通道條件；長7底部泥頁巖超壓(欠壓實(shí)超壓 + 生烴超壓)是區(qū)域油氣排烴和運(yùn)移動(dòng)力，延長組其它油層組段欠壓實(shí)超壓為油氣保存提供良好封蓋條件[1]。

2　大面積巖性油藏成藏主控因素

鄂爾多斯盆地位于中國東部構(gòu)造與西部構(gòu)造的結(jié)合部位，為一呈南北向延伸的矩形盆地[2]。鄂南地區(qū)上三疊統(tǒng)延長組主要為疊合盆地的層序地層格架，其沉積充填具有多物源、多匯聚中心、多沉積相類型和相變快、變遷大等特征。上三疊統(tǒng)延長組由四幕擠壓的類前陸式撓曲盆地充填構(gòu)成，每幕經(jīng)歷了快速擠壓隆升和緩慢松弛沉降，但整體表現(xiàn)為坳陷湖盆的充填特征。

2.1廣覆式優(yōu)質(zhì)烴源巖與緊密接觸式生儲(chǔ)蓋組合是鄂南大面積油氣成藏的基礎(chǔ)

烴源巖生烴潛力分析認(rèn)為，鄂南長7段油頁巖是本區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖，分布范圍遍及鄂南的整個(gè)區(qū)域，其中以富縣、鎮(zhèn)涇、旬宜三地區(qū)分布厚度最大、生烴潛力最好[3]。

優(yōu)質(zhì)烴源巖大面積展布，源儲(chǔ)緊密接觸，近源大面積排烴聚集，為鄂南“準(zhǔn)連續(xù)”型油氣藏的形成奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)[4]。長6油層組儲(chǔ)層系統(tǒng)緊鄰長7油層組優(yōu)質(zhì)烴源巖之上，長8油層組緊鄰長7優(yōu)質(zhì)烴源巖之下，因此長7油層組具有“近水樓臺(tái)”優(yōu)勢。長7優(yōu)質(zhì)烴源巖具有分布范圍廣、有機(jī)質(zhì)豐度高、有機(jī)質(zhì)類型好、有機(jī)質(zhì)演化程度高、排烴期異常高壓縱向排注等特點(diǎn)，造就了第一套生儲(chǔ)蓋組合的優(yōu)越性(圖1)；鄂爾多斯盆地為克拉通內(nèi)陸盆地，受區(qū)域構(gòu)造及基底穩(wěn)定性影響而發(fā)生區(qū)域性沉降，沉降幅度具相似性，致使長7優(yōu)質(zhì)烴源巖在相同或相近的地質(zhì)年代大面積進(jìn)入成熟階段，形成廣覆式烴源巖。“準(zhǔn)連續(xù)型”油氣藏運(yùn)移動(dòng)力不足，主要以初次運(yùn)移和短距離運(yùn)移為主，因此生油層與儲(chǔ)集層要相鄰并緊密接觸；長6、長7、長8油層組與長7優(yōu)質(zhì)烴源巖直接接觸，使大面積準(zhǔn)連續(xù)成藏成為可能；且長4 + 5油層組泥巖發(fā)育，是鄂爾多斯盆地中生界最重要的區(qū)域蓋層，也為準(zhǔn)連續(xù)油氣藏的形成提供了基礎(chǔ)[5]。

圖1　鄂南區(qū)塊延長組生儲(chǔ)蓋組合柱狀圖

2.2多層疊合及廣泛分布的低孔低滲儲(chǔ)層系統(tǒng)是油氣大面積成藏的關(guān)鍵

鄂爾多斯盆地南部中生界三疊系延長組和侏羅系延安組各沉積期的砂體分布都受沉積微相展布所控制，砂體成因類型主要以河流河道砂體、三角洲平原分流河道砂體、心灘和邊灘砂體為主。

(1)廣泛分布的三角洲砂體為油氣聚集提供了豐富的存儲(chǔ)場所。延長組砂體類型有水下分流河道、河口壩、遠(yuǎn)砂壩、淺湖砂、決口扇，到目前為止，具備儲(chǔ)集能力的砂體主要有水下分流河道砂體和河口壩砂體。長6～長8多套砂體的廣泛分布與橫、縱向方向的互相疊合，形成了大面積分布的儲(chǔ)集空間。

三角洲前緣河道砂體與河口壩砂體主要分布在長6、長8油層中，特別是長8油層組最發(fā)育，表現(xiàn)為單層厚度大、粒度粗、物性好、含油普遍、試油產(chǎn)量高。而分布于長7局部地區(qū)的濁積砂體、淺湖砂壩砂體，由于其巖性較細(xì)、雜基含量高、縱橫向相變化快、非均質(zhì)性強(qiáng)、物性差，含油及試油產(chǎn)量明顯劣于長8和長6油層[6]。

(2)儲(chǔ)層的非均質(zhì)性是形成延長組大面積巖性油氣藏的重要圈閉要素。沉積相帶控制砂體發(fā)育，自下而上為遠(yuǎn)砂壩、河口壩和分流河道，粒度向上變粗，物性也隨之向上變好，含油級別升高，電性亦隨之呈現(xiàn)明顯變化，成為油氣相對富集的部位。

研究了長62砂巖的物性、巖性、含油性之間的相互關(guān)系，結(jié)果表明，巖石物性隨著巖性由細(xì)向粗的變化而逐漸變好(圖2)。含油產(chǎn)狀為油斑以上為油層，巖性一般為細(xì)砂巖或中砂巖，其油斑級別以上的含油厚度占其統(tǒng)計(jì)巖石總厚度的80%以上；粉砂巖的含油產(chǎn)狀一般在油斑級別以下，以不含油和油跡級別為油斑級別，厚度只占統(tǒng)計(jì)巖石厚度的6.6%(圖3)。巖心含油產(chǎn)狀與巖心的孔隙度和滲透率有著密切的關(guān)系，含油產(chǎn)狀隨著孔隙度和滲透率的增大而變好[7](圖4)。

圖2　鎮(zhèn)涇長62砂巖物性與巖性關(guān)系

圖3　長62油層含油性與巖性關(guān)系

巖性和物性嚴(yán)格控制著油氣分布及其產(chǎn)狀，砂體主體部位巖性粗、物性好、厚度大，含油性也好；向砂體邊側(cè)部位，巖性減薄變細(xì)，物性變差，含油隨之變差直至不含油(圖5)。

2.3平緩的構(gòu)造格局與斷縫的垂向輸導(dǎo)是油氣大面積分布的保障

2.3.1平緩的構(gòu)造格局是近源油氣成藏先決條件

鄂爾多斯盆地為一個(gè)克拉通內(nèi)陸盆地，具有整體升降、構(gòu)造相對平緩的格局，鄂南大部分區(qū)域處于伊陜斜坡和天環(huán)坳陷中，地層傾角小于0.50°，構(gòu)造低平寬緩，浮力非常小，無法克服毛細(xì)管壓力，因而成為油氣運(yùn)移的主要?jiǎng)恿?。油氣主要是在異常壓力的作用下，進(jìn)行近源短距離運(yùn)移，從而形成了大面積分布的油氣藏。長7廣覆式優(yōu)質(zhì)烴源巖和長6～長8油組大面積“準(zhǔn)連續(xù)”分布砂體縱向疊合，形成了絕佳的源儲(chǔ)組合。

圖4　長62油層含油性與物性關(guān)系

2.3.2斷-縫與砂體廣泛對接的網(wǎng)毯式輸導(dǎo)系統(tǒng)是延長組立體含油的核心

通過觀察發(fā)現(xiàn)，鄂爾多斯盆地三疊系延長組地層中發(fā)育有四組裂縫(EW、SN、NE、NW方向)，其成因均為區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用所形成。燕山期太平洋板塊與歐亞板塊相向運(yùn)動(dòng)，使鄂爾多斯盆地發(fā)生左旋剪切，形成NW-SE擠壓與NE-SW向的拉張，在此應(yīng)力下形成以上四組裂縫。喜山期，太平洋板塊與印度洋板塊之間的相互作用，從而使鄂爾多斯盆地發(fā)生右旋剪切，使燕山期所形成的四組裂縫進(jìn)一步發(fā)育[8]。

圖5　鎮(zhèn)涇油田S1-SP1-6井長62油藏剖面

顯而易見，斷裂在盆地內(nèi)部廣泛存在，并且比較發(fā)育。從另一方面來說，在低滲、特低滲儲(chǔ)層，碎屑巖隨其埋藏壓力、溫度的升高，壓實(shí)、膠結(jié)、顆粒的加大與成巖作用的加強(qiáng)，滲透率急劇降低，脆性增大，本身就易形成層控作用明顯的裂縫(特別是微裂縫)[9]。斷裂的存在必然影響油氣的運(yùn)移聚集，并已證實(shí)斷裂是油氣運(yùn)移的通道之一。

根據(jù)油源對比結(jié)果以及中生界油藏形成、分布控制因素，不難看出延長組上部油藏是下部油氣大規(guī)模運(yùn)移聚集的結(jié)果，從而為油氣運(yùn)移通道的研究提供了保障。根據(jù)歷年研究和勘探結(jié)果，一致認(rèn)為中生界油氣二次運(yùn)移的主要通道是砂體及斷裂。

對紅河油田55井區(qū)遠(yuǎn)源成藏分析，在長7油源一定的情況下，通過斷裂經(jīng)過長8運(yùn)移到長9(圖6)，在源儲(chǔ)動(dòng)力差的作用下，克服毛管力在物性好的儲(chǔ)層充注，橫向較短距離運(yùn)移，單井距離斷裂1～3 km，含油顯示級別高，油層厚度大，表明了斷縫運(yùn)移的良好效果及近源成藏的基本特點(diǎn)。

圖6　紅河油田成藏模式

3　“鄂南”大面積巖性油藏勘探方向

在深入研究鄂南大面積巖性油藏成藏主控因素的基礎(chǔ)上，根據(jù)PDSYS地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對勘探區(qū)帶烴源巖條件、儲(chǔ)層條件、保存條件、圈閉條件和運(yùn)聚條件進(jìn)行綜合評價(jià)，結(jié)合各區(qū)塊勘探開發(fā)現(xiàn)狀及探明、控制、預(yù)測儲(chǔ)量提交情況，按照戰(zhàn)略展開、戰(zhàn)略突破、戰(zhàn)略準(zhǔn)備三個(gè)層次對鄂南5個(gè)石油勘探區(qū)塊18個(gè)區(qū)帶進(jìn)行了分類。其中鎮(zhèn)涇川口、旬邑-宜君偏橋、鎮(zhèn)涇代家坪、彬長榆林子、旬邑-宜君建莊、麻黃山西圈彎子可作為戰(zhàn)略展開區(qū)帶；富縣牛武、道鎮(zhèn)、槐樹莊、鎮(zhèn)涇崇信、旬邑-宜君林灣、鎮(zhèn)涇南川、彬長早勝、麻黃山西沙窩子區(qū)帶可作為戰(zhàn)略突破區(qū)帶；彬長底廟、富縣廂寺、彬長和盛、麻黃山西道溝、彬長北極鎮(zhèn)、旬邑-宜君四郎廟、麻黃山西宋家紅溝可作為戰(zhàn)略準(zhǔn)備區(qū)帶[10]。

4　結(jié)論

鄂南中生界延長組烴源巖廣泛發(fā)育；砂體受河流河道、三角洲平原分流河道、心灘和邊灘等沉積微相控制，多層疊置并廣泛分布；有利的生儲(chǔ)蓋組合、平緩的構(gòu)造格局及垂向斷-縫疏導(dǎo)系統(tǒng)等為鄂南大面積巖性油藏成藏提供基礎(chǔ)條件。按照戰(zhàn)略展開、戰(zhàn)略突破、戰(zhàn)略準(zhǔn)備三個(gè)層次對鄂南5個(gè)石油勘探區(qū)塊18個(gè)區(qū)帶進(jìn)行了分類。

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編輯：黨俊芳

1673-8217(2016)04-0044-04

2016-02-26

王保戰(zhàn)，工程師，碩士，1980年生，2007年畢業(yè)于長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，現(xiàn)從事鄂爾多斯盆地南部石油勘探工作。

國家重大科技專項(xiàng)“鄂爾多斯盆地碎屑巖層系大中型油氣富集規(guī)律與勘探方向”(2011ZX05002)。

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