張慶洲，孫燕妮，武迪生，楊子清，曾 山

(1.中國石油長慶油田分公司 勘探開發(fā)研究院，陜西 西安 710018；2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室，陜西 西安 710018；3.中國石油長慶油田分公司 第十一采油廠，甘肅 慶陽 745000)

引 言

在三疊紀末的印支運動中，鄂爾多斯盆地迅速抬升，遭受剝蝕，造成溝谷縱橫、山嶺起伏的地貌景觀，這個區(qū)域剝蝕面由于形成時間很短，故尚未夷平就伴隨著侏羅系早期的區(qū)域沉降而被埋藏、保存下來[1]。鄂爾多斯盆地下侏羅統(tǒng)與下伏的上三疊統(tǒng)延長組地層呈不整合接觸,延長組長3及以上儲層(包括侏羅系)的石油主要源自長4+5以下延長組地層,侏羅系底部地層(延9、延10、富縣)與延長組地層充分接觸或距離較近，所以成為侏羅系油藏的主要儲集層[2]。

前人對鄂爾多斯盆地長3及以上油藏富集規(guī)律的研究大多只側(cè)重于前侏羅系古地貌或有利沉積相帶的刻畫[1-10]，在勘探初期這些研究對尋找中高滲油藏具有重要的指導意義，但經(jīng)過數(shù)十年的開發(fā)，鄂爾多斯盆地侏羅系和延長組長3及以上地層現(xiàn)在主要以低滲透油藏為主，原有的方法和理論對尋找具有大規(guī)模開發(fā)價值的低滲透油藏已顯不足。本文在分析鎮(zhèn)北地區(qū)大量巖心和測井資料的基礎(chǔ)上，探討侏羅系和三疊系間的不整合面與砂體配置對該類油藏(油藏規(guī)模較大，滲透率較低、含油面積一般大于10 km2)油氣富集的影響，希望有益于鄂爾多斯盆地長3及以上低滲透油藏的勘探開發(fā)。

1 研究思路及方法

1.1 研究思路

通過大量的測井與巖心資料，摸索掌握鎮(zhèn)北地區(qū)(圖1)長3及以上地層特征，對其進行精細地層劃分，區(qū)分出侏羅系地層與三疊系地層間的不整合面；對前侏羅系古地貌進行恢復，尋找前侏羅紀深切古河谷，界定不同古河流域(筆者稱某條古河的干流和支流所流過的區(qū)域為古河流域)的范圍；對已發(fā)現(xiàn)的長3及以上低滲透油藏的構(gòu)造、砂體厚度、有效厚度、砂體連通性、含油性等進行刻畫與研究，得出長3及以上低滲透油藏與前侏羅紀深切古河谷、古河流域、三疊系與侏羅系間不整合面的關(guān)系，進而掌握長3及以上低滲透油藏的平面和縱向分布規(guī)律，初步形成長3及以上低滲透油藏的成藏模式。

1.2 研究方法及步驟

(1)采用研究區(qū)巖心資料對測井曲線進行特征標定，同時參考已有的成果資料，運用大量測井資料對長3及以上地層進行精細劃分， 從而確定研究區(qū)侏羅系地層與三疊系地層間的不整合面。 如： 對鎮(zhèn)北地區(qū)，結(jié)合巖心資料，采用“三煤三灰”組合卡層法[11]。

圖1 鎮(zhèn)北地區(qū)位置Fig.1 Location of Zhenbei area

(2)在地層精細劃分的基礎(chǔ)上，主要采用印模法對前侏羅系古地貌進行恢復，尋找前侏羅紀深切古河谷，綜合前侏羅紀古地貌、延10+富縣地層厚度和砂層厚度等研究成果，界定研究區(qū)不同古河流域的分布范圍。

(3)對研究區(qū)已發(fā)現(xiàn)的長3及以上低滲透油藏進行所屬古河流域的劃分，對古河流域內(nèi)低滲透油藏的構(gòu)造、砂體厚度、有效厚度、砂體連通性等油藏特征進行刻畫及研究。

(4)在對低滲透油藏特征研究的基礎(chǔ)上，通過類比，尋找它們與古河流域、前侏羅紀古地貌和侏羅系地層與三疊系地層間不整合面的砂體配置關(guān)系，研究長3及以上低滲透油藏的平面和縱向分布規(guī)律，初步確定長3及以上低滲透油藏的成藏模式。

2 長3及以上低滲透油藏油氣富集因素

前侏羅系深切河谷作為延長組地層油氣運移的主要通道，通過古地貌恢復，每一條古河對應(yīng)著相應(yīng)的流域面積(圖2—圖4)，在同一古河流域中的長3及以上低滲透油藏具有相同的油氣富集規(guī)律：深切主河谷砂體厚、不含油[4-5]，油藏主要分布于侏羅系次級古河道和距離不整合面較近的三疊系地層。平面上，低滲透油藏均分布于古河道構(gòu)造高的一側(cè)(即鎮(zhèn)北古河東側(cè))，且自西向東從侏羅系主要含油向三疊系含油逐步轉(zhuǎn)換，同一流域的低滲透油氣藏縱向上主要集中分布于海拔差異較小的構(gòu)造基準域。不論是侏羅系還是三疊系地層，構(gòu)造帶都具有距離不整合面近、砂體連片性較好等特征。

2.1 前侏羅系深切主河谷及古河流域?qū)τ蜌飧患挠绊?/h3>

前侏羅系深切古河谷對延長組地層切割深度大，接觸面積大，對下伏延長組地層的改造程度大。河谷內(nèi)砂體較厚，一般砂體厚度可達70～80 m，滲透性好，是延長組地層油氣向上運移的主要通道。通過對延10+富縣地層厚度、延10+富縣砂體厚度、鎮(zhèn)北地區(qū)前侏羅紀古地貌的恢復等研究，將鎮(zhèn)北地區(qū)不同古河的流域面積進行了劃分(圖2—圖4)。 鎮(zhèn)北地區(qū)東部發(fā)育部分慶西古河，西部和中部發(fā)育鎮(zhèn)北古河。

圖2 鎮(zhèn)北地區(qū)延10+富縣地層等厚圖Fig.2 Equivalent thickness map of Yan10+ Fuxian stratum in Zhenbei area

圖3 鎮(zhèn)北地區(qū)延10+富縣砂體等厚圖Fig.3 Equivalent thickness map of Yan10+ Fuxian sandbody in Zhenbei area

圖4 鎮(zhèn)北地區(qū)前侏羅系古地貌Fig.4 Palaeogeomorphology of pre-Jurassic in Zhenbei area

由于深切古河谷內(nèi)部砂體密閉性不足，無法形成有效圈閉，不具備形成低滲透油藏的條件，所以長3及以上低滲透油藏主要形成于次級古河道、斜坡或臨近的長3及以上延長組儲層。

對鎮(zhèn)北地區(qū)300余口探評井和上千口開發(fā)井地質(zhì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析表明，長3及以上地層低滲透油藏主要集中分布于古河流域東側(cè)，即古河流域中構(gòu)造相對高的一側(cè)。如侏羅系的z250、z277等侏羅系油藏和z300、z28等長3油藏(圖4)。

2.2 構(gòu)造基準域與不整合面對油氣富集的影響

長3及以上油藏的油氣沿前侏羅紀深切河谷朝上傾方向運移，由于垂向上沉積相態(tài)轉(zhuǎn)化快，油氣縱向直接運移困難，主要沿侏羅系和三疊系間的不整合面間接朝上傾方向運移，遇到有利圈閉則順層聚集成藏，即石油主要沿不整合面向長3及以上地層運移，縱向分布范圍較為集中。大量研究和分析(表1)表明，長3及以上地層低滲透油藏集中分布于較窄的構(gòu)造帶內(nèi)，即同一流域長3及以上低滲透油藏集中于頂?shù)讟?gòu)造差值60 m左右的地層內(nèi)，單個油藏主要在頂?shù)讟?gòu)造差值50 m內(nèi)的地層內(nèi)，而所有油藏的中深差值在20 m以內(nèi)。筆者稱同一流域所有油藏發(fā)育的主要構(gòu)造范圍為該古河流域的構(gòu)造基準域，稱油藏中深構(gòu)造的平均值為該古河流域構(gòu)造基準面(圖5)

通過研究發(fā)現(xiàn)，長3及以上地層低滲透油藏主要分布于侏羅系和三疊系間的不整合面附近，距離不整合面的垂向距離在50 m內(nèi)(表1、圖6)。表明不整合面的構(gòu)造對長3及以上低滲透油藏的區(qū)域分布起控制作用。在垂向距不整合面50 m范圍內(nèi)，構(gòu)造基準域(構(gòu)造基準面a附近)的砂體分布面積相對較大，砂體連片性相對較好，為油氣成藏提供了較大的儲集空間和運移通道(圖7)。

圖5 鎮(zhèn)北古河流域長3及以上低滲透油藏剖面示意圖Fig.5 Profile diagram of low permeability reservoirs of Chang 3 and above in ancient river basin,Zhenbei area

油藏層位主力油層構(gòu)造范圍/m油藏中深構(gòu)造/m不整合面構(gòu)造/m油藏面積/km2滲透率/10-3μm2應(yīng)用測井數(shù)據(jù)/口應(yīng)用巖心數(shù)據(jù)/口z250延10a-28～a+3a-7a-2710.3<50758z277延10a-19～a+31a+4a-1126<5024210z300長31a-14～a+31a+9a+2913<501406z28長32-長3a-34～a+16a-10a+2535<502208

圖6 鎮(zhèn)北地區(qū)三疊系和侏羅系間不整合面構(gòu)造Fig.6 Tectonic map of unconformity between Triassic and Jurassic in Zhenbei area

圖7 鎮(zhèn)北地區(qū)構(gòu)造基準面a±15 m范圍內(nèi)連通的砂體Fig.7 Connected sand-bodies within reference plane a±15 m in Zhenbei area

2.3 古河流域內(nèi)油藏區(qū)帶分布特征

在同一古河流域， 長3及以上地層低滲透油藏發(fā)育于同一構(gòu)造基準域，由于地層西傾單斜的構(gòu)造背景及構(gòu)造基準域的砂體發(fā)育情況，造成油藏分區(qū)帶發(fā)育特征顯著，即同一個區(qū)帶通常主要發(fā)育1～2類油藏。以鎮(zhèn)北古河流域為例，以深切古河谷為起點，該區(qū)域自西向東可依次劃分為4個區(qū)域，長3及以上主力油藏向東依次逐步發(fā)育侏羅系油藏、長31油藏、長32—長33油藏(圖8)。

3 成藏模式

通過以上研究，總結(jié)歸納出長3及以上低滲透油藏成藏模式：長3及以上低滲透油藏按古河流域分布，也就是說同一流域的油氣由同一條前侏羅紀深切古河谷運移至不同的有利圈閉(縱向上有巖性遮擋，平面上有大面積砂體儲集空間，見圖5)成藏的。深切古河谷使侏羅系砂體和延長組深部地層砂體連通，使油氣主要沿不整合面向上運移。古河主河道砂體雖厚但不具備好的圈閉條件，主要起油氣運移通道的作用，以鎮(zhèn)北古河為例，由于該流域構(gòu)造是西傾單斜，油氣沿不整合面間接向上運移,由于縱向上相帶轉(zhuǎn)化快，巖性致密，后期油氣主要表現(xiàn)為側(cè)向運移，即在距離不整合面較近、砂體分布面積相對較大，砂體連片性相對較好的構(gòu)造基準域(圖7、圖9、圖10)內(nèi)進行側(cè)向運移，逐步大面積富集成藏(侏羅系油藏、長31、長32、長33等油藏均發(fā)育在較窄的構(gòu)造范圍內(nèi))。由于在同一流域，油氣源于同一深切古河谷，而儲層物性整體較差，所以在距深切古河谷一定距離以后(如z28以東)，距離越遠,形成長3及以上低滲透油藏的條件就越差。由于油氣縱向運移困難，大部分油氣在不整合面附近，被限制在較窄的構(gòu)造基準域內(nèi)，所以向東依次發(fā)育侏羅系延10油藏、長31油藏、長32油藏、長33油藏(圖9、圖10)。

圖8 鎮(zhèn)北地區(qū)長3及以上儲層低滲透油藏分區(qū)Fig.8 Regional division of low permeability reservoirs of Chang 3 and above in Zhenbei area

圖9 長3及以上低滲透油藏成藏模式剖面圖Fig.9 Profile of reservoir-forming mode for low permeability reservoirs of Chang 3 and above

圖10 長3及以上低滲透油藏成藏模式平面圖Fig.10 Plane of reservoir-forming mode for low permeability reservoirs of Chang 3 and above

4 小 結(jié)

(1)前侏羅紀古地貌將鎮(zhèn)北地區(qū)劃分為若干古河流域，同一個古河流域發(fā)育一條深切主河谷，對該流域長3及以上低滲透油藏的富集具有控制作用，使油藏集中分布于主河谷構(gòu)造高的一側(cè)。

(2)在同一古河流域，長3及以上低滲透油藏縱向上集中分布于不整合面附近砂體連片性較好的構(gòu)造基準域內(nèi)。

(3)同一古河流域，由于地層西傾單斜的構(gòu)造背景，侏羅系和三疊系的不整合面與砂體配置造成長3及以上低滲透油藏分區(qū)帶發(fā)育特征顯著。