馬浪，杜彥軍，張治東，惠瑞瑞，王變陽(yáng)，宋健，許璟，何斌

(1.陜西延長(zhǎng)油田(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院，陜西 西安 710075;2.延長(zhǎng)油田股份有限公司杏子川采油廠，陜西 延安 717400)

隨著中國(guó)大部分油田常規(guī)油氣開(kāi)采進(jìn)入中后期，非常規(guī)油氣的戰(zhàn)略地位日益凸顯，針對(duì)該領(lǐng)域的勘探開(kāi)發(fā)步伐也隨之加快(王道富等，2007；賈承造，2008)。同國(guó)內(nèi)外其他致密油、頁(yè)巖油的有效開(kāi)發(fā)和規(guī)?；a(chǎn)能建設(shè)一致，鄂爾多斯盆地致密油開(kāi)采也需要依賴于水平井+體積壓裂技術(shù)的應(yīng)用(姚涇利等，2013；王社教等，2014；付金華等，2015)。提高油層鉆遇率是水平井鉆井的核心問(wèn)題之一，也是評(píng)價(jià)水平井開(kāi)發(fā)的主要指標(biāo)之一。因此，分析致密油儲(chǔ)層分布規(guī)律，預(yù)測(cè)并優(yōu)選有利區(qū)，為水平井提高鉆遇率提供地質(zhì)依據(jù)意義重大。目前，針對(duì)碎屑巖致密油“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)的方法都是基于其控制因素進(jìn)行的，依據(jù)研究采用的技術(shù)手段不同，可以分為2類：一是通過(guò)地震表征方法進(jìn)行預(yù)測(cè)(朱超等，2015；李坤白等，2017)；二是綜合烴源巖特征、儲(chǔ)層物性特征、裂縫分布特征以及成藏組合等因素相結(jié)合進(jìn)行預(yù)測(cè)的方法(諶卓恒等，2018；汪少勇等，2019)?？傊?，結(jié)合自身地質(zhì)條件和實(shí)際情況，提出合理的致密儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法才是最有效的方法。

坪橋區(qū)長(zhǎng)9致密油自2005年發(fā)現(xiàn)至今已有十余年歷史，石油地質(zhì)研究表明，該區(qū)長(zhǎng)9上部烴源巖及厚層泥巖同下部分流河道砂體為致密油藏的形成提供了良好的生儲(chǔ)蓋石油地質(zhì)條件，研究區(qū)多年的勘探開(kāi)發(fā)成果也證實(shí)了該區(qū)是致密油有利聚集區(qū)。目前，針對(duì)該區(qū)長(zhǎng)9油層的石油地質(zhì)研究成果相對(duì)豐富。例如，白玉彬?qū)﹂L(zhǎng)9致密油成藏機(jī)理與主控因素、烴源巖、儲(chǔ)層成巖作用等方面做的研究(白玉彬等，2013，2014)；鄭卉、曹純和董麗紅等人對(duì)安塞地區(qū)長(zhǎng)9沉積、儲(chǔ)層特征方面做的研究(鄭卉等，2013；曹純等，2014；董麗紅等，2017)。這些研究對(duì)于認(rèn)識(shí)長(zhǎng)9油藏的地質(zhì)特征起到了積極的促進(jìn)作用。然而，受陸相沉積自生特征的影響，儲(chǔ)層橫向變化快，難以有效追蹤對(duì)比，油藏的邊界難以確定，嚴(yán)重制約著以水平井為先導(dǎo)性試驗(yàn)的有效實(shí)施和后續(xù)的產(chǎn)能建設(shè)。為解決這一問(wèn)題，筆者以剖析致密油儲(chǔ)層單砂層成因、時(shí)空展布為依據(jù)，以優(yōu)選致密油儲(chǔ)層為有利區(qū)，對(duì)致密油勘探開(kāi)發(fā)提供依據(jù)為目的進(jìn)行論述，以期為具有相似地質(zhì)特征的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

坪橋區(qū)構(gòu)造位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡中部(圖1)，區(qū)域構(gòu)造為一東高西低的單斜，地層傾角不足1°，局部構(gòu)造主要為由差異壓實(shí)作用形成的小型鼻狀構(gòu)造，鼻隆、鼻凹相間排列展布，鼻隆幅度達(dá)10～20 m，鼻寬為2～5 km(鮑鵬，2017)。三疊系延長(zhǎng)組屬于內(nèi)陸湖泊-三角洲沉積體系，自下而上分為長(zhǎng)10～長(zhǎng)1共9個(gè)油層組，其中長(zhǎng)2、長(zhǎng)6油層組為主要含油層系，而長(zhǎng)7“張家灘”頁(yè)巖、長(zhǎng)9“李家畔”為盆地主要的烴源巖(馬浪，2018；白慧芳，2019)。

圖1 鄂爾多斯盆地構(gòu)造單元及研究區(qū)位置圖Fig.1 Location map of tectonic units and research areas in the Ordos basin

長(zhǎng)9油藏在安塞地區(qū)分布局限，據(jù)前人研究表明(白玉彬，2013)，長(zhǎng)9“李家畔”頁(yè)巖以Ⅱ1型有機(jī)質(zhì)為主，具有較強(qiáng)的生油能力，烴源巖平均厚度約8 m，是致密油藏的主要源巖。長(zhǎng)9儲(chǔ)層主要為三角洲前緣水下分流河道沉積，巖性以淺灰-灰色厚層粉-細(xì)粒砂巖為主，儲(chǔ)層平均孔隙度為6.30%，滲透率平均為0.37×10-3μm2，整體為致密性儲(chǔ)層(趙靖舟，2007；閆新智，2020；白遠(yuǎn)，2020)。長(zhǎng)9頂部烴源巖或暗色泥巖為油藏聚集提供了良好的封蓋條件，縱向上構(gòu)成“上生下儲(chǔ)”式成藏組合，油藏受巖性與物性控制，構(gòu)造影響相對(duì)較小，油藏類型屬于巖性油藏。

2 儲(chǔ)層沉積特征

2.1 沉積儲(chǔ)層特征

目前，研究區(qū)已發(fā)現(xiàn)的油氣顯示主要集中在長(zhǎng)9油層組的上部，通過(guò)選取取心完整、油氣顯示較好的P149-6井進(jìn)行單井解剖，可以看出砂巖自上而下可以分為3個(gè)單砂層(圖2)。為了方便研究，將以上3套砂體分別命名為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)砂體。油層主要分布在1號(hào)和3號(hào)砂體中，頂部“李家畔”頁(yè)巖作為該區(qū)良好的蓋層覆蓋在1號(hào)砂體之上(圖2、圖3a)，砂巖之間被富含植物碎片化石的深灰色泥頁(yè)巖分割(圖3b)。巖心分析結(jié)果顯示，1號(hào)砂體主要為淺灰色塊狀細(xì)砂巖，厚度約2 m(圖3c)；對(duì)砂巖粒度分析表明，砂巖以中-細(xì)粒級(jí)為主，砂巖平均孔隙度為10.78%，平均滲透率為1.04×10-3μm2；薄片鏡下分析表明，砂巖平均面孔率約為4.1%，孔隙以粒間孔為主(圖4a、圖4b、表1)；GR測(cè)井曲線形態(tài)呈“指型”或“箱型”。2號(hào)砂巖粒度相對(duì)較細(xì)，巖性為灰色粉-細(xì)砂巖，厚度約5 m；砂巖粒度分析表明，砂巖以細(xì)-粉粒級(jí)為主，砂巖平均孔隙度為7.02%，平均滲透率為0.15×10-3μm2；薄片鏡下分析表明，砂巖面孔率約為1.7%，孔隙為粒間孔和次生孔，均較少(圖4c、圖4d、表1)。巖心中可見(jiàn)局部含有鈣質(zhì)膠結(jié)致密層，砂巖中可見(jiàn)泥粉砂質(zhì)條帶構(gòu)成的平行層理(圖2)，GR曲線形態(tài)為齒化“箱型”；砂巖薄片鏡下分析表明，該套儲(chǔ)層致密化的原因?yàn)樵缙诜浇馐z結(jié)成因。3號(hào)砂體厚度約9 m，巖性為淺灰色細(xì)砂巖，砂巖粒度分析表明，砂巖以細(xì)粒級(jí)為主，砂巖平均孔隙度為9.98%，平均滲透率為0.60×10-3μm2；薄片鏡下分析表明，砂巖面孔率約為3.1%，粒間孔相對(duì)發(fā)育，次生孔較少(圖4e、圖4f、表1)；GR曲線形態(tài)也為齒化“箱型”；砂巖中可見(jiàn)平行層理、砂紋交錯(cuò)層理、變形層理等，該砂體中夾1～3層泥質(zhì)夾層，夾層厚度1 m左右，為水下分流河道沉積(圖2、圖3d)。總體上，1號(hào)砂體物性好，3號(hào)砂體次之，2號(hào)砂體最差。

圖2 P149-6井沉積儲(chǔ)層綜合柱狀圖Fig.2 Comprehensive histogram of sedimentary reservoirs in Well P149-6

圖3 研究區(qū)長(zhǎng)9油層組典型巖石取心照片F(xiàn)ig.3 Coring photos of typical rocks of Chang 9 oil layer group in the study area

圖4 砂巖鏡下特征及孔隙類型圖Fig.4 Microscopic characteristics and pore types of sandstone

2.2 沉積演化特征

區(qū)域研究成果和巖石學(xué)特征表明，長(zhǎng)9沉積時(shí)期研究區(qū)為多期水下分流河道沉積(武富禮，2004)。通過(guò)測(cè)井相分析，識(shí)別出水下分流河道和水下分流間彎微相(圖)，利用多井測(cè)井相分布圖可以很好地反應(yīng)沉積微相在空間的展布特征。從長(zhǎng)9上部沉積微相圖(圖5)可看出，3號(hào)砂體沉積時(shí)期，大部分井上該套砂體均有發(fā)育，可見(jiàn)該時(shí)期水下分流河道在研究區(qū)廣泛發(fā)育，三角洲規(guī)模較大，物源供給充足；2號(hào)砂體沉積時(shí)期，水體逐漸加深，砂巖中泥質(zhì)含量逐漸增大，GR值較前期明顯偏高；1號(hào)砂體沉積時(shí)期，區(qū)域上大部分沉積前三角洲泥巖，直至末期水體進(jìn)一步加深，沉積了“李家畔”泥頁(yè)巖。因此，可以推測(cè)，整體上從3號(hào)砂體至1號(hào)砂體沉積時(shí)期是一個(gè)水體逐漸加深、三角洲前緣向物源方向后撤的沉積演化過(guò)程。其中，3號(hào)砂體規(guī)模最大，分布最廣泛；2號(hào)砂體沉積物粒度相對(duì)較細(xì)，規(guī)模較3號(hào)小一些；1號(hào)砂體規(guī)模更小，分布范圍僅限于在研究區(qū)中部呈北東南西向展布。

3 儲(chǔ)層追蹤對(duì)比

在明確研究區(qū)單砂體沉積成因和沉積相演化的基礎(chǔ)上，通過(guò)測(cè)井曲線形態(tài)識(shí)別出單砂體。1號(hào)砂體分布范圍較小，GR曲線形態(tài)多為“指型”，易于對(duì)比，在X6005井厚度最大，達(dá)到3.8 m，GR曲線呈現(xiàn)平滑的“箱型”形態(tài)(圖5)，四周逐漸減薄。3號(hào)砂體總體厚度較大，內(nèi)部分布有多層泥質(zhì)夾層，局部區(qū)域夾層厚度增大(X31井)，GR曲線呈現(xiàn)齒化“箱型”。通過(guò)借助連井剖面橫向?qū)Ρ?圖6a)和柵狀圖輻射(圖6b)對(duì)比的橫向追蹤方法，很好地識(shí)別并獲取2套砂體的厚度數(shù)據(jù)。

表1 砂體特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)表Tab.1 Statistical table of characteristic parameters of sand body

圖5 研究區(qū)長(zhǎng)9油層組上部沉積微相空間展布圖Fig.5 Spatial distribution map of sedimentary microfacies in the upper part of Chang 9 oil-bearing group of the study area

a.砂巖連井對(duì)比圖；b.砂巖輻射對(duì)比柵狀圖圖6 砂巖橫向追蹤對(duì)比示意圖Fig.6 Schematic diagram of sandstone lateral tracking comparison

4 儲(chǔ)層預(yù)測(cè)結(jié)果及有利目標(biāo)優(yōu)選

根據(jù)獲取的單砂體厚度數(shù)據(jù)編制單砂體厚度等值線圖，能夠直觀反映砂體展布特征，最終為儲(chǔ)層預(yù)測(cè)提供依據(jù)(宋建，2019；朱謹(jǐn)謹(jǐn)，2019)。從最終刻畫(huà)出1號(hào)砂體的厚度等值線圖(圖7a)中可以看出，該砂體呈北東—南西向展布，砂體厚度較小，約為1～3 m，分布局限，其中厚度大于3 m的砂體寬度小于1 km。結(jié)合試油、試采生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以看出，該層油層厚度小，油藏分布局限，僅分布在X28井區(qū)，因此勘探開(kāi)發(fā)潛力較小。

3號(hào)砂體為水下分流河道砂體，從編制的砂體厚度等值線圖(圖7b)中可以看出，3號(hào)砂體近南北向展布，砂體厚度約6～12 m，結(jié)合試油、試采油水?dāng)?shù)據(jù)可以確定，在研究區(qū)中部P149-6井區(qū)、南部H87-19井區(qū)和W328-8井區(qū)是致密油開(kāi)發(fā)的有利區(qū)。其中，中部P149-6井區(qū)多口井獲得工業(yè)油流，油層厚度較大，勘探開(kāi)發(fā)潛力較大，能夠作為水平井開(kāi)發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)靶區(qū)。

a.1號(hào)砂巖厚度等值線與油水關(guān)系圖；b.3號(hào)砂巖體厚度等值線圖及有利區(qū)優(yōu)選圖7 研究區(qū)長(zhǎng)9油層組上部砂體展布及有利區(qū)優(yōu)選圖Fig.7 Map of distribution of sand bodies in the upper part of Chang 9 oil-bearing group in the study area and the favorable zone

5 結(jié)論

(1)1號(hào)砂體屬于小規(guī)模水下分流河道，該砂體呈北東—南西向展布，砂體厚度為1～3 m；由于油層厚度較小，油藏分布范圍有限，認(rèn)為1號(hào)砂體勘探開(kāi)發(fā)潛力相對(duì)較小，不適合作為開(kāi)發(fā)有利區(qū)目標(biāo)區(qū)。

(2)3號(hào)砂體為三角洲前緣水下分流河道沉積，該砂體呈近南北向展布，砂巖主體厚度為6～12 m，預(yù)測(cè)中部P149-6井區(qū)、南部H87-19井區(qū)和W328-8井區(qū)是致密油開(kāi)發(fā)的有利區(qū)，其中研究中部P149-6井區(qū)油層分布穩(wěn)定，油藏認(rèn)識(shí)程度較高，能夠作為水平井開(kāi)發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)靶區(qū)。

綜上所述，通過(guò)單砂體成因、沉積微相空間演化論證，結(jié)合單砂層精細(xì)對(duì)比和砂體厚度等值線圖預(yù)測(cè)致密油儲(chǔ)層的方法，可以為致密油勘探開(kāi)發(fā)提供較精確的地質(zhì)依據(jù)。