尹帥，鄔忠虎，吳曉明，劉建平，譚成仟，王濡岳，袁慧，戴亞威

（1.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065；2.西安石油大學(xué)陜西省油氣成藏地質(zhì)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710065；3.貴州大學(xué)土木工程學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025；4.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第七采油廠，陜西 西安 710086；5.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司，陜西 西安 710018；6.中國(guó)石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 102206）

鄂爾多斯盆地侏羅系延安組油藏具有“小而肥”的特點(diǎn)，其分布受前侏羅紀(jì)古地貌的顯著影響［1-4］。三疊紀(jì)末，鄂爾多斯盆地在印支運(yùn)動(dòng)作用下發(fā)生構(gòu)造抬升，造成了延長(zhǎng)組頂部的不整合［5-6］。鄂爾多斯盆地西緣隴東地區(qū)的構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)更加強(qiáng)烈，發(fā)育了大量小型斷裂。因此，延安組油藏除了受到前侏羅紀(jì)古地貌的影響，還明顯受控于低幅度構(gòu)造和斷裂［7-8］；古地貌、構(gòu)造、沉積儲(chǔ)層也成為鄂爾多斯盆地西部侏羅系油藏富集規(guī)律綜合評(píng)價(jià)的核心內(nèi)容［9-11］。

過(guò)去，鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)侏羅系油藏的勘探主要集中在烴源巖厚度較大的偏中東部，忽略了對(duì)隴東地區(qū)西部洪德地區(qū)的勘探［12-25］。但近年來(lái)在鄰近的演武和姬塬西獲得了侏羅系油氣發(fā)現(xiàn)，不僅指示了洪德地區(qū)的油氣潛力，也拓寬了勘探范圍。本文以鄂爾多斯盆地隴東洪德地區(qū)侏羅系延安組為例，基于大量巖心、測(cè)井、地震及試井資料，對(duì)侏羅系進(jìn)行了精細(xì)地層劃分，識(shí)別出延安組底部不整合面，恢復(fù)了前侏羅紀(jì)的古地貌，預(yù)測(cè)了延安組的油藏富集規(guī)律，提出了基于三級(jí)成藏要素組合的油藏定量評(píng)價(jià)方法。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)洪德位于鄂爾多斯盆地西部的隴東，環(huán)江油田的西部（圖1a）。該地區(qū)侏羅系靠近盆地西緣，烴源巖三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)7油層組在此厚度較薄，故一向不被看好。但演武地區(qū)侏羅系油藏的發(fā)現(xiàn)，開始推動(dòng)隴東西部延安組的精細(xì)勘探。洪德和演武分別位于甘陜古河的南、北兩側(cè)，但其侏羅系延安組成藏地質(zhì)條件相似。從構(gòu)造背景看，洪德位于天環(huán)坳陷的南段（圖1a），受鄂爾多斯盆地西緣逆沖推覆的影響，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)強(qiáng)烈，發(fā)育大量小型斷裂，長(zhǎng)度多為1～15 km，主要形成于燕山末期。延安組局部還發(fā)育低幅度隆起圈閉，多為1～6 km2大小。

洪德的侏羅系包括延安組、直羅組和安定組。其中，延安組厚度主要介于220~350 m。延安組煤系發(fā)育，侏羅系油藏主要分布在延安組延6—延10油層組（圖1b），也即主要的研究目的層。中侏羅世延安期，研究區(qū)發(fā)育了較厚的河流-湖泊三角洲沉積。延安組可細(xì)分為延1—延10油層組（以下簡(jiǎn)稱延1—延10）［4-7］。

圖1 隴東地區(qū)洪德區(qū)塊構(gòu)造位置（a）及地層綜合柱狀圖（b）Fig.1 Location and comprehensive stratigraphic histogram，Hongde block，Longdong area

2 地層發(fā)育特征

研究區(qū)延6—延10以中-粗巖屑砂巖為主（圖2），延6—延9為曲流河三角洲平原亞相，而延10為辮狀河三角洲亞相［16-19］。10口井的延6—延10巖心觀察結(jié)果顯示，延6—延9的砂巖較延10更細(xì)。通常，沉積物越粗則表明水動(dòng)力條件和沖刷作用越強(qiáng)，故延10以下蝕沖刷為主（圖2a，b）。延10河道更寬，而延6—延9則以側(cè)蝕沖刷為主，河道較窄。

巖心可見(jiàn)大量層理構(gòu)造，包括水平層理、板狀交錯(cuò)層理和沙紋交錯(cuò)層理等（圖2c—e）。水平層理常見(jiàn)于細(xì)砂巖中，指示河水流動(dòng)能力較弱（圖2c）；板狀交錯(cuò)層理多見(jiàn)于河水流動(dòng)性較強(qiáng)的邊灘、心灘及河道等沉積環(huán)境（圖2d）。延安組還發(fā)育了大量植物化石，常見(jiàn)于煤線或煤層中，是劃分延安組沉積相的重要標(biāo)志（圖2f）。

圖2 隴東地區(qū)洪德區(qū)塊侏羅系延安組典型沉積巖心Fig.2 Photos of typical sedimentary cores from the Jurassic Yan'an Formation，Hongde block，Longdong area

延6頂部主要是煤層，厚度1～2 m，在全區(qū)廣泛分布，是延安組分布最廣泛的煤層之一，工區(qū)內(nèi)鉆遇率為100%。延安組和延長(zhǎng)組發(fā)育了3個(gè)局部不整合，即：富縣組與下伏延長(zhǎng)組之間的不整合、延10與下伏延長(zhǎng)組之間的不整合以及延9與下伏延長(zhǎng)組之間的不整合（圖3）。

研究區(qū)富縣組為一套殘留地層，主要為粗粒碎屑沉積，與下伏延長(zhǎng)組呈不整合接觸（圖3a），僅在研究區(qū)西南部、東北部及東南部零星發(fā)育，在西北部到東南部一線大范圍缺失。延長(zhǎng)組頂部不整合面中，最為常見(jiàn)的是延101小層相對(duì)較粗顆粒沉積體與延長(zhǎng)組之間的不整合（圖3b）。研究區(qū)中部及西北部地區(qū)延10和富縣組幾乎全部缺失，延9沉積直接覆于延長(zhǎng)組之上（圖3c，圖4）。

圖3 隴東地區(qū)洪德區(qū)塊延長(zhǎng)組頂部不整合Fig.3 Unconformities at the top of Yanchang Formation，Hongde block，Longdong area

圖4 隴東地區(qū)洪德區(qū)塊延安組與延長(zhǎng)組之間不整合面Fig.4 Unconformity between the Ya'an Formation and the Yanchang Formation，Hongde block，Longdong area

延安組內(nèi)部各油層組的沉積均具有明顯的正旋回特征，各油層組頂部一般都發(fā)育暗色細(xì)粒泥質(zhì)沉積或煤巖層。系統(tǒng)對(duì)比標(biāo)志層后發(fā)現(xiàn)，全區(qū)延6—延9均廣泛發(fā)育煤層，測(cè)井響應(yīng)特征為高聲波時(shí)差、高電位、高電阻率、低伽馬和低密度（圖5）。在研究區(qū)鉆遇延7頂部煤層的幾率為99%，延9是一般由1~3個(gè)煤層組成的煤層組，單個(gè)煤層厚度約1~3 m；鉆遇延9亞段頂部煤層的幾率為100%；延10頂部煤層不太發(fā)育，可用作地層劃分的輔助標(biāo)志層［20-21］。延6和延7頂部的煤層相對(duì)較厚，大多厚達(dá)3 m左右，且延6發(fā)育“裴莊砂巖”［11］。延9通常發(fā)育2~4套煤層，80%的單井可見(jiàn)3套煤層，單層厚度主要介于1~2 m。延10的標(biāo)志層為寶塔砂巖（B5）。

圖5 隴東地區(qū)洪德區(qū)塊延安組煤層標(biāo)志層展布Fig.5 Distribution of coal seam markers in the Yan'an Formation，Hongde block，Longdong area

3 成藏規(guī)律及成藏要素組合

古地貌、構(gòu)造和沉積儲(chǔ)層是影響隴東地區(qū)延安組成藏的一級(jí)控制因素，尤其是古地貌，直接控制著侏羅系油藏的富集；斷裂及低幅度構(gòu)造是二級(jí)控制因素，對(duì)油藏分布具有一定的調(diào)節(jié)作用；優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層為三級(jí)控制因素，為油氣成藏提供內(nèi)部條件。

3.1 古地貌控藏規(guī)律

洪德和演武分別位于甘陜古河的南、北兩側(cè)，演武的侏羅系目前已經(jīng)獲得勘探突破。與演武相比，洪德具有類似成藏條件且資源潛力較大。本文采用“印模法”［11］，利用延10－富縣組地層殘余厚度分布（圖6）重建前侏羅紀(jì)古地貌。

由圖6可見(jiàn)，甘陜古河谷區(qū)域的延10－富縣組明顯偏厚，大多超過(guò)60 m；在中部及西北部的斜坡帶次級(jí)高地及低殘丘區(qū)域可見(jiàn)大面積完全剝蝕，厚度通常小于40 m。低殘丘和古河谷之間主要分布著斜坡帶、古階地及河間丘等過(guò)渡區(qū)域。

圖6 隴東地區(qū)洪德區(qū)塊延10－富縣組地層殘余厚度平面分布Fig.6 Plane distribution of residual thickness of the Yan 10 Member plus the Fuxian Formation，Hongde block，Longdong area

從地震剖面上也可以對(duì)古地貌單元進(jìn)行判定。如圖7a所示，沿甘陜古河道到次級(jí)高地斜坡帶，不整合面上覆地層的殘余厚度（延10－富縣組，粉紅色與藍(lán)色虛線之間區(qū)域）逐漸減小。甘陜古河的延10－富縣組沉積厚度較大，下伏的延長(zhǎng)組沉積則相對(duì)較薄，兩者此消彼長(zhǎng)（圖7a）。巴38井附近可見(jiàn)延10－富縣組沉積向羅140井方向尖滅，代表古地貌單元從斜坡帶向低殘丘的逐漸過(guò)渡（圖7b）。

圖7 隴東地區(qū)洪德區(qū)塊444地震測(cè)線（a）及899地震測(cè)線（b）剖面解釋結(jié)果Fig.7 Interpretation of seismic lines 444（a）and 899（b），Hongde block，Longdong area

基于以上認(rèn)識(shí)，結(jié)合延10－富縣組地層殘余厚度展布及地震解釋結(jié)果，對(duì)研究區(qū)前侏羅紀(jì)古地貌單元進(jìn)行了劃分（表1）。

表1 隴東地區(qū)洪德區(qū)塊前侏羅紀(jì)延10—富縣組古地貌單元?jiǎng)澐諸able 1 The pre?Jurassic paleo?geomorphic unit division for the Yan 10 sub?member and Fuxian Formation，Hongde block，Longdong area

研究區(qū)前侏羅紀(jì)古地貌具有“古河控制、斜坡帶次高地廣泛發(fā)育、多斜坡帶、多支溝并存”的分布特征。侏羅系油藏主要分布在斜坡帶，其次為低殘丘（圖8），而古河道僅在部分井的延10見(jiàn)油。從層位上看，油藏具有“底部多，上部少”的分布特征，主要分布在延9，其次為延10，向上分布減少，延6—延8通常僅局部發(fā)育小規(guī)模成藏。斜坡帶高地與古河谷之間的過(guò)渡區(qū)域?yàn)楣烹A地，通常為油氣運(yùn)移的過(guò)渡之地，也分布了一些產(chǎn)油井。

結(jié)合研究區(qū)前侏羅紀(jì)古地貌格局重建和試油結(jié)果可知，工業(yè)油井主要分布在斜坡、低殘丘及其附近區(qū)域；斜坡帶是侏羅系油氣成藏聚集最為有利的區(qū)域，產(chǎn)水井多分布在古河谷區(qū)域（圖8）。河間丘位于古河道中央，地勢(shì)高于河道，通常沿著河道展布，成藏潛力一般（圖8）。此外，研究區(qū)不同類型的古地貌單元之間支溝發(fā)育，多支溝交匯，形成河水反復(fù)沖刷的坡嘴，且砂體泥質(zhì)組分含量低，也是油氣成藏的有利區(qū)域（圖8）。研究區(qū)的支溝向東南方向發(fā)育，最終匯入甘陜古河。

圖8 隴東地區(qū)洪德區(qū)塊前侏羅紀(jì)古地貌單元?jiǎng)澐諪ig.8 The pre-Jurassic paleo-geomorphic unit division，Hongde block，Longdong area

3.2 構(gòu)造控藏規(guī)律

研究區(qū)侏羅系發(fā)育巖性－構(gòu)造油藏，儲(chǔ)層物性較好，油水分異程度高，具有明顯的油頂和油水界面（圖9）。根據(jù)開發(fā)井試油效果，油藏中部油氣富集程度高，試排可獲高產(chǎn)工業(yè)油流，靠近油水界面處，試排常見(jiàn)油水同出，而在更低部位則僅產(chǎn)水（圖9）。

圖9 隴東地區(qū)洪德區(qū)塊過(guò)虎23井—木186井延91油藏剖面Fig.9 Yan 91 reservoir profile from Well Guohu 23 to Well Mu 186，Hongde block，Longdong area

研究區(qū)侏羅系斷裂發(fā)育，多沿NE-SW方向展布，斷距可達(dá)數(shù)十米。大部分?jǐn)嗔旬a(chǎn)狀近垂直，剖面上多見(jiàn)樹枝狀和花狀結(jié)構(gòu)（圖7），表明斷裂具有一定走滑性質(zhì)。砂巖沿油藏構(gòu)造上傾方向尖滅，形成遮擋和圈閉，構(gòu)造下傾方向有邊水或底水，油藏受巖性與構(gòu)造雙重因素的控制（圖10）。研究區(qū)砂體為NW-SE走向，斷裂帶與砂體走向在平面上呈切割關(guān)系，并形成小型斷塊。斷裂兩側(cè)落差較顯著，形成特殊的地壘－地塹交替地質(zhì)構(gòu)造。溝通長(zhǎng)7烴源巖的斷層上傾盤遇到圈閉時(shí)，往往形成油氣聚集成藏的場(chǎng)所；而下傾盤因無(wú)有效封閉遮擋，不利于油氣成藏（圖10）。研究還表明，高產(chǎn)井主要分布在正斷裂附近，而逆斷裂附近主要為低產(chǎn)井。研究區(qū)中部和南部的斷裂，油氣輸導(dǎo)能力較強(qiáng)，油源溝通性好，最利于油氣富集。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，侏羅系各小層壓裂試（油）井17口，其中12口在斷裂附近1～2 km內(nèi)，占比達(dá)70.6%。因此，斷裂和構(gòu)造圈閉對(duì)侏羅系油藏有著重要的控制作用。

圖10 隴東地區(qū)洪德區(qū)塊過(guò)虎11井—木271井延91油藏剖面Fig.10 Yan 91 reservoir profile from Well Hu11 to Well Mu 271，Hongde block，Longdong area

3.3 沉積儲(chǔ)層控藏規(guī)律

延安組沉積砂體形態(tài)受到沉積環(huán)境及古地貌的影響，延6—延9在全區(qū)廣泛分布，但砂體厚度相對(duì)較薄，僅3～10 m，薄砂體的連通程度相對(duì)較低（圖11）。延10亞段繼承了富縣組河流相沉積特征，砂體厚度相對(duì)較大，為6～25 m，砂體的連通程度較高（圖11）。

圖11 隴東地區(qū)洪德區(qū)塊過(guò)江1—5骨井-環(huán)18井延6—延10沉積相剖面Fig.11 Sedimentary facies profile of Yan 6-Yan 10 members crossing wells Jiang1-5gu and Huan 18，Hongde block，Longdong area

研究區(qū)侏羅系儲(chǔ)層綜合分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表2所示，該分類方案主要是基于測(cè)井資料，同時(shí)綜合了儲(chǔ)層砂體規(guī)模、孔隙結(jié)構(gòu)特征和物性特征。侏羅系儲(chǔ)層被劃分為Ⅰ類（優(yōu)質(zhì)）、Ⅱ類（良好）、Ⅲ類（中等）和Ⅳ類（非或差儲(chǔ)集層）。由于研究區(qū)侏羅系油藏主要分布在延91小層，因此基于表2評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)繪制了延91儲(chǔ)層類型綜合評(píng)價(jià)平面圖（圖12）。

表2 隴東地區(qū)洪德區(qū)塊侏羅系儲(chǔ)層綜合分類測(cè)井評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Comprehensive logging evaluation criteria for the Jurassic reservoirs，Hongde block，Longdong area

圖12 隴東地區(qū)洪德區(qū)塊延91小層不同類型儲(chǔ)集砂體平面分布Fig.12 Plane distribution of different types of sand bodies in the Yan 91 layer，Hongde block，Longdong area

由圖12可知，研究區(qū)延91小層主要發(fā)育Ⅱ類儲(chǔ)層，局部發(fā)育Ⅰ類儲(chǔ)層。高孔、高滲的Ⅰ類和Ⅱ類儲(chǔ)層利于油藏富集。優(yōu)質(zhì)沉積儲(chǔ)層是侏羅系延安組成藏的三級(jí)控制因素，是成藏的必要不充分條件。

3.4 成藏要素組合及評(píng)價(jià)

隴東地區(qū)延安組三級(jí)控藏要素依次為古地貌、構(gòu)造（斷裂及圈閉）和沉積儲(chǔ)層。其中，古地貌是主導(dǎo)因素，前侏羅紀(jì)古地貌斜坡帶及低殘丘區(qū)域利于成藏；低幅度構(gòu)造及斷裂為油氣的輸導(dǎo)和保存提供了重要的外部條件；沉積儲(chǔ)層是成藏的必要不充分條件。

對(duì)比古地貌、構(gòu)造及沉積儲(chǔ)層3個(gè)成藏要素特征和試油結(jié)果，提出隴東地區(qū)侏羅系延安組的成藏要素組合判別方法。不同成藏要素的權(quán)重系數(shù)P如表3所示。成藏權(quán)重指數(shù)P≤0.3為成藏要素不匹配；當(dāng)P介于0.3和0.45之間時(shí)為成藏要素匹配；當(dāng)P≥0.45時(shí)，為成藏要素強(qiáng)匹配。

研究區(qū)侏羅系油藏成藏主控因素與產(chǎn)能匹配關(guān)系顯示，成藏要素組合與當(dāng)前試采產(chǎn)量的吻合程度接近80%。部分單井成藏要素匹配情況如表4所示，高產(chǎn)油井受古地貌、斷裂帶、構(gòu)造圈閉和沉積儲(chǔ)層的聯(lián)合控制。

表4 隴東地區(qū)洪德區(qū)塊侏羅系油藏成藏要素組合與試采匹配程度Table 4 Matching degree of combination of hydrocarbon accumulation factors with test production of Jurassic reservoirs，Hongde block，Longdong area

4 結(jié)論

1）鄂爾多斯盆地隴東西部洪德地區(qū)前侏羅紀(jì)古地貌被劃分為5類單元。其中斜坡帶和低殘丘利于成藏，古階地也具備一定成藏潛力，但古河谷僅延10具備一定成藏潛力。

2）多支溝交匯河水反復(fù)沖刷的坡嘴位置砂體泥質(zhì)組分含量低，是成藏的有利部位。侏羅系油藏有明顯的油頂及油水界面，斷裂帶與砂體走向在平面上為切割關(guān)系；斷層上傾盤圈閉利于成藏，而下傾盤因無(wú)有效封閉遮擋，往往不利于成藏。正斷裂相比逆斷裂更易成藏。

3）高孔和高滲的Ⅰ類、Ⅱ類儲(chǔ)層利于油藏富集。優(yōu)質(zhì)沉積儲(chǔ)層是延安組成藏的必要不充分條件。

4）提出了適用于隴東地區(qū)侏羅系延安組的成藏要素組合判別方法，可有效預(yù)測(cè)侏羅系油藏。