馬榮，張明明，沙芬(延長油田股份有限公司吳起采油廠，陜西 延安 717600)

0 引言

目前鄂爾多斯盆地長7頁巖油已成為全區(qū)非常規(guī)油氣勘探的主要目標(biāo)。與位于湖盆中心的隴東頁巖油不同，周長油區(qū)離湖盆中心較遠(yuǎn)，因此關(guān)于頁巖油的生成、運(yùn)移和聚集的研究對于該區(qū)增儲(chǔ)上產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。只有通過對烴源巖的分布、成藏模式和富集機(jī)理的認(rèn)識(shí)，明確有利區(qū)的分布，進(jìn)行“甜點(diǎn)”預(yù)測，結(jié)合地質(zhì)—工程—壓裂一體化，達(dá)到產(chǎn)能建設(shè)的目的[1]。

周長油區(qū)位于吳起縣東北部周灣鎮(zhèn)，在周長油區(qū)東西兩側(cè)，長慶油田已發(fā)現(xiàn)靖安油田和姬塬油田，靖安油田和姬塬油田是目前長慶油田主要產(chǎn)油區(qū)。2015年長慶油田在新安邊地區(qū)長7地層提交1億噸致密油探明地質(zhì)儲(chǔ)量，而緊挨新安邊油田的周長油區(qū)部署探井30口，在長7地層試油僅4口井獲得工業(yè)油流，3口井獲少量油流。

周長油區(qū)面積約325 km2，探明含油面積僅29 km2，主力油層為侏羅系延安組延9、延10油層、三疊系延長組長2、長7和長9共計(jì)5個(gè)層位。當(dāng)前下組合長7油藏研究和落實(shí)程度低，地質(zhì)特征、沉積規(guī)律和油藏分布規(guī)律不清，由于前期對該地區(qū)一些基礎(chǔ)地質(zhì)工作的研究不夠深入，油氣有利富集區(qū)認(rèn)識(shí)不清，使開發(fā)的難度和風(fēng)險(xiǎn)不斷增大，勘探開發(fā)進(jìn)入瓶頸期。鑒于此，需要從地質(zhì)角度出發(fā)，結(jié)合沉積特征和砂體展布來對周長油區(qū)長7頁巖油有利區(qū)進(jìn)行預(yù)測，指導(dǎo)下一步的勘探開發(fā)工作。

1 地質(zhì)概況

周長油區(qū)構(gòu)造上屬于鄂爾多斯盆地最為寬廣的伊陜斜坡中段，在延長期盆地發(fā)育的鼎盛階段，經(jīng)歷了兩次大的湖侵，使得盆地在姬塬、華池、合水一線沉積了巨厚的深湖相暗色泥巖，最終成為鄂爾多斯盆地油源的基礎(chǔ)[2]。

周長油區(qū)受東北部志靖三角洲沉積體系的影響，沉積了一套三角洲相的砂體，是延長組油氣的重要儲(chǔ)集層，而三角洲前緣湖間灣泥巖成為其下伏延長組砂巖油氣聚集的蓋層，是本區(qū)形成大型三角洲前積復(fù)合砂體巖性油藏基礎(chǔ)。

而長7沉積期作為最大湖泛期，經(jīng)歷了湖進(jìn)湖退的沉積轉(zhuǎn)換過程，湖進(jìn)期沉積了一套廣覆式分布的富含有機(jī)質(zhì)的暗色泥巖和黑色頁巖，成為分布面積廣、厚度大的優(yōu)質(zhì)烴源巖，而湖退期沉積了緊鄰烴源巖的以細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖以及砂泥巖互層為主的多套砂巖儲(chǔ)層，具有“近水樓臺(tái)”的先天優(yōu)勢。

2 頁巖油勘探發(fā)現(xiàn)

2010年—2014年為周長油區(qū)的勘探發(fā)現(xiàn)階段，完鉆資源井53口，基本覆蓋全區(qū)范圍，發(fā)現(xiàn)延長組長2、長7、長9油層組和延安組延9、延10油層組。其中周長10-7-1井投產(chǎn)長7層初期日產(chǎn)液4.9 m3/d，日產(chǎn)油4.3 t/d，含水12%，拉開周長油區(qū)長7頁巖油勘探的序幕。期間長7段試油4口，獲少量油流3口，證實(shí)了該區(qū)儲(chǔ)量的同時(shí)，也受制于開發(fā)方式，未能進(jìn)一步突破；2015年—2016年先后鉆投生產(chǎn)井40口，采用常規(guī)壓裂和補(bǔ)能壓裂兩種方式投產(chǎn)，效果較差。

2017—2021年按照“定向井控制，水平井開發(fā)”的思路先后部署水平井5口，嘗試雙封單卡、水力噴射等投產(chǎn)方式，其中周平7井采用橋塞聯(lián)作體積壓裂方式投產(chǎn)初期日產(chǎn)達(dá)到20 t，實(shí)現(xiàn)了周長油區(qū)長7頁巖油開發(fā)的重大突破。

長7油層組是延長組最重要的烴源巖發(fā)育層位，而位于長7油層中的儲(chǔ)層具有良好的成藏地質(zhì)條件。但是周長油區(qū)目前主要存在兩方面問題，制約著長7油層的開發(fā)。一方面對長7油層組研究僅涉及烴源巖，而其他方面研究程度較低，很多基礎(chǔ)地質(zhì)問題有待解決；另一方面受制于開發(fā)方式，傳統(tǒng)的常規(guī)壓裂和定向井不能滿足頁巖油開發(fā)的需求[3]。

3 頁巖油有利區(qū)預(yù)測

周長區(qū)接近烴源巖的沉積中心，三疊系及侏羅系油層組的油源主要來自延長組長7油層組，烴源巖厚度較大，本區(qū)長7油層組烴源巖厚度10～20 m，無論是有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)類型，還是有機(jī)質(zhì)成熟度及生油能力，都具備較好的油源條件。

通過對周長油區(qū)長7油層組鉆井巖心的詳細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)長7油層組中發(fā)育底沖刷、同生變形以及各種層理構(gòu)造等。由于快速沉積而產(chǎn)生的滑塌變形構(gòu)造和包卷層理構(gòu)造，具較好的沉積環(huán)境指向意義，其是識(shí)別水下滑坡的典型標(biāo)志。但在周長油區(qū)長7油層組中生物化石相對較為稀少，偶爾可見到植物莖、葉碎片化石和脊椎動(dòng)物骨骼化石。薄片鑒定可確定為魚刺化石。從總體上看，長7段古生物化石雖然較少，但已有的標(biāo)志主要反映其覆水較深的淺湖～半深湖沉積環(huán)境特征。

通過綜合分析周長油區(qū)延長組長7油層組的巖石顏色、粒度及沉積構(gòu)造等特征分析，研究區(qū)長7油層主要處于三角洲前緣沉積環(huán)境，部分區(qū)域位于淺湖沉積環(huán)境。其巖性為灰黑色泥和粉砂質(zhì)泥，處于浪基面以下水動(dòng)力較弱的沉積環(huán)境，具塊狀層理及水平層理。

周長區(qū)延長組取心井段保存的沉積構(gòu)造為研究沉積相提供了重要依據(jù)。泥巖中的塊狀層理代表著安靜的沉積水動(dòng)力環(huán)境或受到生物擾動(dòng)而使原有層理不明顯；而砂巖中的塊狀層理則代表連續(xù)、迅速、穩(wěn)定的沉積過程，在周長區(qū)水下分流河道微相中可見[4]。

由此判定周長油區(qū)在長7沉積期屬于三角洲內(nèi)前緣亞相，沉積微相以水下分流河道和水下分流間灣為主。其中灰色細(xì)粒砂巖是本區(qū)的水下分流河道的主要巖性，厚度一般約為5～10 m，但砂體橫向變化快；而水下分流間灣是一個(gè)低能量的湖灣地區(qū)，位于水下分流河道之間。其沉積物通常是洪泛期溢出水道的細(xì)粒懸浮物質(zhì)為主，發(fā)育蟲孔及生物攪動(dòng)構(gòu)造。主要巖性為黑灰色泥巖及粉砂巖，常發(fā)育波狀層理或水平層理。周長區(qū)延長組沉積構(gòu)造如圖1所示。

圖1 周長區(qū)延長組沉積構(gòu)造圖

據(jù)此根據(jù)巖性和測井曲線進(jìn)行沉積微相的平面變化研究周長油區(qū)物源沉積北東-南西向。沉積主要發(fā)育水下分流淺河道、水下分流邊灘亞相，水下分流間灣成零星點(diǎn)狀分布。研究區(qū)內(nèi)發(fā)育多條水下分流河道砂體。自東而西水下分流主河道分別位于10-3-1井、周 長52-53井、周 長122井、周 長9 1井一線,其他地區(qū)同時(shí)還分布一部分水下分流淺河道（如圖2所 示）。

圖2 周長油區(qū)沉積微相展布圖

周長區(qū)延長組沉積物源主要來自東北方向，在長7沉積時(shí)期發(fā)育的三角洲前緣沉積體系，使得水下分流河道砂體的不斷遷移、擺動(dòng)形成多期水下分流河道砂體的疊加，為油氣富集提供了有利儲(chǔ)集空間。同時(shí)多期河道疊加，也使得水下分流間灣等以泥巖、泥質(zhì)粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖等非儲(chǔ)層沉積較為發(fā)育。這些沉積在河道側(cè)翼或河道上部對水下分流河道砂巖儲(chǔ)層的油氣，起到一定的遮擋和封堵作用，這種泥巖類遮擋可以有效保護(hù)油氣層，防止逸散,但也使得儲(chǔ)層連續(xù)性較差,為勘探開發(fā)帶來困難印。

根據(jù)國內(nèi)外學(xué)者的研究，一般來說將長7油層劃分為三個(gè)亞油組，即長71、長72、長73,其中長73提供了優(yōu)質(zhì)燒源巖,是頁巖油成藏的來源，在成熟排燒過程中，產(chǎn)生異常高壓,促使生成的油氣進(jìn)行簡單的初次運(yùn)移，進(jìn)入長71、長72地層中，兩個(gè)亞油組發(fā)育的致密砂巖層，成為頁巖油氣藏的主要儲(chǔ)集空間。周長油區(qū)長72期是該區(qū)長7沉積期主要的儲(chǔ)集層系,主要發(fā)育北部及東北部方向的沉積體系。周長區(qū)內(nèi)發(fā)育3條水下分流河道，北部兩條水下分流河道和東北部水下分流河道交匯，在與北部水下分流河道交匯,水下分流河道發(fā)育規(guī)模大，分流間灣微相呈零星狀分布。長72期主要發(fā)育兩支北部及1支東北部方向的砂體，砂體呈條片狀展布，透鏡狀砂體零星分布。北部、東北部及西南部砂體發(fā)育，砂體厚度＞30 m,一般砂體厚度在1 5～3 0 m之間（如圖3所示）。

圖3 周長地區(qū)長72砂體有利區(qū)預(yù)測圖

4 頁巖油資源潛力

頁巖油資源潛力評價(jià)主要通過有利的涇源巖、儲(chǔ)集條件、圈閉和成藏組合等方面,再結(jié)合鉆完井施工,達(dá)到“地質(zhì)工程一體化”的目標(biāo),是當(dāng)前國內(nèi)比較流行的做法。

從燃源巖方面來說，縱向上長7段為最有利的生油層，三疊系及侏羅系油層組的油源主要來自延長組長7油層組，周長區(qū)接近燃源巖的沉積中心，燒源巖厚度較大,本區(qū)長7油層組燒源巖厚度1 0-2 0 m,無論是有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)類型，還是有機(jī)質(zhì)成熟度及生油能力，都具備較好的油源條件向。

從儲(chǔ)集條件來說，周長區(qū)延長組沉積物源主要來自東北部和北部方向，長7沉積時(shí)期，發(fā)育三角洲前緣沉積體系。水下分流河道砂體的不斷遷移、擺動(dòng)形成多期水下分流河道砂體的疊加，為油氣富集提供了有利儲(chǔ)集空間。

從圈閉及成藏組合來說，長7油層組屬三角洲前緣沉積，發(fā)育水下分流河道、水下分流間灣相沉積,而與本區(qū)的構(gòu)造無關(guān)，主要受沉積、巖性、物性控制，形成周長區(qū)下生上儲(chǔ)型生儲(chǔ)蓋組合巖性油藏，沉積相和成巖作用對油氣成藏起主導(dǎo)控制作用。周長區(qū)延長組成熟的烴源巖為油藏形成提供豐富物質(zhì)基礎(chǔ)，三角洲前緣為油氣富集提供良好的儲(chǔ)油空間，疊置連片的砂層及微裂隙為油氣運(yùn)移提供有利通道，這些要素共同作用決定了周長油區(qū)延長組長7儲(chǔ)層具備很好的區(qū)域成藏條件。

工程方面，根據(jù)勘探開發(fā)過程和國內(nèi)外調(diào)研情況看，采用“長水平段水平井+大規(guī)模體積壓裂”是頁巖油開發(fā)的有效手段，因此在周平7井成功開發(fā)的基礎(chǔ)上，通過開展系統(tǒng)的地質(zhì)、工程雙甜點(diǎn)主控因素研究，進(jìn)而明確甜點(diǎn)特征和規(guī)律，進(jìn)而在周長油區(qū)部署水平井開發(fā)產(chǎn)能，是釋放周長油區(qū)長7頁巖油資源潛力的主要手段。長7油層周平7井射孔位置如圖4所示。

圖4 長7油層周平7井射孔位置圖

根據(jù)相對測井原理，通過伽馬、縱波交匯識(shí)別地質(zhì)甜點(diǎn)，通過橫縱波比估算楊氏模量和泊松比來識(shí)別工程甜點(diǎn)。周平7井鉆遇長72層，全區(qū)整體表現(xiàn)為砂泥巖互層段，射孔方式上周平7井采用儲(chǔ)層均一射孔的方式，沒有準(zhǔn)確選擇儲(chǔ)層的位置，第一、四段存在一定的改造空間；在周平7井壓裂過程中，對第1～4段共4段進(jìn)行了微地震井中監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果表明：(1)根據(jù)玫瑰圖顯示，裂縫走向集中在北偏東62°左右，右圖為同一地區(qū)直井壓裂效果對比，裂縫走向?yàn)楸逼珫|65°，說明該地區(qū)主應(yīng)力方向在北偏東60°左右；(2)周平7井共監(jiān)測4段，各段裂縫規(guī)模差異不大，儲(chǔ)層改造體積(SRV)共計(jì)1 597.5萬立方米，相對較??；(3)第一段與第二段、第三段與第四段間還有較大的空隙，該井采用速鉆橋塞+體積壓裂，每段4簇，平均簇間距25 m，段間距70 m，選層選段時(shí)過于保守，段間、簇間仍有改造的潛力[7]。

通過周平7井的開發(fā)，認(rèn)為周長油區(qū)長7油層具有較大的開發(fā)潛力，應(yīng)加強(qiáng)沉積相、砂體展布、油藏特征等方面的研究，明確頁巖油藏分布，在低井控區(qū)，加強(qiáng)儲(chǔ)量復(fù)算和含油面積落實(shí)方面的工作，進(jìn)而為今后水平井開發(fā)奠定基礎(chǔ)。在開發(fā)方式方面，強(qiáng)化地質(zhì)、工程雙甜點(diǎn)的研究，開展立體化壓裂改造試驗(yàn)，對解釋的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層應(yīng)該進(jìn)行密集射孔，同時(shí)盡可能大的壓裂改造，在工作制度上合理控制壓力的變化，應(yīng)該盡可能地利用地層的天然能量充分開采儲(chǔ)層，同時(shí)開展壓裂—吞吐—洗油—滲吸置換方面的研究。

5 結(jié)語

(1)周長油區(qū)長7段頁巖油規(guī)模富集成藏，是今后一段時(shí)期內(nèi)該區(qū)增儲(chǔ)上產(chǎn)的主要潛力層；(2)長7期以水下分流河道微相為主，緊鄰優(yōu)質(zhì)烴源巖，具備一定的資源潛力，頁巖油有利區(qū)集中在河道砂體中；(3)長7頁巖油以水平井開發(fā)，在識(shí)別地質(zhì)、工程雙甜點(diǎn)的基礎(chǔ)上采用大規(guī)模的體積壓裂模式，是今后該區(qū)頁巖油高效開發(fā)的有效手段。