任戰(zhàn)利,李文厚,梁 宇,2,吳曉青,于 強(qiáng),任 龍,王 維
(1.西北大學(xué) 大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西 西安 710069; 2.中國(guó)石油 大慶油田有限責(zé)任公司,黑龍江 大慶 163000)
鄂爾多斯盆地油氣資源豐富,延長(zhǎng)組為盆地中生界最重要的烴源巖發(fā)育層位和油氣產(chǎn)層,致密油資源豐富,其中長(zhǎng)7、長(zhǎng)6油層組是致密油主要分布層位。近年來延長(zhǎng)組油氣勘探有重大突破,在延長(zhǎng)組發(fā)現(xiàn)了西峰、姬塬、華慶等3個(gè)低滲-超低滲(多為致密砂巖)油田,致密油的勘探開發(fā)及研究取得了重要進(jìn)展[1-10]。
研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地東南部,北起甘泉,南至銅川,西起正寧,東至宜川,位于三疊紀(jì)延長(zhǎng)期大型凹陷型盆地的中心部位,延長(zhǎng)組烴源巖發(fā)育,具有形成致密油藏的良好地質(zhì)條件。與盆地西南、東北部相比致密油勘探未取得大的突破,盆地東南部延長(zhǎng)組致密油成藏條件及主控因素也缺乏深入研究。本文在充分運(yùn)用研究區(qū)已有的石油地質(zhì)分析資料的基礎(chǔ)上,通過對(duì)采集的沉積、儲(chǔ)層、烴源巖、油氣等樣品的分析,對(duì)盆地東南部延長(zhǎng)組致密油成藏條件進(jìn)行了深入研究,探討了延長(zhǎng)組致密油成藏條件及主控因素,這對(duì)于油田企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及實(shí)現(xiàn)致密油勘探的新突破有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
鄂爾多斯地區(qū)晚三疊世延長(zhǎng)期為大型的內(nèi)陸湖盆,湖盆向東南開口,東南部與大華北盆地相連[11-13]。延長(zhǎng)期末鄂爾多斯盆地整體抬升,遭受區(qū)域性剝蝕。晚侏羅世燕山旋回中期,盆地東部抬升,盆地大部分缺失晚侏羅世沉積[11-12,14]。僅在盆地西部沉積了上侏羅統(tǒng)芬芳河組。早白堊世末之后,鄂爾多斯盆地整體抬升,盆地開始進(jìn)入抬升剝蝕改造時(shí)期。研究區(qū)在構(gòu)造區(qū)劃上橫跨陜北斜坡和渭北隆起,主體位于陜北斜坡東南部。研究區(qū)主要受渭北隆起和晉西撓褶帶構(gòu)造單元形成與演化的控制,后期抬升剝蝕幅度較大,剝蝕厚度自東而西、由南向北逐漸減小。在宜君-黃陵-富縣-甘泉以東,白堊系已被剝蝕殆盡。
研究區(qū)延長(zhǎng)組、延安組、下白堊統(tǒng)各構(gòu)造層構(gòu)造展布特征具有很好的繼承性,地層向北西傾斜,向東南抬升。構(gòu)造線展布方向由陜北斜坡的近南北向,到渭北隆起轉(zhuǎn)為北東向,整體缺乏背、向斜構(gòu)造。
鄂爾多斯地區(qū)在晚三疊世為大華北盆地的一部分[15],晚三疊世為大型坳陷型盆地, 鄂爾多斯盆地東南部處于華北大盆地南部的深湖區(qū),沉積微相主要為淺湖相、三角洲前緣、濁積扇、深湖相等,暗色泥巖發(fā)育,砂巖較細(xì)。延長(zhǎng)組砂巖儲(chǔ)層以細(xì)砂巖、極細(xì)砂巖為主。
盆地東南區(qū)距沉積物源區(qū)較遠(yuǎn),本區(qū)砂體粒度較其它地區(qū)小,且受成巖作用的影響,膠結(jié)致密,物性較差。研究區(qū)延長(zhǎng)組儲(chǔ)層物性變化較大,隨深度的加深,孔隙度、滲透率值逐漸減小。以長(zhǎng)2油層組的孔隙度平均值最高(圖1),長(zhǎng)9油層組孔隙度值最低。長(zhǎng)1、長(zhǎng)3、長(zhǎng)2油層組滲透率平均值較高,滲透率的分布隨深度增加逐漸降低。
研究區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)4+5—長(zhǎng)10儲(chǔ)層孔隙度普遍小于10%,滲透率普遍小于0.5×10-3μm2,延長(zhǎng)組儲(chǔ)層物性較盆地其它地區(qū)差。按照賈承造等對(duì)致密油的定義,儲(chǔ)集層覆壓基質(zhì)滲透率小于或等于0.1×10-3μm2(儲(chǔ)層地面空氣滲透率小于1×10-3μm2),延長(zhǎng)組長(zhǎng)4+5—長(zhǎng)10油層組總體以處于致密油的范圍[5,16],為致密油。
長(zhǎng)6油層組是研究區(qū)最重要的主力產(chǎn)層之一,長(zhǎng)6油層組孔隙度分布在0.2%~17.5%,平均值為8.59%,孔隙度頻率峰值在8%~10%;滲透率主要分布在0.001×10-3~6.5×10-3μm2,平均值為0.41×10-3μm2。滲透率頻率分布呈單峰型,主峰位于0.1×10-3~0.5×10-3μm2。長(zhǎng)6儲(chǔ)層發(fā)育研究區(qū)主要分布于塔兒灣地區(qū)、槐樹莊農(nóng)場(chǎng)、正寧等地①李文厚,任戰(zhàn)利.鄂爾多斯盆地東南部石油成藏地質(zhì)條件研究.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司重大科研項(xiàng)目研究報(bào)告,2010.,主要位于三角洲前緣水下分流河道砂體、濁積扇中。
研究區(qū)長(zhǎng)7油層組孔隙度大部分分布在4%~10%,占整個(gè)統(tǒng)計(jì)樣品的67.8%,滲透率頻率分布為雙峰型,主峰位于0.01×10-3~0.1×10-3μm2與0.1×10-3~0.5×10-3μm2,這兩個(gè)區(qū)間的樣品占總樣品數(shù)的90.8%。長(zhǎng)7油層組儲(chǔ)層物性整體較差,深湖區(qū)濁積扇發(fā)育,濁積扇扇中部位儲(chǔ)層物性較好,是致密油分布的主要部位。
延長(zhǎng)組長(zhǎng)6段、長(zhǎng)7段致密油分布主要分布于深湖區(qū)三角洲前緣水下分流河道及濁積扇砂體中。
圖1 鄂爾多斯盆地東南地區(qū)延長(zhǎng)組儲(chǔ)層物性變化對(duì)比①Fig.1 Physical property variation of the Yanchang Formation in the southeastern Ordos Basin①
圖2 鄂爾多斯盆地東南地區(qū)長(zhǎng)7段烴源巖厚度及熱演化程度平面分布Fig.2 Isopach of Chang 7 source rock and its thermal maturity map in the southeastern Ordos Basin
鄂爾多斯盆地中生界主力烴源巖主要發(fā)育于三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)7段,為深湖相暗色泥巖。長(zhǎng)7段深湖相分布面積約3×104km2,有效烴源巖厚度最厚處大于30 m。長(zhǎng)7烴源巖分布面積較廣,母質(zhì)類型以腐泥—混合型為主,是優(yōu)質(zhì)的烴源巖[17-18]。
長(zhǎng)9段烴源巖可細(xì)分為兩套,主要分布在長(zhǎng)92的下部和長(zhǎng)91的頂部。長(zhǎng)92烴源巖累計(jì)厚度一般為0~10 m ,分布面積約8×104km2,主要分布在定邊—橋鎮(zhèn)—黃龍一帶,發(fā)育兩個(gè)中心,厚度大于10 m 的烴源巖面積約5 000 km2[19]。
研究區(qū)位于盆地的東南部,中生界主力烴源巖為長(zhǎng)7段暗色泥巖,有效烴源巖呈北西-南東向條帶展布,向北東-西南向依次逐漸變薄。有效烴源巖在正寧—宜君一線較厚,最厚達(dá)到30 m以上(圖2)。長(zhǎng)7烴源巖向東南開口,在銅川—白水及以南地區(qū),由于盆地演化后期的構(gòu)造抬升而剝蝕殆盡。
鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)7段殘余有機(jī)碳含量主要分布于6%~14%[17-18],長(zhǎng)7段泥巖有機(jī)碳含量在湖盆中心相對(duì)較高,以華池、吳旗地區(qū)最高,由湖盆中心向邊部有機(jī)碳含量逐漸降低。研究區(qū)長(zhǎng)7段泥巖有機(jī)碳含量較高(圖3),主峰值為5%~10%,絕大部分樣品測(cè)得的值都大于5%,長(zhǎng)7段泥巖為優(yōu)質(zhì)的烴源巖。
圖3 鄂爾多斯盆地東南地區(qū)長(zhǎng)7段泥巖TOC頻率Fig.3 TOC frequency distribution of Chang 7 source rock in the southeastern Ordos Basin
研究區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7段有機(jī)母質(zhì)類型主要為腐泥型-混合型(Ⅰ-Ⅱ型),干酪根富類脂組分(>90%),有較高的熱解氫指數(shù)。研究區(qū)旺24井長(zhǎng)7段烴源巖干酪根腐泥組含量高達(dá)93%以上,有機(jī)質(zhì)類型為Ⅰ型,類型好(表1)。在長(zhǎng)7段烴源巖中存在較多的微裂隙,在熒光顯微鏡下可以見到微裂隙兩側(cè)吸附烴類具有機(jī)質(zhì)熒光特征,表明微裂隙為油氣初次運(yùn)移的通道,是烴源巖排烴的直接證據(jù)。
鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組在吳旗—甘泉—慶陽(yáng)—華池一帶熱演化程度達(dá)到最高,鏡質(zhì)體反射率(Ro)達(dá)到1.0%,向周邊地區(qū)Ro值呈環(huán)帶狀降低[20-21]。研究區(qū)長(zhǎng)7烴源巖在西部正寧、西北部太白—槐樹莊林場(chǎng)—東部富縣、直羅一帶,Ro大于1.0%。熱演化程度以研究區(qū)西部、西北部為最高,以西北部為中心向盆地東緣和南緣降低,逐漸降低到0.8%??傮w來看,研究區(qū)延長(zhǎng)組整體已進(jìn)入生油門限,Ro大于0.8%,延長(zhǎng)組經(jīng)歷的最大古地溫主要處于100~150 ℃, 生油凹陷中心已處于成油高峰階段(圖2)[20-22]。
表1 研究區(qū)旺24井干酪根組分及類型Table 1 Kerogen composition and type of Well Wang 24 in study area
研究區(qū)延長(zhǎng)期處于大型坳陷型盆地深湖區(qū),長(zhǎng)7段烴源巖大面積分布,有機(jī)質(zhì)豐度高,類型好,處于生油高峰階段,具有形成致密油藏很好的物質(zhì)基礎(chǔ)。
鄂爾多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組湖相沉積旋回發(fā)育,延長(zhǎng)組各段均發(fā)育泥巖。延長(zhǎng)組上部主要為河流、淺湖、沼澤相沉積的砂、泥巖,暗色泥巖厚度可達(dá)80~120 m,為延長(zhǎng)組油藏的區(qū)域蓋層。長(zhǎng)4+5—長(zhǎng)8段主要為湖相泥巖沉積物,暗色泥巖厚度可達(dá)200 m,也是油藏內(nèi)部的重要蓋層。
晚三疊世以來研究區(qū)主要經(jīng)受了印支、燕山運(yùn)動(dòng)的改造,其中燕山運(yùn)動(dòng)改造最為強(qiáng)烈。三疊紀(jì)末,延長(zhǎng)組頂部遭受剝蝕的強(qiáng)度不大,剝蝕強(qiáng)度具有西強(qiáng)東弱的趨勢(shì),研究區(qū)整體的剝蝕量在100 m左右;中侏羅世末剝蝕事件使研究區(qū)延安組遭到嚴(yán)重剝蝕,在甘泉以南地區(qū)最大剝蝕量達(dá)到250 m;侏羅紀(jì)末剝蝕厚度為200~300 m;早白堊世末以來為最大的一期剝蝕事件,剝蝕厚度由西南向東逐漸增大,到甘泉以東地區(qū)達(dá)1 200 m以上[23-24]。在盆地東南部延長(zhǎng)組不同層位均遭到剝蝕,剝蝕較強(qiáng)。在銅川—白水一線以南,長(zhǎng)7段烴源巖已剝蝕殆盡。在盆地東部延長(zhǎng)組頂部的長(zhǎng)1、長(zhǎng)2油層組遭到大面積剝蝕,在宜君—黃陵—黃龍—英旺以東及旬邑—柳林—銅川以南已缺失長(zhǎng)1段、長(zhǎng)2段,油氣的封蓋能力變差。
研究區(qū)雖然經(jīng)歷較大剝蝕,但主體部位長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6及長(zhǎng)7油層組泥巖分布連續(xù),且由于長(zhǎng)4+5段上部大套泥巖大面積連續(xù)分布,長(zhǎng)4+5-長(zhǎng)10油藏蓋層保存條件良好。
1) 油氣運(yùn)移動(dòng)力
油氣運(yùn)移的驅(qū)動(dòng)力有浮力、構(gòu)造應(yīng)力和異常流體壓力,其中對(duì)油氣運(yùn)移起主要作用的驅(qū)動(dòng)力為地層異常流體壓力,即剩余壓力[7,25-26]。異常過剩地層壓力控制著上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組油氣的油氣初次運(yùn)移,在相當(dāng)程度上也影響了油氣二次運(yùn)移及富集成藏過程。流體運(yùn)移總是遵循從高剩余壓力區(qū)向低剩余壓力區(qū)流動(dòng)的規(guī)律。研究區(qū)在地層達(dá)到最大埋深時(shí)大部分地區(qū)位于延長(zhǎng)組剩余壓力高值區(qū)[27]。
本文應(yīng)用研究區(qū)11口深井測(cè)井資料,采用平衡深度法計(jì)算異常段的壓力,對(duì)正常壓實(shí)段采用靜水壓力梯度法計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明在地層達(dá)到最大埋深時(shí)剩余壓力高幅度增長(zhǎng)層段主要從長(zhǎng)4+5段開始,到長(zhǎng)7段達(dá)到最大,到長(zhǎng)8段有相當(dāng)一部分井剩余壓力明顯降低,個(gè)別井長(zhǎng)9段也存在剩余壓力。在中生代晚期早白堊世時(shí),地溫梯度高,發(fā)生構(gòu)造熱事件[20-22,24],長(zhǎng)7段烴源巖大量生烴,生烴增壓作用明顯,產(chǎn)生過剩壓力,最大值達(dá)10 MPa ,而長(zhǎng)8段、長(zhǎng)6段都不超過5 MPa,存在明顯的壓力差,為油氣向下、向上運(yùn)移提供了動(dòng)力。從剩余壓力與含油性的關(guān)系可以看出研究區(qū)產(chǎn)油層段主要分布在相鄰剩余壓力相對(duì)低值區(qū)和正常壓力區(qū)。
2) 油氣運(yùn)移通道
鄂爾多斯盆地東南區(qū)延長(zhǎng)組節(jié)理、裂縫發(fā)育[28],黃陵地區(qū)不同觀測(cè)點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,該區(qū)以發(fā)育北東東向(或近東西向)和近南北向兩組平面X型共軛剪節(jié)理為特征。宜川地區(qū)不同觀測(cè)點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,該區(qū)發(fā)育近東西和近南北向兩組平面X型共軛剪節(jié)理。節(jié)理溝通了烴源巖與儲(chǔ)層的聯(lián)系[29],節(jié)理與裂縫可作為油氣穿層運(yùn)移的通道(圖4)。
研究區(qū)處于晚三疊世大型坳陷型盆地的深湖區(qū),長(zhǎng)7段砂巖儲(chǔ)層與烴源巖直接接觸,生成的油氣可以直接進(jìn)入儲(chǔ)層,進(jìn)入砂巖儲(chǔ)層后,由于砂體疊置,可以通過砂體進(jìn)行順層運(yùn)移。盆地東南部油氣運(yùn)移存在穿層和順層兩種方式[30]。油氣以節(jié)理、裂縫及砂體爬樓梯方式進(jìn)行垂向穿層運(yùn)移,進(jìn)入儲(chǔ)層后,主要沿砂體向上傾方向進(jìn)行側(cè)向運(yùn)移。
圖4 鄂爾多斯盆地東南地區(qū)延長(zhǎng)組中發(fā)育的節(jié)理及裂縫Fig.4 Joints and fractures of the Yanchang Formation in the southeastern Ordos Basina.宜川縣城旁,長(zhǎng)7段烴源巖及發(fā)育的節(jié)理;b.正10井,1 419.10 m,長(zhǎng)7段,裂縫中充填瀝青(單偏光)
盆地?zé)嵫莼房刂浦蜌獬刹貧v史及成藏時(shí)期[31-32],在對(duì)研究區(qū)埋藏史恢復(fù)的基礎(chǔ)上,恢復(fù)了寧39等井的熱演化史。寧39井熱演化史研究表明中生代早期印支期地溫梯度低,中生界埋藏淺,熱演化程度低,油氣尚未成熟。燕山旋回,由于地層持續(xù)沉降造成的埋深及中生代晚期的構(gòu)造熱事件,使得地溫梯度迅速升高,提高了上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組烴源巖的成熟度,在早白堊世約140~93 Ma延長(zhǎng)組長(zhǎng)7段烴源巖達(dá)到生油高峰期(圖5)。鄂爾多斯盆地中生代晚期早白堊世發(fā)生了構(gòu)造熱事件[20-22,24],構(gòu)造熱事件對(duì)油氣的快速生成、排烴及成藏有重要控制作用,構(gòu)造史熱事件發(fā)生時(shí)期也是油氣重要成藏期[9, 22,32-33]。燕山旋回以后,整個(gè)研究區(qū)整體大幅度抬升,地溫梯度減小,烴源巖埋深變淺,生烴作用逐漸減弱或停止。
研究區(qū)延長(zhǎng)組包裹體測(cè)溫分析表明有兩期包裹體,第一期油氣包裹體均一溫度主要為90~120 ℃,第二期主要為140~150 ℃。由熱演化史圖確定的第一期油氣包裹體為早白堊世早-中期 (約為110~120 Ma),代表了油氣生成和運(yùn)移充注的過程,第二期油氣包裹體為早白堊世晚期(約為93~100 Ma),代表了油氣大規(guī)模聚集成藏的過程。包裹體的兩期代表了油氣充注的兩幕,實(shí)際上反映了一期油氣連續(xù)成藏,油氣主要成藏期為早白堊世[9,22,33-34]①(圖5)。在成巖晚期方解石及晚期形成的裂隙中有大量有機(jī)包裹體分布,也證明油氣成藏主要為成巖晚期[9]。
采用了伊利石測(cè)年法對(duì)研究區(qū)延長(zhǎng)組致密儲(chǔ)層含油砂巖進(jìn)行了伊利石鉀-氬測(cè)年,其結(jié)果為95.6~117.2 Ma,為早白堊世。應(yīng)用研究區(qū)延長(zhǎng)組致密儲(chǔ)層飽和壓力資料計(jì)算的致密油藏成藏時(shí)期也為早白堊世①李文厚,任戰(zhàn)利.鄂爾多斯盆地東南部石油成藏地質(zhì)條件研究.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司重大科研項(xiàng)目研究報(bào)告,2010.②任戰(zhàn)利,梁宇.子長(zhǎng)采油廠資源潛力研究.延長(zhǎng)油田股份有限公司科研項(xiàng)目報(bào)告,2010.。
由包裹體測(cè)溫、盆地?zé)崾?、伊利石測(cè)年、飽和壓力等多種方法確定的盆地東南部延長(zhǎng)組致密油成藏時(shí)期具有很好的一致性,均為早白堊世[9,22,32]。延長(zhǎng)組致密油成藏時(shí)期受中生代晚期構(gòu)造熱事件的控制(圖5),成藏期晚,總體是在早白堊世延長(zhǎng)組儲(chǔ)層已致密的背景下成藏的。
鄂爾多斯盆地大量的勘探實(shí)踐表明延長(zhǎng)組油藏的形成和分布主要受延長(zhǎng)組生油凹陷的控制[7],長(zhǎng)7段優(yōu)質(zhì)烴源巖生成的油氣可沿橫向疊置的砂體及微裂縫向上、向下運(yùn)移,砂體及微裂縫是石油運(yùn)移的主要通道。三角洲水下分流河道、湖相濁積巖等是油氣富集的重要場(chǎng)所[2-3,35-36]。研究區(qū)長(zhǎng)7段、長(zhǎng)6段濁積砂體、三角洲前緣分流河道砂體中為主要含油部位,儲(chǔ)層致密,物性較差,為典型的致密油。
以研究區(qū)長(zhǎng)7油層組為例,已發(fā)現(xiàn)的長(zhǎng)7油層主要分布于深湖區(qū)濁積扇中(圖6)。研究區(qū)深湖區(qū)面積大,發(fā)育優(yōu)質(zhì)源巖,濁積扇砂體發(fā)育,儲(chǔ)層致密[2,7,36],源儲(chǔ)大面積接觸,源儲(chǔ)配置關(guān)系很好,致密油為短距離運(yùn)移,就近成藏。在盆地東南部長(zhǎng)7段優(yōu)質(zhì)烴源巖大面積分布,源儲(chǔ)大面積接觸的背景下,長(zhǎng)7段致密油的分布及富集主要受沉積微相及儲(chǔ)層物性的控制。
1) 沉積微相對(duì)致密油聚集的控制作用。
研究區(qū)目前發(fā)現(xiàn)的長(zhǎng)7段致密油藏為受巖性、物性控制的巖性油氣藏。儲(chǔ)層含油性受沉積微相的控制。
長(zhǎng)7段深湖區(qū)濁積扇砂體較為發(fā)育,研究區(qū)內(nèi)有較好油顯示的井位大部分分布在濁積扇扇中部位,已發(fā)現(xiàn)的油層分布主要分布在研究區(qū)西部深湖區(qū)厚濁積扇砂體中(圖6),其中長(zhǎng)71、長(zhǎng)72段都有油氣顯示,且以長(zhǎng)71更優(yōu)。西部深湖區(qū)的塔兒灣區(qū)長(zhǎng)7段厚濁積砂體區(qū)是致密油的富集區(qū)。隨著油氣勘探工作及研究工作的深入,會(huì)在深湖區(qū)濁積扇砂體中發(fā)現(xiàn)更多的致密油藏。
圖5 寧39井延長(zhǎng)組致密油成藏期次與構(gòu)造熱事件對(duì)應(yīng)關(guān)系Fig.5 Correlation of tight oil accumulation period of the Yanchang Formation with tectonic-thermal events in Well Ning 39
2) 儲(chǔ)層物性是影響致密油富集的關(guān)鍵因素。
儲(chǔ)層物性對(duì)致密油的富集起最主要控制作用,通常砂體的空間展布與儲(chǔ)層物性的平面展布具有一致性,通常在砂體連片、厚度大、分布廣的區(qū)域,也是儲(chǔ)層孔隙度較大、滲透率值較高的區(qū)域,其含油性也普遍較好(圖6)。
研究區(qū)長(zhǎng)7油層組以極細(xì)砂、細(xì)砂巖為主,孔隙類型為粒間溶孔及剩余粒間孔。在深湖區(qū)的寧33井、塔1井長(zhǎng)7段濁積扇砂體中試油見高產(chǎn)工業(yè)油流,試油產(chǎn)量分別為30.6 t/d及23.63 t/d,儲(chǔ)層平均孔隙度均小于9%,滲透率為0.3×10-3μm2,為低孔、特低滲儲(chǔ)層,屬典型的致密油。
研究區(qū)長(zhǎng)7段致密油藏形態(tài)多呈透鏡體狀,油藏的分布平面上明顯受砂體展布的控制。在生烴凹陷生成的油氣向周圍砂體運(yùn)移過程中,當(dāng)遇到砂層側(cè)向相變以及儲(chǔ)層物性變差時(shí)即聚集成藏。儲(chǔ)層物性條件較好的層段是致密油富集的主要部位,以長(zhǎng)7油層為例,研究區(qū)西部濁積砂體發(fā)育,儲(chǔ)層物性較好,源儲(chǔ)大面積接觸、配置關(guān)系很好,是致密油富集的主要場(chǎng)所??v向上長(zhǎng)71亞段儲(chǔ)層更為發(fā)育,儲(chǔ)層物性較好,因此71段是致密油發(fā)育的主要層段。
裂縫對(duì)彌補(bǔ)儲(chǔ)層物性差,促進(jìn)油氣運(yùn)移及聚集有著重要意義[7,37]。在盆地東南部?jī)?chǔ)層物性普遍較差的背景下,延長(zhǎng)組長(zhǎng)6段、長(zhǎng)7段裂縫發(fā)育段試油井產(chǎn)量普遍很高,如塔1井、塔15井、寧33井長(zhǎng)7段裂縫發(fā)育段,試油日產(chǎn)油量可達(dá)20.74~30.6 t/d,表明裂縫改善了儲(chǔ)層物性,裂縫對(duì)致密油的富集有重要影響。
圖6 鄂爾多斯盆地東南地區(qū)長(zhǎng)7段砂體厚度、沉積微相與油層分布關(guān)系Fig.6 Distribution map of sandbody thickness,sedimentary microfacies and tight oil reservoir of Chang7 in the southeastern Ordos Basin
綜上所述可以看出鄂爾多斯東南部致密油的分布主要受沉積微相和儲(chǔ)層物性控制,其中儲(chǔ)層物性是最關(guān)鍵的控制因素,裂縫對(duì)儲(chǔ)層物性的改善有重要的影響。
盆地東南區(qū)致密油主要分布于長(zhǎng)63、長(zhǎng)71、長(zhǎng)81油層亞組,其次為長(zhǎng)61、長(zhǎng)62和長(zhǎng)72油層亞組。長(zhǎng)6段、長(zhǎng)7段、長(zhǎng)8段是鄂爾多斯盆地東南部延長(zhǎng)組的主力勘探層系,也是油致密油的主要勘探層位。綜合研究區(qū)三疊系延長(zhǎng)組致密油成藏條件、源儲(chǔ)配置關(guān)系及致密油富集控制因素,認(rèn)為盆地東南部延長(zhǎng)組長(zhǎng)6段、長(zhǎng)7段、長(zhǎng)8段致密油具有廣闊勘探前景,致密油主要分布于深湖相濁積砂體、三角洲前緣分流河道砂體中。
1) 鄂爾多斯盆地東南部研究區(qū)中生界各構(gòu)造層構(gòu)造展布特征具有很好的繼承性,表現(xiàn)為平緩的斜坡,缺乏背、向斜構(gòu)造。盆地東南緣燕山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)最為強(qiáng)烈,早白堊世之后,盆地大幅抬升剝蝕,對(duì)油氣保存不利。
2) 鄂爾多斯盆地東南部延長(zhǎng)組具有形成致密油的良好地質(zhì)條件,延長(zhǎng)組長(zhǎng)7段沉積時(shí)期處于大型坳陷型盆地的沉積中心部位,為深湖相沉積,發(fā)育優(yōu)質(zhì)烴源巖,延長(zhǎng)組長(zhǎng)6段-長(zhǎng)8砂體普遍較細(xì),儲(chǔ)層物性較差,源儲(chǔ)大面積接觸,源儲(chǔ)配置關(guān)系好。
3) 通過包裹體測(cè)溫、盆地?zé)崾?、伊利石測(cè)年等多種方法確定了盆地東南部延長(zhǎng)組致密油藏成藏時(shí)期主要為早白堊世(93~120 Ma),致密油成藏期受構(gòu)造熱事件控制,成藏期晚,延長(zhǎng)組致密油藏總體是在儲(chǔ)層致密的背景下成藏的。
4) 東南部長(zhǎng)7段優(yōu)質(zhì)烴源巖大面積分布,致密油的分布主要受沉積微相、儲(chǔ)層物性的控制。其中儲(chǔ)層物性是三疊系延長(zhǎng)組致密油富集、高產(chǎn)的關(guān)鍵。長(zhǎng)6、長(zhǎng)7、長(zhǎng)8油層組是盆地東南部延長(zhǎng)組致密油的主力勘探層系。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 賈承造,鄭民,張永峰.中國(guó)非常規(guī)油氣資源與勘探開發(fā)前景[J].石油勘探與開發(fā),2012,39(2):129-135.
Jia Chengzao,Zheng Min,Zhang Yongfeng.Unconventional hydrocarbon resources in China and the prospect of exploration and development[J].Petroleum Exploration and Development,2012,39(2):129-136.
[2] 楊華,李士祥,劉顯陽(yáng).鄂爾多斯盆地致密油、頁(yè)巖油特征及資源潛力[J].石油學(xué)報(bào),2013,34(1):1-11.
Yang Hua,Li Shixiang,Liu Xianyang.Characteristics and resoure prospects of tight oil and shale oil in Ordos basin[J].Acta Petrolei Sinica,2013,34(1):1-11.
[3] 楊華,付金華,何海清,等.鄂爾多斯華慶地區(qū)低滲透巖性大油區(qū)形成與分布[J].石油勘探與開發(fā),2012,39(6):641-648.
Yang Hua,Fu Jinhua,He Haiqing,et al.Formation and distribution of large low-permeability lithologic oil regions in Huaqing,Ordos Basin[J].Petroleum Exploration and Development,2012,39(6):641-648.
[4] 郭彥如,劉俊榜,楊華,等.鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組低滲透致密巖性油藏成藏機(jī)理[J].石油勘探與開發(fā),2012,39(4):417-424.
Guo Yanru,Liu Junbang,Yang Hua,et al.Hydrocarbon accumulation mechanism of low permeable tight lithologic oil reservoirs in the Yanchang Formation,Ordos Basin,China[J].Petroleum Exploration and Development,2012,39(4):417-424.
[5] 賈承造,鄒才能,李建忠,等.中國(guó)致密油評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、主要類型、基本特征及資源前景[J].石油學(xué)報(bào),2012,33(3):343-350.
Jia Chengzao,Zou Caineng,Li Jianzhong,et al.Assessment criteria,main types,basic features and resource prospects of the tight oil in China[J].Acta Petrolei Sinica,2012,33(3):333-350.
[6] 鄒才能,朱如凱,吳松濤,等.常規(guī)與非常規(guī)油氣聚集類型、特征機(jī)理及展望—以中國(guó)致密油和致密氣為例[J].石油學(xué)報(bào).2012.33(2):173-185.
Zou Caineng,Zhu Rukai,Wu Songtao,et al.Types,characteristics,genesis and prospects of conventional and unconventional hydrocarbon accumulations:taking tight oil and tight gas in China as an instance[J].Acta Petrolei Sinica,2012,33(2):173-185.
[7] 楊華,劉顯陽(yáng),張才利,等.鄂爾多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組低滲透巖性油藏主控因素及其分布規(guī)律[J].巖性油氣藏,2007,19(3):1-6.
Yang Hua,Liu Xianyang,Zhang Caili,et al.The main controlling factors and distribution of low permeability lithologic reservoirs of Triassic Yanchang Formation in Ordos Basin[J].Lithologic Reservoirs,2007,19(3):1-6.
[8] 牛小兵,馮勝斌,劉飛,等.低滲透致密砂巖儲(chǔ)層中石油微觀賦存狀態(tài)與油源關(guān)系——以鄂爾多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組為例[J].石油與天然氣地質(zhì),2013,34(3):288-293.
Niu Xiaobing,Feng Shengbin,Liu Fei,et al.Microscopic occurrence of oil in tight sandstones and its relation with oil sources—a case study from the Upper Triassic Yanchang Formation,Ordos Basin[J].Oil & Gas Geology,2013,34(3):288-293.
[9] 梁宇,任戰(zhàn)利,史政,等.鄂爾多斯盆地富縣-正寧地區(qū)延長(zhǎng)組油氣成藏期次[J].石油學(xué)報(bào),2011,32(5):741-748.
Liang Yu,Ren Zhanli,Shi Zheng,et al.Classification of hydrocarbon accumulation phases of the Yanchang Formation in the Fuxian-Zhengning area,Ordos Basin[J].Acta Petrolei Sinica,2011,32(5):741-748.
[10] 鄧秀芹,劉新社,李士祥.鄂爾多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組超低滲透儲(chǔ)層致密史與油藏成藏史[J].石油與天然氣地質(zhì),2009,30(2):156-161.
Deng Xiuqin,Liu Xinshe,Li Shixiang.The relationship between compacting history and hydrocarbon accumulating history of the super-low permeability reservoirs in the Triassic Yanchang Formation in the Ordos Basin[J].Oil & Gas Geology,2009, 30( 2) :156- 161.
[11] 楊俊杰.鄂爾多斯盆地構(gòu)造演化與油氣分布規(guī)律[M].北京:石油工業(yè)出版社,2002.
Yang Junjie.Tectonic evolution and hydrocarbon distribution of Ordos Basin[M].Beijing:Petroleum Industry Press,2002.
[12] 趙重遠(yuǎn),劉池洋.華北克拉通沉積盆地形成與演化及其油氣賦存[M].西安:西北大學(xué)出版社,1990.
Zhao Chongyuan,Liu Chiyang.The formation,evolution of the basin and the oil-gas reservoir in the North China craton[M].Xi’an:Northwest University Press,1990.
[13] 李文厚,龐軍剛,曹紅霞,等.鄂爾多斯盆地晚三疊世延長(zhǎng)期沉積體系及巖相古地理演化[J].西北大學(xué)學(xué)報(bào),2009,39(3):501-506.
Li Wenhou,Pang Jungang,Cao Hongxia,et al.Depositional system and paleogeographic evolution of the late Triassic Yanchang Stage in Ordos Basin[J].Journal of Northwest University,2009,39(3):501-506.
[14] 高山林,韓慶軍,楊華,等.鄂爾多斯盆地燕山運(yùn)動(dòng)及其與油氣關(guān)系[J].長(zhǎng)春科技大學(xué)學(xué)報(bào),2000,30(4):353-358.
Gao Shanlin,Han Qingjun,Yang Hua,et al.Yanshanina movement in Ordos basin and its relationship with distribution of oil and gas[J].Journal of Changchun University of Science and Technology,2000,30(4):353-358.
[15] 劉紹龍.華北地區(qū)大型三疊紀(jì)原始沉積盆地的存在[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),1986,66(2):128-138.
Liu Shaolong.The existence of a large-scale triassic sedimentary basin in north China[J].Acta Geologica Sinica,1986,66(2):128-138.
[16] 周慶凡,楊國(guó)豐.致密油與頁(yè)巖油的概念與應(yīng)用[J].石油與天然氣地質(zhì),2012,33(4):541-544,570.
Zhou Qingfan,Yang Guofeng.Definition and application of tight oil and shale oil terms[J].Oil & Gas Geology,2012,33(4):541-544,570.
[17] 張文正,楊華,楊奕華,等.鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7優(yōu)質(zhì)烴源巖的巖石學(xué)、元素地球化學(xué)特征及發(fā)育環(huán)境[J].地球化學(xué),2008,37(1):59-64.
Zhang Wenzheng,Yang Hua,Yang Yihua,et al.Petrology and element geochemistry and development environment of Yanchang Formation Chang-7 high quality source rocks in Ordos Basin[J].Geochemica,2008,37(1):59-64.
[18] 張文正,楊華,李劍鋒,等.論鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段優(yōu)質(zhì)油源巖在低滲透油氣成藏富集中的主導(dǎo)作用——強(qiáng)生排烴特征及機(jī)理分析[J].石油勘探與開發(fā),2006,33(3):289-293.
Zhang Wenzheng,Yang Hua,Li Jianfeng,et al.Leading effect of high-class source rock of Chang 7 in Ordos Basin on enrichment of low permeability oil-gas accumulation:hydrocarbon generation and expulsion mechanism[J].Petroleum Exploration and Development,2006,33(3):289-293.
[19] 周進(jìn)高,姚根順,鄧紅嬰,等.鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)9油層組勘探潛力分析[J].石油勘探與開發(fā),2008,35(3):289-293.
Zhou Jingao,Yao Genshun,Deng Hongying,et al.Exploration potential of Chang 9 member,Yanchang Formation,Ordos Basin[J].Petroleum Exploration and Development,2008,35(3):289-293.
[20] 任戰(zhàn)利,趙重遠(yuǎn),張軍,等.鄂爾多斯盆地古地溫研究[J].沉積學(xué)報(bào),1994,12(1):56-65.
Ren Zhanli,Zhao Chongyuan,Zhang Jun,et al.Research on paleotemperature in the Ordos basin[J].Acta Sedimentologica Sinica,1994,12(1):56-65.
[21] 任戰(zhàn)利,張盛,高勝利,等.鄂爾多斯盆地?zé)嵫莼潭犬惓7植紖^(qū)及形成時(shí)期探討[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),2006,80(5):674-684.
Ren Zhanli,Zhang Sheng,Gao Shengli,et al.Research on region of maturation anomaly and formation time in Ordos basin[J].Acta Geologica Sinica,2006,80(5):674-684.
[22] 任戰(zhàn)利,張盛,高勝利,等.鄂爾多斯盆地構(gòu)造熱演化史及其成藏成礦意義[J].中國(guó)科學(xué)(D輯地球科學(xué)),2007,37卷增刊Ⅰ:23-32.
Ren Zhanli,Zhang Sheng,Gao Shengli,et al.Tectonic thermal history and it s signif-icance on the formation of oil and gas accumulation and mineral deposit in Ordos Basin[J].Science in China Series D:Earth Sciences,2007,37(SupplementⅠ):23-32.
[23] 陳瑞銀,羅曉容,陳占坤,等.鄂爾多斯盆地中生代地層剝蝕量估算及其地質(zhì)意義[ J].地質(zhì)學(xué)報(bào),2006,80(5):685 -693.
Chen Ruiyin,Luo Xiaorong,Chen Zhankun,et al.Estimation of denudation thickness of Mesozoic stata in the Ordos basin and its geolo-gical significance[J].Acta Geologica Sinica,2006,80(5):685-693.
[24] 任戰(zhàn)利.利用磷灰石裂變徑跡法研究鄂爾多斯盆地地?zé)崾穂J].地球物理學(xué)報(bào),1995,38(3):339-349.
Ren Zhanli.Thermal history of Ordoa basin assessed by apatite fission track analysis[J].Acta Geophysica Sinica,1995,38(3):339-349.
[25] 李明誠(chéng),李劍.動(dòng)力圈閉-低滲透致密儲(chǔ)層中油氣充注成藏的主要作用[J],石油學(xué) 報(bào),2010,31(5):718-722.
Li Mingcheng,Li Jian.Dynamic trap:a main action of hydrocarbon charging to form accumulations in low permeability tight reservoir[J].Acta Petrolei Sinica,2010,31(5):718-722.
[26] 趙文智,鄒才能,谷志東,等.砂巖透鏡體油氣成藏機(jī)理初探[J].石油勘探與開發(fā),2007,34(3):273-284.
Zhao Wenzhi,Zou Caineng,Gu Zhidong,et al.Preliminary discussion on accumulation mechanism of sand lens reservoirs[J].Petroleum Exploration and Development,2007,34(3):273-284.
[27] 席勝利,劉新社,王濤.鄂爾多斯盆地中生界石油運(yùn)移特征分析[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2004,26(3):229-235.
Xi Shengli,Liu Xinshe,Wang Tao.Analysis on the migration characteristics of the Mesozoic petroleum in the Ordos Basin[J].Petroleum Geology & Experiment,2004,26(3):229- 235.
[28] 田亞銘,施澤進(jìn),宋江海,等.鄂爾多斯盆地東南緣延長(zhǎng)組砂巖儲(chǔ)集層裂縫特征研究[J].地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào),2009,15(3):281-289.
Tian Yaming,Shi Zejin,Song Jianghai,et al.Characteristics of fractures in sandstone reservoirs of Yanchang Formation in southeastern Ordos basin[J].Journal of Geomechanics,2009,15(5):281-289.
[29] 張金功,袁政文.泥質(zhì)巖裂縫油氣藏的成藏條件及資源潛力[J].石油與天然氣地質(zhì),2002,23(4):336-338,347.
Zhang Jingong,Yuan Zhengwen.Formation and potential of fractured mudstone reservoirs[J].Oil & Gas Geology,2002,23(4):336-338,347.
[30] 席勝利,劉新社.鄂爾多斯盆地中生界石油二次運(yùn)移通道研究[J].西北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2005,35( 5):138-142.
Xi Shengli,Liu Xinshe.Petroleum secondary migration pathway in Mesozoic period,Ordos Basin[J].Journal of Northwest University:Natural Science Edition,2005,35(5):138-142.
[31] 任戰(zhàn)利,劉麗,崔軍平,等.盆地構(gòu)造熱演化史在油氣成藏期次研究中的應(yīng)用[J].石油與天然氣地質(zhì),2008,29(4):502-506.
Ren Zhanli,Liu Li,Cui Junping,et al.Application of tectonic-thermal evolution history to hydrocarbon accumulation timing in sedimentary basins[J].Oil & Gas Geology,2008,29(4):502-506.
[32] 任戰(zhàn)利.中國(guó)北方沉積盆地構(gòu)造熱演化史研究[M].北京:石油工業(yè)出版社,1999.
Ren Zhanli.Research on tectonic-thermal evolution history in sediment ary basins of north China[M].Beijing:Petroleum Industry Press,1999.
[33] 任戰(zhàn)利.鄂爾多斯盆地?zé)嵫莼放c油氣關(guān)系的研究[J].石油學(xué)報(bào),1996,17(1):17-24.
Ren Zhanli.Research on the relations between geothermal history and oil-gas accumulation in the Ordos basin[J].Acta Petrolei Sinica,1996,17(1):17-24.
[34] 黃志龍,江青春,席勝利,等.鄂爾多斯盆地陜北斜坡帶三疊系延長(zhǎng)組和侏羅系油氣成藏期研究[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,24 (1):21-25.
Huang Zhilong,Jiang Qingchun,Xi Shengli,et al .Study on oil and gas accumulation period of Yanchang Formation of Triassic and Jurassic in North Shaanxi slope zone,Ordos Basin[J].Journal of Xi’an Shiyou University:Natural Science Edition,2009,24(1) :21 -25.
[35] 喻建,宋江海,向惠.鄂爾多斯盆地中生界隱蔽性油氣藏成藏規(guī)律[J].天然氣工業(yè),2004,24(12):35-37.
Yu Jian,Song Jianghai,Xiang Hui.Subtle reservoir formation law of mesozonic in Ordos basin[J].Natural Gas Industry,2004,24(12):35-37.
[36] 姚涇利,鄧秀芹,趙彥德,等.鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組致密油特征[J].石油勘探與開發(fā),2013,40(2):150-158.
Yao Jingli,Deng Xiuqin,Zhao Yande,et al.Characteristics of tight oil in Triassic Yanchang Formation,Ordos Basin[J].Petroleum Exploration and Development,2013,40(2):150-158.
[37] 張哨楠,丁曉琪.鄂爾多斯盆地南部延長(zhǎng)組致密砂巖儲(chǔ)層特征及其成因[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2010,37(4):386-393.
Zhang Shaonan,Ding Xiaoqi.Characters and causes of tight sandstones of Yanchang Formation in southern Ordos Basin,China[J].Journal of Chengdu University of Technology,2010,37(4):386-393.