鄂爾多斯盆地南部致密油沉積環(huán)境分析

張朔熙 ，陳西泮 ，王建華 ，張坤鵬 ，劉秀嬋

（1.延安大學(xué)石油工程與環(huán)境工程學(xué)院，陜西延安 716000；2.延長(zhǎng)油田股份有限公司富縣采油廠，陜西延安 716000；3.延長(zhǎng)油田股份有限公司旬邑指揮部，陜西旬邑 711300）

致密油作為現(xiàn)今非常規(guī)油氣中的一大主力資源，在國(guó)內(nèi)外已有多年研究。鄂爾多斯盆地為國(guó)內(nèi)致密油資源主力區(qū)域，尤其是三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)7致密油，分布范圍廣，特征明顯，資源豐富。究其主要原因，沉積環(huán)境起到了至關(guān)重要的控制作用。近年來(lái)，對(duì)鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7致密油研究多集中在盆地北部及西南部，對(duì)于南部地區(qū)，如富縣、旬邑、下寺灣、黃陵地區(qū)致密油研究相對(duì)較淺，本文就南部區(qū)域致密油沉積環(huán)境及其形成的砂巖特征進(jìn)行分析，能夠有力地推動(dòng)盆地南部致密油研究與開(kāi)采。

1 概況

鄂爾多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組時(shí)期，受區(qū)域印支構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，不斷發(fā)生下沉，并在該期下沉速率較高，所以沉積了一套較厚的沉積巖，為延長(zhǎng)組地層[1]，三疊紀(jì)末期，沉積的厚層沉積物的作用下，產(chǎn)生強(qiáng)烈的壓實(shí)作用，造成大量原生孔隙喪失，剩余的原生孔隙及后期形成的次生孔隙成為現(xiàn)今油氣儲(chǔ)集的有利空間。盆地內(nèi)部經(jīng)過(guò)雨水的充填形成典型內(nèi)陸型湖泊，加之周圍河流的匯入等一系列地質(zhì)作用，盆地內(nèi)跟致密油有關(guān)的儲(chǔ)層沉積巖聚集環(huán)境大致包含四類：湖泊環(huán)境、地震/火山導(dǎo)致濁流環(huán)境、深水重力流環(huán)境、三角洲環(huán)境[2，3]，四種環(huán)境下形成的粗砂巖、細(xì)砂巖成為近距離運(yùn)移成藏的致密油的良好儲(chǔ)存環(huán)境。

盆地南部區(qū)域響應(yīng)和繼承了盆地的所有變遷與演化，致密油聚集的長(zhǎng)6、長(zhǎng)7、長(zhǎng)8期均經(jīng)歷了盆地的變化，三個(gè)時(shí)期受到不同物源、外動(dòng)力及重力流等因素影響，主要處于湖成三角洲環(huán)境。在此環(huán)境下，三角洲前緣中河道砂體、滑塌砂體、碎屑流砂體及濁積砂體為致密油主要存儲(chǔ)環(huán)境[4]，各區(qū)域又分別表現(xiàn)出各自的特征。

2 沉積巖及沉積相特征

2.1 旬邑地區(qū)特征

旬邑位于盆地最南端，構(gòu)造上屬坡折帶，受到物源充足、沉積演化快的特點(diǎn)影響[5]。三疊系地層中含油層位集中在長(zhǎng)2、長(zhǎng)6、長(zhǎng)8，其中，目前認(rèn)為屬致密油的為長(zhǎng)8地層。長(zhǎng)7期與盆地沉積背景相呼應(yīng)，處于湖泊環(huán)境下，發(fā)育半深湖、深湖滑塌沉積與重力流沉積物。砂巖沉積原因豐富，厚度充足。長(zhǎng)8期伴隨湖盆的縮減與河流地質(zhì)作用，形成了以三角洲為主的沉積環(huán)境，致密油主要存儲(chǔ)在該時(shí)期形成的三角洲前緣水下分流河道砂體中，除此，還有部分原油聚集在坡折帶重力滑塌形成的砂體中。長(zhǎng)73發(fā)育的平均厚約20 m的烴源巖作為致密油有利來(lái)源。

致密油主力層位長(zhǎng)81砂巖類型以長(zhǎng)石砂巖、巖屑長(zhǎng)石砂巖多見(jiàn)，碎屑組分中除長(zhǎng)石、石英外，巖屑以變質(zhì)巖巖屑為主。填隙物中膠結(jié)物有泥質(zhì)、碳酸鹽巖，雜基以泥質(zhì)為主。沉積物整體表現(xiàn)出粒度細(xì)，結(jié)構(gòu)成熟度、成分成熟度均表現(xiàn)為中等-低。

2.2 黃陵地區(qū)特征

黃陵地區(qū)地處盆地南部中間，在盆地油氣資源中有一定貢獻(xiàn)。主要產(chǎn)油層位為長(zhǎng)2、長(zhǎng)6，目前認(rèn)為長(zhǎng)6為典型致密油藏。長(zhǎng)6期黃陵地區(qū)伴隨湖盆縮小、沉積厚度增大，加之東北、西南兩大物源共同作用下，發(fā)生重力流沉積，包含砂質(zhì)碎屑流沉積、濁流沉積、滑塌沉積[6]，其中黃陵地區(qū)長(zhǎng)6期以深湖砂質(zhì)碎屑流沉積、深湖濁流沉積為主，致密油聚集在深水三角洲前緣環(huán)境。

沉積巖巖性上濁積巖或碎屑巖都以長(zhǎng)石砂巖、長(zhǎng)石巖屑砂巖、巖屑長(zhǎng)石砂巖為主。不同之處在于濁積巖雜基中泥質(zhì)含量較多。結(jié)構(gòu)成熟度與成分成熟度均屬于低。

2.3 富縣地區(qū)特征

富縣地區(qū)在延長(zhǎng)期處于湖盆發(fā)育的高潮期，在盆地沉積演化背景下，三疊紀(jì)主要發(fā)育砂質(zhì)碎屑流沉積與地震事件形成震碎角礫巖、液化網(wǎng)狀砂脈[7，8]。致密油分布在長(zhǎng)7、長(zhǎng)8層位中，在延長(zhǎng)期發(fā)生的地震事件造成的微裂縫、為斷層為致密油的運(yùn)移有一定貢獻(xiàn)作用。但長(zhǎng)7致密油主要儲(chǔ)集于長(zhǎng)7上部的三角洲前緣和濁積扇砂體中[9]，長(zhǎng)8致密油集中在三角洲前緣水下分流河道砂體中，兩者均在前緣末端斜坡帶發(fā)生砂質(zhì)碎屑流沉積，也為致密油的存儲(chǔ)作出了較大貢獻(xiàn)。

長(zhǎng)7油層組砂巖類型以長(zhǎng)石砂巖為主，巖屑成分以變質(zhì)巖巖屑為主，顆粒結(jié)構(gòu)成熟度與成分成熟度中等。長(zhǎng)8砂巖類型為長(zhǎng)石砂巖、巖屑長(zhǎng)石砂巖，填隙物以膠結(jié)物為主，結(jié)構(gòu)成熟度與成分成熟度表現(xiàn)為低。

2.4 甘泉地區(qū)特征

甘泉地區(qū)緊鄰延安市，構(gòu)造上平緩。致密油分布的長(zhǎng)7期處于淺湖-深湖過(guò)渡時(shí)期[10，11]，隨著湖泊水的增加，大量的生物會(huì)隨著時(shí)間的推移，死亡、埋藏、變?yōu)樨S富的有機(jī)質(zhì)，作為有利的烴源巖。在此過(guò)程中，由于水動(dòng)力增加，會(huì)產(chǎn)生濁流攜帶一些細(xì)粒砂體搬運(yùn)，當(dāng)濁流動(dòng)力變小，加之地勢(shì)平緩時(shí)，砂體未經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離搬運(yùn)而沉積下來(lái)，這些濁積巖聚集形成的濁積河道成為了下寺灣地區(qū)致密油儲(chǔ)集層。巖性上主要為巖屑長(zhǎng)石砂巖，以粉細(xì)砂巖為主，填隙物中以膠結(jié)物為主。結(jié)構(gòu)成熟度與成分成熟度表現(xiàn)為中等-低。

3 優(yōu)勢(shì)沉積微相展布與致密油分布

盆地南部各區(qū)域致密油聚集于未經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)距離搬運(yùn)、離烴源巖較近的砂巖中，各類型砂巖聚集成藏后，在平面上展現(xiàn)出一定的沉積相帶，研究沉積相帶的規(guī)模、分布來(lái)掌握砂巖的厚度與分布范圍，為尋找或研究致密油有貢獻(xiàn)意義。

南部四個(gè)區(qū)域均受到區(qū)域上構(gòu)造與沉積環(huán)境的影響，長(zhǎng)8湖盆鼎盛時(shí)期，湖泊周圍隨著物源供給帶來(lái)大量砂體形成三角洲砂體；長(zhǎng)7期，盆地南部下降，湖水大量進(jìn)入，帶入砂體發(fā)生碎屑流沉積、濁流沉積及滑塌沉積；長(zhǎng)6期湖泊收縮、砂體大范圍進(jìn)入湖泊邊緣，形成多個(gè)湖成三角洲。各時(shí)期沉積的砂體為致密油的存儲(chǔ)提供了良好的空間。不同的微相對(duì)致密油存儲(chǔ)有不同的影響（見(jiàn)圖1）。

旬邑地區(qū)目前勘探程度、范圍較其他區(qū)域低。長(zhǎng)81致密油所處沉積環(huán)境為水下分流河道、水下天然堤部分。究其優(yōu)勢(shì)沉積微相，為水下分流河道微相，受到東北物源的影響，由于旬邑地區(qū)地處陜北斜坡最南部，離物源遠(yuǎn)，所以物源單一、無(wú)疊加，河道中央砂體厚度不大，一般大于20 m，砂地比大于0.5（見(jiàn)圖1-a）。

富縣地區(qū)長(zhǎng)82致密油近年來(lái)受到關(guān)注，并取得產(chǎn)量突破。致密油主要聚集在湖進(jìn)時(shí)期形成的三角洲前緣水下分流河道中。受到物源充足的影響，砂體厚度大于20 m、砂地比大于0.5者為最有利致密油聚集環(huán)境，尤其在河道交會(huì)處，砂體疊加，厚度增大，較厚處大于25 m，單井日產(chǎn)油高者，日產(chǎn)油7 t（如L46井）（見(jiàn)圖1-b）。

黃陵地區(qū)長(zhǎng)6致密油存儲(chǔ)在湖成三角洲前緣水下分流河道微相中，河道砂體大于20 m，砂地比大于0.7為最有利致密油存儲(chǔ)環(huán)境，試油、產(chǎn)量結(jié)果都較好。更有高者，砂體厚度大于35 m，累計(jì)產(chǎn)油280 t。水下天然堤、水下分流間灣亦存在砂體，但由于砂體存儲(chǔ)不穩(wěn)定、厚度薄等特點(diǎn)不易保存致密油，如若保留砂體，致密油不易運(yùn)移至此處（見(jiàn)圖1-c）。

下寺灣地區(qū)致密油主要層位為長(zhǎng)7，致密油富集或產(chǎn)量較高區(qū)域除集中在水下分流河道以外，另一個(gè)優(yōu)勢(shì)沉積微相為濁積水道，沉積砂巖厚度較水下分流河道厚度薄、范圍小為特點(diǎn)，產(chǎn)量較高處（日產(chǎn)大于2.0 t）砂厚大于15 m，砂地比大于0.7（見(jiàn)圖1-d）。

圖1 鄂爾多斯盆地南部四個(gè)區(qū)域沉積微相平面圖

圖1 鄂爾多斯盆地南部四個(gè)區(qū)域沉積微相平面圖

4 結(jié)論

三疊紀(jì)鄂爾多斯盆地南部區(qū)域（富縣、甘泉、旬邑、黃陵）位于湖泊環(huán)境，主要發(fā)育三角洲前緣、淺湖-深湖兩個(gè)亞相。砂巖發(fā)生運(yùn)動(dòng)沉積的模式有重力滑塌沉積、碎屑流沉積、濁流沉積、水下分流河道。沉積物均以細(xì)砂巖為主，結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度中等-低。

受湖岸線變化影響，水下河道微相地處水下構(gòu)造高處，顆粒沉積厚度大。厚度大于15 m，砂地比大于0.5為致密油優(yōu)勢(shì)微相帶，均表現(xiàn)出較高產(chǎn)量。此外，甘泉地區(qū)除上述微相外，湖下濁流攜帶砂體在構(gòu)造高點(diǎn)沉積，形成濁積水道，雖然砂巖厚度較薄，但就產(chǎn)量而看，該微相也可作為致密油優(yōu)勢(shì)微相。