旬邑地区延长组成藏主控因素及成藏模式

2014-08-04师清高刘高红延长油田股份有限公司旬邑勘探开发项目指挥部陕西咸阳711300

石油天然气学报 2014年12期

关键词：组烃源岩运移

师清高,刘高红 (延长油田股份有限公司旬邑勘探开发项目指挥部,陕西咸阳711300)

王冬冬 (北京华油明信能源技术有限责任公司,北京102200)

旬邑地区延长组成藏主控因素及成藏模式

师清高,刘高红 (延长油田股份有限公司旬邑勘探开发项目指挥部,陕西咸阳711300)

王冬冬 (北京华油明信能源技术有限责任公司,北京102200)

通过对旬邑地区长7油层组烃源岩评价认为,该区有机质丰度高,有机质类型主要为Ⅰ型和Ⅱ型,且总体达到成熟阶段;长2、长6～长9油层组砂岩属于低孔、低渗储层,有效砂体是该区的主力油气富集层系;长7油层组异常高压是油气初次运移的主要动力。旬邑地区油气成藏的主要控制因素是优质烃源岩、有效砂体和异常高压等条件。该区存在2种油气成藏模式 (近源成藏和远源成藏),并形成以长7油层组烃源岩为生油源的4套生、储、盖组合 (源下成藏、源内成藏、源上成藏和远源成藏)。

优质烃源岩;有效砂体;异常高压;近源成藏;远源成藏

1 区域地质背景

旬邑地区构造上位于鄂尔多斯盆地南部渭北隆起与陕北斜坡连接部位,构造相对复杂,总体上呈现出 “南高北低、东高西低”的构造格局。该区地层产状变化较大,北部为一平缓的近南北向展布的西倾单斜,南部地层向南抬升,地层总体上向东南抬升,局部发育鼻状隆起[1～3]。其中,西南部延长组保存不全,长1、长2油层组普遍缺失。长9～长6油层组是旬邑地区的主力含油层系[4～6]。

2 成藏控制因素分析

2.1 烃源特征

旬邑地区长7油层组在湖侵、缺氧和丰富有机质背景下形成的暗色泥岩、页岩、油页岩是中生界的主力烃源岩。该套烃源岩分布稳定,一般厚度在30～50m,最发育的地区累计厚度可达70m以上。

通过对旬邑地区长7油层组烃源岩的评价认为,其总有机碳质量分数(w(TOC))、氯仿沥青“A”质量分数(w(“A”))、总烃质量分数(w(HC))、热解产烃潜量(w(S1+S2))等反映有机质丰度的指标 (图1)总体达到好烃源岩标准。

干酪根样品中,H/C原子比有80%大于1.0,40%大于1.5,少数在0.8～1.0之间;氢指数(IH)也有80%大于150mg/g;氯仿沥青“A”的10个碳同位素样品中,9个小于-28‰,4个小于-30‰,总体显示了含腐殖腐泥型有机质特点;族组分数据显示长7油层组生油岩饱和烃及芳烃含量高,两者之比为0.90～1.71,多数大于1,显示腐殖-腐泥混合母质类型。由此推断,长7油层组烃源岩有机质类型主要为Ⅰ型和Ⅱ型,少数接近Ⅲ型。

长7油层组烃源岩有机质总体达到成熟阶段,热解温度(tmax)集中分布于441～446℃,显示为成熟生油阶段。对10个镜质体反射率(Ro)样品的分析表明,Ro分布相对集中,介于0.46%～0.61%,平均为0.55%,成熟度指标偏低。

综上所述,旬邑地区长7油层组烃源岩有机质丰度高、母质类型好、演化程度较高,具有较强的生烃能力。

图1 长7油层组烃源岩有机质丰度分布图

2.2 储层特征

通过对旬邑地区延长组储层常规岩心样品的孔隙度、渗透率等物性参数测定(图2),分析认为:

1)旬邑地区延长组砂岩属于低孔、低渗储层。长2、长6～长8油层组孔隙度最高为18.7%,最小为1.0%,多集中分布于9.69%～13.14%;渗透率最高为14.23m D,最小为0.12m D,集中分布于0.61～1.69mD,为低-特低孔、特低渗-超低渗型致密储层。

2)从旬邑地区延长组砂岩孔隙度与渗透率的关系可以看出(图3),长2、长4+5、长6油层组孔隙度和渗透率较大,长7油层组次之,长8油层组最小,反映随地层的变老,埋深增加,储集条件变差。

3)砂岩孔隙度-渗透率的关系与许多地质因素有关,如沉积相,碎屑的粒度、分选、磨圆度、杂基含量,影响孔隙构成的成岩作用以及影响裂缝的发育程度的构造作用。如在1200m左右,部分样品的孔隙度、渗透率增大,可能与后期的成岩作用有关。

图2 旬邑地区延长组砂岩孔隙度-渗透率关系图

2.3 成藏动力特征

旬邑地区长7油层组异常超压普遍存在,且均位于中下部主力生油岩处。利用声波时差,采用平衡深度法计算了地层压力及过剩压力。结果表明,层内异常超压可高达20MPa。区内多口井压力特征反映 (图3),长7油层组上覆的长6油层组及以上地层与下伏的长8～长9油层组均为常压或具有较低的超压,故层内超压为油气的初次运移提供了动力。通过计算,绘制了旬邑地区最大过剩压力平面图 (图4),由图可知从陕北斜坡向渭北隆起方向,最大过剩压力呈减小趋势。陕北斜坡的最大过剩压力一般为20～30MPa,最大可达32MPa,而渭北隆起一般小于20MPa左右,说明旬邑地区北部的油气排烃动力大,有利于油气的初次运移,而往南部隆起方向,油气初次运移动力减小,但仍存在过剩压力,只是动力不够大,排烃效率不如北部高。

2.4 成藏主控因素分析

1)优质烃源岩为油气藏的形成提供物质基础。旬邑地区大面积分布的长7油层组深湖、半深湖暗色泥岩是良好的生油岩系。受烃源岩距离控制,距长7油层组暗色泥岩较近的长6、长8油层组砂岩捕获的油气相对较多,形成的油藏也较多。

2)有效砂体为油气储集提供空间。旬邑地区主要储层是三角洲前缘水下分流河道砂体和河口砂坝砂体。砂体的平面形态多呈条带状、长条状、鸟足状分布,宽度不等,具有大的宽厚比和良好的纵向延伸性及连通性,非常有利于岩性油藏的形成。

3)异常高压为油气运移提供主要动力。油气运移方向主要取决于某一方向的过剩压力梯度与渗透性砂体的横向连通程度。长7油层组的异常高压在纵向上形成了较大的过剩压力梯度,促使生成的原油沿垂向叠置的砂体向上覆的长6油层组、长4+5油层组储层中运移或向下伏的长8～长9油层组砂岩储层中排烃。

图3 旬邑地区单井延长组压力特征

3 成藏模式

3.1 生储盖组合类型

受鄂尔多斯湖盆沉积演化控制,旬邑地区沉积发育了多套砂-泥岩互层的有利生、储、盖组合,其中砂岩是油气储集的良好场所,而泥岩则是良好的盖层,为多油层复合含油富集区的形成奠定了基础。旬邑地区主要形成4套最有利的生储盖组合,即源下成藏、源内成藏、源上成藏和远源成藏 (见表1)。

图4 旬邑地区长7油层组最大过剩压力分布图

表1 旬邑地区延长组典型生储盖组合类型

3.2 成藏模式

通过对异常压力的研究,证实了过剩压力差是油气垂向运移的主要动力。同时,在连通砂体中也存在油气横向运移。故推测旬邑地区存在2种成藏模式(图5):

图5 旬邑地区延长组油气成藏模式

1)近源成藏模式

长7油层组烃源岩生成的油气通过纵向上的运移,向上在长6油层组砂岩聚集成藏或向下在长8、长9油层组砂岩中聚集成藏,同时也可能在长7油层组砂岩中成藏。近源成藏模式的总体特点是:油气藏类型以岩性油气藏为主;源-储配置样式为储层与烃源岩直接接触或邻近;输导体系为砂体、砂体-裂缝复合体;运移动力主要为源-储压力差,其次为浮力;成藏主控因素为有利储层和优质烃源岩。该种油气成藏模式在旬邑全区均存在。

2)远源成藏模式由于长7油层组与上覆的长6油层组等上部地层普遍存在较高的过剩压力差,长7油层组烃源岩生成的油气,突破上覆地层,能长距离向上运移,通过连通的叠置砂体和裂缝,向长2油层组砂岩聚集成藏。远源成藏模式的总体特点是:油藏类型以局部构造、构造-岩性油气藏为主;源-储配置样式为间隔式 (跨越式)接触,即储层与烃源岩非直接接触或相距较远;输导体系主要为通源断裂、通源断裂-砂体复合体;运移动力主要为浮力;成藏主控因素为通源断裂和局部构造。该种油气成藏模式主要在旬邑东部地区存在。