鄂尔多斯盆地子北地区长6段油藏成藏条件及主控因素

姜星+于建青+史飞+任战利+田涛+王锦+霍小菊

摘要：分析了鄂尔多斯盆地子北地区延长组长6段油层构造特征、沉积相分布及砂体展布特征，从烃源岩、储层、盖层等方面对长6段油藏成藏条件进行了探讨，并就油藏类型、主控因素及成藏期次进行了讨论。结果表明：子北地区长6段油藏具有较好的生、储、盖配置关系，主要受沉积微相及储层物性控制；长6段油气主要储存在长61、62、63段河道砂体内，油藏类型主要为岩性圈闭；长6段油藏主控因素有主分流河道、储层物性及其非均质性、原油分布；长6段油层中，油气包裹体均一温度分布呈双峰状，主要在100 ℃～110 ℃和130 ℃～140 ℃；利用热演化史与流体包裹体均一温度法对油气成藏期次进行判断，长7段烃源岩生成的油气在早白垩世运移并大量聚集至长6段油层组，形成长6段油藏。

关键词：油气成藏；长6段；烃源岩；储层；盖层；子北地区；鄂尔多斯盆地

中图分类号：P618.13；TE121文献标志码：A

0引言

鄂尔多斯盆地陕北斜坡子北地区自20世纪80年代进行油气勘探开发以来，已经在中生界延长组长6、长4+5、长2段等发现了工业油流，其中长6段为主力油层组。对子北地区长6段油层组的研究，目前仍以沉积相、储层特征、注水开发工艺等为主[14]。前人开展了较单一的沉积环境、生油岩特征、生产开发、砂体发育特征等研究，但未对油气成藏条件进行过系统的深入分析。近年来，随着大规模勘探开发工作的深入，单一油气藏要素分析限制了对子北地区长6段油藏形成条件及控制因素的全面认识，制约着该层位油藏进一步的勘探部署。笔者在收集1 000余口钻井资料的基础上，以子北地区长6段油层组的生油、储层、圈闭、保存等为整体，对长6段油层组油气成藏条件进行探讨，明确油气成藏条件及主控因素，为研究区下一步油藏勘探提供地质依据。

1区域地质概况

子北地区位于陕北地区子长县，主要包含涧峪岔油田和子北油田，构造位置位于陕北斜坡带东部（图1），区域整体构造为一向西倾斜的平缓单斜，坡降一般为每千米7～10 m，地层倾角小于1°。区内不发育断层和褶皱，但由于差异压实作用，仅在小范围内形成一系列幅度较小的鼻状隆起[5]。上三叠统延长组沉积期是鄂尔多斯盆地沉积演化史上的重要阶段，该阶段盆地沉积面积最大，物源充沛，经历了完整的湖泊三角洲沉积演化旋回。上三叠统延长组长7、长6期等有重要实际意义：长7期，盆地深湖相沉积面积大，泥页岩厚度大，为子北地区乃至全盆地油气的生成提供了良好的物质基础；长6期，湖盆开始收缩，沉积补偿大于沉降，湖泊三角洲发育处于高峰期，多个规模较大的三角洲发育，为油气运移、储集等提供了较好的地质条件[68]。

2长6段油藏生、储、盖条件

2.1烃源岩条件

烃源岩作为油气生成的物质基础，是评价潜在含油气盆地的重要对象。“源控论”至今对找油依然发挥着重要的作用。鄂尔多斯盆地中生界烃源岩主要发育于三叠系延长组第二、三段（长9段—长4+5段），主要为深湖—浅湖相沉积的暗色泥岩生油岩，尤以长7段烃源岩最为发育，是鄂尔多斯盆地油气藏形成的主要有机质来源[917]。子北地区处于半深湖—浅湖相沉积环境，长7段烃源岩厚度较薄，为3～17 m，属于盆地长7期生油岩沉积的边缘地区[18]。通过钻井岩芯观察，子北地区长7段烃源岩颜色较长6段黑，植物化石含量较其他层段丰富，表明长7段的有机质丰度要比其他层位的烃源岩高（图2）。为了进一步明确长7段烃源岩的有机质丰度，本次分析采用总有机碳（TOC）、生烃潜量等常用参数，根据中国陆相生油岩有机质丰度评价标准[19]（表1），对该段烃源岩有机质丰度进行定量分析。

研究区延长组长6、长7段烃源岩总有机碳以大于1.0%为主，占60%，达到了主力生油岩标准，但是生烃潜量较低，处于（05～2）×10-3之间的占60%，大于6×10-3的仅占30%（表2），属于较好烃源岩。尚慧芸等统计了鄂尔多斯盆地三叠系延长组黑色泥页岩的总烃（HC，552×10-6），认为其属于好生油岩范畴[20]。试验分析结果显示：子北地区长6、长7段黑色泥岩热解峰温（Tmax）分布在436 ℃～455 ℃，平均为4421 ℃。

2.2储层条件

勘探开发实践表明，子北地区长6段油藏的储层主要为分流河道砂体[22]。根据岩芯观察和岩石薄片鉴定结果，子北地区长6段砂岩主要为浅灰色、浅灰绿色的中—细粒长石砂岩及岩屑长石砂岩。砂岩碎屑成分以各类长石（体积分数为4732%）为主，其次为石英（27.10%）、云母（608%）和岩屑（3.50%），此外还含有少量重矿物。碎屑颗粒分选性较好，磨圆度以次棱角状—次圆状为主，砂岩具有中等结构成熟度、较低矿物成熟度的特点[图3（a）～（c）]，表明子北地区长6段储层堆积的沉积物离物源较近。

子北地区长6段储层的孔隙类型以粒间孔为主，其次为溶蚀孔；另一方面，绿泥石、石英次生加大、碳酸盐等胶结物的堵塞作用导致物性降低[图3（d）～（f）]。子北地区长6段砂岩储层物性统计显示：孔隙度主要分布范围为9.0%～11.0%，渗透率主要分布范围为（013～1.0）×10-3 μm2，变化幅度较大（图4）。对照鄂尔多斯盆地低渗透砂岩储层评价标准[23]，子北地区长6段储层属于超低渗透Ⅲa类储层，物性条件整体较差，非均质性较强。

总体上，子北地区长6段储层比较发育，分布范围广，岩性以长石细砂岩为主，但是物性较差，且纵横向变化较大。纵向上，长61、长62段物性较好，其次为长63段，长64段物性则最差；平面上，岩相古地理控制了砂体的形成和分布，主要油层长61段砂体厚度为10～40 m，砂体展布与区域物源供给方向一致，呈现NE向、NNE向条带状展布。在三角洲分流河道区，长6段储层物性较好，而在河道间沉积区的物性较差。

2.3盖层条件

根据野外露头、钻井、测井、试验分析等资料，子北地区延长组主要发育以陆相碎屑沉积的泥岩、粉砂质泥岩为主的长4+5段和长1段两套泥岩盖层。其中，长4+5段发育的泥岩为下伏长6段储层的主力封盖层。平面上，子北地区长4+5段盖层厚度主要集中在25～50 m，厚度大，分布广泛，延展性好（图5），岩性主要为泛滥平原相和沼泽相泥岩、粉砂质泥岩、炭质页岩等，具有良好的封盖性能。该盖层对长4+52、长6段油层组的油气起到很好的封隔作用，是研究区长4+52、长6段油气成藏的重要控制因素之一。另外，在长6段油层组内部，沉积旋回的顶部发育有局部性盖层，岩性主要为泥质岩或泥岩夹粉砂岩，厚度较薄，为2～6 m，对长6段各油层起到封隔作用。

3.1油藏类型

子北地区位于陕北斜坡的东部，构造总体为一平缓的西倾单斜，倾角约为0.5°，局部存在由于差异压实而形成的低幅度鼻状隆起。子北地区长61段油层组顶面构造图总体为西倾单斜，发育很小的鼻隆构造（图6）。各小层顶面长6段油层组各小层顶面构造具有一定的继承性，均为西倾单斜，仅发育小的鼻隆构造。沿长6段河道伸展方向的油藏剖面图显示长6段油气主要储存在长61、长62、长63段河道砂体内，油藏类型主要为岩性圈闭（图7）。

3.2.1主分流河道

主分流河道控制优质储层发育和宏观原油富集。子北地区长6段油藏储层主要为三角洲平原分流河道沉积，长6段油藏储层主要分布在砂体厚度较大的分流河道位置（图8），含油层主要为长61、长62、长63段砂层组，长64段砂层组仅局部含油。分流河道砂体岩性主要为中—细粒长石砂岩、岩屑长石砂岩，底部多为河道滞留沉积物，与下伏地层常为侵蚀接触，且多层砂体相互叠置，累计厚度大，侧向展布宽度大，多连片，有利于油气在其中运移和聚集。厚度较小的分流河道砂体孤立分布，其上、下为泥质岩隔档，虽然有利于油气的聚集，但连通性较差，其圈闭的石油地质储量较小。油层分布主要受分流河道砂体控制，子北地区子北油田、涧峪岔油田主要分布于分流河道中。

3.2.2储层物性及其非均质性

储层物性及其非均质性控制原油的微观分布特征。子北地区延长组各沉积体系的物源方向大致相同，为东北物源。长6段油层组颗粒分选性相对要好，杂基含量较少，砂体抗压实能力相对较强，残余粒间孔和各类次生溶孔、溶缝较多，储层物性相对较好（图4）；长6段油层组含油面积大，成为延长组主力油层之一；长6段油气主要富集在物性相对较好的长61、62、63段砂体内，油层分布主要受储层物性的控制。

3.2.3原油分布

原油分布在一定程度上受鼻状隆起影响。子北地区长6段油藏主要为岩性圈闭，但受差异压实作用形成的低幅度鼻状构造对本区长6段原油分布也有一定的控制作用，主要体现在主力油层长61段油层在鼻状隆起部位较为富集。长6段油层组发育一些低幅度的鼻状隆起，自长63段顶至长61段顶，鼻状隆起具有一定的继承作用。

3.3油气成藏期次

进行测温时，选取油气包裹体进行均一温度测定。显微镜下观察可见包裹体形态不规则，大小一般为3～8 μm，气液比一般大于8%，甚至远远高于8%，由此可识别两期油气包裹体分布：第1期主要呈椭圆形孤立状，分布在亮晶方解石胶结物中，包体较小；第2期主要呈串珠状，分布在石英晚期裂隙中，晚期裂隙切穿了颗粒边界，油气包裹体较大，普遍含盐水，包裹体油、气、水相态边界非常清楚。测温结果分布直方图显示，长6段样品包裹体均一温度主要集中在100 ℃～110 ℃和130 ℃～140 ℃，呈双峰状分布（图9）。

将包裹体均一温度数据与地层温度的热演化史进行对比，可以判定油气成藏的时间[3943]。通过子北地区古地温的热演化史分析，结合包裹体测温数据，子北地区在早白垩世早期（120～130 Ma）发生一次油气充注过程，早白垩世末期（95～105 Ma）为主要聚集成藏期（图10）。早白垩世是鄂尔多斯盆地子北地区油气运移并在长6段油层组聚集成藏的重要时期。

勘探实践表明，陕北地区延长组油藏的形成和分布基本受延长组生油凹陷的控制[11，4446]。长7段油层组中部的深湖相泥岩为子北地区油气藏的形成提供了丰富的油源物质基础，形成的大量烃类物质以“爬楼梯”的方式在早白垩世早期向上运移充注，早白垩世晚期在长6段砂体大规模聚集成藏（图11）。长6段—长7段层间或层内的粉砂岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩互层、致密砂岩等构成良好的盖层，为大面积聚油创造了较好的保存条件。

4结语

（1）通过对鄂尔多斯盆地子北地区长6段油藏成藏条件的分析，子北地区长6、长7段烃源岩主要为Ⅱ2Ⅲ型较好级别烃源岩；长6段砂岩储层分布广泛，连通性好，砂岩厚度大，粒间孔、溶孔发育，具有良好的储集条件；长4+5段广泛发育的泥岩以及长6段内部局部泥岩可成为长6段油气藏良好的盖层。

（2）子北地区长6段油藏为岩性油藏，长6段油藏生、储、盖配置关系较好，油气分布及富集主要受沉积微相及储层物性的控制。

（3）子北地区长6段油气包裹体均一温度呈双峰状，分布在100 ℃～110 ℃和130 ℃～140 ℃；长7段烃源岩大量生成的烃类有机物以“爬楼梯”的方式在早白垩世早期于长6段中大量聚集形成长6段油藏；早白垩世是鄂尔多斯盆地子北地区长6段油层聚集成藏的重要时期。

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