定边—吴起地区长6砂体结构对油藏分布的控制

2015-02-17罗顺社李梦杰席明利吕奇奇

特种油气藏 2015年2期

关键词：吴起砂体鄂尔多斯

罗顺社，李梦杰，刘俊，席明利，吕奇奇

(1.长江大学，湖北武汉 430100；2.油气资源与勘探技术教育部重点实验室长江大学，湖北武汉 430100；3.中油长庆油田分公司，陕西西安 710021)

定边—吴起地区长6砂体结构对油藏分布的控制

罗顺社1，2，李梦杰1，刘俊3，席明利1，吕奇奇1

(1.长江大学，湖北武汉 430100；2.油气资源与勘探技术教育部重点实验室长江大学，湖北武汉 430100；3.中油长庆油田分公司，陕西西安 710021)

定边—吴起地区三叠系延长组油源充足，存在由三角洲前缘砂体与分流间湾泥岩组成的大型岩性圈闭，经过多年勘探，已在长8、长6和长3油层组发现了一批油气田。但该区长6油层组的砂体结构及展布规律尚不清楚，从砂体的形成机理方面入手，结合沉积、测井资料，查明该区主要存在4种单砂体类型(箱形、钟形、漏斗形、指状)和3种复合砂体类型，且油藏在漏斗形砂体结构中分布最好；在钟形或指状砂体结构中分布较好；在箱形砂体结构中分布一般。对该区下一步勘探起到一定的指导作用。

砂体结构；油藏分布；长6油层组；鄂尔多斯盆地；定边—吴起地区

1 地质背景

鄂尔多斯盆地晚三叠世主要受周边西南、西北、东北和西部4大沉积物源的控制[1-3]。其中，定边—吴起地区长6油层组主要受西北和东北2个方向的物源控制[4]，岩性主要为灰色、浅灰色细粒长石砂岩和岩屑长石砂岩，岩石的成分成熟度低，以辫状河三角洲与湖相沉积为主，发育三角洲平原、三角洲前缘及半深湖—深湖亚相[5-6]，整体上是一个逐渐湖退的过程。该区砂体多为三角洲水下分流河道砂体和河口坝砂体[7]，局部发育砂质碎屑流砂体和复合式砂体，但不同区域砂体在垂向及横向上存在明显差异。因此，精细刻画长6油层组砂体结构对该层系的进一步勘探开发具有重要指导意义。

2 砂体结构特征

2.1 砂体垂向组合

2.1.1 单砂体结构

(1) 箱形砂体结构(A型)。在测井曲线形态上表现为箱形，一般为厚层细砂岩，厚度为2～6 m，分布在水下分流河道与砂质碎屑流中，为厚层细砂岩相。如A88井长61上部水下分流河道中的细砂岩(图1a)。该类砂体结构是最好的储层，若在油源中心，必然全是油层，且会高产。

(2) 钟形砂体结构(B型)。在测井曲线形态上表现为钟形，反映的是向上变细的沉积序列，主要是由中—细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩至泥岩组成。砂体底部具有冲刷面，一般与下伏地层呈岩性或粒度突变接触的关系，向上出现平行层理、波状层理、小型交错层理与碟状构造。这种砂体结构一般分布在水下分流河道中。如H71井长61水下分流河道中的中—细砂岩(图1b)。

(3) 漏斗形砂体结构(C型)。在测井曲线形态上表现为漏斗形，主要由细砂和粉砂组成，分选较好。垂向剖面上，往往是薄层砂岩、粉砂岩、泥岩互层的反粒序结构，砂岩主要发育在上部。沉积构造主要有板状交错层理、平行层理和波状层理。此外，常见包卷层理和滑塌变形构造。这种砂体结构主要发育在河口砂坝中，厚度为2～8 m。如C72井长61中的砂体(图1c)。

(4) 指状砂体结构(D型)。在测井曲线形态上表现为指状，发育于决口扇和浊积岩中，以中细砂岩相为主，无粒序变化，层内可见不规则分布的板条状泥质撕裂屑、植物叶片和漂浮的泥砾等。如L48井长61中的砂体(图1d)，该类砂体结构主要位于油源中心，含油性良好，但相对致密，是目前致密油勘探的有利地区。

图1 定边—吴起地区长6砂体结构类型

2.1.2 复合砂体结构

(1) 叠置水下分流河道砂体(B+B型)。测井曲线形态为多个钟形或箱形叠置。该砂体是在基准面上升早期，三角洲向湖盆进积，提供了丰富的物源，多期水下分流河道砂体在垂向上叠加而形成。砂体厚度大，孔隙度、渗透率较好，横向上连通性好、延伸远。砂体与砂体之间多为冲刷面接触，有少量厚度薄的泥质岩夹层，砂体底部具有冲刷面，可见冲刷泥砾顺层分布。如Y149井长61中的连续叠置水下分流河道砂体(图1e)。

(2) 叠置河口砂坝砂体(C+C型)。测井曲线形态为多个漏斗形叠加而成，代表强烈的进积作用。该砂体是由多期河口砂坝在垂向上叠加而成，叠加厚度最厚可达15 m。单个河口砂坝砂体厚度为2～4 m，岩性从下至上为泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩。如G97井长62中的砂体(图1f)。

(3) 叠合型储集砂体(B+C型)。该砂体主要是由于水下分流河道迁移过程中发生分叉与决口作用形成的。下部河口坝砂体被上部的水下分流河道砂体切割相互叠加组成。测井曲线形态为漏斗形与钟形叠加，代表水流能量逐渐增强，物源供应增加。如Y160井长62段下部发育河口坝砂体，上部发育河道砂体，油层主要集中在河口坝砂体的上部与河道砂体的底部(图1g)。

2.2 砂体横向叠置

砂体结构对油藏分布的控制除了不同砂体类型的含油性不同外，更重要的是各种砂体在横向上的叠置关系。只有好的单砂体结构在横向上连通呈片分布，才能形成大的油藏。该区东西向砂体结构剖面图显示(图2)，长63时期砂体厚度较薄，砂体连通性较差。其西部H62井砂体沉积厚度较大，测井曲线上主要表现为箱形和钟形的河道砂体；向东至C103井，砂体厚度明显减薄；总体上砂体由西部至中部的混合物源区厚度逐渐减薄，连通性变差；中部地区的C68井，砂体发育增强，主要砂体结构为河口坝砂体与河道砂体组合而成的复合成因砂体；剖面最东面的X34至X15井砂体也较发育。长62、61时期砂体厚度增加，连通性明显加强，砂体结构主要为河道砂体和少量河口坝砂体。

图2 定边—吴起地区长6组Y36井—X15井砂体结构剖面

该区砂体横向叠置关系主要有孤立型、侧向叠置连通型和搭接型3种。其中三角洲前缘亚相中水下分流河道砂体与半深湖—深湖亚相中砂质碎屑流砂体主要表现为孤立型，且靠近湖中心，容易含有丰富的透镜状小油藏；侧向叠置连通型砂体稍远离湖心，由河道摆动造成叠置，为有利的储层砂体，最易形成大规模油藏；搭接型砂体较孤立型砂体近湖中心，近油源，易形成有效储层，但不易形成大的油气藏。

3 砂体结构对油藏分布的控制

影响油藏分布规律的主控因素有油源、沉积相的展布、沉积砂体的储层物性[8]。而砂体结构对油藏分布的控制作用主要取决于砂体垂向叠置关系[9-10]。长6是最有利于长7所生油气富集的层位，距长7生烃中心越近，成藏越好，越远则越差。而砂体结构是在烃源岩所生油气运聚的有效范围内，一定程度上控制了油藏分布。

3.1 砂体结构对油水层分布的控制

不同韵律的砂体中岩层垂向渗透率存在差异。渗透率高的岩层段，孔喉半径较大，毛细管阻力和流体流动阻力较小，这使得原油在运移到砂层过程中，优先进入高孔渗层段，排除了孔隙水，占据孔隙；相反，在孔渗相对较低的层段，由于孔喉半径较小，岩层毛细管阻力较大，使得原油很难进入或少量进入其中[11]。因此，在正韵律单砂体中，岩性由下至上主要为中—细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩至泥岩，物性由下至上越来越差，从而导致原油在砂体底部或中下部运移，并在合适圈闭条件下富集成藏。因此，砂体从底部向顶部依次为油层、油水层和水层，但长时期的油水分异作用，还会调整为水下油上。

相反，在反韵律单砂体中，岩性自下而上为泥岩互层、粉砂岩、薄层砂岩，且物性由下至上越来越好，原油则在砂体顶部和中上部运移，砂体从底部向顶部依次为水层、油水层和油层。在复合韵律的砂体中，也具有相似的油水分布。因此，砂体结构类型不同相对应的油气储存位置也各不相同，其对油藏的分布有控制作用。

3.2 砂体垂向叠置对油藏的控制

由于源储之间的沟通性较差，长6储层难以得到充足的油源供给，在厚度较大的叠置砂体中，由于原油供给能力的限制，使其难以完全驱替地层水，导致多处厚层砂体中底水和边水发育。而当一定量原油沿着裂缝在厚层砂体内部运移时，难以得到有效的遮挡，使裂缝成为原油横向运移的优势输导通道；只有当原油沿着上倾方向运移到单个厚层砂体或者中等叠置砂体时，由于砂岩厚度横向上变薄、物性变差，最终尖灭在封闭性好的泥岩层中，成为油气富集的主要场所。通过对多口井单层砂体组合的分析可以发现，油藏主要发育在厚度较大的单砂体(厚度大于6 m)及多个中等厚度砂体(厚度为2～4 m)叠置的组合，孤立的薄层砂往往为干层，厚层砂多含水，多个薄层砂体的叠置具有良好的油气显示。

表1 定边—吴起地区长6砂体结构与油水层关系分析

3.3 砂体结构平面分布与油藏有利区

长6油层组具有低孔、低渗特点，各油井的含油性和产量明显受砂体形态、沉积微相展布特征控制。通过研究区砂体结构在平面上的分布，以长63砂体结构平面图为例(图3)，发现在平原部分发育多个A型砂体，向前缘过渡时发育B型砂体，至三角洲前缘入湖处发育C型砂体，湖相沉积环境中多发育D型砂体。其中C—B型或C型油藏分布最好；B型或D型油藏分布较好；A型油藏分布最差。

从盆地中生界延长组的石油地质特征看，80%储量在三角洲前缘砂体中，并且主要以地层、岩性隐蔽油藏为主。因此可以说，只要找到长6油层组的三角洲前缘的水下分流河道砂体、河口砂坝砂体，特别是几个三角洲前缘水下分流河道砂体或朵状体汇合处砂体连片处，在很大程度上也就意味着能找到油藏。可见，定边—吴起地区长6油层组的砂体结构具备形成油藏的有利因素。