鄂尔多斯盆地中西部长8段过剩压力与油气聚集

周 鑫 董 浩 董马超 王振伟

(1.西北大学大陆动力学国家重点实验室， 西安 710069； 2.西北大学地质学系， 西安 710069)



鄂尔多斯盆地中西部长8段过剩压力与油气聚集

周 鑫1,2董 浩1,2董马超1,2王振伟1,2

(1.西北大学大陆动力学国家重点实验室， 西安 710069； 2.西北大学地质学系， 西安 710069)

近年来的勘探证实鄂尔多斯盆地延长组长8段具有巨大的油气潜力，长8段油层分布与异常压力势分布密切相关,因此研究鄂尔多斯盆地延长组长8段油层组的油气运聚规律具有重要的实践意义。研究结果表明，研究区长7段和长8段地层均存在过剩压力，长7段的过剩压力比长8段普遍高出4～10 MPa，二者间较高的过剩压力差是油气纵向运移的主要动力。

鄂尔多斯盆地； 长8段油层组； 过剩压力； 平衡深度； 油气聚集

20世纪80年代末，鄂尔多斯盆地陆续发现了许多与异常压力有关的油气藏和有利勘探目标，不断地论证着油气藏的形成和分布与异常压力有着非常密切的关系[1-4]。陈荷立等人最早对鄂尔多斯盆地地层流体压力分布特征进行研究，他们认为长7段地层过剩压力较大且稳定，其上覆或下伏地层均具有下降的趋势，该结论解释了长7段油源在纵向上作穿层运移的可能性[1]；同时延长组各个地层过剩压力在平面分布上具有明显的继承性格局，长7段油层组过剩压力幅度普遍较高，西北过剩压力最大，东南次之，而东北与西南过剩压力则较小[2]。

至21世纪初，探明石油地质储量数亿吨的西峰油田的发现[5]，将更多的石油地质工作者的目光吸引到延长组长8段地层异常压力上。席胜利等人研究认为鄂尔多斯盆地构造运动以整体升降为主，构造应力不明显，延长组油气从烃源岩向运载层中运移的动力主要为欠压实产生的异常高压及浮力[6-7]；屈红军等人在总结鄂尔多斯盆地延长组深层油气聚集规律时指出延长组深层油气在聚集方面存在“源控区、相控带、压力差控位”的普遍性规律，他们认为长8段油层组大多数油藏皆分布在长7段油组与长8段油组过剩压差低值背景下的相对高值区[8]。

这些研究大多是以盆地内局部有限范围的小区块为单元，缺乏对盆地内大区域的延长组下组合地层异常压力的整体研究[9-17]。因此，在已有研究的基础上，通过目前最大面积地运用平衡深度法分析鄂尔多斯盆地中西部地区延长组长7段、长8段地层过剩压力及其差值的分布特征，结合长8段已发现油藏的分布情况，深入地研究异常压力势对油藏分布的单因子控制作用，探索长8段油藏运聚规律。

1 区域地质概况

研究区主要位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡带中西部地区，小部分横跨天环坳陷东缘(图1)。晚三叠世，受印支运动影响，华北克拉通坳陷盆地解体，鄂尔多斯盆地逐渐形成，完成由海相、过渡相向陆相沉积的本质性演化。在其持续坳陷并稳定沉降的过程中，发育了上三叠统延长组河流 — 湖泊相陆源碎屑岩岩系，总体构造为东北缓、西南陡，形似萁状，水体向西南加深[18-21]。根据野外露头剖面及钻、测井等资料对比划分地层，从下往上把延长组划分为10个油层组[22]，本次研究目的层为长7段、长8段。

2 过剩压力分布特征

在区域沉积历史影响下，研究区于早白垩世末埋深最大。根据沉积物压实效应的不可逆性，采用压实曲线经平衡深度法计算流体压力，该压力反映该地区处于最大埋深状态下的地层压力分布状态[23-24]。通过分析近几年的钻井和测井资料，挑选出200余口钻穿层位且测井质量高的井，读取每口井的声波时差值，进行平衡深度、地层压力和过剩压力的恢复计算，编制长7段、长8段及长7段 — 长8段地层过剩压力平面图，归纳其分布特征。

图1 研究区构造位置示意图

(1)长7段地层过剩压力分布特征。厚层泥岩、油页岩是产生异常高压的主要岩石类型[25]。延长组长7段高阻泥(页)岩是鄂尔多斯盆地中生界最主要的烃源岩，其厚度一般为10～50 m，分布广

泛，面积可达10×104km2[26-27]。从图2长7段过剩压力分布平面图分析，其总体过剩压力值较高(>6 MPa)，沿北西 — 南东向展布；在研究区西部及南部过剩压力一般较大(>12 MPa)，向北部及东缘逐渐降低。这一隆坳相间的分布格局除受控于泥岩沉积厚度外，也与后期的秦岭造山带构造作用有关。

(2)长8段地层过剩压力分布特征。长8段沉积期为重要的三角洲建设期，总体上泥岩相对不发育，因此压实和生烃过程中泥岩产生的异常压力较小。与长7段相比，长8段地层过剩压力整体较低(2～10 MPa)，分布不均，沿北东 — 南西向展布，于西部、南部最为发育(>6 MPa)(图3)。这与长8段所处的湖盆中心位置较一致，其主要受湖盆中心地区的厚层泥岩影响[26]。

(3)长7段 — 长8段地层过剩压力差分布特征。长7段与下伏长8段地层普遍存在较高的过剩压力差(4～10 MPa)，局部地区过剩压力>10 MPa(图4)。过剩压力差大致沿北西 — 南东向展布，与长7段过剩压力分布较一致，整体上看长7段 — 长8段过剩压力差在研究区西部及南部表现明显，向东、向北差值逐渐变小。长7段与长8段较高的异常压力势是长7段油源向下往长8段储层运移的主要动力。

图2 研究区长7段地层过剩压力分布等值线图

图3 研究区长8段过剩压力与其油藏分布关系图

图4 研究区长7段 — 长8段过剩压力差与长8段油藏分布关系图

3 过剩压力与长8段油藏分布关系

已有研究证实：油气的二次运移与初次运移是一个连续的过程，异常压力不仅是初次运移的主要动力，而且还与油气的二次运移乃至聚集成藏等均有着紧密的联系。特别需要指出的是，烃类生成的过程中所形成的异常压力作用更不可小觑[28]。油气优先运移的方向往往是沿着势能差路径指向储层相对发育且势能比较低的区域[29]，表现为穿层与顺层运移的多次交替进行。

3.1 剖面上过剩压力差与油层分布关系

本次研究选取数条连井压力剖面以反映不同区域不同层位的过剩压力演化状况。如图5定边地区近东西向剖面(DT3351井 — DT2242井)所示：长7段为最大的剩余压力分布层位(>10 MPa)，发育有2个稳定且连续性好的超压体(>15 MPa)，其主要集中在长7段中下部，为石油向下运移提供了充足的动力；长8段显示为不含水或含极少水的高产油层组。

图5 DT3351井 — DT2242井长7段过剩压力与长8段油层分布剖面图

3.2 平面上过剩压力与油藏分布关系

(1)长8段地层过剩压力与其油藏分布关系。由长8段过剩压力与其油藏分布关系图进一步得出，长8段油藏基本分布于长8段过剩压力高值背景下的低值区(2～6 MPa)(二次运移)。异常压力越不发育，石油无阻运移的流量越大[30]。说明石油由过剩压力高势区向低势区运移时，其过剩压力相对低值区便是石油聚集的有利场所(图3)。

(2)长7段 — 长8段地层过剩压力差与长8段油藏分布关系。长8段油层组是研究区内下组合地层中重要的产层，它与中生界最重要的长7段烃源层短距离接触，异常压力差越大，烃源岩生成的油气越能充分排出(初次运移)。长7段 — 长8段过剩压力差较高的区域有西部的定边、姬塬，中部的吴起，南部的志丹以及东部的安塞，与目前已发现油田位置基本吻合(图4)。

4 结 语

(1)研究区长7段、长8段地层均有异常压力存在。长7段过剩压力较下部长8段普遍高出4～10 MPa，二者之间较高的过剩压力差是油气纵向运移的主要动力。

(2)研究区长7段 — 长8段过剩压力差及长8段过剩压力分布均与长8段油藏分布有着密切关系，大多数油藏均分布在：长7段 — 长8段过剩压力差低值背景下的高值区以及长8段过剩压力高值背景下的低值区。

致谢

本次研究获得延长石油集团公司研究院及延长油田公司多个采油厂工作人员的大力支持,参加相关研究工作的人员还有高胜利、李敏、郑艳荣、王力、高建超、杨欢、李明等, 在此表示感谢！

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The Relationship between Abnormal Pressure and Hydrocarbon Accumulation in Chang 8 Section of Midwest Ordos Basin

ZHOUXin1,2DONGHao1,2DONGMachao1,2WANGZhenwei1,2

(1. State Key Laboratory of Continental Dynamis, Northwest University, Xi′an 710069, China;2. Department of Geology, Northwest University, Xi′an 710069, China)

Exploration in recent years has proven that Chang 8 in Ordos Basin has very great potential of hydrocarbon, and its distribution is closely related to the distribution of abnormal pressure potential, so the study of hydrocarbon migration and accumulation in extension Chang 8 formation in Ordos Basin has practical significance. The research results show that both Chang 7 and Chang 8 formation has excess pressure, and Chang 7 is generally higher than Chang 8 about 4～10 MPa of excess pressure and the excess between the high pressure difference is the main power for vertical hydrocarbon migration.

Ordos Basin; Chang 8 formation; abnormal pressure; equivalent depth; hydrocarbon accumulation

2015-03-26

国家自然科学基金项目(40672086)

周鑫(1989 — )，男，西北大学地质学系在读硕士研究生，研究方向为石油与天然气工程。

P618

A

1673-1980(2015)05-0010-05