延长探区下古天然气聚集因素及有利区预测

罗腾跃

(陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院，陕西西安710075)

延长探区下古天然气聚集因素及有利区预测

罗腾跃

(陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院，陕西西安710075)

为了研究延长探区下古天然气聚集有利区，结合已有试气井地质特征，分析延长探区下古生界岩溶古地貌、古构造演化、铝土层分布与天然气聚集关系，结果表明天然气聚集由古地貌、古构造、铝土层分布等因素复合共同控制。在多因素综合分析研究基础上，总结出延长探区下古生界天然气聚集的4条规律，最终预测了子长北-安塞-延安-延长南部为延长探区下古生界天然气聚集有利区，研究结论为下古生界天然气勘探指明了方向。

延长探区；古地貌；古构造演化；铝土层；天然气聚集

鄂尔多斯盆地北部天然气勘探取得很大进展，先后发现靖边、榆林、乌审旗、苏里格和大牛地等大中型气田，储量和产量均快速增加，已成为我国重要的天然气生产基地。由于盆地古生界南、北地质条件存在一定差异，勘探程度、勘探成果相距甚远[1]。延长探区位于鄂尔多斯盆地南部，近年来延长石油集团加大勘探力度，先后完钻近千口天然气井，本着“主探上古、兼顾下古”立体勘探原则，在上古生界发现本溪组、山西组及石盒子组等气藏。同时下古生界也有重大发现，其中延Y试气无阻流量达20多万方，显示了延长探区下古生界良好的勘探前景。

截止2012年底，延长探区下古生界试气井42口，以评价气井产能为目的，对试气井按照日产气量进行分类，为了便于研究，将分类标准定为：非产井平均井口产量小于0.2×103m3；低产气井平均井口产量介于0.2×103m3和1×103m3之间，高产气井平均井口产量大于1×103m3。以此为标准，评价为高产气井9口，评价为低产气井10口，评价为非产井23口。结合近年来天然气勘探成果，通过对古地貌特征、古构造演化特征、铝土层分布特征与天然气聚集关系分析，研究天然气聚集控制因素。下古生界气藏勘探至今，前人关于气藏特征、成藏条件方面研究的很多，主要集中在烃源岩条件分析、古地貌对储集层形成控制、各类圈闭特征等方面研究[2]，本文通过对古地貌、古构造演化、铝土层分布与天然气聚集关系分析，探究天然气聚集规律性，确定下步有利勘探区。

1 古地貌特征与天然气成藏关系

古岩溶地貌是岩溶作用与各类地质作用综合形成的结果，不同的地貌形态对岩溶发育起着控制作用，研究古岩溶地貌单元特征与天然气的聚集规律有着重大的意义[3-5]。

研究发现岩溶高地与岩溶斜坡转换带，是水动力转换带，储层内溶蚀孔隙发育，连通性好；另外，沟槽两侧斜坡带受大气水的风化淋滤作用，斜坡带内的储层孔隙较为发育，连通性好，认为这些区域为优质储层发育带。为了深入研究探区内古地貌单元对天然气聚集的影响，将地貌单元与各类井进行对比研究(表1)。

通过对比研究，发现高产气井全部位于岩溶高地与岩溶斜坡转换带和沟槽两侧斜坡带；低产气井也主要位于岩溶高地与岩溶斜坡转换带和沟槽两侧斜坡带，仅有少部分位于沟槽位置。而非产井则近半数井集中在沟槽位置。分析认为岩溶高地与岩溶斜坡转换带和沟槽两侧斜坡带由于大气水的风化淋滤作用，处于水动力转化带，储层储集物性好，分布面积大，有利于天然气聚集(图1)。

图1 无阻流量与地貌单元的对应关系图

2 构造演化与天然气成藏关系

盆地现今构造总体为一向西倾斜的大型平缓斜坡，构造简单，盆地在三叠纪末期剥蚀事件前盆地呈现东北部高、东南和西北部低的构造特征，经过一系列抬升剥蚀后，演变为现今的东高西低的展布特征。一些观点认为，构造对盆地气藏不起控制作用，也有不少研究者认为构造对气藏的形成起到控制作用，至少局部构造发育可以弥补气源的不足，可以改善气藏规模[6-8]。

本文研究发现古构造演化在天然气聚集成藏过程中起着重要作用，构造演化过程中，继承性构造高点是有利的天然气聚集区。

以研究区奥陶系顶面构造为研究对象，运用盆地模拟软件，探究其顶面构造在不同历史时期的演化特征与天然气聚集关系。研究区内奥陶系顶面构造在整体上表现出在低部位构造区发育相对构造高点，且构造高点在各地质历史时期具有继承性的特征。

延113井在研究区西部，试气无阻流量2.9×104m3/d，该井在白垩纪以前盆地西高东低，该井始终处于构造高部位，在白垩纪后地层发生反转，地层呈现西低东高，但是该井仍然处于相对构造高点，小型鼻状构造鼻隆位置(图2)。

图2 过延113井不同时期构造演化剖面图

延440井同样在研究区西部，试气无阻流量25.5×104m3/d，在白垩纪以前盆地西高东低，该井始终处于构造高部位，在白垩纪后地层发生反转，地层呈现西低东高，但是该井仍然位于相对构造高点，鼻状构造的鼻翼部位(图3)。

对9口高产气井，其中有7口位于继承性古构造高点，另外，2口井虽然不是继承性构造高点，但是在后期构造反转曾经是构造高部位，分析认为后期调整重新运聚形成。

图3 过延440井不同时期构造演化剖面图

3 铝土层分布特征与天然气成藏关系

铝土岩主要由菱形或团粒状的三铝水石组成，其成岩作用强，较致密。纯铝土岩渗透率为1.45×10-4～6.5×10-5mD，突破压力为0.6～5.0 MPa；与粘土矿物混合时铝土质泥岩的渗透率为6.5×10-5～8.3×10-6mD，突破压力大于5 MPa，饱和盐水时，突破压力24 h未突破，封盖性能好，为奥陶系风化壳气藏的直接盖层[9]。铝土岩较薄或缺失的部位为天然气向下穿层运移进入奥陶系风化壳聚集的主要途径。

本次研究主要通过测井资料并结合录井、取心资料来识别铝土岩。铝土岩的测井响应特征[10]为自然伽马高峰状突起，声波时差高的锯齿状，深侧向电阻率显极低值(1～5 Ω·m)，密度曲线底部为特高值段。据统计，延长探区铝土岩的厚度分布为0～13.7 m。

依据古地貌古沟槽的展布作出延长探区铝土岩厚度分布图(图4)。可以看出，探区本溪组底部铝土岩的厚度整体呈现西部薄东部厚的趋势，其厚度分布明显受古岩溶地貌的控制，对比前石炭纪古地貌图，可以看出，铝土岩较厚的地区位于探区的中部与东部，该地区地势较低，位于岩溶斜坡与岩溶盆地过渡带，岩溶斜坡带铝土岩的厚度一般为2～6 m，但是由于古沟槽的切割作用，出现了铝土岩较薄甚至缺失的部位，在古沟槽的两侧或沟槽与沟槽之间出现了局部铝土岩厚度较大的部位，处于西部古地貌高部位处铝土岩厚度较薄，甚至缺失。古沟槽的位置铝土岩经常缺失，被本溪组底部的暗色泥岩与砂岩充填，成为了上古生界天然气进入奥陶系顶部风化壳储集层的通道，而在沟槽的两侧铝土岩发育较厚，成为了天然气有利的聚集场所。

将9口高产气井的分布与铝土岩厚度图进行了叠合，气井与铝土岩厚度对应关系较好。气井井基本全部落在厚度在2～6 m的范围内，表明铝土岩厚度在2～6 m的范围是天然气富集的最有利部位。铝土岩厚度在2～6 m范围有利于天然气成藏，主要原因是：一方面铝土岩较薄甚至缺失区域，是天然气由上部进入储层的主要通道；另一方面较厚的铝土岩，有利于天然气的保存。

4 天然气聚集因素综合评价及有利目标区

研究发现古地貌、古构造以及铝土岩厚度从单一角度都对天然气的聚集起到一定的控制作用，但要全面、准确地划分有利区，还需展开多因素组合分析。通过综合分析古地貌、古构造演化、铝土岩厚度展布与试气井对应关系，9口高产井全部位于铝土层由薄变厚的2～6 m区域，其中6口位于岩溶高地与岩溶斜坡转换带与继承性古构造高点叠合区，1口位于沟槽两侧斜坡带与继承性古构造高点叠合区，仅有2口位于古构造低部位但是仍然处于沟槽两侧斜坡带(图4)。

图4 天然气聚集因素综合评价及有利区预测图

分析认为探区内天然气有利聚集区分布遵循以下规律：

(1)古岩溶高地与岩溶斜坡转换带，沟槽两侧斜坡带为天然气有利聚集区；

(2)古构造演化过程中，继承性构造高点是天然气有利聚集区；

(3)奥陶系顶部铝土岩缺失为天然气的注入区，铝土岩存在又作为下古气藏盖层，因此，铝土岩由薄变厚区域为天然气有利聚集区，铝土岩厚度范围为2～6 m；

(4)多因素复合控制区为最有利天然气聚集区，古地貌决定了优势储集层的分布范围，构造演化决定了天然气进入储层后聚集方向，铝土岩厚度是把双刃剑，铝土岩缺失区是天然气进入储层的主要通道，另外较厚的铝土岩层是优良的盖层。

根据上述原则预测有利区分布于子长北部—安塞—延安—延长南部，呈条带状分布(图4)。该区域主要位于岩溶高地和岩溶斜坡转换带，局部位于沟槽两侧斜坡带，储层条件较好，局部发育古构造高点，目前试气显示较好的井全部分布于该区域。

5 结论

(1)古岩溶地貌是天然气的聚集成藏主导因素，岩溶高地与岩溶斜坡转换带、沟槽两侧斜坡带内储层条件较好，受大气水的风化淋滤作用，位于水动力转换带，溶蚀孔隙发育，连通性好，通过研究发现目前试气显示较好的井全部位于岩溶高地与岩溶斜坡转换带、沟槽两侧斜坡带；

(2)以研究区奥陶系顶面构造为研究对象，运用盆地模拟软件，探究其顶面构造在不同历史时期的演化特征与天然气聚集关系，其中9口高产气井中有7口井位于继承性构造高点，因此古构造演化在天然气聚集成藏过程中起着重要作用，构造演化过程中，继承性构造高点是有利的天然气聚集区。

(3)研究发现铝土岩厚度在2～6 m范围有利于天然气成藏，一方面铝土岩较薄甚至缺失区，是天然气由上部进入储层的主要通道；另一方面较厚的铝土岩，有利于天然气的保存。

(4)古地貌、古构造以及铝土岩厚度从单一角度都对天然气的聚集起到一定的控制作用，通过对上述3个因素组合分析，总结了天然气有利聚集区分布4个规律，并以此预测有利区分布于子长北部-安塞-延安-延长南部，呈条带状分布。该区域主要位于岩溶高地和岩溶斜坡转换带，局部位于沟槽两侧斜坡带，储层条件较好，局部发育古构造高点，目前高产气井全部分布于该区域。

[1]杨伟利，王毅，孙宜朴.鄂尔多斯盆地南部上古生界天然气勘探潜力[J].天然气工业，2009，29(12)：13-16.

[2]杏福音，郭进，张伟杰.致密砂岩含气区成藏条件与模式研究[J].延安大学学报(自然科学版)，2012，31(4)：63-67.

[3]韩波，冯乔，赵振宇.鄂尔多斯盆地中东部奥陶系风化壳岩溶特征及储层分析[J].海洋地质前沿，2011，27(5)：24-30.

[4]何自新，郑聪斌，陈安宁.长庆气田奥陶系古沟槽展布及其对气藏的控制[J].石油学报，2001，22(4)：35-38.

[5]李振宏，郑聪斌.古岩溶演化对油气储集空间的影响-以鄂尔多斯盆地奥陶系为例[J].天然气地球科学，2004，15(3)：247-252.

[6]党犇.鄂尔多斯盆地构造沉积演化与下古生界天然气聚集关系研究[D].西安：西北大学，2003.

[7]周义军，杨遂正，王欣.鄂尔多斯盆地奥陶系顶面演化与岩溶储层[J].石油物探，2006，45(3)：304-310.

[8]李振宏，胡健民.鄂尔多斯盆地构造演化与古岩溶储层分布[J].石油与天然气地质，2010，31(5)：640-647.

[9]王勇.靖边气田沉积特征及其成藏规律[D].西安：西北大学，2007.

[10]马振芳，周树勋，于忠平.鄂尔多斯盆地中东部奥陶系顶部古风化壳特征及其天然气富集的关系[J].石油勘探与开发，1999，26(5)：21-24.

[责任编辑 李晓霞]

Factors of The Lower Paleozoic Gas Accumulation and Prediction of Favorable Areas in Yanchang Gas Field

LUO Teng-yue

(Research Institute of Shaanxi Yanchang Petroleum(Group)CO.LTD,Xi′an 710075,China)

In order to understand favorable area of lower paleozoic gas accumulation,combined with the geological characteristics of the test wells,analysis of the lower paleozoic palaeogeomorphology,structural evolution, distribution of aluminum rocks and gas accumulation.We consider that all kinds of factors on the gas accumulation have controlling action.On the basis of comprehensive analysis,give four rules of lower paleozoic gas accumulation in Yanchang gas field.At last,predict the paleozoic gas favorable exploration area,the conclusion points out lower paleozoic gas exploration direction.

Yanchang gas field; palaeogeomorphology; structural evolution; aluminous rocks; gas accumulation

2015-01-05

国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2013AA064500)

罗腾跃(1982—)，男，内蒙古兴和人，陕西延长石油(集团)有限责任公司工程师。

TE122.2+3

A

1004-602X(2015)02-0001-04