HX地区长4+5油层组油藏特征及成藏主控因素分析

2015-07-02李卫成张艳梅李廷艳马文忠

石油地质与工程 2015年5期

关键词：试油运移含油

李卫成，叶博，张艳梅，李廷艳，尤源，马文忠

(1.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院，陕西西安 710018；2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室)

HX地区长4+5油层组油藏特征及成藏主控因素分析

李卫成1,2，叶博1,2，张艳梅1,2，李廷艳1,2，尤源1,2，马文忠1,2

(1.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院，陕西西安 710018；2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室)

针对HX地区长4+5油层组成藏控制因素不清、影响后续勘探及开发有利区筛选的问题，在钻井、试油及测井资料的基础上，结合前人区域构造研究成果，首次对长4+5油藏特征及成藏主控因素进行了分析。结果表明岩性油藏是研究区长4+5油层组最主要的油藏类型,单个油藏规模较小，纵向上多个单油藏叠合发育，错叠、拼接形成多个分布零散的复合含油有利区。油藏物性区块差异明显,南部油藏物性优于北部，渗透率与试油产量没有相关性。烃源岩分布对长4+5成藏有一定的控制作用，基底断裂及附近区带存在石油运移至长4+5成藏的优势通道,决定着油藏的分布,是成藏的主控因素，后续的勘探开发工作应围绕基底断裂及附近区带展开。

岩性油藏;烃源岩;优势通道;基底断裂

HX地区主要发育长8、长4+5、长3及侏罗系油藏。长3、侏罗系油藏单井产量高，是各采油单位快速上产的首选目标，很难有剩余未动用储量。长8油藏开发已近10年，剩余可动用储量所剩无几。长4+5油层组作为研究区完全未开发的重要层系，已有66口井试油获工业油流，试油日产量最高超过40 t。不论从储量接替或者单井产量来看，长4+5油藏的开发动用已成为今后该区产量提升或稳产的关键。目前该区长4+5油层组研究重点主要集中在物源、沉积储层、成岩等方面[1-3]，对于油藏特征、成藏控制因素方面的认识却少有论述,制约着后续勘探开发工作的顺利进行。在钻井、试油及测井资料的基础上，结合前人区域构造研究成果，首次对长4+5油藏特征及成藏主控因素进行分析，为勘探开发工作提供新思路。

1 地质概况

鄂尔多斯盆地处于中国东部构造和西部构造的交汇结合部位，现今的盆地构造形态总体显示为东翼宽缓，西翼陡窄不对称大向斜的南北向矩形盆地[4]。盆地划分为六个一级构造单元，即伊盟隆起，西缘冲断带、天环坳陷、伊陕斜坡、渭北隆起及晋西挠褶带[5]。古生代至中生代早期鄂尔多斯盆地属华北盆地的一部分，到晚三叠纪延长组早期，受印支运动影响，盆地周缘相对抬升，形成面积大、水域广的鄂尔多斯盆地。HX地区位于鄂尔多斯盆地西南部，区域位置主体属伊陕斜坡，西部与天环坳陷相接，中生代晚三叠纪延长期为其主要沉积期。按沉积旋回将延长组地层从上到下划分为10个油层组(长1～长10)[6]。其中长7油层组是盆地最好的烃源岩层，是中生界已发现油藏的主要油源。长4+5沉积期为次一级湖泛期，经历了一次小范围的湖进、湖退过程，发育独特的河控-湖泊辫状河三角洲沉积体系，最有利的储集砂体为水下分流河道及河口坝沉积[11]。储层实测物性数据表明研究区长4+5油藏平均渗透率为1.61×10-3μm2，按目前的分类标准为特低渗储层，基本无自然产能，须进行压裂改造，才可能投入有效开发。

2 油藏特征

2.1 油藏类型

研究结果表明岩性油藏是研究区最主要的油藏类型，主要表现为上倾方向砂岩尖灭和成岩致密带遮挡两种类型。上倾方向砂岩尖灭型油藏是水下分流河道或河口坝砂体与上倾方向的分流间湾泥质沉积相互配置形成圈闭而捕获油气成藏的，这类油藏一般规模较大，油藏边界与岩性边界有着良好的一致性,如图1所示，L219井至L254井控制的a油藏就是上倾方向H65井的间湾泥质岩遮挡后成藏的，油藏顺剖面方向长约8 km，具备规模开发的资源基础。成岩致密带遮挡型油藏的局部遮挡层是成岩作用形成的致密砂层，而非沉积的泥质岩类，图1中L219井底部发育的b油藏正是由于邻井致密砂层遮挡才成藏的,油藏发育在单井范围内,规模较小。

图1 HX地区长4+5油层组油藏剖面

2.2 油藏分布特征

研究区长4+5油藏内单油层厚度较小，介于2.0～13.7 m，平均厚度4.8 m，单油层厚度低于平均值的超过60%。纵向上多油藏叠合发育(图1)，不同单油藏错叠、拼接形成平面上具有一定分布面积的含油有利区。如图2所示，长4+5油层组目前发现了2个大的含油有利区、4个小的有利区及为数不多的出油单井点，有利区之间被无显示井或试油出水井相隔，分布没有规律性，连片性差。最大的含油有利区位于研究区北部，面积次之的有利区在研究区南部，两个有利区之间近千平方公里区域内发育一个面积不足20 km2的有利区，共有5口零散分布的井获得工业油流，充分表明了该区油藏分布零散、连片性差的特点。

图2 HX地区含油有利区与构造线叠合图

已发现的油层显示井及工业油流井在构造的高低部位均有出现(图2)，同一旋回沉积储层内高部位试油产水，低部位出油的现象时有发生，同一个有利区跨越了多个隆坳相间的低幅度构造发育区带，单个油藏内看不到油水界面，表明油藏的分布受构造控制不明显。

2.3 油藏物性特征

实测数据表明研究区内大致以中部小有利区为界南北区油藏物性差别很大，北区孔隙度为9.2%～12.8%，平均值11.0%，渗透率为(0.13～3.26)×10-3μm2，平均值0.79×10-3μm2，其中超过60%的单井物性分析值低于0.5×10-3μm2,南部孔隙度为9.6%～15.0%，平均值11.8%，渗透率为(0.16～30.28)×10-3μm2，平均值高达3.52×10-3μm2，接近60%的单井物性分析值大于1.0×10-3μm2，总体表现出孔隙度相差无几，南区渗透性明显好于北区的特点。整个研究区内单井渗透率与试油产油量之间没有明显相关性。

3 成藏主控因素分析

3.1 烃源岩控制油藏分布范围

良好的油源条件直接关系到油气藏的形成和资源量的大小。长7油层组优质烃源岩具有厚度大、生烃、排烃能力强的特点，是鄂尔多斯盆地中生界的主力烃源岩[7]。前人研究表明[8]鄂尔多斯盆地石油以垂向运移为主，烃源岩分布面积之上或附近肯定是烃类充注成藏的有利区带。研究区西部烃源岩不发育，其它地区烃源岩均有分布，从西向东厚度逐渐增大，厚度介于5～40 m，东北部厚度最大，已超过40 m。研究区烃源岩厚度等值线与有利区叠合图(图3)显示目前已发现的含油有利区都位于烃源岩厚度大于5 m的范围内，表明烃源岩分布对长4+5成藏有一定的控制作用。

图3 HX地区烃源岩厚度等值线与有利区叠合图

3.2 基底断裂是成藏的主控因素

3.2.1 石油通过优势通道运移成藏

前人研究表明在生烃中心及附近,油气运移路径形成密集的网络,而远离生烃中心,运移路径逐渐汇集,形成油气运移的优势通道或主通道[9]。长4+5油层组距离长7烃源岩200 m左右，间隔较远，具备发育石油运移优势通道的条件。研究区平均井距2 km，中东部井控程度更高。在如此密集的井控程度下，研究区长4+5油层组发现的含油有利区及出油单井点无规律零散分布，连片性差，有利区仅占研究区面积的7.4%，具有局部成藏的特点(图4)。甚至出油单井点周围1.5 km小井距部署的落实油藏规模井也经常无显示，说明长4+5油藏总体规模较小，具有点式充注成藏的特征。基于上述资料，分析认为长7生成的烃类主要是通过优势通道运移至长4+5成藏的。长4+5油层组紧邻长3底部，为长7石油向上运移至长3成藏的必经层系，赵彦德等对长3油层组石油运移与充注的研究表明该区存在石油充注点[10]，也间接肯定了长4+5油层组通过优势通道运移成藏的可能性。

图4 HX地区基底断裂与有利区叠合图

3.2.2 基底断裂是长4+5成藏的关键因素

一般来说，运移的通道主要有叠置砂体、不整合面及裂缝或断裂。研究区延长组内部为连续沉积，长7烃源岩与上部长4+5油层组之间不存在不整合面，当然不存在此种类型的运移通道。长7烃源岩位于目的层之下，长7烃源岩到长4+5之间长63、长62层约80 m几乎全是泥质沉积，可以排除叠置砂体作为运移通道的可能。裂缝的发育受岩性控制,砂岩较泥岩硬度高,容易产生裂缝，泥岩塑性强，不容易产生裂缝。因此，石油运移至长4+5成藏的最可能优势通道只有断裂及与之相连的其它路径。

断裂是盆地内普遍存在的构造形式,不同级别的断裂对盆地油气运移聚集的控制作用也不尽一致。大断距断裂导致油气逸散程度大，对油气富集起到一定的破坏作用；小断距断裂，特别是裂缝带对油藏高产起主要贡献作用[11]。鄂尔多斯盆地基底断裂不仅数量较多,规模较大,而且方向有序,构成了断裂网络系统[12]。三叠纪以来，鄂尔多斯盆地不同时期区域应力场在旋转与扭动作用过程中,盆地内部刚性强度不同的块体之间产生扭裂和走滑,使基底断裂重新活动,但并没有造成规模较大的断层落差以及盖层显著变形。基底断裂的这种隐性活动是裂缝产生的诱因，也是使砂体、裂缝与优质生烃灶三位一体的主要控制因素[13]。根据航磁、重力、地球化学场等多种资料综合分析，在盆地内部及其周缘均发现有不同规模的基底断裂，并具有明显的分区特征[14]。图4反映出研究区存在7条基底断裂，分三个方位发育: 编号2、5的基底断裂为东西向，编号1、3、4、7的基底断裂为北西-南东向，编号6的基底断裂为北东-南西向。含油有利区与基底断裂叠合图表明面积最大的含油有利区位于研究区北部3、4、5、6、7断裂交汇区带，面积次之的含油有利区处于2、3断裂交叉带之间，其它较小的有利区及出油单井点也分布在几条断裂上或附近，充分表明了基底断裂对长4+5成藏的控制作用，是长4+5成藏的关键因素。

4 成藏模式

当长7生成的石油通过基底断裂隐性活动形成的优势通道运移至长4+5储层时，在充注压力的作用下，烃类会向四周侧向运移，通过大于或等于临界喉道的路径进入与之相连的孔喉单元中聚集、运移，直至充注压力降低至临界喉道对应的压力值之下，烃类的侧向运移才会停止，此时，一定数量烃类充注到的地方就可成藏。烃类在致密层中只能作短距离侧向运移，导致长4+5单油藏规模较小，多油藏纵向叠合形成的含油有利区是后续开发的重点。没有与优势通道连通的长4+5储层，无论物性好还是差，长7生成的烃类都没法进入其中聚集成藏。优势通道发育的局限性致使长4+5油藏不能像长81油藏那样大连片出现，只能零散分布。