微构造对低渗透油气成藏的控制作用——以鄂尔多斯盆地丰富川油田西区为例

郑忠文，刘建朝 ，李荣西

(1.长安大学地球科学与资源学院，陕西 西安　710054；2.国土资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室，陕西 西安　710054)

微构造对低渗透油气成藏的控制作用
——以鄂尔多斯盆地丰富川油田西区为例

郑忠文1,2，刘建朝1,2，李荣西1,2

(1.长安大学地球科学与资源学院，陕西 西安710054；2.国土资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室，陕西 西安710054)

低渗透岩性油藏成藏作用主要受控沉积相和成岩作用。但是，勘探实践表明,在砂体背景之上分布的微构造对低渗透油气成藏具有明显的控制作用。位于鄂尔多斯盆地中东部的丰富川油田西区为多层系低渗透复合含油区，油气成藏类型复杂多样。笔者以该区为例，在对该区主要含油层系微构造及其演化特征研究基础上，探讨鼻状隆起构造对油气富集成藏的控制作用。研究表明，丰富川油田西区在东高、西低的西倾单斜背景上发育多个自东向西倾没的鼻状隆起构造；本区侏罗纪古河道下切深度小，残余的长1厚层泥岩限制了油气向上运移，延安组石油富集程度明显弱于延长组。低幅度鼻状隆起微构造对长2和长4+5油气成藏具有明显的控制作用，长2油层组顶面构造高点清楚，微隆起构造对油气富集控制作用非常明显，长2油藏具上油下水特征，发育低水和边水，油水界面清楚，具有岩性-构造油藏的基本特征。而长4+5和长6油藏除了岩性油藏外，也发育构造-岩性复合油藏。研究表明，微构造研究对低渗透油层油气富集规律研究和老油区扩边勘探具有重要指导意义。

微构造；鼻隆构造；低渗透油层；油气成藏；有利探区；勘探

丰富川油田西部探区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡中东部(图1)，是青化砭油气产区的重要接替区。本区延长组主要发育三角洲前缘和三角洲平原亚相，分流河道骨架砂体成为最有利的沉积微相，主河道砂体厚度大，分布广，在河流交汇处砂体连片分布。延安组沉积期的古地貌单元主要由斜坡及河谷地貌单元组成，北部为高地，南部为甘陕古河道，二者之间为斜坡和沟谷。本区主要开发层位为三叠系延长组长2油层组，近年来在长4+5、长6油层组相继发现了含油显示，其中长6油层组经试油达到了工业油流，录井结果表明延安组延8和延9也有较好的油气显示。从目前勘探开发现状看，该区为多层系复合含油区，油气成藏类型复杂多样，既有特低渗透岩性油层，又有微构造油藏，同时有构造-岩性复合油藏。目前,普遍认为鄂尔多斯盆地延长组油藏为典型的低渗透性岩性油藏(杨华等，2007；杨华等，2012；邓秀芹等,2009；郭彦如等，2012；任战利等，2014；姚泾利等，2013；白清华等，2009)。大量勘探实践经验业已证明，低幅高点构造一般都是油气运移和聚集的指向区，特别是长2油层组，当其构造高点区与物性良好的河道砂体叠置，绝大多数情况下都可以形成具有岩性和构造双重性质的构造-岩性复合油藏或者构造油气藏(李荣西等,2011；席胜利等,2004；李相博等,2013；谢丛姣等,2001)。因此，低幅度微构造发育情况对延长组油气聚集成藏起着十分重要的控制作用，深化研究低幅度微构造，总结油气富集规律，对再认识勘探程度低的层系和地区的勘探潜力，进行老油区扩边、连片勘探具有重要现实意义。

图1　丰富川油田西部探区构造位置图Fig.1　Tectonic location ofthe research area in Fengfuchuan Oilfield

1　构造演化特征研究

印支构造运动之前，中国大地构造处于特提斯构造域和西伯利亚构造域南北对峙相互作用下，鄂尔多斯盆地三叠系沉积属于大型内陆湖泊，围绕湖盆中心周缘发育也一系列三角洲，形成湖泊三角洲生储盖组合和油气成藏系统(杨俊杰,2002；赵振宇等,2012)。三叠纪末期，由于受印支运动影响，扬子地块与华北地块碰撞，秦岭海槽也最终关闭造山隆起，鄂尔多斯盆地在延长组沉积后也同时发生区域性抬升隆起，遭受剥蚀作用，在三叠系沉积基础上形成了古侵蚀地貌，出现了多个古河道，如宁陕古河道、甘陕古河道、蒙陕古河道和晋陕古河道等，古河道之间为冲蚀山脊、丘陵地貌，延安组就是在这样的地面背景之上沉积的，延安组沉积经历了早期对古地貌侵蚀夷平、补齐填平作用等(杨俊杰,2002)。侏罗纪以来，鄂尔多斯盆地进入以太平洋板块活动影响占主导地位、以东西挤压区域构造应力场为动力学背景(廖昌珍等,2007；张岳桥等,2006)。因此，侏罗系沉积表现为具有南北条带展布的特征，在鄂尔多斯盆地西缘构造带前缘出现南北向的沉积坳陷，成为当时的鄂尔多斯盆地沉积中心，侏罗系沉积厚度超过1 000m，由此向东盆地变为宽缓的斜坡，到研究区一带侏罗系沉积地层逐渐变薄。

研究区位于三叠系延长组湖泊沉积相区深湖亚相区的东侧边部，地处延安-安塞三角洲平原-三角洲前缘地带，同时该区位于侏罗系延安组晋陕古河道东侧。从本区延长组重要油层长6油层组和长2油层组长21和长22小层与延安组延9及延8顶面构造图(图2～图6)可以清楚地看出，研究区总体构造与鄂尔多斯盆地西倾大单斜区域构造展布趋势一致，即整体呈一西倾单斜构造，其构造倾角不到1°，平均坡降约6～8m/km，没有明显的断裂和褶皱构造。不同沉积期的构造既有继承性，又有不同程度的变化，构造形态特征为一个在东高、西低的单斜背景基础上，发育多个自东向西方向倾没的鼻状构造(鼻隆)，局部发育幅度较小的构造高点(微穹窿)。

图2　丰富川油田西部探区长6顶面构造图Fig.2　Top structural map of Chang6, Yanchang Fm. the area of Fengfuchuan Oilfield

1.1延长组沉积期构造及其演化特征

图2为长6油层组的顶面构造图，可以看出长6油层组从南至北依次发育3个近东西向几乎贯穿全区延伸的鼻隆构造，这3个鼻隆构造宽约1 000～2 000m，隆起幅度5～15m，高点海拔320～420m，地层倾角0.2o～1.5o。图3和图4分别为长2油层组2个主力含油层长21和长22小层的顶面构造图，可以看出从南至北依次长2油层组这2个小层均发育多个近东西向延伸的鼻隆构造，鼻隆东西向贯穿全区，鼻隆宽约1 000～400m，隆起幅度5～15m，地层倾角0.2o～1.5o。从长22到长21小层顶面构造构造具有一定的继承性，鼻隆构造南翼倾角相对较陡，北翼倾角相对平缓。长21在其东南部存在一个低幅度穹隆区，面积约4.0km2，该区相对平缓，总体隆起幅度约10m左右。钻探结果表明，长2油藏分布与局部隆起构造关系十分密切。

图3　丰富川油田西部探区长21顶面构造图Fig.3　Top structural map of Chang21,Yanchang Fm. in Fengfuchuan Oilfield

图4　丰富川油田西部探区长22顶面构造图Fig.4　Top structural map of Chang22,Yanchang Fm. in Fengfuchuan Oilfield

图5　丰富川油田西部探区延安组延9顶面构造图Fig.5 Top structural map of Yan9, Yan’an Fm. in western area of Fengfuchuan Oilfield

图6　丰富川油田西部探区延安组延8顶面构造图Fig.6　Top structural map of Yan8, Yan’an Fm. in western area of Fengfuchuan Oilfield

实际上，研究区长4+5和长3油层组顶面构造特征与长6和长2油层组一样，从南至北也发育多个近东西向延伸的鼻隆构造，鼻隆构造位置、隆起幅度、高点海拔和规模变化不大，说明本区延长组不同油层组构造具有明显的继承性。

1.2延安组沉积期构造及其演化特征

从延安组延9和延8两个层的顶面构造图(图5、图6)可以看出，研究区在延安组沉积期的构造格局与延长组沉积期的构造格局发生了重大变化，二者之间存在千差万别的变化，这种变化在鄂尔多斯盆地早期勘探发现的马岭油田、马家滩油田以及后来勘探发现的安塞油田、姬塬油田等都有明显的反映(李德生,2004；李威等,2012；代金友等,2012)。实际上，这种构造格局的重大变化与中国区域大地构造演化背景密切相关，也是全球构造演化产生的结果。研究区所在位置在延安组沉积期虽然仍具有单斜构造特征，但是单斜构造倾向却发生了很大的变化，即由延长组沉积期的自东向西倾伏变为延安组沉积期的自东北向西南倾伏，由延长组沉积期的东高西低变为延安组沉积期的东北高西南低，说明盆地构造发生了逆时针方向的旋转抬升运动，这与张伯声院士早年提出的鄂尔多斯盆地中生界具有所谓“吊筛运动”不谋而合(张伯声，1982)。

研究区延安组延9和延8层都从东南至西北依次发育4个鼻隆，靠东南部一个鼻隆呈近东西向延伸，规模相对较小，而靠西北部的3个鼻隆呈北北东向延伸，而且延伸长度大，鼻隆几乎贯穿全区南北，其中延9发育的4个鼻隆构造带宽约1 000～2 000m，隆起幅度5～10m，高点海拔1 070m，地层倾角0.2o～1.5o。延8与延9鼻隆构造具有继承性，延8也发育4个鼻隆带，鼻隆宽约1 000～2 000m，隆起幅度5～10m，高点海拔1 100m，地层倾角0.2o～1.5o。在鼻隆构造之间，存在多个形态较小的、深度超过60m的沟谷洼地。对比延9和延8顶面构造图可以看出，延9期的沟谷洼地比延8期的宽、平、深、大，说明延9期对延长组侵蚀沟谷古地貌的“填平补齐”作用还没有完成，延8期的“填平补齐”程度明显高于延9期。显微镜下对位于构造高点探井的岩心岩相学观察表明，延8和延9岩心含有较多的沥青和油气包裹体，表明构造高点曾经有油气聚集过程。

2　微构造与油气运移关系分析

成藏过程研究表明，丰富川油田西部探区经历了2次油气成藏事件，早期油气藏因后期构造运动而破坏，油气发生二次运移，早期油气藏形成发生在储层发生溶蚀作用之后、致密之前，此时油气成藏主要受构造因素控制，早期油气聚集和成藏部位主要是构造高点(长2油层组)和古地貌基础上的相对构造高点(延安组)，延长组和延安组油层溶蚀孔隙和溶蚀孔隙中残留的大量吸附沥青记录了这次油气藏痕迹。早期残余的构造油气藏是本区长2油层组和延安组油气勘探的重点。但是，研究区后期发生过二次油气聚集成藏事件，这次油气成藏聚集是在储层发生致密过程中形成的，因此，油气聚集主要为以溶蚀孔隙为主要储存空间的岩性油气藏，这也是本区长4+5和长6油层组勘探的主要油气藏类型(代金友,2012；张伯声，1982)。

该区延长组地层平缓，西倾且发育裂隙，砂泥岩互层，存在的因差异压实引起的多个局部微构造-鼻状隆起，储集层以低渗、特低渗为特征，非均质性较强，油气既有纵向运移条件，也有侧向运移条件，油气运移的输导体系主要为连通的砂体和裂隙，来自下伏长7烃源岩的油气主体借助或侧向延伸并上下叠置的砂体以“爬楼梯”方式发生纵向和侧向运移，其中纵向运移距离取决于上下砂体的继承性程度、裂缝发育程度和泥岩隔层的厚度，而侧向距离运移取决于砂体非均质性和侧向延伸幅度(李荣西等,2011；席胜利等,2004；窦伟坦等,2008)。对于裂隙发育、继承性好、相邻砂体上下叠置的储层砂体，按照油气运移动力学原理，油气以纵向运移为主，侧向运移为辅，这样油气运移聚集的层位主要为延长组上部，以长2为主要目标层，在长1区域性盖层封闭下，在构造高点聚集形成构造油气藏或者构造岩性复合油气藏。

但是，如果储层裂缝不发育，受泥岩层隔层遮挡影响，油气以侧向运移为主，油气在砂体内选择高孔高渗透通道发生侧向运移，直到运移遇到砂体尖灭或者因物性变差而致密，油气聚集成藏，这种情况下油气聚集成藏的主要层位为长6油层组。如果长7厚度泥页岩因过剩压力而存在异常高压，当其上覆的长6和长4+5储层致密，裂缝不发育而输导能力差，长7烃源岩形成的油气在过剩压力驱动下无法突破上覆致密储层阻力而进入长6及其以上储层成藏(图7)。但是，此时如果其下部长8和长9储层物性好，输导能力强，那么当长7烃源岩形成油气的过剩压力到达或者超过下伏储层对油气下移阻力时，油气就会向下运移进入长8和长9储层成藏。

鄂尔多斯盆地中西部地区侏罗纪古河道下切深度大，切穿层位多，最深下切到长6甚至直达长7烃源岩，油源距侏罗系运移通道近，油气向上运移量大，油气富集程度高，延9、延10河道砂岩直接覆盖在延长组侵蚀面之上，长7形成的油气沿古侵蚀面、砂体等通道运移进入延安组下部河道砂岩，是侏罗系最主要的油气藏类型。对比研究表明，丰富川油田西区侏罗纪古河道下切深度浅，本区长1基本都有残留，在延8沉积期基本就“补齐填平”了，从延9和延8顶面构造图可以看出(图5、图6)，二者下切深度分别不超过100m，这样长7烃源岩距侏罗系直线运移通道远，长1厚层泥岩限制了油气向上运移，不利于油气的富集成藏，故本区延安组石油富集程度明显弱于延长组。

3　微构造与油气藏关系分析

丰富川油田西部探区长6油藏主要为岩性油藏，长2为岩性-构造复合油藏。长6油藏顶部泥岩厚度大，是长6油藏局部性盖层，长6油层主砂带侧向尖灭并相变形成泥岩遮挡，或砂体物性侧向变差形成致密遮挡带，形成岩性圈闭。勘探实践表明，位于分支河道交汇处的探井均在长6油层组发现油气显示。从图8可以看出，该区姚204井区长6油藏具有岩性油藏特征，发育孤立透镜状砂体和尖灭砂体，其中姚240井—姚243井间的油层砂体为典型的孤立透镜状砂体，向砂体两端物性渐变差而致密，该油藏没有明显的底水、边水，也没有明显的油水界面。该油藏下部砂体为尖灭砂体，也属于岩性圈闭。因此，长6油藏具有典型岩性圈闭油藏特征。

图7　延长组长7烃源岩过剩压力与油气运移关系示意图Fig.7　Diagram show relations between residual pressure of Chang 7 source rocks and oil migration

图8　丰富川油田西部姚204井区长6岩性油藏剖面图Fig.8　Lithologic reservoir profile of Chang6 of Yao204 well area in the western exploration area in Fengfuchuan Oilfield

根据现有探井揭示的长4+5油层特征，结合对典型长4+5油藏解剖及含油井资料分析，发现丰富川油田西区长4+5油藏与长6成藏规律既具有一定程度的相似之处，但也存在明显的不同之处，主要表现在低幅度鼻状隆起微构造对长4+5油藏成藏具有一定的控制作用，因此，长4+5油藏除了岩性油藏外，也发育构造-岩性复合油藏。

对探井揭示的长2油藏特征分析表明，丰富川油田西区长2油层组砂体物性相对较好，长2油层组顶面构造高点清楚，微隆起构造对油气富集控制作用更加明显，具有上油下水特征，地层渗流性好，地层水活跃，且发育低水和边水，油水界面清楚，构造高点油柱高度大，油井产量高等特征，长2油藏普遍具有岩性-构造油藏特征(图9)。从图9可以明显看出，从丁17井—丁22井—丁09井油层砂体逐渐抬高，油层砂体顶面抬高幅度约20m，丁09井为构造高点，而且该油藏具有明显的油水界面。沿构造抬高方向非均质性增强，油层砂体物性却逐渐变差而致密。因此，丁09井区长2油藏具有典型的构造-岩性复合油藏特征。

图9　丰富川油田西部探区丁09井区长2构造-岩性复合油藏剖面图Fig.9　Structural-lithologic composite reservoir profile of Chang 2 of Ding 09 well area in the western exploration area in Fengfuchuan Oilfield

长2油层主河道厚层砂体上及分支河道交汇处，同时叠加鼻状隆起构造是油气运移聚集的指向区带，这2个因素的有效配合和复合叠置，是长2油气成藏的重要规律，也是指导长2油藏勘探的主要依据。

综上所述，本区延安组油气聚集成藏主要依靠裂隙通道，因此，古地貌对油本区延安组气聚集影响作用就不十分强烈了，相比较而言，延安组顶面构造对油气聚集控制作用就显得非常重要了。因此，丰富川油田西区延安组成藏主要受控于裂隙作用和顶面构造联合控制。

4　结论

(1)丰富川油田西区为多层系低渗透复合含油区，主要含油层为延安组延8、延9和延长组长6、长4+5、长3及长2延长组，研究区构造特征与鄂尔多斯盆地一致，总体构造形态为一个在东高、西低的西倾单斜背景上，发育多个自东向西方向倾没的鼻状构造(鼻隆)。

(2)丰富川油田西区侏罗纪古河道下切深度小，残余的长1厚层泥岩限制了油气向上运移，延安组石油富集程度明显弱于延长组。该区延长组储层为非均质性较强的特低渗油层，长7烃源岩生成的油气可以上移到长2聚集成藏，也可以向下运移进入长8和长9聚集成藏。

(3)低幅度鼻状隆起微构造对丰富川油田西部探区长2和长4+5油气成藏具有一定的控制作用，长4+5油藏除了岩性油藏外，也发育构造-岩性复合油藏。而长2油层组顶面构造高点清楚，微隆起构造对油气富集控制作用更明显，具上油下水特征，发育低水和边水，油水界面清楚，长2油藏普遍具有岩性-构造油藏特征。

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中国地质调查局资料馆西北分馆2015年下半年新增地质调查成果资料目录

续表

Controls to Oil Accumulation in Sandstone Beds with Low Permeability by Micro-Structure:Example from Western Area of Fengfuchuan Oilfield in Northern Shaanxi

ZHENG Zhongwen1,2, LIU Jianchao1,2, LI Rongxi1,2

(1. School of Earth Science And Resources, Chang'an University, Xi'an 710054,Shaanxi, China; 2. Key Laboratory for the Study of Focused Magmatism and Giant Ore Deposits, MLR, Xi'an 710054, Shannxi,China)

Western exploration area of Fengfuchuan Oilfield, located in the middle-eastern part of Ordos Basin, is the multi-layer composite petroliferous region of low permeability, with complicated type of reservoir accumulation. And the development of micro structure controls reservoir enrichment of some layers. This becomes an important direction for expansion and continuous exploration in oil region. This paper is based on the analysis of micro structural characteristic, formation and evolution in the Yan 9 , Yan 8 of Yan′ an Formation and Chang 2, Chang 4+5, Chang 6 of Yanchang Formation which are the main oil-bearing sequences, and is based on the study of accumulation time and migration law, combined with the differences of multiple factors superposition of reservoir enrichment. And this paper shows the relationship between micro structure and reservoir enrichment. The micro structure is the nose-shaped uplift developed on the background of slope in different horizons, in which the nose uplift area developed in Yan 9, Yan 8, Chang 2 and parts of Chang 4+5 reservoir and the main sandbody superimposition part become a favorable area for migration and accumulation of oil and gas. Synthetic analysis uses the relationship between micro structure in this region and reservoir enrichment, and selects 5 favorable exploration target areas in the study area. Of the 5 favorable exploration target areas, in Ding 20 well area, Yao 304 well area, Ding 85 well area and Yao 243 well area, the tectonic uplift of both sides of the zonal range is the key zone of oil and gas exploration in the Yanchang Formation. The ancient branch valley and slope on both sides developed in the Renjiagou and Guozhuang become a favorable exploration area for ancient landform reservoir of Yanan Formation. This study can provide a reliable guarantee for oil exploration in the future.

small structure; paleo-nose structure；reservoir formation；favorable exploration area；oil/gas exploration

序号馆藏号资 料 名 称形 成 单 位形成时间231436青海省西宁—化隆盆地砂岩型铀资源调查评价成果报告核工业二○三研究所2014.06241437青藏高原柴达木盆地重点地区水文地质环境地质调查(都兰县)报告中国地质调查局西安地质调查中心2014.12251438青海沱沱河地区5192高地幅I46E006001、节约湖幅I46E006002、5175高地幅I46E007001、双头山幅I46E0080011/5万区域地质调查工作总结核工业二○三研究所2013.12261439青海沱沱河地区迎春口幅I45E006023、5299高地幅I45E006024、岗盖日幅I45E007023、狮子山幅I45E007024、5503高地幅I45E0080241/5万区域地质调查总结报告核工业二○三研究所2013.12271440沱沱河艰险地区苦毛隆阿日拉渡口幅I46E017012、多龙强刚幅I46E017013、曲赛塘幅I46E018012、尼日阿错改幅I46E0180131/5万中止区调项目工作总结河北省区域地质矿产调查研究所2014.07281441沱沱河艰险地区玛尺盖仁幅I46E018014、多玛夏纳幅I46E018015、百何赛切幅I46E019014、尕鄂错纳玛幅I46E0190151/5万中止区调项目工作总结河北省区域地质矿产调查研究所2014.03291442西昆仑成矿带矿产资源遥感地质调查成果报告北京市地质研究所2014.013014432012-2013年宁夏回族自治区矿山地质环境调查报告宁夏国土资源调查监测院2015.03311444沱沱河艰险地区I46E008009、I46E008010、I46E009009、I46E009010、1/5万中止区调项目工作总结中国煤炭地质总局航测遥感局2014.05321445舟曲地质灾害预警判据及模型成果报告中国地质调查局西安地质调查中心2015.01331446青海省玉树州地质灾害详细调查及综合研究成果报告中国地质调查局西安地质调查中心2015.06341447秦巴山区浅表层滑坡变形破坏机理研究成果报告长安大学地质调查研究院2015.04351448新疆乌鲁木齐地区天山牧场幅K45E002016、白杨沟幅K45E002017、柴窝堡幅K45E003016、杏树沟铜矿幅K45E0030171/5万区域地质调查报告新疆维吾尔自治区地质调查院2014.053614492012—2013年甘肃省矿山地质环境调查报告甘肃省地质环境监测院2014.11371450新疆西天山那拉提山东段金铁多金属矿调查评价成果报告新疆维吾尔自治区地质调查院、新疆地质矿产勘查开发局第一区域地质调查大队2014.10381451青海赛多浦岗日地区错登奴幅I46E015006、雁石坪二村幅I46E015007、景日强玛幅I46E016006、赛多浦岗日幅I46E0160071/5万区域地质调查报告青海省第五地质矿产勘查院2014.12391452青海赛多浦岗日地区错登奴幅I46E0150061/5万地质图及说明书青海省第五地质矿产勘查院2014.06401453青海赛多浦岗日地区雁石坪二村幅I46E0150071/5万地质图及说明书青海省第五地质矿产勘查院2014.06411454甘肃独红山幅K46E015024、炭山子幅K46E016022、黄草滩幅K46E016023、酒钢山幅K46E0160241/5万区域地质调查报告陕西省地质调查院2015.04421455陕西宁陕县关口地区宁陕县幅I49E017002、穆王坪幅I49E017003、狮子口幅I49E017004、东镇幅I49E0180041/5万区域地质调查报告陕西省地质调查院2015.04

2015-04-10；

2015-07-20

国家科技重大专项“复杂油气田地质与提高采收率技术”(2009ZX05009) 与国家自然科学基金(41173055)联合资助

郑忠文(1963-)，男，高级工程师，在读博士，主要从事油气田地质与开发工作。E-mail：qhbkfk@126.com

TE132.1

A

1009-6248(2015)04-0234-09