鄂尔多斯南部大面积岩性油藏分布主控因素与勘探方向

2016-10-27王保战

石油地质与工程 2016年5期

关键词：含油烃源鄂尔多斯

王保战

(中国石化华北油气分公司勘探开发研究院，河南郑州 450001)

鄂尔多斯南部大面积岩性油藏分布主控因素与勘探方向

王保战

(中国石化华北油气分公司勘探开发研究院，河南郑州 450001)

通过对鄂尔多斯南部中国石化各探区的烃源岩分布、构造格局、砂体展布、成藏组合、断-缝疏导系统等分析研究，得出大面积岩性油藏形成的控制因素为广泛发育的烃源岩和储集砂体、平缓的构造格局、有效的断-缝疏导系统以及有利的成藏组合。结合中国石化在鄂尔多斯南部各区块的勘探程度对18个勘探区带提出战略展开、战略突破、战略准备三个层次的分类。

鄂尔多斯盆地；岩性油藏；主控因素；烃源岩；成藏组合

1　大面积岩性油藏分布特征

鄂尔多斯南部(鄂南)延长组长7底部泥页岩是延长组主力烃源岩，其中尤以底部张家滩页岩最优，具有分布面积广、品质好的特点；鄂南延长组河流-三角洲分流河道砂体是油气运聚的基本单元，储层具有特低孔-低孔、超低-特低渗的特点；延长组油藏分布于纵向叠置的长10～长9、长8、长7～长6、长3～长2等4套储盖组合中。长7底部泥页岩晚侏罗-早白垩纪进入成熟阶段，晚侏罗纪末期和早白垩纪末期为排烃运移高峰，目前尚处于生烃高峰期。鄂南中国石化区块较为发育的断裂-裂缝系统为油气“纵向双向排烃”提供良好的通道条件；长7底部泥页岩超压(欠压实超压 + 生烃超压)是区域油气排烃和运移动力，延长组其它油层组段欠压实超压为油气保存提供良好封盖条件[1]。

2　大面积岩性油藏成藏主控因素

鄂尔多斯盆地位于中国东部构造与西部构造的结合部位，为一呈南北向延伸的矩形盆地[2]。鄂南地区上三叠统延长组主要为叠合盆地的层序地层格架，其沉积充填具有多物源、多汇聚中心、多沉积相类型和相变快、变迁大等特征。上三叠统延长组由四幕挤压的类前陆式挠曲盆地充填构成，每幕经历了快速挤压隆升和缓慢松弛沉降，但整体表现为坳陷湖盆的充填特征。

2.1广覆式优质烃源岩与紧密接触式生储盖组合是鄂南大面积油气成藏的基础

烃源岩生烃潜力分析认为，鄂南长7段油页岩是本区优质烃源岩，分布范围遍及鄂南的整个区域，其中以富县、镇泾、旬宜三地区分布厚度最大、生烃潜力最好[3]。

优质烃源岩大面积展布，源储紧密接触，近源大面积排烃聚集，为鄂南“准连续”型油气藏的形成奠定了物质基础[4]。长6油层组储层系统紧邻长7油层组优质烃源岩之上，长8油层组紧邻长7优质烃源岩之下，因此长7油层组具有“近水楼台”优势。长7优质烃源岩具有分布范围广、有机质丰度高、有机质类型好、有机质演化程度高、排烃期异常高压纵向排注等特点，造就了第一套生储盖组合的优越性(图1)；鄂尔多斯盆地为克拉通内陆盆地，受区域构造及基底稳定性影响而发生区域性沉降，沉降幅度具相似性，致使长7优质烃源岩在相同或相近的地质年代大面积进入成熟阶段，形成广覆式烃源岩。“准连续型”油气藏运移动力不足，主要以初次运移和短距离运移为主，因此生油层与储集层要相邻并紧密接触；长6、长7、长8油层组与长7优质烃源岩直接接触，使大面积准连续成藏成为可能；且长4 + 5油层组泥岩发育，是鄂尔多斯盆地中生界最重要的区域盖层，也为准连续油气藏的形成提供了基础[5]。

图1　鄂南区块延长组生储盖组合柱状图

2.2多层叠合及广泛分布的低孔低渗储层系统是油气大面积成藏的关键

鄂尔多斯盆地南部中生界三叠系延长组和侏罗系延安组各沉积期的砂体分布都受沉积微相展布所控制，砂体成因类型主要以河流河道砂体、三角洲平原分流河道砂体、心滩和边滩砂体为主。

(1)广泛分布的三角洲砂体为油气聚集提供了丰富的存储场所。延长组砂体类型有水下分流河道、河口坝、远砂坝、浅湖砂、决口扇，到目前为止，具备储集能力的砂体主要有水下分流河道砂体和河口坝砂体。长6～长8多套砂体的广泛分布与横、纵向方向的互相叠合，形成了大面积分布的储集空间。

三角洲前缘河道砂体与河口坝砂体主要分布在长6、长8油层中，特别是长8油层组最发育，表现为单层厚度大、粒度粗、物性好、含油普遍、试油产量高。而分布于长7局部地区的浊积砂体、浅湖砂坝砂体，由于其岩性较细、杂基含量高、纵横向相变化快、非均质性强、物性差，含油及试油产量明显劣于长8和长6油层[6]。

(2)储层的非均质性是形成延长组大面积岩性油气藏的重要圈闭要素。沉积相带控制砂体发育，自下而上为远砂坝、河口坝和分流河道，粒度向上变粗，物性也随之向上变好，含油级别升高，电性亦随之呈现明显变化，成为油气相对富集的部位。

研究了长62砂岩的物性、岩性、含油性之间的相互关系，结果表明，岩石物性随着岩性由细向粗的变化而逐渐变好(图2)。含油产状为油斑以上为油层，岩性一般为细砂岩或中砂岩，其油斑级别以上的含油厚度占其统计岩石总厚度的80%以上；粉砂岩的含油产状一般在油斑级别以下，以不含油和油迹级别为油斑级别，厚度只占统计岩石厚度的6.6%(图3)。岩心含油产状与岩心的孔隙度和渗透率有着密切的关系，含油产状随着孔隙度和渗透率的增大而变好[7](图4)。

图2　镇泾长62砂岩物性与岩性关系

图3　长62油层含油性与岩性关系

岩性和物性严格控制着油气分布及其产状，砂体主体部位岩性粗、物性好、厚度大，含油性也好；向砂体边侧部位，岩性减薄变细，物性变差，含油随之变差直至不含油(图5)。

2.3平缓的构造格局与断缝的垂向输导是油气大面积分布的保障

2.3.1平缓的构造格局是近源油气成藏先决条件

鄂尔多斯盆地为一个克拉通内陆盆地，具有整体升降、构造相对平缓的格局，鄂南大部分区域处于伊陕斜坡和天环坳陷中，地层倾角小于0.50°，构造低平宽缓，浮力非常小，无法克服毛细管压力，因而成为油气运移的主要动力。油气主要是在异常压力的作用下，进行近源短距离运移，从而形成了大面积分布的油气藏。长7广覆式优质烃源岩和长6～长8油组大面积“准连续”分布砂体纵向叠合，形成了绝佳的源储组合。

图4　长62油层含油性与物性关系

2.3.2断-缝与砂体广泛对接的网毯式输导系统是延长组立体含油的核心

通过观察发现，鄂尔多斯盆地三叠系延长组地层中发育有四组裂缝(EW、SN、NE、NW方向)，其成因均为区域构造应力作用所形成。燕山期太平洋板块与欧亚板块相向运动，使鄂尔多斯盆地发生左旋剪切，形成NW-SE挤压与NE-SW向的拉张，在此应力下形成以上四组裂缝。喜山期，太平洋板块与印度洋板块之间的相互作用，从而使鄂尔多斯盆地发生右旋剪切，使燕山期所形成的四组裂缝进一步发育[8]。

图5　镇泾油田S1-SP1-6井长62油藏剖面

显而易见，断裂在盆地内部广泛存在，并且比较发育。从另一方面来说，在低渗、特低渗储层，碎屑岩随其埋藏压力、温度的升高，压实、胶结、颗粒的加大与成岩作用的加强，渗透率急剧降低，脆性增大，本身就易形成层控作用明显的裂缝(特别是微裂缝)[9]。断裂的存在必然影响油气的运移聚集，并已证实断裂是油气运移的通道之一。

根据油源对比结果以及中生界油藏形成、分布控制因素，不难看出延长组上部油藏是下部油气大规模运移聚集的结果，从而为油气运移通道的研究提供了保障。根据历年研究和勘探结果，一致认为中生界油气二次运移的主要通道是砂体及断裂。

对红河油田55井区远源成藏分析，在长7油源一定的情况下，通过断裂经过长8运移到长9(图6)，在源储动力差的作用下，克服毛管力在物性好的储层充注，横向较短距离运移，单井距离断裂1～3 km，含油显示级别高，油层厚度大，表明了断缝运移的良好效果及近源成藏的基本特点。

图6　红河油田成藏模式

3　“鄂南”大面积岩性油藏勘探方向

在深入研究鄂南大面积岩性油藏成藏主控因素的基础上，根据PDSYS地质风险评价标准，对勘探区带烃源岩条件、储层条件、保存条件、圈闭条件和运聚条件进行综合评价，结合各区块勘探开发现状及探明、控制、预测储量提交情况，按照战略展开、战略突破、战略准备三个层次对鄂南5个石油勘探区块18个区带进行了分类。其中镇泾川口、旬邑-宜君偏桥、镇泾代家坪、彬长榆林子、旬邑-宜君建庄、麻黄山西圈弯子可作为战略展开区带；富县牛武、道镇、槐树庄、镇泾崇信、旬邑-宜君林湾、镇泾南川、彬长早胜、麻黄山西沙窝子区带可作为战略突破区带；彬长底庙、富县厢寺、彬长和盛、麻黄山西道沟、彬长北极镇、旬邑-宜君四郎庙、麻黄山西宋家红沟可作为战略准备区带[10]。