鄂尔多斯盆地南部三叠系延长组储集层分区特征

2016-11-02段昕婷王军敏李广涛

西安石油大学学报（自然科学版） 2016年5期

薛迪，吴凤，段昕婷，张庆，王军敏，李广涛

(1.西安石油大学地球科学与工程学院，陕西西安 710065； 2.陕西延长石油国际勘探开发工程有限公司，陕西西安 710075；3.陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院，陕西西安 710065； 4.延长油田股份公司下寺湾采油厂，陕西延安 716100)

薛迪1，2，吴凤3，段昕婷3，张庆3，王军敏4，李广涛3

为了明确鄂尔多斯盆地南部三叠系延长组储集层分带特征，利用锆石同位素测年、储层微观分析方法研究盆地南部三叠系延长组储层分布特征。研究结果表明：盆地南部延长组储层具有明显的分区性，可分为北物源区、混源区和南物源区3个区域。从北物源区—混源区—南物源区，长石含量逐渐降低、石英含量逐渐增高。北物源区岩屑和变质岩屑含量中等；混源区的沉积岩屑含量最高，变质岩屑含量最低；南物源区沉积岩屑含量最低，变质岩屑含量最高。填隙物中，方解石胶结物在北物源区含量最高，南物源区含量最低；水云母在混源区含量最高，北物源区含量最低；绿泥石在混源区含量最高，在南物源区含量最低。北物源区颗粒分选性较好，南物源区分选性整体较差；磨圆度混源区最好，南物源区最差。物性分布特征上，北物源区、混源区、南物源区孔隙度、渗透率大小整体呈“V”字形分布，北物源区和南物源区整体较高，混源区较低。

储集层分区特征；延长组；鄂尔多斯盆地南部

薛迪，吴凤，段昕婷，等.鄂尔多斯盆地南部三叠系延长组储集层分区特征[J].西安石油大学学报(自然科学版)，2016，31(5):36-42.

XUE Di,WU Feng,DUAN Xinting,et al.Zoning characteristics of Triassic Yanchang Formation reservoir in the south of Ordos Basin[J].Journal of Xi'an Shiyou University (Natural Science Edition),2016,31(5):36-42.

引　言

鄂尔多斯盆地经过几十年的勘探，西南部、中部及北部地区后备储量已显不足，油田的增储上产、可持续性发展面临较大困难，必须寻找新的后备接替资源，拓展新的勘探领域。盆地南部延长组由于沉积物源来自多个方向，储层特征复杂，砂体具有单层薄、横向变化大、低孔特低渗、非均质性强的特点，导致油气聚集成藏和分布受多种因素的控制，制约着盆地南部的开发[1-8]。本次研究通过物源分析、锆石测年及探讨储层微观分布规律，明确盆地南部储层分布特征。

本次研究的范围主要为甘泉以南、旬邑以北、张家湾以东、洛川以西的广大区域(图1)，研究区的主体位于延长组沉积期的沉积中心，南北物源供给体系影响着研究区储集层的分布。盆地南部的沉积受南北物源供给体系的控制[9-11]，但是北物源和南物源影响的范围有多大以及混源区大体位置还没有明确界定[12-14]，本次通过锆石测年数据对研究区储层的分布特征进行研究，并结合储集层微观特征对盆地南部储集层的分布特征进行详细分析。

图1　研究区位置Fig.1　Location of study area

1　分带依据

在前人物源研究成果[7-14]的基础上，利用锆石同位素测年对储层分布特征进行研究。此次共采集12口井的数据(平面分布见图2)。代表北物源的桦36井锆石年龄为2 800～2 900 Ma；代表南物源的上8、旬18井锆石年龄为400～500 Ma；代表混源区富南17井既有北部碎屑锆石特征，又具有秦岭造山带印支期造山事件特征(图3)。根据锆石同位素测年的平面分布特征，厘清北物源区、混源区、南物源区的范围(图2)，对下一步研究工作意义重大。

图2　锆石采集样品分布及分区平面图Fig.2　Distribution of zircon samples and plane graph of zones

图3　研究区锆石U-Pb同位素定年Fig.3　U-Pb isotopic dating of zircon in the study area

2　储集层微观分布特征

2.1岩石类型

从不同物源区来看，3个地区延长组砂岩中石英、长石、岩屑3个端元的含量区别比较明显,受不同物源的影响，北物源区表现为“最高长石端元、最低石英端元”的特点，混源区表现为“较高长石端元、较高石英端元”的特点，与这2个地区对比明显的南物源区(旬邑地区)具有“高石英端元、低长石端元”特点；平面上，从北物源区、混源区到南物源区，具有长石含量逐渐减小、石英含量逐渐增高的趋势(表1)。

表1　鄂尔多斯盆地延长探区南部延长组储层砂岩岩石骨架组分构成Tab.1　Composition of Yangchang Formation sandstone reservoir rock skeleton in the southern Yanchang exploration area in Ordos Basin

注：Q、F、R分别代表岩石中石英端元、长石端元、岩屑端元的体积分数；Q1、F1、R1分别代表碎屑中石英端元、长石端元、岩屑端元的体积分数

2.2岩屑组分特征

本区碎屑颗粒以沉积岩类岩屑和变质岩类岩屑为主。沉积岩类岩屑以碳酸盐岩屑为主，白云岩较多，灰岩较少，其次是云母；变质岩屑以石英岩、千枚岩为主，其次是片岩，板岩较少；岩浆岩屑以喷发岩为主。受物源的影响，各物源区表现出不同的岩屑组成特征(图4)。北物源区沉积岩屑和变质岩屑含量中等，混源区沉积岩岩屑含量最高、变质岩屑含量最低，南物源区沉积岩岩屑含量最低、变质岩岩屑含量最高。

图4　各区各类岩屑占总岩屑含量Fig.4　Volume fraction of various rock debris in different provenance areas

各物源区各个层系岩屑构成也有差异(图5—图7)。北物源区从长1—长10沉积岩屑含量有逐渐降低的趋势，变质岩屑也有相似规律；混源区长7油层组沉积岩屑含量最高，长1油层组变质岩屑、岩浆岩岩屑含量最高。南物源区沉积岩屑含量有从浅层到深层含量逐渐降低的趋势，含量最高的是长1油层组，长8油层组变质岩屑含量最高，长8、长7、长6油层组岩浆岩岩屑含量相当，长9油层组不含岩浆岩屑。

碳酸盐岩屑是骨架颗粒中对成岩作用比较敏感的组分，其分布与含量的高低对成岩介质、成岩流体以及次生孔隙的分布有一定程度影响。通过分析研究，发现鄂尔多斯盆地南部延长探区碳酸盐岩屑以白云岩为主，石灰岩岩屑较少(图8)。

南物源区和混源区碳酸盐岩屑含量比较高，这与该区的物源有很大关系，旬邑地区的物源来自于秦岭下元古界秦岭群和中元古界宽坪群的沉积变质型地层，因此，具有较高的碳酸盐岩屑含量。北物源区碳酸盐岩屑含量最低，白云岩岩屑含量平均1.18%，而灰岩岩屑仅为0.55%。

图5　北物源区不同层系各类岩屑含量Fig.5　Volume fraction of various rock debris in different layers of north provenance area

图6　混源区不同层系各类岩屑含量Fig.6　Volume fraction of various rock debris in different layers of mixing provenance area

图7　南物源区不同层系各类岩屑含量Fig.7　Volume fraction of various rock debris in different layers of south provenance area

图8　盆地南部不同物源区灰岩、白云岩含量分布Fig.8　Volume fraction of limestone and dolomite in different provenance areas of the south basin

通过分区、分层系统计碳酸盐岩屑在纵向的含量特征，从各物源区白云岩分布(图9)可以看出，同一地区白云岩岩屑也存在纵向变化，这可能和物源随时间的变化有关，也有可能经过后期成岩的改造。

图9　研究区白云岩含量分布Fig.9　Volume fraction of dolomite in different layers of different provenance areas

通过对平面和纵向碳酸盐岩屑分布规律的研究，可以推测南物源区和混源区易出现岩屑溶孔次生孔隙；北物源区的长1、长4+5、长6油层组，混源区的长4+5、长6油层组，南物源区的长1、长4+5、长6、长7油层组易出现岩屑溶孔，为该区后期次生孔隙的生成提供了比较好的物质基础。

2.3填隙物组分特征

从图10、图11可以看出，研究区胶结物以碳酸盐胶结物和黏土矿物胶结物为主，碳酸盐胶结物中以方解石为主、其次是白云石；黏土矿物胶结物以水云母和绿泥石为主。北物源区的方解石胶结物含量最高，其次是混源区，南物源区含量最低；混源区水云母含量最高，其次是南物源区，北物源区含量最低；混源区绿泥石含量最高，其次是北物源区，南物源区含量最低。只有南物源区含有少量的铁白云石，浊沸石仅出现在北物源区，且含量较低。

图10　盆地南部胶结物含量Fig.10　Volume fraction of various cements in different provenance areas of the south basin

图11　北物源区延长组储层胶结物含量Fig.11　Volume fraction of three cements in different layers of north provenance area

分区块、分层系对研究区胶结物含量进行统计，胶结物含量在同一地区纵向分布具有一定规律性(图11—图13)。北物源区长7、长8油层组碳酸盐胶结物含量最高，长4+5油层组含量最低；长1油层组黏土矿物胶结物含量最高，长6、长8、长9油层组含量相当，长10油层组含量最低。混源区较北物源区胶结物含量有明显差别，以黏土矿物为主，碳酸盐胶结物含量降低。其中，长8油层组碳酸盐胶结物含量最高，长4+5和长7油层组含量最低；黏土矿物在各个层系含量均较高，长7、长8油层组最高，长6油层组最低。南物源区碳酸盐胶结物含量较北物源区、混源区更少，含量最高的是长1油层组，长9、长10油层组含量低；黏土矿物在长4+5、长6、长7、长8、长10油层组含量均很高，长9油层组含量较低。

图12　混源区延长组储层胶结物含量Fig.12　Volume fraction of three cements in different layers of mixing provenance area

图13　南物源区延长组储层胶结物含量Fig.13　Volume fraction of three cements in different layers of sorth provenance area

2.4岩石结构特征

对440个碎屑颗粒的分选性统计结果(表2)表明：大多数岩石都具有较好的分选性，说明延长组砂岩经过长时间、长距离的搬运；其中北物源区颗粒的分选性较好，南物源区分选性整体较差，混源区介于两者之间。

表2　盆地南部延长组砂岩样品薄片鉴定的碎屑颗粒分选性统计Tab.2　Clastic particle sorting statistics of Yanchang Formation sandstone samples in south of the basin

对460个碎屑颗粒的磨圆度统计(表3)表明：碎屑颗粒的圆度以次棱状为主，占统计岩石的75%，其他级别的很少。其中北物源区次棱占统计样品的74.77%，其次是次圆占统计样品的16.31%；混源区次棱占57.69%，次圆占25%，较北物源区磨圆度好；南物源区以次棱为主，占统计样品的86.75%。说明混源区的磨圆度最好，其次是北物源区，南物源区的磨圆度最差。

表3　盆地南部延长组砂岩样品薄片鉴定的碎屑颗粒磨圆度Tab.3　Clastic particle psephicity statistics of Yanchang Formation sandstone samples in south of the basin

2.5物性特征

从盆地南部延长组储集层的物性数据(图14、图15)来看，北物源区、混源区与南物源区孔隙度、渗透率大小整体呈“V”字形分布，北物源区和南物源区整体较高，混源区较低，受储集层分区性影响较大。

图14　盆地南部延长组不同物源区储集层孔隙度纵向分布Fig.14　Vertical distribution of Yanchang Formation reservoir porosity in different provenance areas

图15　盆地南部延长组不同物源区储集层渗透率纵向分布Fig.15　Vertical distribution of Yanchang Formation reservoir permeability in different provenance areas

3　结　论

(1)通过锆石同位素测年明确了盆地南部延长组储层具有明显的分区性，可分为北物源区、混源区和南物源区3个区域。

(2)北物源区、混源区、南物源区在岩石类型、岩屑组分、填隙物组分、岩石结构、物性分布等方面表现出不同特征；储集层的分区性影响研究区储集层微观特征。

(3)盆地南部储集层的分区性使盆地南部储集层变得更加复杂，勘探过程中要根据不同区域的储集层微观特征，采用不同的勘探思路和方法，逐一突破。

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责任编辑：王辉

Zoning Characteristics of Triassic Yanchang Formation Reservoir in the South of Ordos Basin

XUE Di1,2,WU Feng3,DUAN Xinting3,ZHANG Qing3,WANG Junmin4,LI Guangtao3

(1.College of Earth Science and Engineering,Xi'an Shiyou University,Xi'an 710065,Shaanxi,China;2.International Exploration and Development Engineering Co.,Ltd.,Shaanxi Yanchang Petroleum(Group)Co.,Ltd.,Xi'an 710075,Shaanxi,China;3.Research Institute,Shaanxi Yanchang Petroleum (Group) Co.,Ltd.,Xi'an 710065,Shaanxi,China;4.Xiasiwan Oil Production Plant,Yanchang Oilfield Co.,Ltd.,Yan'an 716100,Shaanxi,China)

In order to understand the zoning characteristics of the Yanchang Formation reservoir in the south of Ordos Basin,the distribution characteristics of the reservoir are studied by zircon isotope dating and reservoir microscopic analysis.The result shows that the reservoir has obvious zoning characteristics,it can be divided three regions:the north provenance zone,the mixed provenance zone and the south provenance zone.From the north provenance zone,the mixed provenance zone to the south provenance zone,feldspar content gradually reduces,and quartz content gradually increases.In the north provenance zone,the content of cuttings and metamorphic lithic is medium;in the mixed provenance zone,the content of sedimentary cuttings is the highest,the content of metamorphic lithic is the lowest;in the south provenance zone,the content of sedimentary cuttings is the lowest,and the content of metamorphic lithic is the highest.The content of calcite cement is the highest in the north provenance and the lowest in the south provenance zone.The content of hydromica is the highest in the mixed provenance zone and the lowest in the north provenance zone.The content of chlorite is the highest in the mixed provenance zone and the lowest in the south provenance zone.The particle sorting of the north provenance zone is better than that of the south provenance zone.The particle psephicity of the mixed provenance zone is the best and that of the south provenance zone is the worst.From the north provenance zone,the mixed provenance zone to the south provenance zone,the physical property of the reservoir presents "V"-shaped distribution,that is,the reservoir physical property of the north provenance zone and the south provenance zone is good,and the reservoir physical property of the mixed provenance zone is worse.

reservoir zoning characteristic;Yanchang Formation;the south of Ordos Basin

2016-03-20

国家自然科学基金项目(编号：41172122)

薛迪(1990-)，男，硕士研究生，主要从事油气田勘探与地质研究。E-mail:417663013@qq.com

10.3969/j.issn.1673-064X.2016.05.005

TE122.2

1673-064X(2016)05-0036-07