鄂尔多斯盆地西南部延长组长7段致密油地质“甜点”评价

孟祥振，刘 聃，孟旺才，冷丹凤，陈立军

(1.陕西延长石油(集团)有限责任公司，陕西 西安 710075；2.中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室，北京 102249；3.中国石油大学非常规天然气研究院，北京 102249)

0 引 言

致密油开发是当今非常规石油资源发展的重点领域，具有十分广阔的勘探开发前景[1]。近年来，中国致密油的勘探开发连续在鄂尔多斯盆地、松辽盆地取得战略性突破。鄂尔多斯盆地丰富的致密油资源主体位于环县-庆阳范围内，纵向上位于延长组中部[2-3]。

大量学者针对鄂尔多斯致密油分布规律和主控因素进行过研究[2-4，6-9，13]，但目前尚无从源岩、沉积、储层、裂缝等多方面系统的综合研究，缺少相应的统计规律和地质“甜点”定量评价标准。“甜点”评价目前广泛应用于页岩油气、致密油气等非常规油气领域中。前人在非常规油气勘探主要评价烃源性、岩性、物性、脆性、含油气性与地应力各向异性“六特性”及匹配关系，即评价生油气能力、储油气能力、产油气能力，寻找油气连续分部边界与“甜点”区[14-16]。长7段地质“甜点”评价要素主要为烃源岩、储集层、沉积相、裂缝发育程度及源储匹配性5个方面。因此，在大量收集测井、岩心、分析化验等地质资料的基础上，通过对鄂尔多斯盆地西南部地质要素平面分布特征与已知致密油藏叠合统计分析，阐明致密油成藏主控因素，有效预测地质“甜点”目标及有利区分布，对鄂尔多斯盆地西南部的致密油勘探开发具有重要的指导意义。

1 区域地质概况

鄂尔多斯盆地面积为37×104km2，是一个大型中生代内陆坳陷型克拉通盆地[9]。研究区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡带的西南部位，南至渭北隆起北缘，西至天环凹陷东部，盆地主体部位构造简单，地层平缓，地层倾角一般不足1 °，区域构造呈现为西倾的平缓大单斜。研究区致密油资源主要分布在西部与南部探区的定边、吴起、志丹、甘泉、富县、黄陵、旬邑等地区，面积约为11 000 km2，其中，南部探区是致密油的主要勘探开发地区，纵向上主要赋存于三叠系延长组的长6到长8油层组。在长7沉积时期，发生一次大规模的湖侵事件，形成了一套以油页岩、黑色泥岩为主的半深湖—深湖相烃源岩，具有分布范围广、物性差、储集层致密、含油饱和度高、原油性质好等特点[10-13]。

2 致密油分布与富集规律

2.1 有效烃源岩

在近源成藏的背景下，有效烃源岩的大面积分布是致密油藏形成的关键。鄂尔多斯盆地中生界主力烃源岩主要为三叠系延长组的暗色泥岩和油页岩，其中，位于长7段的张家滩页岩是主要烃源岩，次要烃源岩为长9段的李家畔页岩。延长组时期广泛发育的深湖—半深湖沉积环境控制了烃源岩的分布范围及厚度。长7段致密油油藏整体上在TOC大于2%的区域内较为富集，多位于生烃中心及其附近，并具有明显的源控特征。长7段油藏属于源内成藏[17]，主要受长73张家滩页岩供烃控制成藏作用，长71和长72段内局部页岩具有局部供烃和顶板封隔双重作用，运移距离短，烃源岩排烃动力充足，油气成藏对烃源岩有效性指标的需求低，长7段有效烃源岩厚度下限值为10 m。在排烃强度大于100×104t/km2时，致密油储量面积较大，在排烃强度为50×104～100×104t/km2时，已知致密油储量面积相对较少，在排烃强度小于50×104t/km2时，几乎没有发现致密油储量面积分布。

2.2 沉积微相及优势储层

长7时期，研究区三角洲主要自东北方向向湖盆中心推进，东部主要为三角洲前缘亚相，西部主要发育半深湖—深湖亚相。图1为研究区致密油油藏不同沉积微相与长7段已知致密油油藏叠合分布图。由图1可知，长7段油藏主要分布于深湖—半深湖相，以水下分流河道和浊积砂为主要储层。

沉积作用造就了致密砂岩储层“甜点”发育的物质基础[18]，大面积分布的致密储层可对致密油油藏分布起到显著地控制作用。从研究区已知油藏分布来看，长7段对应的油藏普遍分布在厚层砂体中，含油饱和度随累计砂体厚度的增加具有增大的趋势，研究区含油性评价下限值为35%，对应的地质“甜点”储层物性评价中长7段累计砂岩厚度下限值为15 m。

通过对研究区200多口井孔渗资料统计发现，长7段致密油优势储层孔隙度有利区间为8%～12%，研究区整体渗透率由于受裂缝、不规则的孔喉分布空间等因素的影响，导致渗透率分布非常离散且无固定区间，与储层含油性对应关系的规律性不强。

2.3 源储匹配关系

对于湖盆致密储层，沉积韵律更为复杂，整体泥岩系统内，致密砂质储层常常嵌在具有生烃潜力的泥岩内，因此，良好的源储匹配关系是致密油富集成藏的重要地质条件。鄂尔多斯盆地延长组致密油整体上具有较好的源储紧邻配置[19]。致密油源岩发育情况和厚度决定了致密油资源丰度情况，储层质量和厚度决定了致密油可采性特征，而两者的配置关系则直接影响了致密油油藏“甜点”的分布。研究区长7段属于源内成藏，储层多为重力流复合沉积砂体，且砂体纵向叠加厚度较大、平面分布稳定[20]，通过测井曲线综合解释发现，研究区长7段“上源中储下源”型为最佳源储匹配关系。

图1 致密油藏与沉积微相叠合图

2.4 裂缝发育特征

裂缝型“甜点”是延长组致密储层的一个典型特征，单井上最明显的特征是在砂岩和泥岩交界处(岩石力学界面转换处)会存在纵横交错的天然裂缝网络，是致密储层中流体流动的有利指向区[21]。图2为已知致密油藏与裂缝发育分布叠合图，采用ANSYS有限元数值模拟技术，基于地层形态、地层厚度、岩石力学相3种裂缝发育主控因素，对长7段裂缝发育指数进行数值模拟。

由图2可知，已知致密油藏主要集中分布在裂缝数值模拟的黄色区域，即裂缝发育指数为0.50～0.75，对于裂缝发育指数为0.75以上的区域，构造运动更加强烈，通常伴随贯穿储层的大型断裂，目前尚无致密油油藏发现。

3 致密油地质“甜点”预测及“甜点”分布特征

采用权重系数法计算地质“甜点”控藏概率，实现对地质“甜点”区的有效预测。最终划定长官庙、富县等9个致密油“甜点”区和定边、吴起等4个有利区(表1、图3)。

总体上，基于源-储-缝的单因素分析，结合延长致密油盆地地质特征总结其致密油“甜点”分布特征。鄂尔多斯盆地作为中国典型的大型坳陷淡水湖碎屑岩致密油盆地，具有独特的构造、沉积演化特征及致密油地质“甜点”形成的有利条件。在大型坳陷淡水湖盆中致密油“甜点”分布主要受油页岩的控制，具有明显的源控特征，目前研究区发现的大部分致密油藏均分布在长7张家滩页岩和长9李家畔烃源岩附近。盆地内发育的大量纵向区域裂缝及横向层理缝组成了独特的裂缝网络体系，是致密油运移的优势通道，可形成独特的致密油裂缝型“甜点”。多套大面积分布的油页岩与致密储层形成的有利源储组合和发育的区域裂缝与层理缝形成的裂缝网络体系是大型坳陷淡水湖致密油盆地形成致密油地质“甜点”的基本地质条件。

图2 已知致密油藏与裂缝发育分布叠合图

“甜点”区名称“甜点”区面积/km2有利区名称有利区面积/km2油房庄“甜点”区205.88定边有利区1870.48吴仓堡“甜点”区221.98樊学“甜点”区117.25吴起东北“甜点”区97.58长官庙“甜点”区223.58吴起有利区2398.80志丹“甜点”区292.64志丹有利区1390.85甘泉“甜点”区331.00富县“甜点”区517.36直罗“甜点”区213.16富县有利区3714.36

4 结 论

(1) 多套大面积分布的油页岩与致密储层形成的有利源储组合和发育的区域裂缝与层理缝形成的裂缝网络体系是大型坳陷淡水湖致密油盆地形成致密油地质“甜点”的基本地质条件。

(2) 研究区长7段地质“甜点”评价指标中，有效烃源岩评价指标TOC下限值为2%，源岩厚度下限值为10 m，排烃强度下限值为100×104t/km2，浊积扇和水下分流河道为有利储集相，孔隙度有利区间为8%～12%，累计砂体厚度下限值为15 m，裂缝发育指数有利区间为0.50～0.75。

(3) 研究区长7段共划定长官庙、富县等9个致密油“甜点”目标和定边、吴起等4个有利区，“甜点”面积为2 220.43 km2。

图3 长7段致密油“甜点”目标及分布