定边油田樊学地区延9油层组油藏特征与成藏模式

2020-09-22段鹏飞王永飞

非常规油气 2020年4期

段鹏飞，张刚，安山，王永飞.

(延长油田股份有限公司定边采油厂，陕西榆林 718600)

定边油田樊学地区鄂尔多斯盆地重要的产油区发育三叠系延长组长2、长4+5、长6、长8和侏罗系延安组等多套含油层系[1-4]。前人对包含樊学地区在内的定边地区的延长组的烃源岩、储层、成藏组合和聚集规律等进行了研究，为后续进一步的油气勘探提供了基础和指导[1]。樊学地区侏罗系延安组已发现大量油藏，单个油藏规模相对较小，迄今为止对延安组油藏的成藏期次、成藏模式等研究较少，造成侏罗系油藏的分布规律和成藏模式不清，给延安组的进一步勘探造成一定困难。本文选择樊学地区延9油层组为研究对象，对延9油层组的油藏特征、油气成藏期次和时间、油气富集主控因素等进行分析，研究延9油层组的油气成藏模式，为该区及邻区延安组油气勘探提供依据。

1 研究区概况

图1 研究区位置和构造简图(据文献[1]改编)Fig.1 The location and structural map of the study area (According to literature[1])

研究区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡中西部，构造平缓，断层少见[1-2,5](图1)。该区延安组为一套河流—沼泽相沉积体系，储层以河道砂体为主，决口扇、天然堤的砂体次之，河道间、沼泽相等细粒沉积是良好的盖层和侧向遮挡层[3,6-7]。延安组早期沉积是在三叠系延长组顶面古地貌基础上，以充填型的辫状河及随后发育的曲流河沉积为主，岩性为含砾长石粗砂岩、中砂岩夹灰色泥岩[6-9]。延6—延9油层组沉积时期以浅水湖泊及三角洲平原沉积为主，岩性主要为灰黑色泥岩与灰白色粗、中粒、中细粒岩屑石英砂岩夹煤层[6-7]。延4+5油层组时期以网状河沉积为主[6-7]。樊学地区侏罗系延安组的延6、延8、延9和延10油层组均发育有油藏，但延9是最主要的含油层。

2 油藏特征

图2 延9储层岩石类型和组成特征Fig.2 The lithology type and composition of sandstones of 9th member of Yan＇an formation

研究区延安组延9油层组的储层岩性以细—中粒岩屑质石英砂岩和长石质石英砂岩为主，个别为长石岩屑石英砂岩、长石砂岩和岩屑长石砂岩(图2)。岩石的碎屑组成以石英为主，石英占碎屑总含量的50%～90%，平均值约为74%；长石含量介于3%～25%，平均值约为7.7%，主要为斜长石(图2)。岩屑含量变化在5%～17%之间，平均值约为10.5%，岩屑类型以隐晶岩和片岩、千枚岩等浅变质岩岩屑为主，可见少量燧石。碎屑颗粒多为中—细粒，少量为粗粒，粒径一般在0.1～0.6 mm之间变化，分选中等。磨圆度多为次圆，少量为次棱角状，磨圆度较好。填隙物含量一般介于5%～26%之间，包括胶结物和杂基，胶结物主要为硅质、方解石、白云石、伊利石、绿泥石，其中硅质主要为石英加大边，含量介于2%～6%之间，平均值约为3.7%。此外，还可见少量高岭石、沥青、黄铁矿(图2)。

延9油层组砂岩的孔隙发育，面孔率介于2%～16%之间。孔隙类型以残余粒间孔为主，约占总面孔率的60%。其次为长石、岩屑和杂基溶蚀孔，约占总面孔率的34%。溶蚀孔又以长石溶孔为主，约占总溶孔的70%。此外还可见少量的晶间孔，主要为高岭石等晶间微孔，约占总孔隙的6%。

研究区延9油层组砂岩储层以大孔中喉与中孔中小喉为主，平均孔喉半径为87 μm，喉道中值半径较大，平均约为3.55 μm；孔喉分选较差，分选系数平均为3.6。储层孔隙度和渗透率变化范围大，孔隙度介于6.1%～30.9%之间，平均值为15.6%；渗透率介于0.68～613.53 mD之间，平均值为74.36 mD，储层物性较好。

研究区延9油层组油藏主要为构造—岩性油藏、岩性油藏(图3)，其中河道砂岩是延9油层组最主要的储集体，泛滥平原的细粒沉积物是重要的局部盖层和侧向遮挡层。油藏下倾方向见到大面积的边水或底水，油水分异好，具有统一的油水界面。

图3 樊学地区延9油藏剖面Fig.3 Oil reservoir section of 9th member of Yan＇an formation

3 成藏期次

储层中与烃类包裹体共生的盐水包裹体的均一温度和埋藏—热史相结合，是研究油气成藏期次和时间的有效手段[10-14]。本文对研究区埋深介于1 700～1 890 m的延9储层中的烃类包裹体和盐水包裹体特征进行了观察，在此基础上分析了与烃类包裹体共生的盐水包裹体的均一温度。

研究区延9储层中的包裹体大小介于2～12 μm，多为椭圆形、近圆形、长条形，发育在石英颗粒的愈合裂纹、穿石英颗粒的愈合裂纹和石英次生加大边中，呈孤立状、串珠状和群体状分布(图4)。荧光观察结果表明，延9储层中的包裹体包括含烃盐水包裹体、盐水包裹体和油包裹体，局部可见气液两相包裹体，烃类包裹体的荧光颜色主要为蓝白色、黄绿色或黄色(图4)。黄绿色或黄色烃类包裹体的荧光光谱的主峰波长大致分布在508～550 nm之间，发蓝—白色荧光的烃类包裹体的荧光光谱主峰波长约为471～498 nm，与发黄色荧光的包裹体中的烃类相比，发蓝—白色荧光的包裹体中的烃类的荧光光谱波长明显较短，出现明显的蓝移现象，说明蓝—白色荧光烃类中低碳烷烃的相对含量增加，即烷烃/芳烃比值升高，发蓝—白色荧光烃类成熟度要高于发黄色荧光烃类的成熟度。

前人对鄂尔多斯盆地侏罗系油气成藏期次和成藏时间进行了研究，但认识存在分歧，部分学者认为侏罗系油气存在早白垩世晚期和晚白垩世—第

图4 延9储层中包裹体特征及荧光光谱特征Fig.4 Characteristics of inclusions and fluorescence spectrum in sandstones of 9th membera.和烃类包裹体共生的盐水包裹体，单偏，白色箭头所指为气液两相烃类包裹体；b.发黄色荧光的烃类包裹体，荧光； c.图b中1号包裹体的荧光光谱特征；d.和烃类包裹体共生的盐水包裹体，单偏，白色箭头所指为烃类包裹体； e.发蓝色荧光的烃类包裹体，荧光；f.图e中2号包裹体的荧光光谱特征。

图5 延9储层包裹体均一温度直方图Fig.5 Homogeneous temperature of inclusion histogram of sandstones in 9th member

三纪构造抬升期两期成藏[15]，而另一些认为侏罗系油气仅存在晚白垩世—第三纪构造抬升期一期成藏[16]。本次所测试的包裹体均一温度结果表明，研究区延9储层的包裹体均一温度介于92～136oC之间(图5)；同一样品中常见具不同成熟度的黄色荧光烃类包裹体和蓝色荧光烃类包裹体共生，且同一口井不同样品中分别与发黄色荧光烃类包裹体和蓝色荧光烃类包裹体共生的盐水包裹体的均一温度相近，由此推测不同成熟度的油是同一期运移成藏的产物。据此将本次测试的包裹体均一温度投到单井埋藏—热演化史图(图6)上可见，研究区延9油层组的油气的成藏期为晚白垩世—第三纪构造抬升期，成藏时间介于102～45 Ma，这和黄志龙等采用包裹体均一温度和自生伊利石K-Ar测年所获得认识[16]一致。

图6 樊学地区Y井埋藏史图Fig.6 Burial history of well Y in Fanxue area

4 成藏主控因素和成藏模式

由研究区延9油层组具不同级别油气显示储层的孔渗关系(图7)可见，无荧光显示的储层和具荧光、油迹、油斑、油浸显示的储层的物性无明显差异，物性均较好，孔隙度一般大于10%、渗透率多数大于1 mD，部分无荧光显示的不含油储层孔隙度大于15%、渗透率大于10 mD。此外，研究区延9试油段的物性分析结果也表明，除干层的物性相对较差外，油层、油水同层和水层的物性基本没有差别(图8)。以上分析表明，延9油层组储层物性较好，储层物性不是影响研究区延9油层组油气成藏的主要因素。

图7 不同含油级别储层孔渗交会图Fig.7 Cross-plot of porosity and permeability of sandstones with different oil shows

图8 不同试油结论储层孔渗交会图Fig.8 Cross-plot of porosity and permeability of different reservoirs

由含油面积和砂岩累计厚度、延9顶面构造叠合图(图9)可见，砂岩累计厚度大且局部构造相对高的部位油气最为富集，表明研究区的局部构造和储层对延9油藏具有明显的控制作用。然而，在部分砂岩累计厚度大且局部构造相对高的部位延9储层无油气显示，这表明其未处于油气运移路径中。此外，部分砂岩厚度大但无明显局部构造部位的储层具有油斑、油迹等显示，但试油结果为水层，这可

图9 砂岩厚度、延9顶面构造与含油面积叠合图Fig.9 The overlay of oilfield, sandstone thickness and structure contour of 9th member

能是因为其处于油气运移路径附近，延9储层物性好，砂体内部连通性好，沿构造上倾方向缺少致密层遮挡，原油运移到该处砂体中后，不能大规模保存，继续向上倾方向或上部运移。

前人对鄂尔多斯盆地延安组油藏的油源分析结果表明，延安组的油气主要来自下伏延长组长7、长9油层组烃源岩[3,17-18]。前述的油气成藏期次和时间的分析结果表明，其应是下部延长组油藏在构造抬升期发生破坏、油气沿裂缝运移至延安组圈闭中聚集的结果。由油藏特征和油藏形成主要影响因素分析结果可知，古高地和斜坡区的河道砂岩是延安组油气的重要储集体，泛滥平原的泥岩等细粒沉积物则是油气富集的重要盖层和侧向遮挡层，砂体、泥质盖层和侧向遮挡层与西倾单斜上发育的低幅度局部构造及下伏延长组油藏相互耦合，才在本区形成众多的延安组油藏。据此，本文提出了研究区延9油层组的油气成藏模式。

三叠纪末期，受印支运动的影响，鄂尔多斯盆地地层发生整体抬升，顶部长1—长3地层遭受不同程度的剥蚀，部分地区剥蚀至长4+5，形成沟壑纵横、丘陵起伏的古地貌。侏罗系早期主要为河流充填式沉积，对印支运动所形成的沟谷起到填平补齐的作用，部分古河道下切至长1、长2地层，是油气运移的有利通道(图10)。

图10 延9油层组油藏成藏模式Fig.10 Oil accumulation model of 9th member

侏罗纪晚期和早白垩世，延长组烃源岩生成的油气运移至延长组圈闭中聚集成藏[19-20]；晚白垩世—古近系，研究区发生大规模构造抬升，部分延长组油藏发生破坏、调整，部分石油沿裂缝、砂体输导体、侏罗系古河道等运移至延安组砂体中，因延安组砂体规模大、物性和连通性好，石油在浮力作用下沿砂岩输导体和构造上倾方向运移，在局部构造高点或上倾方向有致密层遮挡的圈闭中富集成藏(图10)。