鄂尔多斯盆地陕北周长区致密砂岩油藏成藏主控因素研究

王 耀，高胜利，王翀峘，杜善龙

1. 西安石油大学 地球科学与工程学院 陕西省油气成藏地质学重点实验室，陕西 西安 710065

0 引言

周长区高产井占有较大的比例，其地区具有较好的资源潜力。长9、长8和长7都属于中生界三叠系上统延长组，砂体展布、成岩作用的复杂性使对该含油区块的认识变得困难，不利于勘探和开发的部署。因此，研究长9、长8、长7的油藏特征和控制因素在周长地区的生产中具有重要的理论意义和实际价值。

1 区域地质概况

周长区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的中西部（图1），该区大部为平原，地形平坦，从东向西倾斜，少部为褶皱，构造简单[1,2]，缺乏形成油气聚集的构造圈闭和二级构造带，经研究，该区油气具有较好的成藏条件。截止到现在，各类油井共完钻415口，包括227口生产井、23口注水井、165口探井，其中生产井、探井完钻长9油层组[3]，长72、长81和长91是该区的主要含油层位。

图1 周长地区地理—构造位置Fig. 1 Geography of Zhouchang area—tectonic location

2 沉积相展布特征

根据前期研究成果，从岩性特征、沉积相的构造标志、测井相标志、沉积相的类型及特征、沉积相剖面及平面的展布来表现其对油藏的控制作用。

2.1 沉积相标志与类型

2.1.1 岩性特征

在延长组长9、长8、长7沉积时期发育以三角洲沉积体系，三角洲前缘亚相为主[4]。长9发育湖侵形成的深灰色及灰黑色泥岩。长8属于三角洲前缘沉积，发育灰黑色页岩夹薄层粉—细砂岩、砂质泥岩和暗色泥岩。长7属于湖泊—三角洲沉积的重要标志，包括发育深灰泥岩、碳质页岩和油页岩。

2.1.2 沉积相的构造标志

（1）块状层理：于泥岩中不明显，见于水下分流河道微相中，受生物扰动作用的影响，形成在安静、稳定、持续的沉积环境和过程中。（图2 B、2C）。

（2）平行层理：在砂岩中比较常见，由砂粒经床砂迁移使细粒和粗粒分离得到，水动力条件较强。 （图2 D、2E、2F）。

（3）槽状交错层理：相交于层系界面，呈厘米级，细层倾斜，见于水下分流河道微相（图2 A）。

图2 周长区长9、长8、长7沉积构造Fig. 2 Chang 9, Chang 8, and Chang 7 sedimentary structures in the Zhouchang area

（4）水平层理：处于低能环境中，细且薄，平行于层面，在泥晶灰岩中较多，纹层清晰，细碎岩中也较为常见，见于分流间湾微相。

砂纹交错层理：相交于层系界面，呈毫米级，细层倾斜，较为常见。

2.1.3 测井相标志

水下分流间湾、水下分流河道均可通过测井曲线进行识别。在研究区岩心观察和其他数据资料的基础上，对测井相标志特征进行总结，平行层理较为常见，其次是水平层理，交错层理等，砂岩多为粉细砂岩，其次是泥质粉砂岩，泥岩以深灰色为主，其次是灰色泥岩和黑色泥岩（表1）。

表1 周长区测井相标志特征Table 1 Characteristics of logging facies in Zhouchang area

2.1.4 沉积相的类型及特征

根据前期研究，对岩心和测井相标志综合分析的基础上，总结出周长区主要是三角洲前缘亚相，延长组长9、长8、长7发育水下分流河道、分流间湾等沉积微相。长7上部以暗色泥岩、炭质泥岩居多，其次是灰黑色页岩和油页岩，另外还有部分灰色粉细砂岩，中部有“张家滩页岩”之称，主要是黑色油页岩。长8主要是暗色泥岩、砂质泥岩夹灰色粉—细砂岩，长9主要是暗色泥岩、页岩夹灰色粉—细砂岩。在电性曲线表现上，水下分流河道为箱型，幅度高，分流间湾为齿状，幅度低，半深湖亚相和浅湖亚相电性表现为高伽玛值、低电位、中高电阻（图3）。

图3 周长区10—29井延长组长7—长9油层组单井沉积相Fig. 3 Sedimentary facies single well of Chang 7—Chang 9 oil layer group of Yanchang Formation in Well 10-29 in Zhouchang district

2.2 沉积相空间展布特征

沉积类型主要是水下分流河道和分流间湾，在横向上，河道剖面发育多条带状河道砂体，砂体呈带状相连，长92砂体较薄，连通性较差，其余层位砂体厚度较大，成为有利储层，并且连续性和连通性较好。总体来看，长7和长8砂体发育最好，长9次之（图4）。周长区长6—长9的沉积为北和东北方向，3条水下分流河道规模较大，发育较好。东北部的1条和北部的2条相交，零星状的分流间湾微相分布其中（图5）。长6—长9的砂体主要发育在北部及东北方向，北部有2支，东北部有1支，条片状的分流间湾砂体展布其中，且透镜状砂体零星分布。砂体于北部、东北部及西南部较发育，砂体厚度＞30 m，一般厚度在15～30 m之间（图6）。

图4 周长91井—10-3-1井长7-长9沉积相剖面图Fig. 4 Sedimentary facies section of Chang 7-Chang 9 from Well Zhouchang 91 to Well 10-3-1

图5 长7—长9沉积相平面图 Fig. 5 Chang7—Chang9 sedimentary facies plane

图6 长7—长9砂厚平面图Fig. 6 Chang7—Chang9 sand thickness plane

3 储层特征

储层的结构成熟度中到较低，成分成熟度较差，主要是长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩[5]。水下分流河道砂体的孔隙度为4.5%～15%，平均值为7.9%，渗透率在0.28 mD～1.36 mD之间，平均值为 0.38 mD；在分流间湾部位，砂体的孔隙度平均值为 4.7%，一般在2.1%～8.8%之间，渗透率平均值为 0.16 mD，一般在0.04 mD～1.02 mD之间。长9、长8、长7储层总面孔率为1%～10%，平均值为4.5%，粒间孔含量为3%，长石溶孔含量为1%，粒间溶孔含量为1.67%，储层孔隙还有裂缝和微裂缝等。长9段、长8段、长7段平均孔径为26.19 μm，平均喉道直径 0.75 μm，孔喉分布不均，各种参数变化较大，属特低孔—特低渗储层，物性较差。

4 油藏特征及其分类

4.1 油藏类型

在区域构造斜坡背景下，长9、长8、长7油藏受岩性控制明显，为岩性油藏。长7和长9油层组纵向一般都是由1～2个或者1～3个单油层构成，长7和长8最多3层，长9最多4层，另外长7和长9的单层厚度较大，长8次之，驱动类型都为弹性—溶解气（表2）。无论从沉积还是物性方面来看，油层发育在分流河道砂体主体的部位，物性条件好，而物性较差的局部砂体可以遮挡油气，是由于受到压实作用，表现为致密层或干层的结果。在分流间湾部位，由于砂层薄、泥质含量多的原因，也造成了物性条件较差，所以，泥岩和砂质泥岩也对油气起到了侧向遮挡作用[6]。

表2 周长区油藏参数Table 2 Reservoir parameters in the Zhouchang area

4.2 成藏组合模式

纵向上的多套生储盖组合对本区油气成藏十分有利。长9期主要发育灰黑色页岩及碳质泥岩，该期开始发生湖侵并构成区域盖层，水下分流河道砂体的发育是储集层形成的有利条件。同样长8油层组发育三角洲前缘沉积[7-12]，砂体规模较大成为其形成有效储层的有利条件，长7期湖侵达到鼎盛时期，砂体发育，沉积了大套优质生油岩系，以烃源岩为主，也可作为储层。综上，周长区形成了上生下储、下生上储型生储盖组合的成藏模式。

5 油藏控制因素

周长区油藏除了受到沉积相带、砂岩厚度和储层成岩作用的主导控制作用，还具备有利的油源条件和储集条件，另外，也受到了圈闭及成藏组合和鼻状构造的影响。

5.1 具备有利的烃源岩条件

研究区长7有机碳含量达5.81%，是较好的生油层。该区临近湖盆中心，长7泥岩的有机碳含量平面分布较高，烃源岩条件较好，厚度较大，长7油层组是三叠系及侏罗系油层组的主要油源，该区有机碳含量丰富，并且由中心向周边地区逐渐降低。

本区长7和长9油层组都具备生油能力，具体体现在有机质类型、丰度、成熟度及生油能力方面，长7油层组烃源岩厚度40～60 m。长9油层组的烃源岩厚度5～10 m。

5.2 有利的储集条件

周长区延长组中下部长7、长8、长9油层组总体上属于岩性油藏，沉积相带和砂岩厚度影响着油藏的分布，总体来看，分流河道砂体呈片状相连，是油气聚集的有利场所，颗粒粗，分选好也是一大优势。同时，三角洲前缘河口坝也具有较好的沉积相带和储油条件。

成岩作用影响储层发育，进而控制油气成藏。对于储层的发育，碳酸岩和伊利石有阻碍和破环作用，绿泥石有保护和支撑作用，溶蚀作用对储层孔隙有利，即受不同胶结作用的影响。该区油藏主要特征是“幕式充注、连续成藏”[13-15]，油气运移主要通过叠置的砂体和大量的裂缝进行。

周长区延长组长7—长9发育三角洲前缘沉积体系，沉积物源主要来自东北部和北部方向[16,17]，多期水下分流河道砂体的叠加是油气富集的有利条件。

5.3 圈闭及成藏组合

研究区是三角洲前缘沉积，长9、长8、长7既发育水下分流河道，又发育分流间湾等非储层沉积，即以泥质粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩为主的沉积，油气被遮挡和封堵正是由于这些沉积的作用，构造不是其影响因素。以长9油层组来看，该剖面包括10-17—周长119—10-35—周长98—10-14—周长49共计6口井，长9上部油水同层和干层连续性较好，中部连续性较差，有一定的生油能力，又构成了区域盖层（图7）。综合研究区来看，圈闭及上生下储[18-20]、下生上储型生储盖组合对油气成藏起到重要的控制作用。

图7 周长区10-17井—周长49井长9油藏剖面图Fig. 7 Zhouchang area 10-17 well—Zhouchang 49 well Chang 9 reservoir profile

5.4 构造对油藏聚集有一定影响

周长区位于伊陕斜坡中部，构造较平缓，主要为岩性油气藏，构造不是油气运聚的主要影响因素，但是从已出油井分析发现：一般在差异压实形成的鼻隆状构造地区较其他地区油层分布较好，是油气聚集的有利场所。

6 结论

（1）周长区长9、长8、长7主要发育三角洲前缘亚相的分流间湾、水下分流河道微相。在剖面上，砂体呈条带状分布；在平面上，呈条片状展布，透镜状砂体零星分布。

（2）研究区长9、长8、长7为典型的岩性控制油藏，单层厚度分布的非均质性较强，上生下储、下生上储型生储盖组合为该区成藏模式。

（3）研究区油藏受多因素控制，除了具备有利的烃源岩条件外，油藏分布受沉积相带和砂岩厚度控制明显，储层物性对成藏贡献有限，叠置砂体和大量裂缝的存在为周长区油气的运移提供了主要的通道，成岩作用和鼻隆状构造都是油气成藏的有利条件。