鄂爾多斯鎮(zhèn)涇地區(qū)延長(zhǎng)組成藏體系與油氣富集模式

肖承鈺，尹 偉，張 穎，徐士林，楊 漁，劉振峰

(1.長(zhǎng)江大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，武漢 430100；2.中國(guó)石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；3.中國(guó)石化 華東石油局，南京210000；4.振華石油控股有限公司，北京 100031)

鄂爾多斯鎮(zhèn)涇地區(qū)延長(zhǎng)組成藏體系與油氣富集模式

肖承鈺1，尹 偉2，張 穎3，徐士林2，楊 漁4，劉振峰2

(1.長(zhǎng)江大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，武漢 430100；2.中國(guó)石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；3.中國(guó)石化 華東石油局，南京210000；4.振華石油控股有限公司，北京 100031)

在典型油藏解剖基礎(chǔ)上，根據(jù)油氣成藏體系概念和劃分原則，結(jié)合烴源巖、源儲(chǔ)組合樣式、油藏特征、成藏機(jī)制等，將鎮(zhèn)涇地區(qū)延長(zhǎng)組劃分為近源—接觸式成藏體系和近源—跨越式成藏體系2類。前者油藏類型以巖性油藏為主，源儲(chǔ)緊鄰，為直接接觸，具有“近源成藏”特征，運(yùn)移距離短，運(yùn)移動(dòng)力主要為源儲(chǔ)壓力差，輸導(dǎo)體系為砂巖(微裂縫)，隱性輸導(dǎo)，油氣富集主控因素為優(yōu)質(zhì)烴源巖、有利砂體和裂縫，油氣富集模式可概括為“近源—接觸式‘源、相、縫’控”；后者油藏類型以構(gòu)造—巖性為主，源儲(chǔ)為跨越式接觸關(guān)系，具有“遠(yuǎn)源成藏”特征，運(yùn)移距離較長(zhǎng)，運(yùn)移主要?jiǎng)恿樵磧?chǔ)壓力差和浮力，輸導(dǎo)體系以斷裂—砂體為主，油氣富集主控因素為通源斷裂、有利砂體和裂縫，富集模式可概括為“近源—跨越式‘?dāng)唷⑾?、縫’控”。

成藏體系；富集模式；延長(zhǎng)組；鎮(zhèn)涇地區(qū)；鄂爾多斯盆地

鎮(zhèn)涇區(qū)塊(下文簡(jiǎn)稱鎮(zhèn)涇地區(qū))位于鄂爾多斯盆地西南部[1]，與長(zhǎng)慶油田的西峰油田具有相似的巖性油藏成藏背景，構(gòu)造平緩，為一近西傾單斜[2]。烴源巖主要為長(zhǎng)7油層組暗色泥巖，廣泛發(fā)育，油氣資源豐富；儲(chǔ)層為條帶狀展布的前緣水下分流河道，大面積分布；三角洲前緣廣泛發(fā)育的暗色泥巖成為良好封蓋層。本區(qū)主要目的層位為上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組和下侏羅統(tǒng)延安組，本文重點(diǎn)研究層位為延長(zhǎng)組長(zhǎng)6、長(zhǎng)8和長(zhǎng)9油層組[3-5]。截至2012年底，已在長(zhǎng)62、長(zhǎng)81和長(zhǎng)91亞油層組提交探明儲(chǔ)量，其中主要分布在長(zhǎng)81亞油層組，并發(fā)現(xiàn)了一個(gè)大型巖性油藏群——紅河油田，累計(jì)探明儲(chǔ)量近2×108t，勘探潛力大。

本文在中生界成藏體系認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上[6]，結(jié)合近期主力烴源巖研究新認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步細(xì)化了延長(zhǎng)組主要目的層成藏組合，開展了延長(zhǎng)組內(nèi)部油氣成藏體系的精細(xì)劃分，分析主力油層組的油氣富集主控因素，并建立了油氣富集模式，以期為選區(qū)評(píng)價(jià)提供理論指導(dǎo)。

1 成藏特征與成藏體系劃分

鎮(zhèn)涇地區(qū)延長(zhǎng)組已發(fā)現(xiàn)油藏類型主要為巖性、構(gòu)造—巖性油藏，具有大面積含油、儲(chǔ)量豐度低，儲(chǔ)層物性差(低孔特低滲)、油藏壓力低、油水分布復(fù)雜(無統(tǒng)一油水界面)等特點(diǎn)[7]。

1.1 成藏組合劃分

對(duì)鎮(zhèn)涇地區(qū)延長(zhǎng)組已發(fā)現(xiàn)工業(yè)油流層系的典型油藏進(jìn)行了詳細(xì)解剖，剖析了每個(gè)油藏的油藏類型、油氣來源、儲(chǔ)層、蓋層特征和源儲(chǔ)組合樣式(表1)。油藏類型主要為巖性、構(gòu)造—巖性油藏，其中長(zhǎng)8油層組為巖性油藏，長(zhǎng)6、長(zhǎng)9油層組主要為構(gòu)造—巖性、巖性油藏。主力烴源巖為長(zhǎng)7底部頁巖(即張家灘頁巖)[7-12]，主要儲(chǔ)層為長(zhǎng)9、長(zhǎng)8、長(zhǎng)6，蓋層主要有長(zhǎng)8泥巖隔層、長(zhǎng)7、長(zhǎng)4+5和延安組泥巖段，其中長(zhǎng)4+5泥巖為一套區(qū)域蓋層。根據(jù)烴源巖與儲(chǔ)層的距離及接觸關(guān)系，源儲(chǔ)配置樣式可劃分為2大類：一是近源—接觸式組合，即儲(chǔ)層與主力烴源巖直接接觸，如長(zhǎng)81砂體與主力烴源巖長(zhǎng)7底張家灘頁巖；二是近源—跨越式組合，即儲(chǔ)層與主力烴源巖非直接接觸，為跨越式接觸，如長(zhǎng)91砂體與主力烴源巖長(zhǎng)7底張家灘頁巖，二者之間存在長(zhǎng)8油層組地層。

最新油源對(duì)比結(jié)果表明，鎮(zhèn)涇地區(qū)中生界油氣主要來源于長(zhǎng)7底部張家灘頁巖[6-7]，而不是整個(gè)長(zhǎng)7暗色泥巖，長(zhǎng)7中上部近90 m厚的暗色泥巖為次要烴源巖，也就是一套局部蓋層，這一結(jié)論突破了前人關(guān)于整個(gè)長(zhǎng)7段暗色泥巖為主力烴源巖及成藏組合的認(rèn)識(shí)。這套局部蓋層對(duì)下伏油氣藏的保存至關(guān)重要，筆者認(rèn)為這很可能是鎮(zhèn)涇地區(qū)紅河油田長(zhǎng)8油氣最富集的重要原因。

主力烴源巖的新認(rèn)識(shí)帶來了成藏組合的新認(rèn)識(shí)。在前期延長(zhǎng)組近源成藏體系認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上[6]，結(jié)合主力烴源巖新認(rèn)識(shí)和典型油藏生儲(chǔ)蓋組合剖析，為滿足精細(xì)勘探對(duì)地質(zhì)認(rèn)識(shí)需求，本文進(jìn)一步細(xì)劃了延長(zhǎng)組內(nèi)部油氣成藏組合，即將延長(zhǎng)組劃分為3個(gè)成藏組合：長(zhǎng)9—長(zhǎng)82近源—跨越式成藏組合、長(zhǎng)81—長(zhǎng)7近源—接觸式成藏組合、長(zhǎng)6—長(zhǎng)4+5近源—跨越式成藏組合。

1.2 各成藏組合內(nèi)油氣成藏特征

鎮(zhèn)涇地區(qū)延長(zhǎng)組具有以下成藏特征：主力烴源巖為長(zhǎng)7底近10 m厚的張家灘頁巖，這個(gè)認(rèn)識(shí)和鄂爾多斯盆地南部其他地區(qū)認(rèn)識(shí)一致[8]；主力儲(chǔ)層為長(zhǎng)91、長(zhǎng)81和長(zhǎng)62亞油組；局部蓋層為長(zhǎng)4+5和長(zhǎng)7中上部暗色泥巖；張家灘頁巖生烴時(shí)間為侏羅紀(jì)末，生烴高峰期為早白堊世末[8]，長(zhǎng)91、長(zhǎng)81油藏關(guān)鍵成藏期為早白堊世末[13-14]，主要成藏動(dòng)力為生烴增壓作用產(chǎn)生的源儲(chǔ)壓力差[15-18]。

不同的油氣成藏組合在油氣藏類型、源儲(chǔ)組合樣式、輸導(dǎo)體系、運(yùn)移距離、運(yùn)移動(dòng)力等方面存在著明顯差別(表2)。

長(zhǎng)9—長(zhǎng)82近源—跨越式成藏組合具有以下成藏特征：長(zhǎng)91油藏類型為構(gòu)造—巖性、巖性，源儲(chǔ)組合樣式為間隔式，即儲(chǔ)層與主力烴源巖(張家灘頁巖)縱向上非直接接觸，儲(chǔ)層位于源巖下方，蓋層主要為長(zhǎng)82頂部泥巖(圖1)，輸導(dǎo)體系為斷裂和裂縫—砂體復(fù)合，運(yùn)移距離較長(zhǎng)，成藏動(dòng)力主要為源儲(chǔ)壓力差。

表1 鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)延長(zhǎng)組典型油藏生儲(chǔ)蓋組合

表2 鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)不同成藏組合內(nèi)油氣成藏特征

長(zhǎng)81—長(zhǎng)7近源—接觸式成藏組合內(nèi)油氣成藏特征如下：長(zhǎng)81油藏為巖性油藏，源儲(chǔ)組合樣式為接觸式，即儲(chǔ)層與主力烴源巖(張家灘頁巖)縱向上直接接觸，儲(chǔ)層位于源巖下方，蓋層主要為長(zhǎng)7油層組近100 m厚的暗色泥巖(圖1)，源儲(chǔ)緊鄰，隱性輸導(dǎo)，輸導(dǎo)體系為砂體，運(yùn)移距離短，成藏動(dòng)力主要為源儲(chǔ)壓力差。

長(zhǎng)6—長(zhǎng)4+5近源—跨越式成藏組合內(nèi)成藏特征如下：長(zhǎng)62油藏類型為構(gòu)造—巖性、巖性，源儲(chǔ)組合樣式為間隔式，即儲(chǔ)層與主力烴源巖(張家灘頁巖)縱向上非直接接觸，儲(chǔ)層位于源巖上方，蓋層主要為長(zhǎng)6上部—長(zhǎng)4+5厚層泥巖，局部長(zhǎng)4+5剝蝕區(qū)為延安組泥巖(圖1)，輸導(dǎo)體系為斷裂和裂縫—砂體復(fù)合，運(yùn)移距離較長(zhǎng)，成藏動(dòng)力主要為浮力。

1.3 成藏體系劃分

依據(jù)前人提出的油氣成藏體系理論[19-20]，將鎮(zhèn)涇地區(qū)延長(zhǎng)組劃分為2大類3個(gè)油氣成藏體系：一類是源(生)、儲(chǔ)直接接觸，為近源—接觸式成藏體系；另一類是源(生)、儲(chǔ)呈間隔式接觸，油氣必須通過油源斷裂等輸導(dǎo)體系運(yùn)移才能聚集成藏，為近源—跨越式成藏體系。3個(gè)油氣成藏體系分別為：長(zhǎng)81—長(zhǎng)7近源—接觸式成藏體系、長(zhǎng)6—長(zhǎng)4+5近源—跨越式成藏體系和長(zhǎng)9—長(zhǎng)82近源—跨越式成藏體系。

2 油氣富集主控因素及富集模式

不同油氣成藏體系內(nèi)油藏類型、源儲(chǔ)組合樣式、油氣輸導(dǎo)體系、成藏動(dòng)力不同，因此，油氣富集主控因素存在差異。

2.1 近源—接觸式成藏體系富集主控因素

長(zhǎng)81—長(zhǎng)7近源—接觸式成藏體系，主力烴源巖為長(zhǎng)7張家灘頁巖，主要儲(chǔ)層為長(zhǎng)81砂巖，蓋層為長(zhǎng)7中上部大段泥巖，源上儲(chǔ)下、直接接觸、就近配置；早白堊世末期張家灘頁巖生成的油氣在源儲(chǔ)壓力差驅(qū)動(dòng)下直接向下充注到長(zhǎng)81砂體，形成了長(zhǎng)81大型致密砂巖油藏——紅河油田。

2.1.1 優(yōu)質(zhì)烴源巖控制著油氣富集

鎮(zhèn)涇地區(qū)主力烴源巖為張家灘頁巖，全區(qū)分布，厚度在8～16 m，平均厚度為10 m，區(qū)塊北東部厚度大，向西南逐漸變薄(圖2)。該套烴源巖有質(zhì)機(jī)豐度高(平均TOC為8%)，成熟度適中(Ro=0.7%～1.0%)，生烴潛力大[(S1+S2)=53.13 mg/g]，為一套優(yōu)質(zhì)烴源巖。它是油氣富集的烴類物質(zhì)基礎(chǔ)，控制油氣的宏觀分布。長(zhǎng)81砂巖普遍見油氣顯示，即大面積含油，油氣顯示以油斑為主，局部見油浸顯示，即局部富集，張家灘頁巖發(fā)育區(qū)油氣顯示好(圖2)。尤其是區(qū)塊東北部紅河12井區(qū)，張家灘頁巖厚度大，油氣顯示好，水平井測(cè)試和試采產(chǎn)量高。可見，油氣富集明顯受控于優(yōu)質(zhì)烴源巖分布，油氣富集具有典型“源控”特征(圖2)。長(zhǎng)81砂巖位于張家灘頁巖下部，與源巖直接接觸，因此張家灘頁巖發(fā)育區(qū)生烴規(guī)模大，烴源充足。同時(shí)，生烴超壓與頁巖厚度和有機(jī)質(zhì)豐度呈正相關(guān)，張家灘頁巖發(fā)育區(qū)則生烴產(chǎn)生的異常壓力更大[8-9]，導(dǎo)致頁巖發(fā)育區(qū)源儲(chǔ)壓力差大，成藏動(dòng)力大，相鄰砂巖油氣充滿度高。另外，長(zhǎng)81地層極平緩，傾角小于1°，儲(chǔ)層致密，油氣無法大規(guī)模橫向運(yùn)移，基本上是就近成藏，因此，油氣富集明顯受控于優(yōu)質(zhì)烴源巖(張家灘頁巖)。

圖1 鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)延長(zhǎng)組成藏組合劃分模式

圖2 鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)81油氣顯示與張家灘頁巖厚度疊合圖

2.1.2 有利砂體控制油氣分布，物性控制油氣富集

鎮(zhèn)涇地區(qū)延長(zhǎng)組主要為西南物源的辨狀河三角洲前緣沉積，水下分流河道是優(yōu)勢(shì)沉積微相，水下分流河道砂體厚度大，儲(chǔ)層物性好。此外，長(zhǎng)石、巖屑溶蝕作用和綠泥石套膜建設(shè)性成巖作用進(jìn)一步改善了儲(chǔ)層物性。鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)81已鉆井油氣顯示均分布在有效砂巖厚度4 m以上的地區(qū)；普遍見油斑顯示，油氣顯示(油斑以上)厚度大、含油級(jí)別高的地區(qū)，即油氣相對(duì)富集區(qū)均位于有效砂巖厚度大的地區(qū)，如紅河12井區(qū)、紅河37—紅河105井區(qū)、紅河73—紅河74井區(qū)和紅河1井區(qū)，與前期研究認(rèn)識(shí)一致[21]。

2.1.3 NEE向裂縫發(fā)育控制油氣富集高產(chǎn)

近年來，黃土塬三維地震大面積實(shí)施為斷裂及裂縫的識(shí)別提供了資料基礎(chǔ)(圖3)。三維地震實(shí)施前普遍認(rèn)為延長(zhǎng)組儲(chǔ)層致密、鐵板一塊，即斷裂及裂縫不發(fā)育，三維實(shí)施后發(fā)現(xiàn)鎮(zhèn)涇地區(qū)斷裂和裂縫非常發(fā)育。T6C(長(zhǎng)8頂面)相干圖表明主要發(fā)育NEE向和NW向2組斷裂及裂縫(圖3)，其中NEE向斷裂附近裂縫發(fā)育程度高，裂縫走向與斷裂走向一致，與區(qū)域背景一致[22-23]。NEE向斷裂及裂縫為燕山中期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成，形成時(shí)間早，與成藏關(guān)鍵時(shí)期一致，改善了儲(chǔ)層物性；裂縫無充填或充填少量的方解石，構(gòu)成了油氣運(yùn)移的通道，對(duì)成藏起建設(shè)性作用。NW向斷裂及裂縫形成于喜馬拉雅構(gòu)造運(yùn)動(dòng)期，即延長(zhǎng)組油藏關(guān)鍵成藏期之后，對(duì)油氣藏具有破壞性作用[22]。

圖3 鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)81油氣顯示與裂縫預(yù)測(cè)疊合圖

裂縫的發(fā)育對(duì)鎮(zhèn)涇地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)81致密砂巖儲(chǔ)層至關(guān)重要，長(zhǎng)81儲(chǔ)層為低孔特低滲，滲透率非常低，主要是因?yàn)楹淼佬?；裂縫的發(fā)育大大改善了儲(chǔ)層的物性，尤其是裂縫可導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透率數(shù)量級(jí)的增大，物性好的儲(chǔ)層優(yōu)先得到充注，含油飽和度較高，裂縫具有局部富集油氣的作用。

2.2 近源—跨越式成藏體系富集主控因素

長(zhǎng)9—長(zhǎng)82近源—跨越式成藏體系源儲(chǔ)組合樣式為間隔式，即儲(chǔ)層與主力烴源巖(張家灘頁巖)縱向上非直接接觸，儲(chǔ)層位于源巖下方，蓋層主要為長(zhǎng)82頂部泥巖，輸導(dǎo)體系為斷裂和裂縫—砂體復(fù)合，運(yùn)移距離較長(zhǎng)，成藏動(dòng)力主要為源儲(chǔ)壓力差(圖4,5)。

2.2.1 斷裂或裂縫發(fā)育區(qū)控制油氣富集

近源—跨越式成藏體系中源巖與儲(chǔ)層間隔式接觸，張家灘頁巖生成的油氣必須通過斷裂或裂縫運(yùn)移才能到達(dá)儲(chǔ)集層，因此，油氣聚集必然受斷裂或裂縫控制。以紅河55井區(qū)長(zhǎng)9油層組為例，油層向南止于玉都斷裂帶，向北止于上肖北斷裂帶，且工業(yè)油流井多位于斷裂帶附近，證實(shí)了斷裂帶分布與油氣高產(chǎn)區(qū)的分布關(guān)系較為密切(圖3)。

圖4 鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)91水平井產(chǎn)能與儲(chǔ)層類型、油氣顯示與儲(chǔ)層物性關(guān)系

圖5 鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)延長(zhǎng)組油氣富集模式

鎮(zhèn)涇地區(qū)紅河42—55井區(qū)水平井產(chǎn)量與裂縫發(fā)育關(guān)系統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，裂縫發(fā)育區(qū)試油、投產(chǎn)1個(gè)月和3個(gè)月的產(chǎn)量均比孔隙—裂縫發(fā)育區(qū)高(圖4a)。

2.2.2 有利砂體控制油氣富集

長(zhǎng)91有利砂體控制油氣分布，物性控制油氣富集(圖4b)，這個(gè)規(guī)律與長(zhǎng)81認(rèn)識(shí)一致[21]。限于篇幅，這里不再贅述。

2.3 延長(zhǎng)組油氣富集模式

在對(duì)鎮(zhèn)涇地區(qū)延長(zhǎng)組不同成藏體系油氣富集主控因素分析的基礎(chǔ)上，建立了延長(zhǎng)組油氣富集模式(圖5)：(1)近源—接觸式成藏體系油氣富集主要受控于優(yōu)質(zhì)烴源巖、有利砂體和裂縫，富集模式可概括為“近源—接觸式‘源、相、縫’”控；(2)近源—跨越式成藏體系油氣富集主要受控于斷裂、裂縫和有利砂體，富集模式可概括為“近源—跨越式‘?dāng)唷⑾?、縫’”控。

3 結(jié)論

(1)延長(zhǎng)組可劃分為近源—接觸式和近源—跨越式2類和3個(gè)成藏體系，分別為長(zhǎng)81—長(zhǎng)7近源—接觸式成藏體系、長(zhǎng)9—長(zhǎng)82和長(zhǎng)6—長(zhǎng)4+5近源—跨越式成藏體系。

(2)近源—接觸式成藏體系內(nèi)油藏類型以巖性油藏為主，具有“近源成藏”特征；運(yùn)移距離短，運(yùn)移動(dòng)力主要為源儲(chǔ)壓力差，隱性輸導(dǎo)；油氣富集主控因素為優(yōu)質(zhì)烴源巖、有利砂體和NEE向裂縫；油氣富集模式可概括為“近源—接觸式‘源、相、縫’控”。

(3)近源—跨越式成藏體系內(nèi)油藏類型以構(gòu)造—巖性油藏為主，具有“遠(yuǎn)源成藏”特征；運(yùn)移距離較長(zhǎng)，運(yùn)移主要?jiǎng)恿樵磧?chǔ)壓力差和浮力，輸導(dǎo)體系以通源斷裂為主；油氣富集主控因素為通源斷裂、有利砂體和裂縫；富集模式可概括為“近源—跨越式‘?dāng)?、相、縫’控”。

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(編輯 徐文明)

Petroleum accumulation systems and oil enrichment patterns of Yanchang Formation in Zhenjing area, southern Ordos Basin

Xiao Chengyu1, Yin Wei2, Zhang Ying3, Xu Shilin2, Yang Yu4, Liu Zhenfeng2

(1.CollegeofGeosciences,YangtzeUniversity,Wuhan,Hubei430100,China; 2.PetroleumExploration&ProductionResearchInstitute,SINOPEC,Beijing100083,China; 3.SINOPECEastChinaPetroleumBureau,Nanjing,Jiangsu210000,China; 4.ZhenhuaPetroleumHoldingsLimited,Beijing100031,China)

Detailed analysis of the distribution of source rocks, the source-reservoir assemblages, the characteristics and the accumulation mechanisms of oil pools, etc. allow the Yanchang Formation in the Zhenjing area to be divided into near-source-contact type and near-source-leap type petroleum accumulation systems. The near-source-contact type petroleum accumulation system is characterized by lithologic traps, short migration distance, with the pressure difference between source and reservoir serving as major migration force and subtle transportation system in which hydrocarbon enrichment is mainly controlled by high-quality source rocks, favorable sand bodies as well as fractures. The oil enrichment pattern can be described as "source rock-sedimentary microfacies-fracture combined control". The near-source-leap type petroleum system is characterized by structural-lithologic traps, relatively longer migration distance, with the pressure difference between source and reservoir or buoyancy force serving as the major migration driving forces and the faults connecting source rocks serving as the main pathway, in which hydrocarbon enrichment is mainly controlled by the faults connecting source rocks, high quality sand bodies and fractures. The oil enrichment pattern can be summarized as "faults connecting source rock-sedimentary microfacies-fracture combined control".

petroleum accumulation system; oil enrichment pattern; Yanchang Formation; Zhenjing area; Ordos Basin

1001-6112(2015)03-0347-07

10.11781/sysydz201503347

2014-11-09；

2015-05-07。

肖承鈺(1992—)，男，資源勘查工程專業(yè)。E-mail:499763257@qq.com。

國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05002-006)資助。

TE122.3+3

A