鄂爾多斯盆地馬家灘油田延長(zhǎng)組油氣成藏規(guī)律研究

馬國(guó)良

(中國(guó)石化勝利油田分公司物探研究院，山東 東營(yíng) 257022)

馬家灘油田局部構(gòu)造發(fā)育，存在多種類(lèi)型、多種性質(zhì)的油氣圈閉，由于斷層破壞嚴(yán)重，油氣成藏條件和保存條件復(fù)雜多樣，油氣成藏控制因素多樣。近年來(lái)的鉆探實(shí)踐表明，利用傳統(tǒng)的地質(zhì)研究方法難以揭示成藏規(guī)律和指導(dǎo)勘探工作，有必要在前期研究和勘探工作基礎(chǔ)上，充分應(yīng)用目前新的油氣成藏理論和研究手段，開(kāi)展油氣運(yùn)聚與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)配置關(guān)系研究，以期分析油氣成藏期次和主控因素，從而有效地指導(dǎo)油氣勘探工作。

1 馬家灘油田特征

1.1 概況

馬家灘油田位于鄂爾多斯盆地西緣沖斷帶馬家灘段的北端，處于相對(duì)穩(wěn)定的阿拉善地塊、鄂爾多斯地塊與多期活動(dòng)的秦祁褶皺帶和六盤(pán)山弧形構(gòu)造帶的復(fù)合交匯部位［1］(圖1)。在馬家灘背斜中高點(diǎn)，不同級(jí)別和規(guī)模的斷裂和褶皺構(gòu)造十分發(fā)育。構(gòu)造軸向近南北，長(zhǎng)6.0km，寬2.0km，閉合高度170m，閉合面積約11 km2。背斜構(gòu)造呈北窄南寬、西陡東緩、西翼傾角4°～5°，斷層發(fā)育，背斜構(gòu)造被3組斷層切割成10個(gè)斷塊。

圖1 馬家灘油田構(gòu)造位置圖Fig.1 Tectonic setting of the Majiatan Oil Field

1.2 馬家灘油田地層發(fā)育

根據(jù)巖性組合與沉積旋回特征，結(jié)合勘探過(guò)程中的傳統(tǒng)習(xí)慣劃分，鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組自上而下劃分為長(zhǎng)1～長(zhǎng)10 10個(gè)油層組(表1)。

晚三疊世原型盆地經(jīng)受了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，包括印支末期的抬升剝蝕改造作用、燕山中期的擠壓造山作用、燕山晚期的褶皺逆沖作用和喜馬拉雅期的斷陷與推覆改造作用，使鄂爾多斯盆地西緣沖斷帶上的延長(zhǎng)組不同程度地被剝蝕改造，殘存的延長(zhǎng)組地層厚度和分布變化較大。

馬家灘油田延長(zhǎng)組與上覆地層延安組呈微角度或平行不整合接觸，與下伏中三疊統(tǒng)紙坊組呈整合接觸。延長(zhǎng)組自上而下劃分出長(zhǎng)3～長(zhǎng)10 7個(gè)油層組，其中大部分地區(qū)的長(zhǎng)1～長(zhǎng)2地層被剝蝕而缺失［1］。

表1 鄂爾多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組地層簡(jiǎn)表Table 1 Stratigraphic division for the Triassic Yanchang Formation in the Ordos Basin

2 烴源巖

鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組發(fā)育有長(zhǎng)7和長(zhǎng)9兩套烴源巖，其中長(zhǎng)7烴源巖全盆地發(fā)育，為中生界最重要的烴源巖，控制了主要油藏的形成和分布;長(zhǎng)9烴源巖分布范圍有限，在馬家灘油田發(fā)育不好。鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)7烴源巖分布范圍廣、厚度大，為石油的大量生成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.1 長(zhǎng)7烴源巖特征

長(zhǎng)7為湖盆發(fā)展全盛期的沉積，暗色泥巖分布廣泛，厚度相對(duì)穩(wěn)定，在湖盆中部一般厚60～80m，在盆地邊緣區(qū)沉積厚度減小，僅30m左右。在盆地西北姬塬至湖盆中部華池地區(qū)，長(zhǎng)7油層組底部普遍發(fā)育一套灰褐色油頁(yè)巖、泥巖沉積，測(cè)井曲線表現(xiàn)為高電阻、高伽瑪、低電位的特征。地球化學(xué)分析結(jié)果表明，這套烴源巖生油效率最高。

平面分布上，湖盆中部地區(qū)有效烴源巖厚度變化小，20～40m厚的烴源巖覆蓋了大部分地區(qū)，厚度10～20m的烴源巖分布范圍較窄，厚度小于10m的烴源巖分布局限。

干酪根分析結(jié)果顯示，這套烴源巖主要為靜水還原環(huán)境中形成的暗色泥巖烴源巖，其生油母質(zhì)主要來(lái)源于低等水生生物及其降解產(chǎn)物，烴源巖類(lèi)型較好。

長(zhǎng)7油層組主要為一套半深湖-淺湖相沉積的暗色泥巖夾細(xì)砂巖、粉砂巖，巖性主要以黑色泥巖為主體，為深灰色、灰黑色泥、頁(yè)巖與灰色、灰綠色粉砂巖、細(xì)砂巖互層，在鄂爾多斯盆地范圍內(nèi)均有分布，在盆地內(nèi)部有油頁(yè)巖發(fā)育。馬家灘油田雖然有厚層黑色泥巖，但是沒(méi)有見(jiàn)到典型的厚層油頁(yè)巖。長(zhǎng)7油層組在測(cè)井曲線上表現(xiàn)為特征明顯的高自然伽瑪、高電阻率、高聲波時(shí)差等特點(diǎn)，是區(qū)域?qū)Ρ鹊臉?biāo)志層。

根據(jù)長(zhǎng)慶油田研究成果，長(zhǎng)7暗色泥巖有機(jī)質(zhì)豐度普遍較高，有機(jī)碳、氯仿瀝青“A”、總烴含量等指標(biāo)普遍達(dá)到好生油巖的標(biāo)準(zhǔn);生烴潛力大，普遍大于6kg/t，個(gè)別樣品甚至超過(guò)100kg/t;鏡質(zhì)體反射率Ro值為0.7% ～0.95%，表明烴源巖已進(jìn)入了成熟階段，局部向高成熟過(guò)渡［2］(圖2)。

盆地模擬結(jié)果表明，鄂爾多斯盆地從早白堊世開(kāi)始進(jìn)入生排油高峰期，并在早白堊世末期達(dá)到最大生排烴范圍，總生排烴量基本與現(xiàn)今一致，生烴強(qiáng)度以紅井子-定邊-吳旗-富縣為中心向盆地邊部呈環(huán)帶狀減小。盆地最大生烴強(qiáng)度可達(dá)600×104t/km2以上，生烴中心最大排烴強(qiáng)度可達(dá)260×104t/km2以上，排烴中心與生烴中心基本一致。生排烴強(qiáng)度平面分布趨勢(shì)與半深湖-深湖范圍基本一致，其中生烴強(qiáng)度大于200×104t/km2的有效烴源巖生油量占總生油量的70%以上，面積僅占生油巖分布面積的36%，說(shuō)明生烴中心比較集中，有利于油氣的運(yùn)聚成藏。

如圖2所示，馬家灘油田所在地區(qū)長(zhǎng)7烴源巖幾乎全部進(jìn)入生烴門(mén)限，處于大量生油階段，生烴條件良好［3］。

圖2 馬家灘油田長(zhǎng)7烴源巖Ro等值線圖Fig.2 Contour diagram of the vitrinite reflectances(Ro)for the Chang-7 oil measures in the Majiatan Oil Field

2.2 長(zhǎng)9烴源巖特征

如圖3所示，無(wú)論從厚度還是范圍上看，在馬家灘油田長(zhǎng)7油層組都比長(zhǎng)9油層組更有利于形成主力烴源巖層。

長(zhǎng)9油層組是一套以砂巖夾泥巖為主，由灰白色中砂巖、灰黑色泥巖、灰色粉砂巖、灰白色粗砂巖不等厚互層組成的長(zhǎng)石砂巖或巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖類(lèi)。碎屑顆粒呈半棱角狀、分選中等。

長(zhǎng)9油層組是一套廣泛湖侵背景下形成的產(chǎn)物。在長(zhǎng)9油層組的上部發(fā)育黑色頁(yè)巖，在盆地內(nèi)部同時(shí)還有油頁(yè)巖發(fā)育，也是具有一定生烴潛力的烴源巖。長(zhǎng)9油層組在區(qū)域上為生油層之一，但在馬家灘油田并非作為主要烴源巖［4］。

圖3 長(zhǎng)7、長(zhǎng)9烴源巖等厚圖Fig.3 Contour diagram for the Chang-7 and Chang-9 oil measures in the Majiatan Oil Field

3 儲(chǔ)蓋條件

馬家灘油田是上生下儲(chǔ)型組合的典型代表，以長(zhǎng)7泥巖為生油巖，長(zhǎng)10、長(zhǎng)8三角洲分流河道砂巖為儲(chǔ)層，以長(zhǎng)7、長(zhǎng)10頂部的泥巖為蓋層的成藏組合。含油層位為延長(zhǎng)組的長(zhǎng)8和長(zhǎng)10油層組，以長(zhǎng)10油層組為主，埋藏深度720～870m。

3.1 儲(chǔ)蓋組合

3.1.1 長(zhǎng)8～長(zhǎng)7儲(chǔ)蓋組合

長(zhǎng)8油層組為上細(xì)下粗的正旋回沉積，厚12m左右，分為3個(gè)小層，厚分別為3～6m，分布穩(wěn)定，連通較好。巖性系巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖或長(zhǎng)石砂巖，以細(xì)粒為主，分選好，以粘土質(zhì)孔隙膠結(jié)為主，部分方解石和綠泥石充填。油層平均孔隙度為15.6%，滲透率為15.2×10-3μm2，原始含油飽和度為54%，自然產(chǎn)能低［5］。

如前所述，長(zhǎng)7油層組為一套半深湖-淺湖相沉積的暗色泥巖夾細(xì)砂巖、粉砂巖，巖性主要以黑色泥巖為主體，為深灰色/灰黑色泥、頁(yè)巖與灰色/灰綠色粉砂巖、細(xì)砂巖互層。在馬家灘油田地區(qū)可作為低孔低滲的良好的長(zhǎng)8儲(chǔ)集層的蓋層條件。

3.1.2 長(zhǎng)10～長(zhǎng)10頂儲(chǔ)蓋組合

長(zhǎng)10油層組由3層大塊狀砂巖組成，厚110m左右，砂層間有厚5～13m的泥巖相隔，屬湖泊相上細(xì)下粗的正旋回沉積。巖性為中細(xì)粒塊狀長(zhǎng)石砂巖，以泥質(zhì)孔隙型膠結(jié)為主，含云母、綠泥石和方解石等。砂層厚40m，砂體層理發(fā)育，以單斜層理為主，次為細(xì)波狀層理，南部斷裂附近裂隙比較發(fā)育。平均孔隙度13%，滲透率42.5×10-3μm2，原始含油飽和度54.0%，油層親水，殘余油飽和度30% ～35%，水驅(qū)油效率 42%［6］。

馬家灘油田長(zhǎng)10砂巖屬三角洲平原分流河道砂體。僅就長(zhǎng)10晚期而言，研究區(qū)發(fā)育三角洲平原分流河道砂體，砂體呈北西南東向展布。由于分流河道擺動(dòng)頻繁，河道寬度大約為8～20km，寬處達(dá)50km，厚度大，單層砂厚往往大于20m(圖4)。平均孔隙度16.2%，最高達(dá)18.3%，最低 12.6%;平均滲透率83.5 ×10-3μm2，最高達(dá) 255 ×10-3μm2。在該井錄井過(guò)程中見(jiàn)3層均勻-飽和含油顯示，共厚12m，解釋為油層。

圖4 長(zhǎng)10地層分層砂厚等值線Fig.4 Contour diagram for the sandstone thickness of the Chang-10 oil measures

在馬家灘油田南偏東約2～3km完鉆的馬23井、馬30井，砂巖物性也比較好，平均孔隙度均在11%以上，平均滲透率(1.1 ～3.35)×10-3μm2。

馬9-1井的長(zhǎng)10樣品的壓汞分析表明，其孔隙度最大為20.2%，最小為10.2%，平均孔隙度為14.35%;最大滲透率為51.8 ×10-3μm2，滲透率平均為(9.32 ～51.8)×10-3μm2。綜合分析認(rèn)為，該層儲(chǔ)集條件好，具有較好的成藏條件，在馬9-1井長(zhǎng)10錄井過(guò)程中見(jiàn)到較好的含油顯示。

長(zhǎng)10頂部具一層較厚的泥巖層，可作為長(zhǎng)10儲(chǔ)層的有利蓋層。

3.2 儲(chǔ)層物性影響因素分析

3.2.1 儲(chǔ)層孔隙類(lèi)型

鄂爾多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組下組合砂巖儲(chǔ)層主要發(fā)育有原生孔隙、次生孔隙和微裂隙孔隙等3種孔隙類(lèi)型。其中，原生孔隙以原生粒間孔為主，次生孔隙以長(zhǎng)石溶孔、巖屑溶孔、晶間溶孔為主。

延長(zhǎng)組砂巖由于強(qiáng)烈的壓實(shí)和膠結(jié)作用而發(fā)生致密化，原生孔隙已基本消失殆盡，屬低滲透-特低滲透儲(chǔ)集層，這對(duì)于該區(qū)油氣資源的富集是極其不利的。然而，實(shí)踐證明，低滲透致密砂巖若伴有次生孔隙，其儲(chǔ)集物性的滲透率可得到極大改觀。區(qū)內(nèi)延長(zhǎng)組部分層段砂巖中，膠結(jié)物富含濁沸石及方解石，含量可高達(dá)20% ～30%。一方面，砂巖中的方解石和濁沸石通過(guò)對(duì)長(zhǎng)石及巖屑的交代，增大了其所占體積空間;另一方面，由于濁沸石和方解石的解理均很發(fā)育，易被壓碎而形成次生裂隙，而長(zhǎng)石及巖屑又極易遭受到生烴過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)酸的溶蝕而形成次生溶孔，這樣可使砂巖物性得以極大改善，從而成為良好的油氣儲(chǔ)集巖。濁沸石在馬家灘-鹽池地區(qū)長(zhǎng)8油層組砂巖膠結(jié)物中較為普遍。溶孔是由于鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石或交代長(zhǎng)石的碳酸鹽經(jīng)淋濾而成的。因此，研究區(qū)延長(zhǎng)組在低孔滲背景上尋找高孔滲油氣聚集地區(qū)是有一定物質(zhì)基礎(chǔ)的。此外，碎屑巖會(huì)隨其埋藏壓力、溫度的升高，壓實(shí)、膠結(jié)、顆粒次生加大等成巖作用相應(yīng)加強(qiáng)，脆性會(huì)更加明顯，裂縫與低滲透儲(chǔ)集體往往形影相隨。鄂爾多斯盆地西緣在地質(zhì)歷史上因多期次、多類(lèi)型構(gòu)造活動(dòng)疊加，斷裂裂縫及成巖微裂隙都極為發(fā)育，這為油氣的運(yùn)移和聚集提供了大量通道和儲(chǔ)集空間。

3.2.2 延長(zhǎng)組湖盆演化-沉積環(huán)境

鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組為一個(gè)由湖進(jìn)-湖退序列構(gòu)成的完整沉積旋回，長(zhǎng)8～長(zhǎng)7為湖進(jìn)階段沉積，湖盆逐漸擴(kuò)大，水體逐漸加深，縱向上沉積物由粗變細(xì)，其中長(zhǎng)7期達(dá)到最大。長(zhǎng)6～長(zhǎng)1為湖退階段沉積，雖有反復(fù)，但總體上水體逐漸變淺，湖盆逐漸縮小直至消亡。后經(jīng)長(zhǎng)6期萎縮、長(zhǎng)4+5期再擴(kuò)展、長(zhǎng)3、長(zhǎng)2期再萎縮的演變過(guò)程。

4 圈閉類(lèi)型及油氣藏類(lèi)型

馬家灘油田斷裂發(fā)育，逆沖斷層發(fā)育良好(圖5)。受此影響，油氣藏類(lèi)型具有斷層油氣藏的特點(diǎn)。

4.1 油氣藏類(lèi)型

馬家灘油田主要為斷層油氣藏。長(zhǎng)8油氣界面海拔629～658m，油水界面海拔540～643m。原始地層壓力為6.4MPa，壓力系數(shù)為0.87，地飽壓差為2.2MPa。具有原生氣頂和不活躍邊水，斷層、裂隙發(fā)育，以溶解氣驅(qū)動(dòng)為主，長(zhǎng)10油氣界面海拔556m，油水界面海拔 523m。原始地層壓力為7.4MPa，與長(zhǎng)8油層組屬同一壓力系統(tǒng)，地飽壓差為2.9MPa［7］。具底水和原生氣頂，斷層、裂隙發(fā)育，也以溶解氣驅(qū)動(dòng)為主。

4.2 排烴的主要?jiǎng)恿?/h3>

圖5 馬家灘油田構(gòu)造圖Fig.5 Geological structures in the Majiatan Oil Field

對(duì)于優(yōu)質(zhì)烴源巖而言，由于生烴作用強(qiáng)，生烴膨脹形成的超壓對(duì)于石油初次運(yùn)移有著更為重要的意義。對(duì)此，可以通過(guò)計(jì)算生烴作用產(chǎn)生的體積膨脹予以說(shuō)明。如果長(zhǎng)7段優(yōu)質(zhì)烴源巖的累計(jì)產(chǎn)油率取400kg/t，巖石密度取2.5g/cm。，干酪根密度取1.2g/cm，地層狀態(tài)下的原油密度為0.75g/cm(長(zhǎng)6段至長(zhǎng)8段原油高壓物性分析實(shí)測(cè)平均值)，烴源巖的TOC按主要分布區(qū)間(6～14)取值，則計(jì)算得出1m3烴源巖累計(jì)生成的原油體積為0.08～0.187m3。即累計(jì)生成的原油體積是巖石體積的8% ～18.7%，甚至更高［8］?？梢?jiàn)，長(zhǎng)7段優(yōu)質(zhì)烴源巖生烴作用產(chǎn)生的體積膨脹十分可觀。另外，如果假定干酪根熱降解過(guò)程中體積收縮產(chǎn)生的空間完全被石油所占據(jù)，那么干酪根生烴過(guò)程產(chǎn)生的體積膨脹率也可達(dá)3～7，該數(shù)值也遠(yuǎn)大于烴源巖的孔隙度。實(shí)際上，烴源巖的低孔隙度特征表明，干酪根熱降解收縮產(chǎn)生的空間難以完整地保存下來(lái)。因此，第一種方法計(jì)算的數(shù)值可看作最大值(不考慮干酪根熱降解收縮產(chǎn)生的空間)，而后一種方法計(jì)算的數(shù)值應(yīng)是最小值。雖然以上計(jì)算比較粗略，但無(wú)疑有助于對(duì)生烴作用可能產(chǎn)生的體積膨脹和超壓的認(rèn)識(shí)。顯然，長(zhǎng)7段優(yōu)質(zhì)烴源巖生烴作用產(chǎn)生的超壓是巨大的，完全有可能成為石油初次運(yùn)移(排烴)的最主要?jiǎng)恿Γ踔翆?duì)低滲透儲(chǔ)集層中的油氣二次運(yùn)移產(chǎn)生重要影響。

4.3 長(zhǎng)7段優(yōu)質(zhì)烴源巖的主要排烴方式

長(zhǎng)7段優(yōu)質(zhì)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度高、累計(jì)生油強(qiáng)度大。如前所述，其累計(jì)生成原油的體積可達(dá)巖石體積的8% ～18.7%，甚至更高。因此，可以推斷，連續(xù)油相運(yùn)移是長(zhǎng)7段優(yōu)質(zhì)烴源巖的主要排烴方式。該烴源巖能以連續(xù)油相運(yùn)移為儲(chǔ)集巖直接提供“富烴優(yōu)質(zhì)流體”，從而為特低滲－超低滲儲(chǔ)集層的石油富集提供極為有利的條件。另一方面，由于長(zhǎng)7段優(yōu)質(zhì)烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度高，因而干酪根在巖石體積中所占的比例高(約為15% ～35%)，具備形成“干酪根網(wǎng)絡(luò)”的物質(zhì)條件。干酪根具有親油性，因此石油通過(guò)干酪根網(wǎng)絡(luò)運(yùn)移所需克服的阻力降低，有利于石油的初次運(yùn)移(排烴)。前文述及的長(zhǎng)7段優(yōu)質(zhì)烴源巖瀝青“A”的低飽/芳值，較高的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量，以及飽/芳值隨TOC增高而降低的特征可能與干酪根網(wǎng)絡(luò)對(duì)極性分子的吸附作用有關(guān)。優(yōu)質(zhì)烴源巖中的干酪根網(wǎng)絡(luò)與微縫隙構(gòu)成了石油初次運(yùn)移的立體網(wǎng)絡(luò)。另外，從長(zhǎng)7段油頁(yè)巖、薄層凝灰?guī)r、泥質(zhì)粉砂巖夾層的熒光薄片觀察到的微孔隙中富含油及網(wǎng)絡(luò)狀油質(zhì)熒光的現(xiàn)象，從一個(gè)側(cè)面佐證了連續(xù)油相運(yùn)移和干酪根網(wǎng)絡(luò)運(yùn)移是排烴的主要方式。誠(chéng)然，通過(guò)微裂縫的幕式排烴也是不可忽視的重要排烴方式之一。

4.4 油氣運(yùn)移通道

滲透性砂體是油氣垂向和側(cè)向運(yùn)移的通道。馬家灘油田沉積體系主要為三角洲前緣砂體，連片發(fā)育的三角洲砂體與前三角洲發(fā)育的烴源巖側(cè)向聯(lián)通構(gòu)成了很好的源儲(chǔ)配置，十分有利于油氣發(fā)生側(cè)向運(yùn)移［9］。由于馬家灘油田地處斷裂發(fā)育地帶，該地區(qū)的斷層成為油氣垂向運(yùn)移的主要通道。

從平面展布上看，研究區(qū)兩個(gè)高勢(shì)“脊”流體運(yùn)移的分割槽將馬家灘油田劃分為3個(gè)相對(duì)獨(dú)立的二級(jí)流體運(yùn)聚單元，即馬家灘-郭莊子二級(jí)流體運(yùn)聚單元、古峰莊二級(jí)流體運(yùn)聚單元和于家梁-大水坑二級(jí)流體運(yùn)聚單元。其中古峰莊和于家梁-大水坑二級(jí)流體運(yùn)聚單元分別有形態(tài)明顯的低勢(shì)“谷”帶，即古峰莊低勢(shì)“谷”帶和于家梁-大水坑低勢(shì)“谷”帶，二者是油氣運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)通道;而馬家灘-郭莊子二級(jí)流體運(yùn)聚單元缺少明顯的低勢(shì)“谷”帶，說(shuō)明該二級(jí)流體運(yùn)聚單元沒(méi)有明顯的油氣運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)通道(圖6)。

圖6 馬家灘油田現(xiàn)今流體勢(shì)分布圖Fig.6 Flow regimes in the Majiatan Oil Field

對(duì)于研究區(qū)，古峰莊低勢(shì)帶具有匯聚型流體勢(shì)分布特點(diǎn)，因此，古峰莊運(yùn)聚單元的油氣最具有利的運(yùn)移聚集條件，其次于家梁-大水坑流體運(yùn)聚單元也具有匯聚型流體勢(shì)分布特點(diǎn)，也有較好的油氣運(yùn)移聚集條件。而馬家灘-郭莊子運(yùn)聚單元缺少匯聚型流體勢(shì)特征，運(yùn)聚條件相對(duì)較差。

5 成藏模式及有利勘探目標(biāo)

5.1 成藏模式

馬家灘長(zhǎng)7巖層位于湖盆邊緣(圖7)，為半深湖-淺湖相泥巖夾粉、細(xì)砂巖，構(gòu)成了良好的烴源巖。

圖7 長(zhǎng)7巖相古地理Fig.7 Sedimentary facies and palaeogeographic map of the Chang-7 oil measures

馬家灘油田的油氣來(lái)自其東部天環(huán)向斜。晚侏羅世沉積前，所在地區(qū)雖然表現(xiàn)為低隆起，但區(qū)域上延長(zhǎng)組烴源巖未能進(jìn)入大量生排烴期，故沒(méi)有有意義的油氣運(yùn)移事件發(fā)生;之后地殼迅速沉降，晚白堊世油氣開(kāi)始大量排出并向西側(cè)的馬家灘油田運(yùn)移。隨著后期大規(guī)模的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)［10］，一方面使馬家灘油田抬升隆起，成為油氣向西運(yùn)移的有利指向。同時(shí)產(chǎn)生大量的斷裂，如馬家灘走滑斷裂體系，成為來(lái)自東部油氣垂向運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)通道，這些沿?cái)嗔堰\(yùn)移上來(lái)的油氣便聚集在馬家灘斷塊構(gòu)造之中，形成馬家灘斷塊構(gòu)造油氣藏。斷裂既是油氣運(yùn)移的重要通道，又是控制圈閉的主要地質(zhì)因素，其成藏過(guò)程可總結(jié)為輸導(dǎo)層-斷裂輸導(dǎo)系輸導(dǎo)-斷塊構(gòu)造圈閉聚集-源外油氣藏成藏模式。

馬家灘油田不同構(gòu)造部位具有不同的構(gòu)造變形特征和油氣運(yùn)移成藏條件。結(jié)合區(qū)域油氣運(yùn)移條件和典型油氣藏成藏過(guò)程研究，認(rèn)為馬家灘油田油氣運(yùn)聚成藏具有明顯的規(guī)律性，即主要受斷裂控制，在不同構(gòu)造部位具有不同的運(yùn)移聚集成藏特征與成藏模式。馬家灘油田斷裂控藏基本模式如圖8。

圖8 馬家灘油田斷裂控藏基本模式圖Fig.8 Model for the fault-controlled oil reservoirs in the Majiatan Oil Field

(1)馬家灘-馬兒莊斷褶帶北段(橫1斷裂以北)表現(xiàn)為斷裂-輸導(dǎo)層運(yùn)移體系輸導(dǎo)-斷塊構(gòu)造圈閉聚集-源外油氣成藏模式:油源來(lái)自東部-東南部天環(huán)向斜，首先通過(guò)輸導(dǎo)層運(yùn)移到馬家灘油田，再沿馬家灘斷裂及其分枝斷裂向上作垂向運(yùn)移，聚集在斷裂構(gòu)成的構(gòu)造圈閉之中，形成馬家灘油氣藏，成藏期為白堊紀(jì)末。之后的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)將其進(jìn)一步分割、破壞和調(diào)整，斷裂起著決定圈閉形成、輸導(dǎo)油氣運(yùn)移，調(diào)整油氣藏的重要作用［11］。

(2)馬家灘-馬兒莊沖斷帶中南段(橫1斷裂以南)地區(qū)油氣運(yùn)聚成藏特點(diǎn)是:①形成的構(gòu)造圈閉具有斷裂反轉(zhuǎn)構(gòu)造特征，即沿馬家灘斷裂和東1斷裂、東2斷裂形成一系列斷層反轉(zhuǎn)構(gòu)造，這些反轉(zhuǎn)構(gòu)造被次一級(jí)斷裂分割，形成X型、Y型或反入型斷塊圈閉;②油氣運(yùn)聚深淺層不同，淺層中生界油氣來(lái)自東部，油氣可直接沿輸導(dǎo)層進(jìn)入反轉(zhuǎn)構(gòu)造，斷裂是垂向運(yùn)移通道，連接油氣運(yùn)移的輸導(dǎo)層和上部圈閉，促進(jìn)中生界圈閉聚集油氣成藏。

(3)馬家灘油田西部地區(qū)表現(xiàn)為斷層-輸導(dǎo)層運(yùn)移體系輸導(dǎo)-逆掩斷層背斜(斷鼻)構(gòu)造聚集-源外油氣藏成藏模式:沈家莊-海子井?dāng)囫迬Ъ耙晕?，屬于疊瓦-沖斷斷裂系統(tǒng)，由一系列西傾東沖的底板沖斷層及其所控制的斷層背斜、斷滑背斜構(gòu)造組成。淺層以油藏為主，油氣源來(lái)自西側(cè)的石溝驛向斜，延長(zhǎng)組暗色泥巖生排出的成熟油氣沿西傾斜坡向東部的馬家灘油田運(yùn)移。運(yùn)移輸導(dǎo)體系為疏導(dǎo)層-斷層構(gòu)成的運(yùn)移網(wǎng)絡(luò)體系，聚集空間為逆掩斷展背斜、斷鼻、斷塊等構(gòu)造圈閉。成藏期為晚白堊世及以后，淺層油氣運(yùn)聚成藏可進(jìn)一步總結(jié)為輸導(dǎo)層-斷層橫向輸導(dǎo)-逆掩斷展構(gòu)造(背斜、斷鼻、斷塊)［12］。

5.2 油氣成藏時(shí)期及特點(diǎn)

根據(jù)前人分析，鄂爾多斯盆地的西南部、東北部和南部-東南部地區(qū)延長(zhǎng)組主要發(fā)生過(guò)兩次大規(guī)模的油氣運(yùn)移，分別對(duì)應(yīng)中－晚侏羅世和早白堊世末期，其中第二次油氣運(yùn)移是延長(zhǎng)組油氣成藏的重要時(shí)刻。結(jié)合延長(zhǎng)組下組合的成巖作用分析結(jié)果，這兩個(gè)油氣運(yùn)聚期分別對(duì)應(yīng)于早成巖B期成巖階段和晚成巖A期成巖階段，油氣成藏與成巖演化表現(xiàn)為邊致密、邊成藏的特點(diǎn)。

受區(qū)域構(gòu)造背景和構(gòu)造活動(dòng)的控制，鄂爾多斯盆地西緣的成藏時(shí)期滯后，主要發(fā)生于晚白堊世末期和古近紀(jì)末期(圖9)。

圖9 烴源巖埋藏史圖Fig.9 Burial history of the source rocks in the study area

盆地西緣馬家灘-于家梁地區(qū)延長(zhǎng)組下組合油氣包裹體的測(cè)試分析結(jié)果表明，該區(qū)早成巖階段中的早期裂隙、早期膠結(jié)物不發(fā)育，其中沒(méi)有油氣包裹體，說(shuō)明缺少晚侏羅世－早白堊世成藏事件(圖10)。但是晚成巖階段的兩期裂隙中存在兩期油氣包裹體。其中早期油氣包裹體多為隨機(jī)分布，形態(tài)不規(guī)則，包裹體中油氣有機(jī)質(zhì)含量高，而鹽水含量相對(duì)少，油氣/鹽水比大于50%。油呈深褐色，在熒光下液態(tài)油發(fā)黃色熒光，氣和鹽水不發(fā)熒光，表明第一次油氣成藏時(shí)含油飽和度高;晚期油氣包裹體形態(tài)以橢圓型為主，多定向分布，分布在愈合的裂隙或次生加大邊。包裹體中油氣有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)較低，而鹽水含量相對(duì)多，油氣/鹽水比小于50%，反映第二次油氣成藏時(shí)油氣流體中含油飽和度相對(duì)較低［13］。

結(jié)合構(gòu)造演化史分析，該區(qū)油氣成藏事件發(fā)生在盆地構(gòu)造動(dòng)力學(xué)背景發(fā)生改變過(guò)程中。其中，晚白堊世末期的成藏事件(R2)發(fā)生于擠壓、逆沖的構(gòu)造背景下(圖10);而古近紀(jì)末期的成藏事件(R3)，則是在拉張背景下，大量張性斷裂發(fā)生，使R2油層遭受破壞和重新定位。

圖10 鄂爾多斯盆地西緣馬家灘-于家梁地區(qū)成巖作用與油氣成藏事件序列Fig.10 Diagenesis and hydrocarbon accumulation events in the Majiatan-Yujialiang region，Ordos Basin

5.3 有利勘探區(qū)塊預(yù)測(cè)

5.3.1 馬家灘油田現(xiàn)今流體勢(shì)分布

研究表明，如果將油氣流體等勢(shì)線看作為地形等高線的話(huà)，那么其中的高勢(shì)“脊”相當(dāng)于“山脊”，就是油氣運(yùn)移的分隔槽，相當(dāng)于地表流水的分水嶺;而低勢(shì)“谷”相當(dāng)于“山谷”，就是油氣運(yùn)移的主要流向，相當(dāng)于山間河流。由多個(gè)高勢(shì)“脊”所包圍的“流域”范圍就是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的油氣運(yùn)聚單元，也是油氣流體運(yùn)移的通道［14］。

5.3.2 馬家灘油氣勘探有利區(qū)塊

根據(jù)前人研究，利用現(xiàn)今流體勢(shì)和包裹體記錄的古流體勢(shì)分析油氣運(yùn)移通道和聚集趨勢(shì)。研究區(qū)西緣斷褶帶馬家灘-馬兒莊一帶古、今流體勢(shì)都低，是一個(gè)長(zhǎng)期區(qū)域性低流體勢(shì)區(qū)。油氣運(yùn)移期間的古油氣流體總的運(yùn)移方向是由東向西、由南向北，即區(qū)域上是向西北運(yùn)移。馬家灘-馬兒莊低勢(shì)區(qū)的形成與縱橫交錯(cuò)的各種斷裂有關(guān)，這里是地下水與地表水交換和排泄區(qū)，對(duì)油氣成藏不利。研究區(qū)存在古峰莊和于家梁-大水坑低勢(shì)兩個(gè)優(yōu)勢(shì)油氣運(yùn)移通道，現(xiàn)今油氣流體從馬家灘斷裂以東的天環(huán)坳陷向西緣斷褶帶低勢(shì)區(qū)運(yùn)移聚集。

綜合油氣成藏條件進(jìn)行分析，優(yōu)選出了以下3個(gè)油氣有利勘探區(qū)塊，即馬家灘、古峰莊、馬兒莊-于家梁有利勘探區(qū)塊。

(1)馬家灘有利勘探區(qū)塊

位于馬家灘-郭莊子一帶，其東西一級(jí)邊界都是逆沖斷裂，屬于封閉斷裂。但是中部和南界發(fā)育有多條東西向平移走滑二級(jí)橫斷裂，橫跨西緣逆沖帶和盆地天環(huán)坳陷兩大構(gòu)造單元，延伸穿過(guò)不同含油砂體和油氣運(yùn)聚單元，是連通盆地天環(huán)坳陷大型生烴凹陷、馬家灘小型生烴凹陷和西緣逆沖帶油氣運(yùn)移與聚集的主要運(yùn)移通道(圖11)。

(2)古峰莊有利勘探區(qū)塊

古峰莊有利勘探區(qū)塊以古峰莊為中心，東邊緊鄰天環(huán)坳陷長(zhǎng)7烴源巖坳陷中心，油源條件好。西以馬家灘大斷裂南段為界，南、北以分別為油氣運(yùn)移分隔槽。該區(qū)塊位于古峰莊低勢(shì)帶，具有非常明顯的油氣運(yùn)移通道。因此，該單元具有良好的成藏特征，是研究區(qū)最有利的成藏區(qū)［15］。

(3)馬兒莊-于家梁有利勘探區(qū)塊

位于馬兒莊-于家梁一帶處于烴源巖發(fā)育區(qū)，油源條件較好。該單元位于于家梁-大水坑低勢(shì)帶的低勢(shì)區(qū)，處于油氣運(yùn)移指向區(qū)。由于構(gòu)造斷裂的影響，油氣從長(zhǎng)7烴源巖層初次運(yùn)移后，二次運(yùn)移方式主要是是沿?cái)鄬用孢\(yùn)移進(jìn)入延長(zhǎng)組上部或侏羅系延安組，所以該單元油氣具有側(cè)向和垂向兩個(gè)方向的運(yùn)移，具有多層系成藏特征，延長(zhǎng)組上部和延安組也具有成藏的條件。

圖11 馬家灘油田油氣成藏有利區(qū)塊Fig.11 Prospect areas in the Majiatan Oil Field

6 結(jié)論

(1)馬家灘油田延長(zhǎng)組發(fā)育長(zhǎng)7和長(zhǎng)9兩套烴源巖，其中長(zhǎng)7烴源巖全盆地發(fā)育，作為馬家灘油田主要烴源巖;長(zhǎng)9烴源巖分布范圍有限，在馬家灘油田地區(qū)發(fā)育不好。

(2)馬家灘油田是上生下儲(chǔ)型組合的典型代表，成藏組合是以長(zhǎng)10、長(zhǎng)8三角洲分流河道砂巖為儲(chǔ)層，以長(zhǎng)7、長(zhǎng)10頂部的泥巖為蓋層。含油層位為延長(zhǎng)組的長(zhǎng)8和長(zhǎng)10油層組，并以長(zhǎng)10油層組為主。

(3)馬家灘油田斷層發(fā)育，該地區(qū)圈閉大多為斷塊圈閉。油氣藏類(lèi)型主要為斷塊油氣藏，斷層為油氣運(yùn)移提供了良好的通道，同時(shí)作為很好的遮擋條件。

(4)通過(guò)分析該地區(qū)現(xiàn)今流體勢(shì)的分布，預(yù)測(cè)馬家灘油田具3個(gè)有利勘探區(qū)塊，分別是:馬家灘、古峰莊、馬兒莊-于家梁有利勘探區(qū)塊。

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