鄂爾多斯盆地南部延長組有效烴源巖分布規(guī)律研究

鄧南濤，任來義，賀永紅，張枝煥，梁全勝，段昕婷，楊 超，葛云錦，苗小龍

(1.陜西延長石油 (集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院，陜西西安 710075;2.中國石油大學(xué)(北京)油氣資源與探測(cè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102249)

目前鄂爾多斯盆地南部地區(qū)已是勘探的熱點(diǎn)地區(qū)，隨著勘探進(jìn)度的加快，在延長組的不同油層組都已獲得工業(yè)油流，顯示了研究區(qū)具有多層系含油的特點(diǎn)，預(yù)示著該地區(qū)延長組具有良好的石油勘探開發(fā)前景［1］。資料顯示，長7底的油頁巖和局部較為發(fā)育的長9頂?shù)捻搸r是鄂爾多斯盆地油藏主力烴源巖［2～5］，但對(duì)于研究區(qū)乃至整個(gè)鄂爾多斯盆地延長組，缺乏有效烴源巖的地球化學(xué)特征，尤其是識(shí)別標(biāo)志等方面的系統(tǒng)研究，有效烴源巖的空間展布規(guī)律尚不明確［6～13］。

筆者系統(tǒng)采集研究區(qū)延長組不同層段烴源巖及原油樣品 (圖1)，進(jìn)行相關(guān)地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)及分析，認(rèn)識(shí)到鄂爾多斯盆地南部延長組有效烴源巖主要為長7油頁巖和暗色泥巖［14］，但值得注意的是:①對(duì)烴源巖開展生物標(biāo)志物組成特征研究雖然可以精細(xì)微觀地發(fā)現(xiàn)不同油層組烴源巖的差異，但樣品數(shù)量有限，缺乏對(duì)烴源巖宏觀整體上地把握;②通過對(duì)烴源巖進(jìn)行常規(guī)地球化學(xué)評(píng)價(jià)認(rèn)識(shí)到研究區(qū)延長組烴源巖基本都處于成熟階段，生烴潛力并不差，存在油源貢獻(xiàn)的可能。因此明確延長組其他層段烴源巖的油源貢獻(xiàn)，不同地區(qū)長7有效烴源巖分布質(zhì)量的差別具有十分重要意義。

圖1 研究區(qū)地理位置及取樣井分布圖Fig.1 Geographic location and wells distribution in the research area

有效烴源巖測(cè)井識(shí)別標(biāo)志的建立 (表1)使得利用研究區(qū)內(nèi)大量的測(cè)井資料對(duì)延長組烴源巖的有效性進(jìn)行全井段的整體研究成為可能［14］，這樣不但可以最大可能消除有限取樣和地層非均質(zhì)性所造成的地球化學(xué)手段研究油源問題在認(rèn)識(shí)上的偏差，而且也可以嘗試從地球物理測(cè)井的角度證實(shí)長7有效烴源巖是延長組的主力烴源巖。另外國內(nèi)外的一些研究實(shí)例業(yè)已證實(shí)，并非因?yàn)闊N源巖厚度大、分布廣，生烴潛力就大;而部分有機(jī)質(zhì)豐度高、類型好的薄層優(yōu)質(zhì)烴源巖層對(duì)油氣成藏也起到?jīng)Q定性的作用［15～18］;因此在高勘探程度區(qū)，在井網(wǎng)密度能控制住烴源巖平面分布趨勢(shì)下，優(yōu)質(zhì)烴源巖體積占有效烴源巖總體積的比例作為評(píng)價(jià)有效烴源巖分布質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)。

表1 延長組不同類型烴源巖識(shí)別標(biāo)志表［14］Table 1 Identification marks of different types of source rocks in Yanchang Formation

1 有效烴源巖分布質(zhì)量整體評(píng)價(jià)

根據(jù)筆者建立的有效烴源巖的測(cè)井識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)［14］，采用鄂爾多斯盆地南部210口井的測(cè)井曲線資料，應(yīng)用Discovery軟件對(duì)研究區(qū)延長組有效烴源巖進(jìn)行電性識(shí)別及厚度解釋。圖2展示了識(shí)別出來的延長組有效烴源巖的鉆遇率和厚度分布特征。

圖2 鄂爾多斯盆地南部延長組有效烴源巖及優(yōu)質(zhì)烴源巖鉆遇率和平均厚度對(duì)比圖Fig.2 The comparison diagram of drilling rate and average thickness of effective and efficient source rocks from Yanchang Formation in the southern Ordos Basin

在研究區(qū)井網(wǎng)密度能控制住烴源巖平面分布趨勢(shì)的前提下，烴源巖鉆遇率和面積成較好的正相關(guān)性，因此優(yōu)質(zhì)烴源巖與有效烴源巖厚度和鉆遇率乘積之比可以近似等同于相關(guān)烴源巖的體積之比，通過優(yōu)質(zhì)烴源巖與有效烴源巖體積之比大小可對(duì)有效烴源巖分布質(zhì)量進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。

式中 A——烴源巖分布質(zhì)量評(píng)價(jià)參數(shù);

H1——單井優(yōu)質(zhì)烴源巖加權(quán)平均解釋厚度，m;

H2——單井有效烴源巖加權(quán)平均解釋厚度，m;

S1—— 優(yōu)質(zhì)烴源巖鉆遇率，%;

S2——有效烴源巖鉆遇率，%。

說明:H1、H2為烴源巖厚度評(píng)價(jià)指標(biāo);S1、S2為烴源巖面積評(píng)價(jià)指標(biāo)。

從圖3可以看出，長7有效烴源巖質(zhì)量評(píng)價(jià)參數(shù)最高，分布質(zhì)量最好，是研究區(qū)的主力烴源巖;但其他油層組也存在具有油源貢獻(xiàn)的烴源巖的可能，尤以彬長地區(qū)延長組長4+5和長6烴源巖和富縣地區(qū)長9烴源巖較為突出。

圖3 鄂爾多斯盆地南部延長組有效烴源巖質(zhì)量評(píng)價(jià)參數(shù)分布圖Fig.3 The distribution of quality evaluation parameter of effective source rocks from Yanchang Formation in the southern Ordos Basin

2 長7油層組有效烴源巖分布規(guī)律

上述分析表明，延長組除了長7油層組烴源巖外，其他油層組或多或少也存在具有油源貢獻(xiàn)的烴源巖，只是結(jié)合測(cè)井電性特征識(shí)別與解釋厚度來看，與長7完全不是一個(gè)級(jí)別，那么不同地區(qū)長7油層組有效烴源巖精細(xì)分布規(guī)律如何?

長7油層組優(yōu)質(zhì)烴源巖鉆遇率對(duì)比分析表明(圖4)，在鎮(zhèn)涇、彬長、旬宜 (即旬邑—宜君的簡稱)和富縣4個(gè)研究地區(qū)中長7油層組底部的優(yōu)質(zhì)烴源巖鉆遇率均較高，說明長7優(yōu)質(zhì)烴源巖主要分布在長7油層組底部。其中彬長和旬宜地區(qū)長7優(yōu)質(zhì)烴源巖最發(fā)育，鎮(zhèn)涇地區(qū)次之，富縣地區(qū)較差。彬長及旬宜地區(qū)長7中上部也普遍鉆遇優(yōu)質(zhì)烴源巖，說明這兩個(gè)地區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖在長7全井段皆有分布;在鎮(zhèn)涇地區(qū)，長7中上部基本沒有鉆遇優(yōu)質(zhì)烴源巖，說明本區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖主要分布在長7底部;在富縣地區(qū)，長7全井段優(yōu)質(zhì)烴源巖鉆遇率都不高，說明本區(qū)長7優(yōu)質(zhì)烴源巖不太發(fā)育。

從鄂爾多斯盆地南部4個(gè)地區(qū)長7中上部及底部有效烴源巖及優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度分布圖(圖5)及優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度占有效烴源巖厚度百分比圖(圖6)上可以看出:

圖4 鄂爾多斯盆地南部延長組長7優(yōu)質(zhì)烴源巖鉆遇率對(duì)比圖Fig.4 The comparison diagram of drilling rate of the Chang 7 high－quality source rocks from Yanchang Formation in the southern Ordos Basin

圖5 鄂爾多斯盆地南部延長組長7中上部及底部有效烴源巖及優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度分布圖Fig.5 The distribution of the upper－middle and bottom thickness of the Chang 7 effective and highquality source rocks from Yanchang Formation in the southern Ordos Basin

圖6 鄂爾多斯盆地南部長7優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度占有效烴源巖厚度百分比分布圖Fig.6 The distribution of the percentage of the upper－middle and bottom thickness of the Chang 7 high－quality source rocks of total thickness of the Chang 7 effective source rocks from Yanchang Formation in the southern Ordos Basin Basin

(1)彬長和旬宜地區(qū)長7中上部有效烴源巖及優(yōu)質(zhì)烴源巖最發(fā)育，其中彬長地區(qū)有效烴源巖單井平均厚度達(dá)到10.7m，優(yōu)質(zhì)烴源巖單井平均厚度達(dá)到3.5m，優(yōu)質(zhì)烴源巖占有效烴源巖厚度百分比達(dá)到32.7%;旬宜地區(qū)長7中上部有效烴源巖單井平均厚度達(dá)到13.9m，優(yōu)質(zhì)烴源巖單井平均厚度達(dá)到6.1m，優(yōu)質(zhì)烴源巖占有效烴源巖厚度百分比達(dá)到43.9%。

鎮(zhèn)涇和富縣地區(qū)長7上部有效烴源巖發(fā)育規(guī)模較小，其中鎮(zhèn)涇地區(qū)有效烴源巖單井平均厚度為1.3m，優(yōu)質(zhì)烴源巖單井平均厚度只有0.5m，優(yōu)質(zhì)烴源巖占有效烴源巖厚度百分比僅為18.5%;富縣地區(qū)有效烴源巖單井平均厚度為5.8m，但優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育很差，單井平均厚度只有0.8m，優(yōu)質(zhì)烴源巖占有效烴源巖厚度百分比只有13.3%。

(2)彬長及旬宜地區(qū)長7底部有效烴源巖最發(fā)育。其中彬長地區(qū)長7底部有效烴源巖單井平均厚度達(dá)到14.6m，優(yōu)質(zhì)烴源巖單井平均厚度達(dá)到12.6m，優(yōu)質(zhì)烴源巖占有效烴源巖厚度百分比達(dá)到85.2%;旬宜地區(qū)長7底部有效烴源巖單井平均厚度達(dá)到15.9m，優(yōu)質(zhì)烴源巖單井平均厚度達(dá)到10.8m，優(yōu)質(zhì)烴源巖占有效烴源巖厚度百分比達(dá)到68.2%。

鎮(zhèn)涇地區(qū)長7底部有效烴源巖發(fā)育規(guī)模中等，有效烴源巖單井平均厚度為9.9m，優(yōu)質(zhì)烴源巖單井平均厚度為5.8m，優(yōu)質(zhì)烴源巖占有效烴源巖厚度百分比達(dá)到60.6%。富縣長7底部有效烴源巖單井平均厚度為12.7m，優(yōu)質(zhì)烴源巖不發(fā)育，單井平均厚度只有1.9m，優(yōu)質(zhì)烴源巖占有效烴源巖厚度百分比只有15%，且富縣地區(qū)有效烴源巖鉆遇率很低，說明這個(gè)地區(qū)沉積環(huán)境變化大，導(dǎo)致有效烴源巖和優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度變化較大，僅局部存在較好的有效烴源巖。

3 結(jié) 論

(1)鄂爾多斯盆地南部地區(qū)彬長、旬宜地區(qū)長7烴源巖質(zhì)量較好，單井優(yōu)質(zhì)烴源巖占有效烴源巖厚度百分比分別為63.6%和56.8%;鎮(zhèn)涇地區(qū)次之，單井優(yōu)質(zhì)烴源巖占有效烴源巖厚度百分比達(dá)到52.1%;富縣地區(qū)有效烴源巖發(fā)育最差，單井優(yōu)質(zhì)烴源巖占有效烴源巖厚度百分比僅為14.4%。

(2)鄂爾多斯盆地南部地區(qū)延長組長7優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度分布范圍為10～40m(圖7)，其分布明顯受沉積環(huán)境的控制，靠近湖盆中央的深湖—半深湖相沉積區(qū)是優(yōu)質(zhì)烴源巖的主要發(fā)育區(qū)。

圖7 鄂爾多斯盆地南部長7優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度平面分布圖Fig.7 The horizontal distribution of thickness of the Chang 7 high－quality source rocks from Yanchang Formation in the southern Ordos Basin

(3)彬長、旬宜地區(qū)北部及富縣地區(qū)西南部優(yōu)質(zhì)烴源巖最為發(fā)育，厚度約為30m，烴源巖質(zhì)量較好，含油率較高，多達(dá)到中等或優(yōu)質(zhì)油頁巖礦品級(jí)，可以作為研究區(qū)非常規(guī)油氣資源 (油頁巖、頁巖油、頁巖氣)勘探的重點(diǎn)區(qū)域［19～21］;而距離其較近的分流河道巖性圈閉內(nèi)的高孔、高滲帶與低幅度構(gòu)造及裂縫較發(fā)育的疊加區(qū)是研究區(qū)常規(guī)油氣勘探的重點(diǎn)區(qū)域。

(4)在高勘探程度區(qū)，井網(wǎng)密度能控制住烴源巖平面分布趨勢(shì)的前提下，根據(jù)大量測(cè)井資料建立不同類型電性識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，然后進(jìn)行不同類型烴源巖鉆遇率和厚度的計(jì)算，可用兩者乘積之比近似等同于優(yōu)質(zhì)烴源巖占有效烴源巖總體積的比例，該比例大小可以作為評(píng)價(jià)有效烴源巖分布質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)，以此揭示不同類型烴源巖的精細(xì)分布規(guī)律。

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