鄂爾多斯盆地延432井區(qū)上古生界油氣成藏組合及評價(jià)

全洪慧，張 章，朱玉雙，張振杰

(1.西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系/大陸動力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安710069;2.中海石油(中國)有限公司 天津分公司，天津 300452)

延432井區(qū)位于鄂爾多斯盆地南部，陜西省延安市富縣南，構(gòu)造位置位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡東南部(見圖1)。該區(qū)域上古生界地層主要包括上二疊統(tǒng)石千峰組、中二疊統(tǒng)石盒子組、下二疊統(tǒng)山西組及太原組、和上石炭統(tǒng)本溪組地層。

圖1 延432井區(qū)地理及構(gòu)造位置示意圖

延432井區(qū)上古生界沉積相主要由障壁海岸沉積體系、辯狀河三角洲沉積體系、湖泊沉積體系等三大類組成。其中障壁海岸沉積體系主要發(fā)育于二疊系太原組、本溪組;三角洲沉積體系主要發(fā)育于二疊系下石盒子組大部、石千峰組下部以及山西組下部，又可分為辮狀河三角洲和曲流河三角洲兩類;湖泊沉積體系見于石盒子組中部、石千峰組上段以及山西組下部。

1 油氣系統(tǒng)的基本要素

油氣成藏組合是指一組在地質(zhì)上相互聯(lián)系，具有相同或相類似的烴源巖、儲集巖和圈閉條件的勘探對象。

1.1 烴源巖

延432井區(qū)石盒子組暗色泥巖、山西組暗色泥巖和馬家溝組深色灰?guī)r樣品總體上均已達(dá)烴源巖生烴級別(表1)。石盒子組4塊暗色泥巖烴源巖樣品機(jī)炭含量介于0.13%～5.23%之間，平均值為1.915%，屬于中等較好的烴源巖;山西組6塊暗色泥巖烴源巖樣品有機(jī)炭含量介于0.16%～3.24%之間，平均值為1.13%，總體已屬于烴源巖范疇，部分樣品達(dá)到好級別;馬家溝組5塊碳酸鹽巖樣品有機(jī)炭含量介于0.07%～1.85%之間，平均值為0.524%，總體已屬于烴源巖范疇。本井上古生界石盒子組和山西組烴源巖樣品基本上已進(jìn)入高成熟凝析油濕氣～過成熟干氣階段;下古生界奧陶系馬家溝組則處于生物化學(xué)生氣階段。

1.2 儲集巖

延432井區(qū)上古生界含油氣系統(tǒng)中的儲集層主要由辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體、曲流河三角洲前緣水下分流河道砂體、河口沙壩砂體和決口扇砂體、濱淺湖湖灘砂以及淺海陸棚碳酸鹽巖組成。石盒子組孔隙度范圍值為6.11% ～12.28%，平均值為9.39%，滲透率范圍值為0.100 8×10-3～1.146×10-3μm2，平均值為0.573 5×10-3μm2;山西組孔隙度分布范圍3.22% ～8.45%，平均值5.9%，滲透率分布范圍 0.011 5×10-3μ ～0.224 1×10-3μm2，平均值為0.1078×10-3μm2。物性資料表明，延432井區(qū)上古生界砂巖儲集層基本都屬于特低孔滲級別儲層。

1.3 蓋層

延432井區(qū)上古生界含油氣系統(tǒng)存在3套區(qū)域蓋層，一套為石千峰組上部濱淺湖相厚層狀泥巖，其分布穩(wěn)定，范圍廣，巖性致密，具備良好的封蓋能力;一套為石盒子中部和中下部的濱淺湖泥巖，分布穩(wěn)定，范圍廣，巖性致密，為下部地層的良好蓋層;另外一套為山西組山1段的濱淺湖沉積的泥巖，其厚度相對較薄，但巖性致密、也具有一定的分布范圍，相對較為穩(wěn)定，該蓋層為山2段和本溪組提供了良好的封蓋能力。

除此之外，石千峰組分流間灣泥巖、石盒子組分流間灣泥巖、山西組分流間洼地泥巖、沼澤煤層，太原組泥巖、煤層以及本溪組瀉湖泥巖、煤層可作為本井的局部蓋層。

2 成藏組合類型

該井區(qū)上古生界含油氣系統(tǒng)可劃分為3個(gè)具有成生聯(lián)系但又相互獨(dú)立的成藏組合，即源內(nèi)自儲式成藏組合、近儲式下生上儲型成藏組合、跨越式下生上儲型成藏組合。

2.1 源內(nèi)自儲式成藏組合

表1 延432井古生界烴源巖樣品有機(jī)質(zhì)豐度統(tǒng)計(jì)表

圖2 延432井上古生界源內(nèi)自儲式成藏組合

位于山西組、太原組、本溪組地層中。該成藏組合的特點(diǎn)是儲集層或儲集單元均位于主力烴源巖層內(nèi)部，且被主力烴源巖層上下環(huán)圍，形成砂巖尖滅性的沉積圈閉油氣藏，主力烴源巖層具有雙重功能，它既是烴源巖又是蓋層(見圖2)。根據(jù)儲集體及其上覆蓋層的時(shí)空關(guān)系和所賦存的地層位置，自下而上可劃分為兩個(gè)相互獨(dú)立的基本成藏單元或次級成藏組合。

2.1.1 本溪—太原組源內(nèi)自儲式基本成藏單元

本溪—太原組山西組源內(nèi)自儲式基本成藏單元分布井段厚度為16.83 m(見圖2)。其特點(diǎn)是它以本溪-太原組瀉湖環(huán)境的暗色泥巖、炭質(zhì)泥巖和煤巖為烴源巖層，以具有一定的儲集能力的灰?guī)r和白云巖為主要儲集層，以本溪-太原組瀉湖環(huán)境的暗色泥巖、煤層和上部山西組厚層泥巖為蓋層，共同組成了本溪組源內(nèi)自儲式基本成藏單元。

圖3 延432井近儲式下生上儲型成藏組合

圖4 延432井上石盒子組跨越式下生上儲型成藏組合

圖5 延432井石千峰組跨越式下生上儲型成藏組合

2.1.2 太原—山西組源內(nèi)自儲式基本成藏單元

太原—山西組源內(nèi)自儲式基本成藏單元分布井段厚度106.49 m(見圖2)。主要以形成于海相的碳酸鹽巖和煤巖、三角洲環(huán)境和濱淺湖環(huán)境的暗色泥巖和為主力烴源巖;碳酸鹽巖在作為烴源巖的同時(shí)，也是本組最為主要的儲集巖類型，三角洲分流河道砂體為主要儲集層;蓋層主要為山西組發(fā)育的泥巖、碳質(zhì)泥巖和煤層組合。

2.2 近儲式下生上儲型成藏組合

本類型主要發(fā)育于下石盒子亞組及山西組上部，厚度為125.35 m(見圖3)。該成藏組合的特點(diǎn)是它以下伏山西組、太原組和本溪組地層中的暗色泥巖、碳質(zhì)泥巖和煤巖等為其主力烴源巖層，以下石盒子組中發(fā)育的砂巖體為儲集巖，以下石盒子組中的泥巖層為蓋層，整體組成了緊鄰主力烴源巖層，而位于其上部的下生上儲型成藏組合。該組合中油氣必須經(jīng)過適度距離的運(yùn)移方可成藏，形成良好的巖性圈閉類型。

2.3 跨越式下生上儲型成藏組合

該成藏組合主要發(fā)育于上石盒子組和石千峰組，厚度為422.3 m。其特點(diǎn)是主力烴源巖層依然是山西組、太原組和本溪組地層中的暗色泥巖、碳質(zhì)泥巖和煤巖等，而儲集層和蓋層則是遠(yuǎn)離主力烴源巖，且位于烴源巖之上的上石盒子亞組和石千峰組的各種砂體和泥巖。來自下伏主力烴源巖巖層的油氣只有通過斷裂系統(tǒng)經(jīng)過(跨越)下石盒子亞組地層方可進(jìn)入上石盒子亞組和石千峰組地層中的儲集層并形成油氣藏，即油氣藏與油氣源巖之間存在一屏障，來自主力烴源巖層的油氣要進(jìn)入儲集層形成油氣藏，必須經(jīng)過下石盒子亞組方可實(shí)現(xiàn)。根據(jù)儲集體及其上覆蓋層的時(shí)空關(guān)系和所賦存的地層位置，自下而上可劃分為兩個(gè)相互獨(dú)立的基本成藏單元或次級成藏組合。

2.3.1 上石盒子組跨越式下生上儲型基本成藏單元

上石盒子組跨越式下生上儲型基本成藏單元分布井段厚度為163.3 m(見圖4)。其特點(diǎn)是它以本溪-太原組瀉湖環(huán)境的暗色泥巖、炭質(zhì)泥巖和煤巖為烴源巖層，以上石盒子組半干旱條件下濱淺湖和三角洲前緣砂體為主要儲集層，以濱淺湖和三角洲前緣灰褐色泥巖為蓋層，共同組成了上石盒子組跨越式下生上儲型基本成藏單元。本組合典型特征是儲蓋組合是砂少泥多，儲集空間相對較少。

2.3.2 石千峰組組跨越式下生上儲型基本成藏單元

石千峰組跨越式下生上儲型基本成藏單元分布井段厚度為259 m(見圖5)。其特點(diǎn)是它以本溪-太原組瀉湖環(huán)境的暗色泥巖、炭質(zhì)泥巖和煤巖為烴源巖層，以石千峰組干旱條件下三角洲前緣和濱淺湖砂體為主要儲集層，以三角洲前緣和濱淺湖紫紅色泥巖為蓋層，共同組成了石千峰組組跨越式下生上儲型基本成藏單元。

3 成藏組合評價(jià)

(1)延432井區(qū)上古生界發(fā)育的幾種類型的成藏組合中，以近儲式下生上儲型成藏組合的成藏條件最佳;源內(nèi)自儲式成藏組合由于儲層和蓋層之間的配置關(guān)系不如前者而次之;跨越式下生上儲型成藏組合較差，則是由于據(jù)主力烴源巖較遠(yuǎn)，又缺乏裂縫等運(yùn)移通道所致。

(2)本井氣藏通過與臨井氣藏對比發(fā)現(xiàn):延432井區(qū)山西組砂體與臨井連通性較好;另外本井太原組和本溪組砂體不是很發(fā)育，但其存在的砂體與臨井均與臨井砂體連通;石盒子組砂體厚度均較小，其與臨井砂體連通情況一般，部分砂體以尖滅形式存在;石千峰組發(fā)育一段砂體。

圖6 延432井石盒子組油藏連井剖面圖

圖7 延432井山西組油藏連井剖面圖

(3)源內(nèi)自儲式成藏組合多為較好組合類型，利于天然氣成藏，近儲式下生上儲型成藏組合多為較好～好級別，而跨越式成藏組合多為較差～差級別組合。

4 結(jié)語

(1)延432井區(qū)上古生界石盒子組和山西組烴源巖樣品基本上已進(jìn)入高成熟凝析油濕氣～過成熟干氣階段;下古生界奧陶系馬家溝組則處于生物化學(xué)生氣階段。

(2)延432井區(qū)上古生界含油氣系統(tǒng)中的儲集層主要由辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體、曲流河三角洲前緣水下分流河道砂體、河口沙壩砂體和決口扇砂體、濱淺湖湖灘砂以及淺海陸棚碳酸鹽巖組成。

(3)延432井區(qū)上古生界含油氣系統(tǒng)存在3套區(qū)域蓋層，一套為石千峰組上部濱淺湖相厚層狀泥巖;一套為石盒子中部和中下部的濱淺湖泥巖;另外一套為山西組山1段的濱淺湖沉積的泥巖。

(4)延432井區(qū)含油氣系統(tǒng)可劃分為3個(gè)具有成生聯(lián)系但又相互獨(dú)立的成藏組合，即源內(nèi)自儲式成藏組合、近儲式下生上儲型成藏組合、跨越式下生上儲型成藏組合。

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